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房屋建筑结构设计的优化技术

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    开心
    2021-10-16 17:17
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2021-10-13 18:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
      1.房屋建筑结构设计中的优化技术概述
      
        房屋建筑结构设计中的优化技术主要是指在保证房屋建筑质量的条件下,在尽量降低成本的条件下,通过优化设计方案,完成房屋建筑的结构设计。对房屋建筑结构进行优化设计,一般分为主体结构的优化和子结构的优化。从部分结构设计优化方面来分,又分为上部屋顶结构设计、中部主体结构设计和下部基础结构设计。此外还包括建筑结构选型、建筑结构受力设计、建筑结构的布置设计等内容。总之,要以房屋建筑的主体性结构为主,在保证设计满足房屋建筑质量与安全的基础上进行优化。同时,要注重工程造价,这对建筑企业的经济效益具有重要作用。不能盲目追求结构设计的优化,要在合理的资金投入范围内,既满足房屋建筑的实际居住需求,又兼顾房屋的美观程度。在优化过程中,要对房屋建筑结构进行科学分析,有针对性地进行。
      
        2.房屋建筑结构设计中优化技术的意义
      
        在房屋建筑工程结构设计中,保证建筑工程的质量是关键。在保证安全与质量的基础上,对建筑结构进行整体分析、考量,对相关数据信息进行综合评价,找出结构设计上的不合理之处,或者在结构设计上寻求创新,采取有效、有针对性的优化措施,不仅能够使房屋建筑的结构更加科学、合理,在一定程度上还会降低施工成本,降低了整个工程的造价,有利于提高建筑企业的经济效益,促进建筑工程的不断发展。
      
        3.房屋建筑结构设计中的优化技术应用具体分析
      
        3.1房屋建筑基础结构的优化设计
      
        在房屋建筑结构优化设计中,首先就是地基的优化设计。地基结构设计是整个结构设计的基础,这是保证建筑工程顺利进行设计与施工的关键。特别是在建筑行业发展迅速的背景下,市场竞争越来越激烈,相关政策制度对地基结构设计的要求也越来越高,为了保证建筑工程的性能,满足人们的实际需求,需要相关设计人员认真考察建筑区域的实际情况,同时结合建筑物的实际情况,科学、合理地制定地基结构设计方法,对此进行优化设计,力求选择造价最低、性能最好、结构设计最优的方案进行施工。
      
        3.2案例分析
      
        对于地基基础结构的优化设计,首先,要科学地选择合理的设计方案,如果是桩基础,桩基类型要根据施工场地的具体地质条件来选择,在保证设计质量的同时,尽量降低造价。对于桩端持力层进行仔细分析、比较,最后确定最佳的方案。3.2.1案例1某工程位于福州市晋安区鼓山镇化工路北侧、东山路西侧,方位示意见图1,根据相邻地块已施工完基础项目的判断,采用管桩的造价比冲孔桩的造价高。因此,前期慎重桩基选型极为重要,可以从以下几方面综合考虑。1)根据地质提供的资料初步计算,判断管桩和冲孔桩的经济性。地质土层分别为:①杂填土,厚度1.5~3.60m;②粉质黏土,厚度0.60~6.50m;③淤泥,厚度4.50~10.20m;④含碎石粉质黏土,厚度0.80~5.10m;⑤粉质黏土,厚度1.20~14.40m;⑥淤泥质土,厚度2.20~7.80m;⑦卵石,厚度0.90~6.10m;⑧全风化花岗岩,厚度1.30~8.30m;⑨砂土状强风化花岗岩,厚度1.90~29.60m;⑩以下为碎块状强风化岩及中风化岩。2)采用PHC500-125AB管桩(承载力特征值2400),根据项目部提供的造价大概为145元/m,由于存在卵石层,管桩无法穿透,后期补桩30根,而且淤泥层厚度超8m,违反省标规定,因此,必须采用水泥土搅拌桩固化土层。见表1。2)采用800灌注桩(施工方式不讨论),持力层为中风化层,并使用后注浆工艺,且参考其他项目承载力特征值取5000,见表2~3。4)由于现场地面有较多的杂填土,地面上存在较厚的淤泥,管桩走机需采用地面处理,按工程部提供的数据,现场换土的平均深度为2.5m,挖方的价格为70元/m3,砖碴回填为40元/m3,以5#的施工范围(1500m2)计算,总费用为42万元。5)从工期考虑,管桩施工日期为8月17日~11月12日,将近90天,灌注桩按照平均3天一根,5台机,大概需要70天,时间也相近。综上所述,152-65-27.4-42=17.6万元,虽然管桩比灌注桩便宜,但是管桩在施工前,需要对场地进行处理,施工工期反而比灌注桩长了,考虑整个工程的贷款利息,采用灌注桩反而节约成本。3.2.2案例2天津市某项目对于高层地库顶板结构方案问题进行了优化处理,减少地库土建投资约15元/m2,造价经济,施工方便,效果美观。1)天津地区一般做法。目前地下车库设计中一般选用两种楼盖形式:梁板楼盖和无梁楼盖。梁板楼盖体系简单,计算软件模拟度高,天津地区建筑结构楼面采用梁板结构较多。2)本项目结构优化做法。地下车库一般顶板荷载较大,抗侧力要求较低,设备管道较多,无梁楼盖较之传统的梁板结构体系具有建筑效果好、有效降低地下室层高、方便设备安装等优点,非常适合采用无梁楼盖作为地下车库顶板。本项目施工图开始前,选取标准5跨8.1×8.1(m)网格进行计算,我们对采用两种结构方案的地库顶板结构做了详尽对比,见表4。3)成果。通过以上对比可以看出,若采用无梁楼盖方案,则采用350mm板厚+700mm柱帽的无梁楼盖结构最为经济。在有消防车荷载作用下,梁板结构较无梁楼盖结构节省10元/m2,在无消防车荷载作用下,梁板结构较无梁楼盖结构造价高出10元/m2。但有消防车荷载的地库所占面积比例较小,且采用无梁楼盖方案,地库层高可由3700减至3500,可减少土方开挖、降低竖向构件等成本,根据以往的经验数据分析,如果地库层高减少200mm,则可减少地库土建投资约15元/m2。天津地区由于地下车库内采暖与通风排烟管道较多,且因严寒天气给水、中水及采暖管路均需做保温,管路较多及保温厚度等因素对车库的层高影响较大,通常天津地区地下车库层高在3600mm以上,本项目无梁楼盖方案层高为3500mm,在天津地区已达到较高水平。采用350mm板厚+350mm柱帽的无梁楼盖方案,造价上较经济,施工也较方便。施工完工后建筑效果较为美观。
      
        4.结论
      
        综上所述,房屋建筑结构设计中应用优化技术,是我国建筑行业快速发展的实际需要与具体要求。建筑设计人员要不断提升自身的专业设计能力,根据建筑工程的实际情况,有针对性地采用合理的优化技术,对建筑结构进行优化设计,不断提高设计水平,促进建筑行业健康、稳定发展。
      
        参考文献
      
        [1]徐凌云.探讨房屋建筑结构设计中优化技术的应用[J].中国房地产业,2016,31(15):91-92.
      
        [2]赵良恒.房屋建筑结构设计的经济性及优化技术应用探讨[J].建筑,2014,61(17):72-73.


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