摘要:现今我国土建工程发展平稳,在中国特色社会主义制度的帮助下,高水平土建工程如雨后春笋般接连而生。相比于旧时代注重横向载荷力的建筑来讲,现今的建筑更注重于垂直载荷力,几百米的大厦、全玻璃外观等设计随处可见,这就要求我们当今的土建设计师、工程师积极学习新内容,积极开阔眼界,为我国土建工程作出突出贡献。下文将对我国土建结构设计中的细节与优化方案进行分析,为土建结构的设计提供参考。
关键词:土建截稿;设计细节;优化方法
1. 土建结构优化设计现状分析
计算与分析,为整体的建筑工程结构做出专业详尽的结构设计方案。
由于我国土建结构优化设计起步较晚,存在诸多不良因素阻碍结构优化设计的高速发展。具体不良因素如下:第一,设计人员是土建工程项目重要的参与者,设计人员的专业技能和综合素质的水平直接影响土建结构优化设计的发展。一些设计人员缺乏实际工作经验,专业技能水平不够高,不能很好的将理论知识投入实际建筑工作当中。第二,我国关于土建工程体系的规范条例不够完善,以至于有关设计人员在实际土建设设计过程中难以找到相关制度作为参考,降低了实际的使用效果。第三,土建结构优化设计对专业知识结构等相关方面都提出了更为严苛的要求,但在设计过程中某些细节中经常容易被忽视,如对建筑垂直载荷的关注,超长结构部分如何处理,承载柱的设计等等。
2. 土建工程结构设计优化技术的必要性
2.1 在当前有国内外土建工程结构设计优化技术成功运用并取得显著成效的经验基础上,进一步证明了设计优化技术重要性和必要性,其必要性主要体现在可以提升建筑的整体质量,可以在一定程度上降低建筑工程的成本,还可以逐步加快工程的施工进度。
优化结构设计不仅可以提升土建工程的质量水平,进一步保障人民的生命财产安全,而且可以在工程整体设计过程中降低成本,减少不必要的资金输出。从更深的角度讲,能否科学合理的运用实际的优化设计,不仅关系到整个建筑工程能否顺利建成,还关系着能否提升结构优化设计的技术能力和水平,也即能否结合已知的设计技术,开拓出新型的设计方案,以支持更高技术工程的开展工作。
2.2 提升结构优化设计也具有实际应用意义
完全可以在多次提升结构优化设计的过程中提高技术能力,将建筑施工中的实际工作与将产生的经济效益有机结合并合理分析,这样既可以降低成本,完善结构类型设计,又可以不断开拓新型技术,其重要意义不言自明。要提升结构优化设计的实际应用价值,就要在实际应用中不断总结经验来促进技术发展和工程建筑的整体运行。在实际应用中出现的各种问题均能反映结构优化设计当中的优劣良莠,并进行细致划分,根据实际情况用于实践和技术检验,从而带动整体实践性,并进一步带动建筑工程行业的稳步前进和经济效益的稳定增长。对结构进行不断优化和实践,是结构优化工作更具实践的重要意义。
3. 土建工程建筑设计优化的措施分析
3.1 对土建工程的空间结构进行优化
从古至今,人们在建筑自己的居所时,对空间结构的要求都是极高的,合理的生活活动尺寸比例能够带给居住者一个舒服的生活环境。近年来,随着社会的发展进步,人们对生活水平的要求逐步提高,对房屋建造时的空间结构要求也越来越高,促使土木建筑的空间结构不断优化。
空间结构的优化需要在土木建筑设计之前对其用处进行规划和明确,然后将空间结构合理的运用在里面。其次要对各个房间的建筑面积和使用面积进行计算,将空间最大限度的利用。但是在对空间结构进行优化的同时也要注意房间结构的美观度,不能因为过度追求使用面积而破坏土木建筑的美观性。从合理规划建筑面积和增加美观度等多方面综合优化才能使土木建筑更具备市场竞争力。
3.2 增加土建工程的舒适度
随着社会经济科技的迅速发展,人们的物质生活水平不断提高,对土木建筑的舒适度要求也逐渐增加。对土木建筑工程中的活动空间进行合理的科学的规划,能够很大程度增加土木建筑在使用时的舒适度。这样不仅能为使用者提供最大程度的使用空间,还能为居住者提供舒适安全的居住环境,满足心灵上的需求。除此之外,对房屋进行适合自己的装修设计也能很大程度的提高土木建筑的舒适度。采用环保的建筑材料,新型的装修风格等等,都是土建工程舒适度的基础。
3.3 优化独立基础设计
在土建工程的方案设计中,地基工程作为工程的核心基础,成本造价投入也相对较高,多在工程整体造价的1/5左右,对此,建设工程为提高地基承载力,降低工程造价投入,优化基础设计非常重要。在对工程建筑的基础结构进行设计时,按地基承载力特征值确定底面积时,传至基础底面上的作用效应应采用正常使用极限状态下的标准组合值,而不是采用承载能力极限状态下的基本组合值,合理的将基础底面积控制在相应范围,减少钢筋用量。除此外,优化独立基础设计时,可对地基承载力合理修正。根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.4条规定,当基础的宽度应大于3m或者埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或者其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值应进行修正。使用修正后的承载力特征值,能够有效减少工程的基础的面积。在工程建设中,建设方为加快工程进度,设计人员无奈之下采用保守的经验值作为地基承载力特征值,造成基础面积的增大,在施工中需要更多的钢筋,增加了造价成本。
3.4 优化框架柱的设计
在本次设计中,办公楼采用框架结构形式,首先,设计人员应加强对框架柱的设计。设计人员应对框架柱进行合理选择,确保框架柱能够满足规范要求。在框架柱选择中,设计人员应根据工程的实际情况对轴压比等进行计算,得出合理的数值选出适合工程的框架柱。对于框架柱的设计而言,作为控制截面尺寸的关键因素之一,轴压比尤其重要,考虑柱截面,不仅要避免截面过小,增加钢筋的使用量;还要避免若因截面尺寸过大致使轴压比过小,则易导致钢筋与混凝土的用量增加,增大成本投入,因此,通常保证轴压比与其限值的比值接近0.8。
通过对大量的土建工程建设进行分析,可知在框架柱进行计算时按双偏压进行计算比按单偏压计算得出的数值略大,故在优化框架柱的设计时,设计人员可先行利用单偏压进行框架柱的计算,再利用双偏压进行检验,保证框架柱的选择能降低工程成本,且满足安全要求。
另外在框架柱设计中还需注意:
(1) 框架柱纵筋可以采用大直径钢筋+小直径钢筋的配筋形式,以使实际配筋与计算或构造要求配筋更接近,且大直径钢筋放置在角部。
(2) 计算框架柱的体积配箍率计算时,Acor应为框架柱箍筋范围内的混凝土核心面积,而不是框架柱的截面面积。
(3) 抗震等级为三级时,截面400x400mm的框架柱箍筋最小直径可为6 (与基础相连端为8) 。
(4) 应注明柱纵筋 (直径大于等于12mm) 时,采用电渣压力焊接。
结语
通过上文对现今土建结构设计现状的分析可见,我国土建结构设计方面仍存在诸多问题,创新能力不强、土建结构设计人才的缺失、参考资料的不足等都需要我们进行反思与改善。在今后的发展过程中,我们应当大力引进科学技术,提高设计人员、施工人员专业知识水平,做出更好的土建工程。
参考文献
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