管道结构设计范文10篇

管道结构设计范文篇1

关键词:市政；给排水管道工程；结构设计

随着社会的发展与经济的进步，城市的工业及人口规模不断扩大，需水量呈现出日益增长的趋势。在供水需求不断增长的趋势下，供水水源不断向外拓展，因此市政给排水管道的输水距离逐渐加长。在这样的形势下，市政给排水管道工程结构设计面临着更严峻的考验。

1工程概况

山西省朔州市神头电厂泉水置换供水管线工程位于朔州市东北约2km处耿庄水库至神头电厂段。属于国家战略引黄北线工程的重要部分，对解决晋西北地区长期的缺水状况有重要的意义。本地区属海河流域桑干河水系桑干河上游，区内属干旱半干旱气候，四季分明，夏季干热，春秋刚多风沙。本工程由万家寨引黄工程北干线耿庄水库取水，经供水管道供水至水厂，再由水厂供水至神头电厂。拟采用PCCP供水管，管直径1.0～1.5m，管线长11.85km

2工程地质条件

为准确反应给排水管道沿线的水文地质情况、地形地貌，必须要具备完整的地形勘探资料与水文地质勘探资料。经地勘单位勘探，主要成果如下:供水管线地处山前倾斜平原区，地形起伏不平，出露地层为第四系上更新统洪冲积低液限粉土、低液限粘土，结构较松散，其中上部低液限粉土厚6～15m，下部低液限粘土厚度大于10m，局部分布人工堆积物，主要为杂填土、建筑和生活垃圾等。供水管线改线段供水管道持力层为为上更新统洪冲积上部低液限粉土，据该层土的物理力学性质指标及标准贯入试验指标等，地基土承载力地质建议值为80～90kPa，临时开挖边坡为1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地质问题为湿陷性土，地基土湿陷厚度为6.0m，湿陷等级为Ⅰ级。建议管基底部增设3∶7灰土垫层，厚0.5～1.0m，以减弱地基土的湿陷性。区内地下水位埋深大于15.0m，对工程无影响。供水管线区地基土对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

3市政给排水管道结构设计的主要内容

3．1管道结构形式

一般来说，由给排水专业来确定管道材料及结构形式，与此同时，也要综合、全面考虑管道的用途、口径、流量、工作环境、覆土深度、敷设方式以及经济指标、水文地质情况等因素。自来水厂的原水及输水管道通常属于承压管，往往会采用以下几种结构:钢、铸铁、玻璃钢、PCCP管、现浇钢筋混凝土箱涵以及PE管等;而污水厂等重力流管道通常属于非承压管道或者压力较小，出于经济性考虑，往往会采用以下几种结构:砌体盖板涵、混凝土、钢筋混凝土以及现浇钢筋混凝土箱涵;在遇到铁路、公路、过河渠等特殊地段或特殊情况的时候，局部地段的管道压力较大时也可以采用钢管形式。本文工程原水主管采用PCCP管，接口形式为承插口。

3．2管道结构设计及基础选型

以管道规格、地面荷载、覆土深度以及试验压力、工作压力、地下水位为主要根据，对管道的刚度、管道的强度进行复核、计算，最终确定管道结构配筋率、管道壁厚。而对于一些必须通过进行加固才能满强度要求、刚度要求的管道来说，可以根据计算结果，选择合理的加固措施，比较常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及钢筋混凝土包管。本文工程采用北京河山引水管业有限公司朔州分公司设计生产的PCCP标准管，采用美国压力管协会ACPPA为ASNI/AWWAC304编制的专用软件UDP1.6对管道进行结构计算，其中:钢筒厚度:1.5mm;钢丝强度:1570MPa;活荷载:汽－20级重载车;缠丝应力:75%×1570MPa。计算结果如表1所示。因此，为了减少管子覆土规格的种类，加快管子安装进度，保证管子由于覆土而造成的质量隐患，路面下清水管路的DN1200直径PCCP管采用120°基础包角。

3.3管道敷设方式

应综合考虑管道地面障碍物、地下障碍物以及覆土深度等因素合理选择敷设方式。一般情况下，管道敷设方式主要包括架空、顶管以及沟埋这三种，其中沟埋式是最常用的一种管道敷设方式。在利用沟埋式难度较大的情况下，可以选择架空、顶管等方式。管道敷设方式方式不同，管道结构设计也会有所不同。本文工程局部有穿越铁路线障碍处采用大直径混凝土顶管(内径2m，原水管从其中穿过)，由铁路部门单独设计。

