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关于建筑设计优化合理化建议书
建筑工程在设计优化的过程中,我们可以提出合理化建议。小编为大家精心准备了建筑设计优化建议书,欢迎大家前来阅读。
建筑设计优化建议书篇一
本工程的结构设计咨询工作是在工程初步设计已经完成,并经建设行政主管部门审批后介入的。进行的方式是介入后的结构设计全过程控制,包括对初步设计的修改完善,对施工图设计过程的控制和对施工图成果的审核三个方面的'工作内容。
本工程位于山东淄博,地下一层车库,地上一二层营业、办公,三至十八层住宅,框架—剪力墙结构,平板式筏形基础。工程抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度,地震基本加速度值为0.10g,剪力墙抗震等级为二级,框架抗震等级为三级,设计使用年限为50年,地基基础设计等级为甲级。
本工程设计方案原为剪力墙结构,并已通过了建设行政主管部门的审查。考虑到下部楼层为营业和办公,在咨询过程中首先探讨采用框架—剪力墙结构的可行性和优点,配合设计单位对结构方案进行了调整,由剪力墙结构改为框架剪力墙结构,并合理的而布置剪力墙和框架柱,优化了地基基础的设计方法,通过多次的设计计算、分析比较、合理调整来满足规范规程的而要求,保证结构的安全性和经济性。
在结构施工图设计过程中,多次与结构设计人员交流沟通,统一了设计的做法和上机计算数据,事先控制保证了结构的施工图设计沿着安全、合理、经济的思路进行,使最终的结构施工图成果文件差错少、质量优、经济性好。
施工图绘制完成后,对结构设计的成果进行了审核,并提出了审核意见。配合设计方对施工图审查咨询中心的审核意见进行了修改,对部分审查意见与审查专家进行了沟通说明,修改后的施工图交付建设单位。
设计咨询工作和精益求精的结构设计保证了结构设计的技术质量和经济质量,达到了使营业、办公空间布置的方便合理,地下车位的增加,合理的混凝土用量,较低的用钢量等多方面效益。通过结构设计的咨询优化,给投资方带来了很好的效益,使投资方非常满意。
建筑设计优化建议书篇二
高层建筑项 目投资大,建设周期长,对其进行优化设计能够有效的减少投资金,但是,由于设计变量、约束条件、计 算量过于庞大的原因,高层建筑的结构优化设计并未有效的展开。分析了高层建筑结构和工程优化设计理论的发展趋势,研究了高层建筑结构优化设计中存在的问题,并探讨了利用满应力设计法进行高层建筑的结构优化设计的可行性。关键词 :高层建筑;结构设计 ;优化设计
高层建筑是随着社会生产的发展和人们生活的 需要而发展起来的,是城市和工商业发展的结果,而 建筑技术的进步,轻质高强材料的出现以及机械化、 电气化、计算机在建筑中的应用,又为高层建筑的发 展提供了物质和技术基础。
(一) 高层建筑结构的发展趋势
第一,钢筋混凝土材料重新得到重视。20世纪 9O年代以来,美国、日本等原来从高层钢结构起步 的国家开始大力发展钢筋混凝土结构。与钢结构相 比,钢筋混凝土结构具有整体性好、刚度大、位移小、 舒适度佳、耐腐蚀 、耐高温、耐火、维护方便等优点。
此外,即使是在美、日等钢铁工业发达的国家,钢筋 混凝土造价还是低于钢结构。特别是 20~40层区 间的住宅,多采用钢筋混凝土框架或框架一剪力墙 结构。我国的高层建筑中,绝大部分为钢筋混凝土 现浇结构,只有少数采用了钢结构。轻混凝土、高强 混凝土、钢管混凝土、型钢混凝土等理论技术已经成 熟 ,而非金属配筋、新型预应力钢棒等混凝土增强材 料技术的不断发展,也为钢筋混凝土材料的重新崛 起提供了条件。
第二,组合结构的高层建筑发展迅速。采用组 合结构可建造比混凝土结构更高的建筑,不但具有 优异的静、动力工作性能,而且能大量节约钢材、降 低工程造价和加快施工进度。在不同的情况下,可 以取代钢筋混凝土结构和钢结构,科技含量也较高, 对环境污染也较少,已广泛应用于冶金、造船、电力、 交通等部门的建筑中,并以迅猛的势头进入了桥梁
