건축구조 최적화 설계란 무엇인가요?

현 단계에서는 시장경제가 지속적으로 개선되면서 건물의 경제적 성과에 대한 관심이 더욱 높아지고 있습니다. 따라서 사양 및 사용 요구 사항을 충족하는 건물을 짓기 위해 최소한의 자재 또는 최소한의 비용을 사용하는 것이 우리의 끊임없는 추구입니다. 하지만 동시에 건물의 안전 성능을 어떻게 보장할 수 있을까요? 따라서 구조의 최적의 디자인 효과가 반영됩니다! 구조 최적화 설계는 단순히 콘크리트와 철근의 양을 줄이는 것이 아니라, 각 부품의 강성 사이의 비례 관계를 조정하고, 각 부품의 응력 특성을 최대한 활용하여, 각각의 장점을 최대한 활용하는 것입니다. 전반적인 구조를 극대화합니다.

1. 건축물의 최적설계의 기본원리는 무엇인가?

1. 기능적 원리

건축공학은 인간의 기본적인 물질적 생활환경이며, 건축구조 최적화의 궁극적인 목표는 물질적 생활에 대한 인간의 최대 요구를 충족시키는 것입니다. 환경 구조 설계 효과는 프로젝트 건설의 전반적인 효율성을 크게 결정합니다. 건물 구조의 디자인을 최적화하려면 기본 기능을 충족하는 것 외에도 미적 측면, 조정성, 편안함 측면에서 개선하여 더 큰 측면에서 프로젝트에 대한 사용자의 포괄적인 요구 사항을 충족해야 합니다.

2. 안전 원칙

건축은 인간의 생존을 위한 기본 생활환경으로서 사람과 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 따라서 사람들은 항상 건설에 대해 상대적으로 높은 요구 사항을 가지고 있습니다. 급속한 사회 경제적 발전의 맥락에서 전통적인 건축 구조 설계 개념과 방법을 최적화하는 것이 필요합니다. 건설 프로젝트의 구조 설계는 기본 사용 요구 사항을 충족하는 것 외에도 안전한 사용 요구 사항을 충족해야 합니다. 즉, 정상적인 생산과 생활을 위한 안전한 생활 환경을 제공하고 엔지니어링 구조 건설에 대한 종합적인 요구 사항을 개선해야 합니다. . 건축물의 최적설계를 맹목적으로 추구하고 의사결정, 설계, 시공단계의 안전성을 무시하는 것은 건축물로서 실질적인 의미가 없을 뿐만 아니라 정상적인 인간의 생산과 생활에 치명적인 해를 끼칠 것이다.

3. 환경 보호 원칙

건설 프로젝트에는 지속 가능한 개발 원칙에 따라 구조 설계를 수행할 때 기능적 요구 사항을 보장하는 것 외에도 다음 사항을 수행해야 합니다. 잘 했어 자원 활용 최적화. 즉, 친환경 건축자재를 선택하고, 건축물의 전체적인 레이아웃의 친환경성을 향상시켜 끝까지 지속가능한 발전을 실천하는 것입니다. 건축자재를 선택하려면 구조적 안전성, 기능성, 환경보호 등 종합적인 요구사항을 충족할 수 있는지 확인해야 하며, 주요 내부구조의 환경보호 실현을 바탕으로 각종 폐기물을 적절하게 처리해야 합니다. 엔지니어링 구조의 포괄성을 향상시키고 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 적용되었습니다 [3].

4. 경제성의 원리

경제성은 건축비 절감이라는 목표를 달성하기 위해 건축물 구조의 최적화 설계를 통해 각종 물적 자원의 절약을 극대화하는 것을 말한다. 건물 구조의 설계를 최적화할 때 우리는 설계 비용을 분석하고, 구조 설계 비용을 제어하며, 시장 경제 조건 충족을 기반으로 다양한 자원의 합리적인 할당을 개선해야 합니다. 경제원리와 환경보호원칙을 종합적으로 분석하여 에너지 소모가 적은 자재를 선택하고, 다양한 자재의 사용을 최소화하며 자재투입비용을 절감하는 것이 필요하다. 또한, 구조물 내부의 합리적인 설계를 통해 공간 활용의 효율성을 높일 수 있으며, 제한된 비용 범위 내에서 보다 효과적인 디자인 솔루션을 얻을 수 있습니다.