3．4抗震设计

在确定管线走向时，应尽量规避不利于抗震的地基、场地，若是必须要经过液化土地基、地震断裂带，则应根据管道的使用条件、重要性进行综合考虑。对于给水管道来说，应当选择延性良好、抗拉强度高以及抗折强度高的钢管，此外还要密切注意进行防腐;对于排水管道来说，应当选择钢筋混凝土形式的管道，并采取构造措施，以尽量避免出现严重的损害。本文工程实例中，区域地震动峰值加速度为0.15g;本区地震动反应谱特征周期为0.4s;工程区地震抗震设防烈度为7度。综上，在进行结构设计时，也要适当加强抗震设计。根据历年管道地震灾害调查，管道地震灾害破坏绝大部分位于管道接口位置，PCCP管承插口具有较好的抗剪和变形能力，抗震性能较好。

3．5构造措施

首先，地基处理。应当将地基处理的平面图、纵断面图、横断面图包含在设计图中，扫描矢量化要进行处理的地段的地勘资料纵断面，并选择合适的参考点，以给排水专业的平面图、纵断面图、横断面图为主要根据，在地质纵断面上放置管道基底轮廓线，然后再划分地质单元，注明桩号、基底高程，并将地下水位以及基底以下、沟槽范围内的土层构造标明。根据桩号划分，确定需要处理的部分，再针对地质情况、厚度，采取相应的处理方法。本文实例工程中，桩号0+000～1+382.05地段、桩号1+382.05～11+850地段以及供水管线改线段的水管道持力层为上更新统洪冲积上部低液限粉土，地基土承载力地质建议值为80～90kPa，临时开挖边坡为1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地质问题为湿陷性。因此，建议管基底部增设3∶7灰土垫层，厚0.5～1.0m，以减弱地基土的湿陷性。其次，支墩与镇墩。对于承插接口的压力管道来说，应当设置水平支墩、垂直支墩。根据试验压力、工作压力、土的参数以及管道转角，计算所需支墩的大小。本工程根据10S505柔性接口给水管道支墩的相关要求进行设计。

3．6预防浮管

管道施工期间多雨或者管道敷设地段的地下水位比较高，在这样的情况下，比较容易出现浮管现象，结构设计人员需要充分考虑到这两点因素，加强对管道抗浮稳定的重视。在进行结构设计，根据管道结构计算结果，采取抗浮措施，以预防出现浮管问题。同时，在混凝土包封管道施工过程中，应该计算混凝土对管道的浮力影响，并采取措施固定管道。

4结语

综上所述，随着经济的发展，城市居民用水、商业用水不断增加，市政给排水管道工程逐渐增多。市政给排水管道工程在建成之后，能否长期有效的充分发挥其应有效益，结构设计是否合理是非常关键的因素，结构设计的质量直接关系到市政给排水管道工程的经济效益，因此，必须加强对管道结构设计的重视。

作者:刘崇武 张云飞 单位:中国市政工程西南设计研究总院有限公司

参考文献:

管道结构设计范文篇2

【关键词】房屋结构；建筑结构设计；优化方法

1引言

在房屋结构设计过程中，建筑结构设计是重中之重，在提高房屋结构安全性能、利用空间资源等方面发挥着不可比拟的作用和优势，这已经得到了建筑企业的高度重视与关注。要想确保房屋结构设计的安全性和稳定性，必须要高度重视建筑结构的优化设计这一问题，正确选择设计变量、目标函数，对各个部分、环节进行协调与优化、进而满足节约成本的目的，确保房屋建筑质量的稳步提升。

2建筑结构设计案例

以山东省某一高层住宅建筑为例，地上有18层、地下有2层，7度设防。在技术分析过程中，对平板式筏形基础进行了广泛应用，在标准层梁板上，主要对普通框架梁+现浇空心板体系进行了应用。而在结构体系中，框架-核心筒结构的应用效果极其显著，结构形式具有一定的合理性。在剪力墙结构中，加入了少量框架，结构体系按照剪力墙来进行分析。在排水管道安装过程中，给水管道安装工艺流程如图所示。结合设计和规范要求，对排水管道的坡度给予了高度重视，并进行合理设计，以此确保污水排出的顺畅性。排水立管中心与墙面的距离具体如表1所示。

3房屋结构设计中建筑结构设计的优势

3.1有利于合理控制好工程总体成本，节约土地。目前，高层建筑越来越多，与普通多层建筑进行对比和分析，高层建筑占据的空间面积比较大。然而在建筑物高度不断增加的影响下，层数越来越多，一定程度上会导致占地节约量和建筑层数的比例出现严重的失衡状态，而且工程总体成本也居高不下。所以，在房屋结构设计中，必须要提高对土地节约量的高度重视，确保占地面积和造价之间的协调关系，从而将工程总体成本保持在合理范围内，避免造成不必要的浪费或消耗等现象。3.2降低成本、满足安全性需求。在层数不断增加的影响下，建筑物自重会对整体框架梁和柱的承载能力造成影响，大大增加了建筑物的承载力，一定程度上还会导致增加墙体面积和梁柱体积。同时，由于建筑物的高度是不同的[1]，进而会对墙面的范围造成影响，而通过建筑结构设计优化，可以不断降低内外装修面积，控制好成本，并满足安全性原则，从而确保建筑整体经济效益的稳步提升。