工程和高层与超高层建筑中。在强震国家 日本 ,组 合结构高层建筑发展迅速,钢筋混凝土组合柱应用 广泛。由于钢管内混凝土处于三轴受压状态,能提高承载力,从而可节约钢材。而香港的中国银行采 用巨形组合柱的建筑设计方法,获得了十分可观的 经济效益。随着混凝土强度的提高以及构造和施工 技术上的改进,组合结构在高层建筑中的应用可望进一步扩大。
第三,新型结构形式的应用不断增加。框架体系、剪力墙体系和框架一剪力墙(支撑)体系是高层建筑的传统结构体系。筒体结构出现于 2O世纪 6O 年代,它的问世对高层建筑的发展有重要影响。根 据筒体的不同组成方式,分为框筒体系、筒中筒体系 和多束筒体系3种类型。筒体最主要的受力特点是 它的空间受力性能。无论哪一种筒体 ,在水平力作 用下都可以看成固定于基础上的箱形
悬臂构件 ,它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力,并 具有很好的抗扭刚度。因此,该种体系广泛应用于 多功能、多用途、层数较多的高层建筑中。而 2O世纪 8O年代发展起来的巨形结构(巨形桁架、巨形框架)、应力蒙皮结构、隔震结构等也都已经开始了广 泛 的应用 。
第四,智能建筑的发展异军突起。现代建筑技术和高新技术产业的结合促成了智能建筑的产生,在高层建筑中有更广阔的应用前景。智能建筑是建筑、装备、服务和经营四要素各 自优化、相互联系、全面综合并达到最佳组合 ,以获得高效率、高功能与高舒适的建筑物。智能建筑是通过对建筑物的4个基本要素,即结构、系统、服务和管理,以及它们之间的
内在联系,以最优化的设计,提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷 高度安全的环境空间。智能建筑的构成至少必须具备三大系统:设备管理 自动化系统、通讯网络系统、办公 自动化系统,并以此应用现代 4C技术构成智能建筑结构与系统,结合现代化的服务与管理方式给人们提供一个安全、舒适的生活、学习与工作环境空间。
(二)工程优化设计理论的发展
第一,工程设计软科学的发展。实际上,人们在处理事物时都会遇到硬、软两种因素。硬因素就是有实体的物质系统中的一些因素;软因素就是精神意识系统中的一些因素。软科学和硬科学的区分是相对的,不应该也不可能给出截然划分的界限。目前的工程设计主要侧重于力学分析,具有硬科学的性质。力学分析只是荷载决定后计算结构力学反应
的一种手段,是工程设计所使用的工具之一。在工程设计中,更重要的是必须进行很多运筹、决策和规划的工作,这些工作具有软科学的特点。所以,工程设计应该是硬科学和软科学的结合 ,这就需要建立全面的、崭新的工程设计理论。在土建工程设计的前期,有许多重大的问题需要进行科学的决策,包括工程项目的可行性论证、工程项 目的总体规划及功能优化、结构的造型、结构设防水平的决策等。所有这些前期的决策工作,其影响都远大于目前的以结构计算为主的优化设计工作。
第二,工程项目功能优化的发展。在经过可行性论证决定了工程项 目的任务、规模、建设地点、建设分期等重大问题之后,就需要考虑工程建设的总体布局及规划,这也是一个重大的决策,直接影响工程的社会和经济效益、运行的功能和对环境的美学效应。在优化整个工程项 目的功能时,可以利用价值工程的某些概念和手段来改善现有的方法。价值工程是一门软科学,依靠集体智慧有组织地研究系统的功能,揭示系统中的必要功能与总成本间的最佳匹配。价值工程的基本观点是对产品及其各个组成部分进行功能分析,在很多情况下,这样做都是很有好处的,因为人类制造任何产品,实际上是为了使用该产品的功能,例如,兴建电视塔、水塔等高耸构筑物是为了求得一个工作高度,兴建房屋是为了提供一个工作、生活和娱乐的空间,兴建桥梁是为了求得一个跨越的媒介,兴建雕塑是为了美学享受或某种纪念。在进行工程项目的总体规划时,从功能出发,可以开拓视野,减少习惯的束缚。
