浅谈建筑结构工程设计的系统优化及原则

时间：2024-09-15 19:43:00 工程力学毕业论文我要投稿

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浅谈建筑结构工程设计的系统优化及原则

　　1 我国建筑工程结构设计的现状

　　1.1 对于设计人员的资质没有重视

　　有的企业为了获得更多的利益，欠缺一些考虑，把重要的任务交给没有工作经验的毕业生或是资质不够的建筑工程结构设计人员，这些人认为自己可以胜任这份工作，他们认为在电脑的辅助下可以完成这份工作，就会变得很容易，出现的问题就会迎刃而解，这些人有这种想法是不对的。虽然电脑进行了广泛应用，但是设计工作还应该交给专业的工作人员进行设计。

　　1.2 对于计算机软件过于依附

　　随着科学技术的不断发展，目前人们在一定程度上越来越依附于电脑，对电脑的依附程度逐渐提升，这种依赖是不可以的。虽然电脑的设计软件给建筑工程结构设计人员带来了极大的方便，但是大多数设计人员普遍指导这种只是带来了方便，仅此而已，设计人员不会把计算机的设计软件当成权威。

　　2 优化建筑结构工程系统设计

　　建筑工程结构设计的方案不可能只设计一个，会设计很多个，因此，建筑结构工程系统设计人员可以从诸多方案中选取最可靠的一个方案，这个可靠地方案必须是边界技术和经济同时可行域边界条件的方案为可行方案，这个方案必须是可行方案中可以让规定的目标函数达到最优良的那一个方案，接下来，我们可以找一个简单的例子说明一下，如图 1 所示。

　　图 1 是一个矩形等截面简支钢梁：E=2.1×106MPa，P=78kN/m3，[σ]=200MPa，梁 h=16cm，梁宽 b=8cm，跨中最大挠度lmax=0.0035，请问：我们跨中集中荷载的作用下怎么样对这根梁进行有效设计？图中 P 是我国结构设计之前的所承受的外力，为此，我们可以按照受弯构件的强度条件 Mmax≤ [σ]W 进行 S 抗弯模量的选择，S=bh2/6 矩形的截面来说，我们可以在按照结构的要求以及设计规范的规定确定 h 或者 b，最后我们得出的 h、b还应该进行刚度校核的核对，就是 -Pl3/48Elmax，核对完成后，结构设计的任务也就大功告成了；如果校核没有通过时，我们应该选择另外一组，即 h、b 在进行校核，根据设计经验进行有限次选择后，总有一个结果会满足强度条件，同时还能满足刚度条件的截面尺寸。从上述不难看出，之前的结构设计没有把设计中追求的目标和应该满足的条件进行有机结合。所以，通常来说，得出的结果不一定就是最优设计结构优化设计原则，另一方面，提出问题，由已知条件 b=8cm，h=16cm 来说，截面可以是有数组合也可以是无数组合，但是两者中必然有个组合能满足强度条件同时又能满足刚度条件，那么，重量最轻的就是最优质的截面，因为设计所追求的目标就是结构优化设计，重量最轻和可以满足条件的有机结合，运用最优化的方法进行搜索。指导最优质的目标出现才能停止。所以，我们最终得到的结果就是最优质的设计，图 2 就是最优设计。

　　3 建筑工程结构设计的原则

　　3.1 建筑工程结构方案的选择要合理

　　具有可行性的结构形式和结构体系才是一个优质的结构方案，这样的结构方案才是一个成功的设计。在建筑工程结构设计方案中的结构设计体系应该具有受力明确和传力简捷等特点，在建筑工程结构设计的过程中同一结构单元中只能有一个结构体系，地震区应力求平面和竖向布置的规则。所以，我们应该对水、电等企业进行商讨，经过商讨结束后再进行结构的选型工作，结构方案的确立，还应该对方案进行比较，选择优良的方案。

　　3.2 选用对应的结构措施

　　我们要谨记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的原则；注意钢筋的锚固长度，特别是钢筋的直线段的锚固长度；构件的延性性能需要注意；对于薄弱部位应该加强；温度应力也应该进行考虑。除了这些我们还应该注意平面和立面的布置、均匀、对称、规整的原则；在建筑工程结构设计的薄弱环节尽量少出现；以及正常使用极限状态的验算等，这些都需要结构概念设计作指导。

　　3.3 基础方案的选择要适合

　　建筑工程的地质条件在建筑工程结构设计的基础设计中占有重要地位，首先我们应该对地质的上部结构的类型和载荷的分布情况进行勘测和讨论，同时，我们还应该考虑建筑物与建筑物之间的影响，建筑工程施工的条件等，要对多种因素进行分析探讨，因此，我们必须选择经济合理的基础方案。在基础方案设计的时候应该让地基发挥最大的作用，同时，如果必要，我们要对地基变形的情况进行检验。

　　4 结语

　　我国人口越来越密集，我国科学基础的发展也越来越快，建筑企业不应该把建筑工程结构设计当成是获得更多利益的手段，应该作为一份关系人们生命财产安全和未来发展的责任来看。所以，只有我们重视建筑工程结构设计，才能更好地完成结构设计，才能为企业提升市场的竞争力。

　　参考文献

　　[1] 李金鹏 . 建筑工程结构设计现状与发展探讨 [J]. 科技创新与应用，2012.

　　[2] 王艳霞 . 建筑工程结构设计现状与发展 [J]. 科技风，2011.

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