4房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

4.1优化结构设计模型。在建筑结构模型优化过程中：（1）选择变量。一般来说，在建筑设计方案中，建筑师扮演着极其重要的角色。设计人员在设计中，要注重参考变化幅度不大、考虑因素不多等参数[2]，进而降低建筑结构的设计和编程的难度性，设计人员也可以迅速找到与设计目标相符合的数据。（2）确定函数。设计人员确定的一组函数，要与配筋率、房屋结构尺寸等相符合，进而将建设成本保持在合理范围内。（3）衡量施工条件。要想给予建筑结构稳定性的保障，必须要深入分析房屋的受力限度、结构的稳定性以及结构构件裂缝的限度等。在实际建筑结构设计过程中，设计人员要从房屋施工条件出发，结合建筑使用方案，并对设计中存在的限制因素进行深入分析，进而确保建筑结构设计结果的准确性和合理性。4.2科学优化建筑主体上部结构。在房屋建筑的上部结构设计过程中，要构建相应的模型，在整个过程中，要合理设置剪力墙，确保剪力墙整体质量是均匀的，进而将楼层中平面刚度的中心点重合于楼层整体的结构重心之中，进而避免地震或风力出现破坏现象。在房屋建设过程中，在条件允许的情况下，要大力改造剪力墙，将剪力墙的墙肢长度进行延长，从而对墙肢数量进行有效控制，并控制混凝土的使用数量。此外，对于剪力墙内的暗柱，主要是由一般性钢材铸造的，在应用较大剪力墙的情况下，可以合理化控制钢筋使用数量，避免浪费不必要的成本。此外，如果建筑的自身对抗震抗压提出了明确的要求，就不能构造较大的剪力墙。4.3提高结构优化和排水系统的协调性。在房屋建筑中，在排水系统的专用房间中，其机械设备比较多，对荷载强度较大。所以，要将排水系统设置在地下室，并确保管道的预留尺寸的合理性，加固好楼板自身的钻孔位置。此外，在管道建设过程中，如果穿越了承重墙，需及时加固墙体，确保结构设置和管道网之间的协调性，防止管道出现绕柱现象。

5结语

总而言之，在房屋结构设计过程中，必须要高度重视建筑设计优化这一问题，不断提高建筑质量，为建筑企业赢取更多的经济利润。因此，在建筑结构设计过程中，要优化结构设计模型，维护好结构优化和排水系统之间的统一性、协调性，将安全性能贯彻落实到建筑结构设计之中，不断提高房屋结构设计的安全水平、经济水平，赢得人民群众的满意度，进而促进国民经济又好又快地运行。

【参考文献】

【1】张云.房屋结构设计中的建筑结构设计优化方案探析[J].江西建材,2016(21):60-61.

管道结构设计范文篇3

由于钢结构金属网架下面闲置空间较大，可布设消防管道、给水管道、通风管道、压缩空气管道等多种管道，因此，应用钢结构的厂房，可充分利用其上部闲置空间，节省多余的管道安装费用，有效节约建筑成本。钢结构是一种利用率较高的建筑材料，可实现多次回收利用，且安装过程中不会产生粉尘和噪声污染，拆卸也比较容易，拆除的金属构件可直接回收，因此，具有较高的循环利用价值。

二、厂房钢结构设计准备工作

(一)钢结构选择

考虑是否可以采用钢结构作为厂房主结构之前，设计人员应当首先按照现场实际测量数据，判断该厂房是否适合钢结构施工，以及采用钢结构是否存在安全隐患等，只有其适用性和安全性确定无误后才可考虑钢结构厂房。

(二)钢结构评估

设计师需要根据实际测量数据建立相应的力学模型，分析钢结构构件受力情况，预估厂房梁柱支撑断面参数，最后确定采用轧钢、H型钢、槽钢中的一种或多种。

(三)钢结构设计综合分析

确定设计方案后，应当评估厂房钢结构是否符合施工标准，并反复比对重要设计参数，判断施工周期是否符合施工要求，分析钢结构总剪力、结构受力变形情况。

三、厂房钢结构设计要点

(一)防火设计

钢结构厂房的防火能力要弱于钢筋混凝土厂房，钢结构抗拉强度会随温度升高而逐渐降低，甚至出现塑性增大的情况，当环境温度升高到250℃以上时，钢结构金属构件就会产生徐变现象，当温度达到500℃时，钢材强度会降到最低值，导致整个厂房坍塌。因此，在进行厂房钢结构设计时，有必要严格按照防火规范，确定厂房发生火灾的危险等级，选择耐火极限符合要求标准的建筑钢材。厂房钢结构实践中，应用最广泛也是最有效的一种防火方式就是在钢结构表面涂抹一层防火涂料，以此提高钢材的耐火极限，当火灾发生时，防火涂料可以起到隔热作用。