第三,工程结构系统全局优化的发展。各个结构独立优化和拼凑而成的工程系统并不一定优化 ,只有当工程系统中各个结构之间不存在任何横向约束时,各结构的独立优化才形成工程系统的优化。只有从大系统全局进行优化,才能真正收到优化的效果。近些年,在解决抗灾结构优化设计方法的实用化问题上,研究者以设防烈度 ,d作为优化参数,并且比较容易和切实地将结构造价 c(,d)和损失期望 (,d)表为结构设计方案 (,d)的函数,原因在于现行规范将抗灾结构的失效简化为单失效模式 ,并地震烈度度量结构抗力和地震的作用,这就使结 的优化得到了极大的简化。此外,现行规范得 以 理地提出了三级失效准则。结合这两个举措 ,就 成了国内外所共识的“小震不坏,中震可修,大震 倒”的设计原则。
第四,工程项 目全寿命优化的发展。以往的优 设计理论针对的都是具体的结构,而在工程实际中,一般都是整个工程大系统的优化设计问题,其由 多子系统或者结构组成,具有高维数、多目标、变量种类多、约束耦合复杂等难点,故其子系统的独立优化并不能带来整个大系统的优化方法。实际的工程系统优化模型往往预先不知道,需要通过子系统或者结构的具体优化模型来构造大系统的全局优化模型。工程的全系统全寿命优化就是考虑了工程系统中的动态可靠度与模糊因素,在各个阶段的优化中都应该以工程项 目的全局作为优化对象,而各个单元的优化必须在总体全局优化的指导下进行。这是一个从工程项目可行性开始,直至工程设施报废全过程的优化体系,优化 目标不仅包括近期的投资和效益,还包括长远的经济和社会效益,后者包括服役期间使用单位企事业运营的直接经济效益的期望值和遇到灾害时工程失效带来的损失的期望值。
(三)高层建筑结构优化设计中存在的问题
目前 ,结构优化的应用远远落后于理论进展 ,特别是高层建筑土木建筑结构的优化设计应用还不普遍。其主要原因有 :
第一,只重视结构尺寸的优化,即在给定结构的几何形状、拓扑和材料的情况下,求出满足约束条件的最优构件截面,而忽视结构整体的优化。已有的研究结果表明,形状优化比尺寸优化更有意义。单纯的尺寸优化无法接近最优的结果,因此,也就不能完全令人信服。设计人员较普遍地认为,结构设计只要结构方案和布置合理,上部结构又有 比较成熟的'计算机软件进行分析计算,构件截面只要通过计算结果满足规范即可,认为上部结构相对下部结构,即地基基础部分 ,特别是软土地基的意义不大,因此对上部结构截面的优化所能达到的经济效益未予以充分的重视。
第二,优化的目标还不能完全符合工程的需要。 由于实际结构问题往往十分复杂,存在设计变量多、 约束条件多、受建筑功能限制较大等难点 ,多种因素 甚至不确定性因素使得 目标函数在建立后只能得到 相对最优解。而且,目前尚没有实用的高层建筑优 化分析软件,而应用现有的各种计算机分析软件进 行截面优化并不是简单的几次尝试就能达到效果 的,因此 ,无论是机时,还是设计进度,都较难允许实 施这种优化方法。很多高层建筑设计项目,结构方案和布置还是比较合理的,其构件截面也是同类型结构中常用的尺寸,但是计算分析后还存在某些薄弱环节,为了改善这种受力状况,增大构件截面却未能得到明显改善,反而增加了材料耗量。第三,离散变量优化问题。建筑物尺寸以及钢筋、型钢规格型号等都不是连续变化的,因此,传统的优化方法,如各种梯度算法、对偶算法等解析算法
均无法胜任。而且,由于问题的规模较大,随之带来的计算量急剧增加的“组合爆炸”问题也会使计算量急剧增加。
(四) 高层建筑结构优化设计的方法
对高层建筑结构方案进行优化采用何种方法,首先应分析这一问题的目标函数、目标函数中的各种变量,这些变量之间的各种数学解析关系以及与各种变量。
有关的约束条件,在分析的基础上是采用间接优化还是直接优化方法来确定。高层建筑结构方案优化的目标就是材料耗量,材料耗量决定于构件的截面尺寸大小,截面尺寸必须满足通过力学分析得到各构件内力后的强度计算及位移变形等条件。因此,目标函数很难用明确的数学解析式来表达 ,不能用数学上求极小值的方法,也就是一般所说的间接优化方法来优化。高层建筑结构方案的优化只能采用直接优化法来解决,即给目标函数中变量以已知值 ,经过试算使其满足一定的约束条件,求得其目标值 ,并找出使 目标值逐步变小而趋向最佳值的路线或方向,以达到目标函数的最优值。因此,可以采用满应力法进行高层建筑结构优化设计。满应力设计法是在桁架等杆系结构的设计中发展起来的,是结构优化中最简单、最易为工程人员理解的一种准则法。所谓满应力是指结构构件在荷载作用下的最大应力达到所用材料的容许应力,此时材料的强度得到充分利用,构件截面面积将是最小,故可作为桁架最轻设计或体积最小设计的一个准则。满应力设计法是结构在规定材料和几何形状的条件下,按照满应力准则的要求,修改构件的截面尺寸,使每一构件至少在一种工况下达到或接近其容许应力限值的化算法。如果结构除了应力约束外还有界限约束,则要求每一构件应力约束和界限约束中至少有一个达到临界值。