5. 건물 편의성 향상 원칙

좋은 건물은 건축, 구조, 장식부터 상하수도, HVAC, 에어컨, 가스, 전기 설비 등에 이르기까지 모든 것을 포괄해야 합니다. 각 전공의 최적화된 디자인 조합은 전체적으로 최적화된 디자인입니다. 하나의 전공만 잘 디자인되었다면 좋은 건물이라고 할 수 없으며, 건물의 구조설계도 그 요구를 충족시킬 수 있어야 합니다. 건물 레이아웃, 내부 공간 높이 및 건물 외관의 기능적 및 외관 요구 사항은 사용 후 사용자가 업무와 생활에 편안함을 느끼게 하여 모두가 칭찬하는 정말 좋은 건물입니다. Architecture 구조 최적화 설계의 시작점이자 발판입니다. 따라서 건물 구조의 최적 설계에는 구조 시스템의 최적화, 힘 전달 경로의 과학성, 구성 요소 배치의 합리성, 구성 요소 및 재료의 올바른 선택 등이 포함되어야 합니다. 사용 후 건물의 편안함을 향상시킬 수 있습니다. 건물 구조의 최적 설계를 위한 중요한 기본 원칙입니다.

6. 다양한 구성 요소에 대해 다양한 안전 계수가 적용됩니다.

현장 타설 철근 콘크리트 바닥 슬래브의 구속 효과는 바닥 빔의 지지력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 1.5배.

그러나 현재 국내 구조계산 소프트웨어는 현장타설 바닥슬래브의 구속효과를 정확하게 반영하지 못하고 있다. 따라서 역학적 계산 결과에 따라 구조설계를 한다면 현장타설 바닥보의 안전계수는 훨씬 높아질 것이다.

한편, 붕괴사고가 발생한 프로젝트에 대한 사고 원인 조사 및 분석을 통해 바닥이나 바닥보의 문제로 인해 구조적 손상을 초래하는 프로젝트의 사례가 거의 없음을 알 수 있으며, 구조적 결함이 아닌 한, 지진 피해 조사의 많은 공학적 사례를 통해 지진력의 작용으로 인한 건물 붕괴의 주요 원인이 대부분 수직 구성 요소의 첫 번째 파괴로 인한 것임을 알 수 있습니다. 벽과 기둥처럼.

실제 구조 설계 작업에서 구성요소의 실제 지지력을 고려하지 않고 모든 구성요소에 동일한 안전계수를 적용하게 되면 건축물의 구조가 안전성과 경제성 측면에서 불합리하게 되는 원인이 됩니다. . 따라서 구조설계 시 독립부재, 정정구조물, 수직부재에 대해서는 보다 큰 안전계수를 채택해야 하며, 바닥슬라브와 바닥보의 안전계수는 적절히 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라 구조물의 전반적인 안전성도 향상시킬 수 있습니다.

2. 건물 구조 최적화 설계의 기능은 무엇인가요?

1. 총비용 절감

구조 최적화 설계에서는 다층 주거용 건물 및 고층 주거용 건물에 비해 층수가 많아지면 총 건축 면적이 늘어나며, 그리고 단위 건축 면적이 차지하는 면적이 작을수록 토지 비용이 절약됩니다. 그러나 건물 층수가 증가함에 따라 건물의 전체 높이도 증가하게 되며, 이때 건물 간 거리도 늘어나게 됩니다. 점유하는 토지의 양은 건물의 층수와 같지 않습니다. 같은 비율로 증가합니다. 기초 부분은 각 층마다 사용하지만, 층수가 많아질수록 기초에 전달되는 하중이 늘어나게 되므로 단위 면적당 비용을 낮추기 위해서는 단점이 있습니다. 지붕이 없습니다. 덮음의 효과는 매우 분명합니다.

2. 건물 구조의 경제성 향상

고층 건물의 건설 비용은 고려해야 할 중요한 요소가 되었으며, 이에 따른 구조 비용은 엄격하게 통제됩니다. 설계자는 건물의 품질을 보장하기 위해 합리적인 계산 모델, 계산 매개변수, 설계 하중, 구조적 측정 및 합리적인 계산 지표를 사용하며 이는 경제적이고 합리적인 철골 함량을 달성하는 중요한 방법입니다. 사양 및 특정 엔지니어링 조건에 따라 계산 결과를 선택하고 합리적으로 사용하여 사양 및 구조 개념을 기반으로 설계하고 필요한 경우 수작업 계산을 사용하여 검토합니다. 저자는 이제 특정 고층 건물 프로젝트의 구조 계산 결과를 두 가지 조건에서 비교하고 설명합니다.

3. 건축물의 최적화 설계 시 주의해야 할 사항은 무엇입니까?

구조설계 최적화 설계는 신규사업의 기본설계, 건축도면 설계, 노후 건축물의 개축 등 설계의 모든 부분에 적용되며, 다양한 이점이 매우 크다. 모델을 연습하고 구조 설계 최적화 방법을 따르는 과정에서 다음 측면에 주의를 기울여야 합니다.