(二)协调好钢结构设计与厂房工艺设计

钢结构厂房是企业生产中的一个重要区域，如果钢结构厂房与整个生产模块的工艺设计不协调，就会影响正常的生产作业。钢结构厂房与工艺设计的不协调主要表现在:钢结构厂房墙体厚度和高度不符合工艺设计指标、钢支架分布情况不合理等。钢结构的钢支架分布形式一般有网架、平面桁架、空间桁架、塔桅、索膜、框架等几种，设计人员需要按照企业的实际建厂条件和建筑要求，选择合理的钢支架形式。除了钢支架形式外，钢材也是影响其建筑性能的重要因素。不同的钢材其结构性能不同，例如，无缝钢管中含有中空截面，可作为液体输送管道，圆钢为实心钢材，可起到稳定钢结构的作用。因此，在具体选择何种钢材时，需要考虑其与厂房的工艺设计要求是否相符。

(三)重视钢结构计算过程

钢结构计算一般采用的是结构设计中的计算程序，计算结果评估是钢结构设计中的重要组成部分，对不同软件的计算结果进行对比分析，最终选择最合适的截面有利于成本的节省。荷载取值时，对于降雪量较大的地区，设计人员应当根据本地区的实际降雪情况，考虑适当增加钢结构荷载，检验荷载最大值是否可以承受最大量的降雪。构件设计时，应充分重视净截面、长细比这些概念的重要性。连接设计时，应根据施工条件等选择合适的连接方式，若采用承压型连接，则考虑到承压力和剪切力两方面的要求，螺栓不得安装在剪切面上，此时须讨论其连接位置是否合理，是否施工方便。

管道结构设计范文篇4

关键词：油田房屋；建筑结构；原则；优化设计；方法

在油田建筑工程使用中，结构安全性、经济性是相当重要的因素，要根据房屋建设环境、建设要求，对其结构进行优化完善，提高房屋的利用率。具体在结构设计中，要在保证安全性合格的前提下，尽量提高其利用率和经济性。只有保证房屋建筑结构设计水平和质量，才能确保建筑工程后期实现安全稳定施工，提高设计方案可行性。实际优化设计中，要注意相关优化方法的科学使用。

1油田房屋结构设计优化原则

1.1安全性。在优化油田房屋结构中，要坚持安全性原则。只有确保安全性达标，才能保证实现合格的工程设计，保障后期施工中工程安全性和施工人员人身安全。有效落实安全性，才能有效制定后期竣工验收工作，切实发挥工程施工设计作用，为工程作用的发挥奠定良好基础。其安全要求主要包含以下几方面内容，即结构、防护、消防、电气化等方面的安全。1.2实际利用率。油田房屋建设中，其结构优化主要内容就是优化内外部框架结构，要重视提高其实际利用率。实际设计过程中，在保证房屋结构安全，其它项目安全的情况下，尽可能地提高建筑利用率，避免过度设计问题，以及设计缺陷的存在降低利用率。如果房屋利用率较低，则会进一步降低其居住舒适度。在实际设计工作中，应落实好结构柱体、梁体和功能性结构布局，避免缺乏到位的设计优化，而引发相关安全隐患。1.3经济性。经济性原则下，要求在优化油田房屋结构中，实现设计内容。经济性原则的实现，需要设计单位进行完善、科学的成本调研，保证设计可行性，进一步控制工程造价，确保后期施工中能够合理实施设计内容，减少不合理设计引发的变更现象[1]。

2建筑结构优化设计内容

（1）优化房屋结构整体性、局部性。设计工程中，要认识到房屋建筑复杂性和层次性特征。从层次性方面来看，包含了建筑安装体系、结构体系、整体设计体系，这些体系中还包含不少下属体系。因此在设计房屋结构的过程中，要注意优化下属系统。复杂性层面来说，优化建筑结构，就要从选取建筑零部件、材料出发，实现整体优化成效。（2）阶段性优化。房屋设计人员要在其设计使用年限内，对每个阶段设计方案加以优化，考察各阶段工程结构特点，联系实际情况选择合理的优化方式，延长房屋建筑使用寿命，保障建筑工程质量和经济效益。（3）优化下部地基结构。在优化房屋下部地基结构过程中，要确保选择的方案是合理的，结合现场地质条件确定桩基，综合考量各种方案的进度、预算，实现成本节省。（4）合理优化上部结构。优化过程中，需建立起相应模型，然后对上部结构进行系统优化。先科学设置剪力墙，保证其质量均匀，使楼层结构中心、平面刚度中心两者重合，增强抵抗风力、地震作用的性能。在条件允许的情况下，可以设置大开间构造剪力墙，加长其墙肢长度，以减少墙肢数量，在保证建筑性能前提下，可以有效减少混凝土应用。如果对房屋抗震要求高，则不可过度改造剪力墙[2]。（5）协调电气和结构优化。通常情况下，会以导线形式在建筑楼板、墙体等安装电气管线，一定程度上会加大施工难度。要保证管线可以顺利穿过梁体，设计中要标明梁体上预留孔洞以及其宽度。房屋整体上，设计者要单独对电梯区域展开分析，注意其存在的空洞等，实现合理安全设计。（6）协调给排水系统与结构优化。通常情况下，房屋建筑给排水系统中主要利用的是管道，其中管道的种类和数量繁多，且一项工程中管道规格不同。习惯上，会在给排水系统房建储存不少机械设备，因此该部分需具备一定荷载强度。设计中要设置好管道预留深度、尺寸等，加固钻孔位置。