利用满应力设计法进行高层建筑的结构优化设计要遵循以下步骤:首先,要根据常规做法和经验确定结构构件的初始截面尺寸,并按构件分类分别建立柱、墙、梁可供选择截面尺寸的数据库;其次,要对结构构件进行力学分析,算出各工况下结构的位移力,并对结构构件进行承载力计算;再次,要根据计算结果,对构件截面尺寸进行调整,在满足位移条件的前提下,尽量充分发挥构件材料的性能,即按规范计算使其接近满应力状态,但截面选择应在指定的数据库中进行,并统计截面需修改的个数;然后 ,根据修改截面的数量、性质,由人工干预决定或指定一个限值自动决定是否重新计算,即返回到第二步计算,如此循环反复,直到满足要求为止;最后,输出最后优化的构件截面尺寸及计算结果。按以上步骤,可编制完整的高层建筑结构优化分析软件,但在软件研制中,如何尽量减少内存、加快运算速度, 需做大量工作,才能使之达到较为实用的程度。当前 ,在无成熟的优化分析软件的情况下,应用现有的 高层建筑结构分析软件,采用人工分析调整构件的截面尺寸,进行反复运算,也可达到优化效果,但费工费时,较难满足设计进度要求,而且对设计人员的素质要求较高,需要有较高的分析判别能力,当结构布置较复杂时,不仅工作量大,而且有时甚至无法将优化工作进行下去,因此,人工方法只是 目前一个暂时性 的过渡办法。
建筑设计优化建议书篇三
建筑工程设计计划书
委托单位(公章):
200 年 月 日
工程名称:
工程名称
工程基本情况
总建筑面积
平方米
结 构
总长乘宽
长 宽 (米)
层 数
工程总造价
工程位置
建筑专业
总平面图
1,相邻建筑物关系
2,建筑物市内外自然高差
3,建筑物自然地面确定
二,各层功能要求:
三,各层层高及檐地高:
四,屋面形式:
五,建筑物内外装修要求:
1,外墙面
2,内墙面
卫生间
厨 房
其它间
续前页表
3,顶棚:
4 4,地面:
5,门窗:
6,其它:
结构专业
一,工程地质勘察资料:
二,相邻建筑物基础形式,埋置深度,基础宽度:
三,建筑场地内是否有隐蔽物如:旧建筑基础,坑,井,地道,墓等,并提供位置和走向:
四,场地其它情况:
五,基础上部结构要求:
1,各层是否有特殊设备,设置位置,型号,荷载:
2,各层是否有特殊荷载,位置及大小:
3,各层楼板,墙面是否有特殊开洞,其位置,尺寸:
4,结构设计其它要求:
给排水专业
一,建筑物给水,排水,入口,出口方向:
二,是否要求供应热水及其它要求:
三,消防供水情况:
四,建筑物处给水管网管径,压力情况:
五,给水调节间位置:
六,给排水专业其它要求:
采暖专业
一,采暖方式,周围采暖条件,采暖入口方向:
二,市政统一供热时,建筑物处给回水管道压力差值:
三,是否有特殊通风要求:
四,其它要求:
电气专业
一,建筑物供电入口方向:
二,电气照明设计要求:
三,建筑物处的市网线径及电压情况:
四,电话系统设计要求:
五,电视系统设计要求:
六,其它要求:
补充说明:
受计划单位(章):
1.项目建议书。
项目法人按国民经济和社会发展长远规划、行业规划和建设单位所在的城镇规划的要求,根据本单位的发展需要,经过调查、预测、分析,编报项目建议书。
2.可行性研究报告。
项目建议书批准后,项目法人委托有相应资质的设计、咨询单位,对拟建项目在技术、工程、经济和外部协作条件等方面的可行性,进行全面分析、论证、进行方案比较,推荐最佳方案;可行性研究报告是项目决策的依据,应按国家规定达到一定的深度和准确性,其投资估算和初步设计概算的出入不得大于10%,否则将对项目进行重新决策。