(1) 초기 설계 참여. 전체 건설투자는 예비계획에 의해 직접적인 영향을 받기 때문에 대부분의 건축가들이 계획을 설계할 때 구조의 타당성과 합리성을 고려하지 않는다는 것이 기존의 문제점 중 대부분이다. 및 최종 건축 설계 결과는 구조 설계에 직접적인 영향을 미치며 일부 솔루션은 구조 설계의 난이도를 높이고 전체 건설 투자를 증가시킬 수 있습니다. 구조 최적화 설계가 계획의 초기 단계에 포함될 수 있다면, 다양한 건물 카테고리에 대해 합리적인 구조 형태와 합리적인 설계 계획을 선택하고 좋은 시작을 할 수 있습니다.

(2) 기초 구조 설계. 기초 기초의 구조 설계 최적화는 가장 적합한 솔루션을 선택하는 것에서 시작됩니다. 파일 기초인 경우, 비용을 절감하고 불필요한 낭비를 줄이기 위해 건설 현장의 특정 조건에 따라 파일 기초 유형을 선택해야 합니다. 말뚝 끝 부분의 지지층은 현장 타설 말뚝 선택에 더 큰 영향을 미치므로 가장 적절한 솔루션을 결정하려면 비교를 수행해야 합니다.

(3) 상세한 구조 설계 최적화. 개념적 설계는 설계 과정에서 구체적인 수치화가 없는 상황에서 사용되며, 설계자는 최상의 결과를 얻기 위해 구조 설계 최적화 방법을 유연하게 사용해야 합니다. 거시적인 이해에 맞춰 설계 과정에서도 세부 구조 설계의 최적화에 주의를 기울여야 합니다. 예를 들어 현장 타설 슬래브의 특수 형상 플레이트는 모서리에 균열이 생기기 쉽고 방사형 리브를 추가하거나 추가해야 합니다. 직사각형 슬라브로 나누어져 있습니다. 외관을 설계할 때 외팔보 패널과 외관 보강재는 안전과 경제적인 목적을 모두 달성하기 위해 규정의 구조적 요구 사항만 충족하면 됩니다.

4. 건축물의 최적화 설계 방법은 무엇입니까?

1. 병렬 알고리즘

고층 건물 구조의 주요 요소는 수평력에 대한 구조의 저항입니다.

따라서 내횡운동 성능은 초고층 건축물의 구조설계에 있어 핵심요소가 되었으며, 건축물의 안전성과 안정성을 측정하는 기준이 되고 있다.

건축구조에 있어서 단위 건물구조 면적당 구조자재 중 중력하중을 견디기 위해 사용되는 구조자재의 양은 주택의 층수에 대략 선형적으로 비례한다. 또한, 건축물의 지붕에 사용되는 구조재료의 양은 거의 고정된 값으로 건축물의 층수에 따라 변하지 않으나, 벽, 기둥 등 구조부재에 사용되는 재료의 양은 증가한다. 저항측에서는 건물의 층수에 비례하여 이동방향에 사용되는 구조재료의 양이 증가한다.

2. 신뢰성 최적화 방법

비지진 재해지역의 초고층 건축물 선정 시에는 바람에 대한 저항력이 더 좋은 구조시스템, 즉 바람A를 우선시해야 한다. 압축 계수가 작은 건물 구조 시스템. 예를 들어, 구조적 형태가 원형, 타원 등 곡선 및 유선형으로 변화하는 건축물 구조나 아래에서 위로 갈수록 구조가 점차 감소하는 원추형 시스템은 풍압형상계수가 작아서 유리하다. 좋은 바람 저항. 또한 평면적으로 구조물을 배치할 때 평면형상이 균일하고 대칭적이며 구조적 강성분포를 갖는 구조시스템 유형을 선택하는 것이 적합하며, 이는 풍하중에 따른 비틀림 효과에 따른 구조적 변형 및 내부력의 영향을 크게 줄일 수 있다. .

3. 고층 시스템 최적화 방법

건물의 성능이 다르기 때문에 내부 공간에 대한 요구 사항도 다릅니다. 동시에 고층 건물 구조는 다양한 기능을 사용하므로 레이아웃도 변경됩니다. 일반적으로 작은 공간 배치 계획은 주거용 객실과 호텔 객실에 적합하며, 사무실 건물은 크고 작은 공간 배치에 적합하며, 큰 공간 배치 계획은 쇼핑몰, 레스토랑, 전시장, 공장 건물에 적합합니다. 넓은 공간 배치 계획에 적합합니다. 구조물 내부에 기둥이 없는 넓은 공간이 필요합니다. 구조 시스템에 따라 내부 공간의 크기가 다를 수 있으므로 건물 구조 설계 단계에서는 건물 구조의 용도 기능에 따라 적절한 구조 유형을 먼저 선택해야 합니다.