3油田房屋结构设计优化方法

3.1结构设计函数值优化法。在优化设计油田房屋结构过程中，常用的设计方法就是结构设计函数值优化法。即在优化结构设计函数值的过程中，先调查施工现场现状，根据施工工地相关参数，合理设定房屋横截面、钢筋尺寸等函数值。依据油田房屋设计经验，以及通过计算函数值、成本和最大利用率，得到结构优化最终的函数值。以此函数值为参数，完成最终的结构设计，后期施工中可顺利发挥结构优化效果，避免设计不合理问题，减少施工中返工情况，降低施工安全风险[3]。3.2工程结构变量优化设计法。在房屋建筑工程结构设计中，其存在的实际变量较多，在变量参数发生变动的情况下，会影响到结构设计优化实施、造价成本控制、设计实施。因此在实际优化设计中，要落实好结构变量优化，需要对项目结构设计影响因素进行全面、宏观的分析，依据变量参数情况完善管控策略，降低潜在风险，实现结构设计优化。在可选范围中要合理选择设计人员和方式，落实好结构设计优化实施，相关变量参数变化情况减少，此情况下会导致设计还原风险加大，降低设计实施可行性。3.3结构模型设计优化方法。在房屋结构设计中，结构模型设计优化是主要的应用方法，也是最终的设计优化实施对象。在实施结构模型设计优化中，主要基于建筑模型框架、数学函数值等，实施优化结构模型设计。先根据前期设计中相关参数，构建起房屋建筑工程结构模型，完成模型之后进行试错设计、数学计算，确定最终的设计方案。其设计过程中，要对建筑模型优化设计的落实情况加以分析，有助于提升建筑后期施工可行性，保证建筑工程的质量。

4结束语

油田基建工程行业发展下，房屋结构优化设计也引起了人们的重视。要采用科学的设计方法，合理优化设计房屋结构，确保房屋结构性能和质量满足使用要求，其实际利用率能够提升。

参考文献

[1]张世林,吴新勃,张学清.油田房屋结构设计中的建筑结构设计优化探讨[J].化工管理,2019(17):66-67.

[2]汪士梁.房屋建筑结构优化设计探讨[J].工程建设与设计,2019(24):8-9.

管道结构设计范文篇5

［关键词］房屋建筑；结构设计；优化技术

房屋结构包括房屋的房梁、柱体、墙体、外在形状等构件。房屋结构的设计要体现房屋的实用性、经济型以及耐久性，在规定年限中发挥预期的效果。符合要求的房屋建筑要保证良好的质量，具有完善的功能，结合设计合理且外部形态美观等特点，房屋结构设计水平直接影响了房屋的美观度和实用功能[1]。随着社会经济的发展，人们的经济水平也得到极大地提升，对居住房屋在质量和外观上都提出了很好的要求，因此房屋建筑结构设计在目前占据十分重要的地位。房屋建筑结构设计要不断完善设计水平和技术，在保证建筑结构稳定度的同时降低建筑成本，提高企业的经济效益。

1房屋建筑结构设计优化发挥的意义

1.1发挥的意义。房屋建筑结构优化设计在房屋建筑中占据重要地位，采取科学合理的方式进行设计优化，能够提高房屋结构的功能性、降低建筑成本。随着我国各省实施城市化进程的改革，城市土地的需求问题成为主要矛盾，未来城市建筑的发展主要以高层建筑为主，高层建筑相比传统的建筑在建造中有更高的要求，难度较大，因此房屋结构设计人员要重视技术优化，在节省成本的情况下，保证房屋质量是工作的重点，同时运用新鲜、创新的理念和技术制定合理的设计方案[2]。1.2设计优化的内容。房屋建筑结构设计的基本内容是在保证房屋结构安全和功能性的基础上，根据建筑的经济型制定设计优化的方向，从不断优化建筑设计的方向对建筑细节进行具体问题具体分析。从建筑的主体结构、围护结构、屋盖结构、基础结构等方面，保证建筑结构设计的准确性和稳定性。