3.初步设计。
可行性研究报告批准后,项目法人委托有相应资质的设计单位,按照批准的可行性研究报告的要求,编制初步设计。初步设计批准后,设计概算即为工程投资的最高限额,未经批准,不得随意突破。确因不可抗拒因素造成投资突破设计概算时,经上报原批准部门审批。
4.施工图设计。
初步设计批准后,项目法人委托有相应资质的设计单位,按照批准的初步设计,组织施工图设计。
5.年度投资计划
项目建议书、可行性研究报告、初步设计批准后向主管部门申请列入投资计划。
6.开工报告。
建设项目完成各项准备工作,具备开工条件,建设单位及时向主管部门和有关单位提出开工报告,开工报告批准后即可进行项目施工。
7.竣工验收。
根据国家有关规定,建设项目按批准的内容完成后,符合验收标准,须及时组织验收、办理交付使用资产移交手续。根据国家有关规定,经营性项目总投资在5000万元以上,非经营性项目3000万元以上的,需编报项目建议书、可行性研究报告、初步设计,项目建议书及可行性研究报告初审后,由主管部门报国家计委审批立项,初步设计由国家计委或主管部门审批。经营性项目总投资在5000万元以下的(不含5000万元),非经营性项目总投资在3000万元以下(不含3000万元)的,需编报可行性研究报告、初步设计,均由行业主管部门审批。对于投资额较小的单项新建或扩建工程,可向主管部门提出建设的必要性的投资估算报告,直接编报项目初步设计,具体投资限额由行业主管部门确定。经营性项目总投资在5000万元(含5000万元),非经营性项目总投资在3000万元以上(含3000万元)的竣工验收工作,由国家计委或行业主管部门组织进行,限额以下的项目由行业主管部门或行业主管部门委托进行。
项目代建
工程项目代建制度是国际上通常采用的一种工程项目管理模式。是由项目出资人委托有相应资质的项目代建人对项目的可行性研究、勘察、设计、监理、施工等全过程进行管理,并按照建设项目工期和设计要求完成建设任务,直至项目竣工验收后交付使用人的项目建设管理模式。其特点是由过去工程自管型的小生产管理方式向项目专业化转变,项目的工程技术及管理手段也趋于现代化。2004年,国务院颁布的《关于投资体制改革的决定》中提出:对非经营性政府投资项目加快推行“代建制”,这样代建制才在我国逐步推行。
一、代建制度中存在的问题
(一)法规不全。《国务院关于投资体制改革的决定》虽然规定对非经营性政府投资项目加快推行“代建制”,但目前,国家尚未建立项目代建制配套的法律、法规,相关部门亦未制定相应的操作细则。实际操作过程中遇到很多困难,致使项目代建实施过程中出现问题较多,甚至处于无序状态。
(二)机制不活。目前代建企业大都隶属于政府部门,有些由一些行政富余人员,这个明显带有垄断色彩的行为对于企业的发展有着得天独厚的效果,但由于他们的存在,公司的人事制度、工资制度改革因无规定而迟迟无法开展,且长期的机关作风使得他们的思想观念与现代企业的'发展、创新精神格格不入。
(三)管理不严。应该说,代建制是政府将政府非经营性投资项目的全部管理职能通过委托转交给以市场竞争方式确定的代建企业来执行,代建企业向政府业主负责,各项目承包企业向代建企业负责,两者均以合同方式确定各方权利义务关系。这就使得行政权力寻租的难度加大。对“代建制”项目,政府主要把握产业政策和宏观决策,项目具体执行实施依靠市场机制管理,有助于规范政府投资项目管理行为,减少“三超”现象。代建制下,政府不直接与建设项目的其他当事人如设计单位、监理单位、咨询单位、施工承包商等打交道,与之打交道的是接受政府授权作为一个实体的工程项目管理公司,它代理政府对项目进行协调和管理。政府的作用主要是培育代建市尝制定规则和维护良好的市场秩序,而不是直接参与政府投资项目的管理活动。实际上并非如此。目前,项目的业主看似政府,而实际就是今后的使用单位,使用单位充当业主。代建企业与项目使用单位的经济利益也未完全割断,这些致使投资失控,“三超”现象大量存在。
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