5. 건물 구조물의 최적화 설계 방법은 무엇입니까?

1. 강화 전단벽 설계

전단벽 교각에 대한 실험적 연구에서도 축방향 압축비가 일정 값을 초과하면 연성 전단벽이 되기 어려운 것으로 나타났다. 압축굽힘부재의 연성이나 항복후 변형능력에 영향을 미치는 요인으로는 단면크기, 콘크리트 강도등급, 종방향 철근, 축방향 압축비, 스터럽량 등이 있다. 주요 요인은 축방향 압축비와 의 특성값이다. 등자. 관절-다리 벽은 연결보로 연결된 벽 팔다리로 구성되어 벽 팔다리의 제약이 증가합니다. 결합빔의 강성 증가는 필연적으로 구조물의 지진효과를 증가시키므로, 결합빔과 벽체 사이에 분포되는 내부력도 그에 따라 증가하게 되며, 이때 구성요소의 보강량도 증가되어야 함은 당연하다. 이러한 설계 결과로 인해 필연적으로 폐기물이 발생하게 됩니다.

2. 세부 최적화에 주의

(1) 전체 디자인에 중점을 두는 동시에 구조의 로컬 구성 요소에 대한 정밀한 디자인도 강화해야 합니다. 예를 들어, 현장타설 슬래브 설계 시 특수한 모양의 슬래브를 직사각형 슬래브로 분할하여 합리적인 응력을 달성하고 모서리 균열 발생을 방지하십시오.

(2) 하단 프레임 내진벽의 하단 프레임 빔의 스터럽 수량은 일반적으로 이 때 냉간 압연 리브 철근을 스터럽으로 사용하는 경우 스터럽 다리 수 또는 스트럽 수량이 더 큽니다. 등자 직경을 줄여 비용을 절감하고 시공을 용이하게 할 수 있습니다. 또한 바닥 부분을 줄이기 위해 기둥 구성 요소에는 고강도 콘크리트를 사용하는 것이 좋지만 수평 구성 요소의 콘크리트는 콘크리트 마크 수를 적절하게 줄이고 응력 요구 사항을 충족하며 비용도 절감할 수 있습니다

(3) 컴퓨터 기술과 구조최적설계이론을 결합하여 컴퓨터해석소프트웨어를 이용하여 최적설계를 위한 해석모델을 구축하고 효율적인 컴퓨터최적화계산방법을 사용하여 구조설계의 목표요구사항을 설정하고, 궁극적으로 구조설계의 최적화 목적이 달성됩니다. 특정 최적화 설계 프로세스에서 최적화 설계는 실제로 엔지니어링 문제에서 수학적 문제로 변환되었습니다.

3. 구조 설계 최적화 방법의 적용

구조 설계 최적화 방법 및 기술의 적용은 주택 프로젝트의 전체 구조 최적화 설계와 주택 최적화 설계에 구현됩니다. 주택 프로젝트의 부분적인 구조. 그 중 주택사업 하부구조의 최적설계에는 기본구조계획의 최적설계, 지붕시스템계획의 최적설계, 외피구조계획의 최적화설계, 구조상세의 최적화설계 등이 포함된다. 설계.

위 측면의 최적화된 설계에는 모델 선택, 레이아웃, 스트레스 분석, 비용 분석 등도 포함되며 특정 프로젝트의 실제 상황과 결합하여 설계 사양 및 사용 요구 사항을 충족한다는 전제를 기반으로 해야 합니다. 포괄적인 경제적 이점에 중점을 두고 구조 최적화 설계를 목표로 합니다.

4. 구조 설계 최적화 방법의 실용 가치

건축 구조의 장기적인 이점을 충족한다는 전제 하에 건물 구조에 대한 단기 투자는 다음과 같아야 합니다. 최소화하고 건축구조의 신뢰성과 합리성을 높여야 한다. 기존 설계와 비교하여 설계 최적화 기술을 사용하면 건설 프로젝트 비용을 5%-30% 절감할 수 있습니다. 최적화 기술의 실현은 재료 특성을 가장 합리적으로 사용할 수 있으므로 건물 구조 내의 다양한 단위가 가장 잘 조화되고 건축 규정에 규정된 안전을 확보할 수 있습니다. 동시에 건물의 전반적인 설계에 대해 합리적인 결정을 내릴 수도 있습니다. 최적화 기술은 건축 설계의 "적용성, 안전성 및 경제성" 목표를 달성하는 효과적인 방법입니다.

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