2房屋建筑结构与企业经济效益之间的关系

2.1房屋的层数与土地面积的关系。不管从外部看来建筑有多少层，但是建筑所需要的土地面积是固定的。在实际建筑的过程中，要考虑建筑本身使用的土地面积，考虑建筑层数增加对建筑整体高度的影响。保证建筑与相邻建筑之间的具体，满足建筑物的相关功能[3]。随着建筑层数的增加，土地使用面积也会相应变大，但是建筑土地面积的增加与建筑层数没有直接的关系，是设计人员在实施优化设计的过程中进行建筑层数与土地面积协调的结果。2.2房屋结构与设备之间关系。房屋建筑结构在进行设计的过程中，要充分考虑电气、暖气通道、排水管道等进行合理的设计，建筑房屋的过程中会应用许多比较专业的材料和设备，随着建筑层数的增加，使用的设备也会增多，为了保证设施的正常应用则需要建造管道井，设计人员在实施建筑设计优化的过程总要尽可能在满足设备功能性不受影响的情况下缩小管道井的空间的大小，从而不仅可以节省空间也可以节省成本。2.3建筑子结构与楼层数量的关系。随着建筑物层数提高，建筑下部结构的承载量也会提高，地基承载能力，下部结构的承载能力都会相应升高。在确定好建筑层数的情况下，并且在满足房屋功能性不受影响的基础上对建筑位置的地质、地基处理成本等问题实施优化设计，发挥降低建筑成本的效果[4]。

3结构设计优化在房屋建筑中的应用效果

3.1设计的优化设计。房屋建筑结构在实施设计优化的过程中，能够提高房屋建筑的实用性、舒适度、耐用性和稳定性等，通过在原设计基础上分析建筑结构，找到可优化的部分进行细节优化处理。为了保证设计技术的应用效果，设计人员在实施房屋结构设计的时候会根据使用的材料、设计因数、结构荷载等情况实施分析，将这些因此都考虑到优化中。设计人员要遵循房屋结构设计的基本规律，同时根据自身长期工作经验，采用创新、新鲜的设计方法改善房屋结构的不足[5]。3.2结构设计。房屋建筑使用的钢筋强度会对房屋建筑的经济性造成很大的影响，举例来说，比如剪刀墙约束边缘构件区使用的箍筋强度等级，不同等级所使用的钢筋用量是不同的。如果选用的是三级钢筋，那么按照要求三级钢筋体积配箍筋率会降低，表面来讲三级钢筋相比一级钢筋更加节省用量，只要满足最小的配箍筋率就能够满足建筑要求。抗震地区的房屋结构设计时，房屋的形态规则情况也会影响房屋结构的经济性。目前，结构设计软件在填充墙结构的刚度方面无法充分考虑，利用周期折减系数可对填充墙的数量实施模拟。填充数值则会对房屋抗震能力造成影响，对房屋结构的经济性造成很大的影响，结构设计软件采用的全楼同一周期折减法使用并不合理，在使用性上要进一步加强。

4结语

房屋结构设计的优化设计在建筑中发挥重要作用，在保证房屋建筑稳定性、功能性、耐久性的情况下，优化设计的实施能够控制建筑成本，通过不断优化设计方案，能够提高房屋建筑的质量，降低建筑成本。人们的经济水平也得到极大地提升，对居住房屋在质量和外观上都提出了很好的要求，因此房屋建筑结构设计在目前占据十分重要的地位。房屋建筑结构设计要不断完善设计水平和技术，在保证建筑结构稳定度的同时降低建筑成本，提高企业的经济效益。

参考文献

[1]王学涛.房屋建筑结构设计中的应用优化技术探析[J].建筑工程技术与设计，2018，（21）：871.

[2]莫醒辉.房屋建筑结构设计中优化技术的运用探析[J].人文之友，2018，（6）：12.

[3]王成强.探析优化技术在房屋建筑结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2017，（27）：481-481.

[4]张晨光.房屋建筑结构设计中应用优化技术探析[J].信息化建设，2015，（10）：126.

管道结构设计范文篇6

关键词：地下室；建筑；结构设计；解决措施

1引言

人们生活水平的不断提升，使得人们对建筑功能和结构的合理化提出了更高的要求，为了增强对空间的利用性质，地下室的使用越来越被重视。然而传统性质上的地下室只是为了满足人们最基础的存储功能，但是现代化的地下室不仅仅只是为了储物，而是提供更多样化的功能，例如居住、娱乐、休闲等空间。但是这种功能空间的提升就对地下室的结构设计做出了要求上的提升。因此，分析现阶段地下室空间结构的设计问题，结合我国建筑行业的规范制度和国情，对于部分的结构进行优化，提出相关的合理化措施，将有助于对建筑地下室空间结构设计的改善。

2我国地下室结构设计的特点要求

根据国家规范和相关的建筑行业要求标准，针对地下室的结构设计有如下的设计要求：①地下室的设计要针对相关的顶板、底板、墙面等主要构件做出详细的设计处理。②地下室入口的设计要与行业要求的防护消波系统综合考虑。③地下室的总体结构设计不是单一的，要综合考虑各个构件与主体、各个构件与构件之间的结构性质。底板设计的时候，考虑底板产生反作用力对主体结构的影响；顶板所承受的荷载对主体荷载的影响；外墙产生水平作用力对主体均匀受力的影响m。只有综合考虑建筑设计过程中地下室的结构与各种外部环境、内部构建之间的优化问题，才能最大程度满足国家标准对地下室结构设计的特点要求，提升空间可用性和稳定性。

3我国地下室结构设计的相关问题

3．1地下室层高的设计。地下室层高的选取在一定程度上容易影响影响地下室的设计，上层建筑的设计等方面。因此严格控制层高是对地下室设计的基本保障。首先，我们要采取有效的措施来控制地下手承载覆土层的厚度问题，主要结合排水处理中雨水污水管道的设置、景观种植相关问题以及地基基础的承载力问题、其次，也需要对地下室内部结构的梁高高度进行控制，例如消防管道、通风管道的设置，均遵守相关与国家规范和标准。3．2地下室平面结构设计。建筑地下室的设计需要综合考虑各方面的原因，防火、防水、通风、采光等不同领域的设计要求。一旦地下室的施工与相关的设计规范发生冲突的时候，就需要设计人员与其他领域的专业人才进行协商协调，考虑在实际施工情况下设置变形缝。因为在正常情况下，遵循相关标准，是不需要设置或者尽量少设置变形缝，这会使得地下室的防水工程难以处理。与此同时，也可以采用后浇带的设置或者混凝土处理的方式来避免增加变形缝的数量，以此来平衡相关的技术要求。在平面设计过程中的另一环节就是通风采光通道的设计，一且通风井的设置出现问题，就需要在外墙上增强通风采光井的数量，而且要防止采光井与顶板发生直接的联系，避免其对地下室的结构的受力造成不均匀的影响，从而影响了上层建筑的稳定性，导致其在收到风力、地震等外力的作用下产生影响。3．3地下室外墙结构设计。地下室外墙的结构设计主要需要考虑三个方面的因素。其t就是所受荷载的影响。荷载对于建筑的作用主要分为水平方向和垂直方向。竖向荷载的产生主要是由于上层建筑的自重和传重引起，水平荷载是由于横向的压力和人防荷载所产生的。在考虑荷载的实际情况下，也需要综合考虑外界风力、地震的作用力对荷载的影响。其二是地下室外墙截面的设计。截面的面积直接影响到了建筑所承受的荷载。在同样的作用力影响下，截面面积大，导致承受的荷载变小，反之亦然。其三是地下室外墙的配筋设计，配筋的计算主要是按照双向板的配筋来进行计算，不需要考虑外墙双向板的荷载问题。3．4地下室结构的防水设计。地下室本身就位于地基水平面以下，防水、防潮的问题本身就比较重要，防水设计的合理性直接影响到了地下室的安全性和地面建筑的稳定性。因此，有效提升防水措施是对整个建筑行业工程稳定性的保证。但是在我国目前的防水设计中，存在着较多的质量问题。在新闻报道中，常常会出现由于地下室积水造成的安全隐患，这大多是由于地下室结构设计不合理造成的。然而长时间积水也会影响到钢筋的稳定性，钢筋长时间浸泡在积水中，就是对建筑整体结构稳定性的造成安全隐患。未解决此类问题，一方面就需要在具体的设计过程中，要求专业的设计人员结合工程的要求，通过科学的设计手法和技术手段来确定防水的等级的质量要求的设计。另一方面需要对地下室的主体结构、分部构件进行防水处理。在这之中，地下室结构的抗浮设置也在一定程度上影响结构的稳定性，则需要对抗浮设计进行有效的合理的改善。3．5地下室钢筋混凝土的设计。对于主要的应用材质钢筋混凝土，需要增强其抗拉能力，主要是通过增加抗变形的钢筋开控制。例如，在外墙的侧壁上增设钢筋对混凝土面起到了强化的重要性，防止由于混凝土的热胀冷缩影响对整个建筑结构和均匀的受力产生影响。同时，注意混凝土的养护工作也尤为重要。

4结束语

总而言之，由于地下室是功能和结构在现阶段建筑行业的使用中重要性日益突出，是建筑行业的重要工程项目。一方面是为了提升地下室功能多样性在人居生活环境中的应用，为人们的生活和工作提供便利性质，另一方面，地下室的结构控制也是对建筑地基工程的加固和利用提升。因此，在地下室的结构设计过程中，不能够因循守旧，一昧按照老旧的方式处理，需要根据不同功能和承载力的要求，对结构设计进行合理化的改进，从而使得建筑地下室的利用性大大提升。

作者:党伟 单位:西安航空学院

参考文献：

［1］李响．建筑结构地下室设计常见问题分析［J］．门窗，2017（3）：49．

管道结构设计范文篇7

随着经济社会的逐步发展，我国道路交通问题日益突显出来，我国也加大了对于桥梁建设的投入力度，道路桥梁设计是交通部门工作的重点。我国现阶段道路桥梁结构设计常见问题主要有以下几个方面。

1.1设计标准不高

我国道路桥梁设计对规范标准的要求并不高，进行施工就会对道路交通产生诸多不便或产生安全隐患，还会对桥型的美观程度造成一定的负面效应。所以设计时应充分的考虑这个方面，结合现场环境，很多时候都需要在桥梁的主梁或梁侧部分预留一定空间，为日后的施工打下良好的基础。

1.2管道预留空间不足

专用桥梁管道是每一座桥梁设计中必须要考虑到的方面，但在具体的设计和施工中往往是忽略这一点的。产生的原因主要是城市化所带来的人口压力过大或城市改造工程。城市改造工程很有可能产生管道预留空间不足的情况，而在很多时候我们只能采用少量的扩容处理，将桥梁管道裸露在桥体之外，这样做的直接后果就是会对交通线产生不利影响，还可能影响到桥体的美观。遇到桥梁管道预留空间不足的情况时，再次开挖是比较适宜的方法，但一大弊端就是会加大工程的资金投入力度，同时也不利于交通情况。

1.3绿化带专项防水设计缺陷

桥梁工程必须具有一定的使用功能，除此之外还要有一定的美观性。所以桥梁绿化带专项防水设计应运而生。在设计桥梁结构的过程中，绿化美观需要在设计的考虑范畴内。通盘考量了所有的影响因素后，必须要保证桥梁结构使用性和美观性。

1.4结构设计选型问题

桥梁工程结构选型问题在设计中是比较重要的一个方面，满足视距和净空的要求的同时，还要具有美观的外形和科学合理的结构，这也视为桥梁结构设计的基本标准和原则，尽可能的打造出功能和美观于一体的桥梁工程，为城市平添一抹亮色。但在具体的设计时，关注实用功能的比较多，而忽视结构选型，结构选型不合理也就不足为怪了。

1.5装饰结构设计问题

我国的桥梁工程结构设计中安全材料不合标准的情况是比较常见的。一项工程要想成为精品，所使用的材料可以说是最为关键的，其是保障桥梁结构的安全运行根本。所以必须要保证装饰材料的可靠性，可以采用材料取样试验的方式来严把材料的质量关，为桥梁工程的安全运行保驾护航。

2道路桥梁结构设计要点

2.1主梁设计

不同于整体式简支梁结构，装配式简支梁结构最为重要的特点是可将预制独立构件进行运输与吊装，并且通过现场安装、拼接制梁。对于自动化、机械化施工技术的应用在设计中就可以完成，这样就大幅度的节省了施工成本，劳动生产力也有显著的提高，季节变化也无法对施工造成实质上的威胁。桥梁上部结构的主要承重构件就是主梁，一般的设计型式有T型和箱型，箱型结构主梁大多在预应力混凝土结构梁中应用。设计采用箱型结构主梁需要对主梁结构的间距与片数作要求，主梁间距与片数两者相互制约，即间距小则片数多、间距大则片数少。而主梁的高度及细部尺寸是以荷载的计算方法加以确定的，若主梁对称布置，梁身的荷载也是呈对称分布，此时要用杠杆法来计算，如若不然就要以偏心受压来计算。上述两种情况的相同之处是控制设计的标准是内力的最大值，要注意的是此标准不可作为主梁结构各个截面的最不利状况的受力计算，主要是因为很多不安全的因素夹杂在计算结构中。

2.2型式的选择应为桥台设计桥台结构设计的重点

在桥台结构的选择上，装配式简支桥梁主要有轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台、埋置式桥台三种。轻型桥台结构型式体积较小，比较适合挡土的翼墙结构设计。钢筋混凝土薄壁桥台可设计将台身埋置于桥梁护坡中，这样不仅能够降低桥台结构受上部荷载的作用力，还能够使桥台留有足够的空间。但护坡容易受到洪水的侵袭使台身裸露，所以设计时不可缺少的是对强度和稳定性的计算。

2.3桥墩型式选择

双柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩是装配式简支桥梁结构设计的主要型式，单幅双柱式是最为常见的。鉴于以往的经验教训，设计时应谨慎选择桥墩结构型式，在岩溶性地质、桩基础施工难度比较大的地方应以实际情况为前提，减少桩基的设计，单柱单桩的设计是比较适合的。而在施工在河谷或容易受滚石威胁的地方时，设计的重点应该放在如何加强桥墩结构的整体抗撞击能力上，也比较适合单柱单桩设计。对于高位墩柱长桥，设计时应重点考量桥梁上部结构荷载累积变位的问题，这是双幅两柱整体下部构造设计是比较理想的。

2.4定线原则

（1）在1:10000比例尺的地形图上在起、终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌分布情况，尽量选择地势平缓地带，确定各种路线方案。

（2）山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主；而平原微丘地区地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主，最终合理确定出公路中线的位置。

3结束语

管道结构设计范文篇8

关键词：油田管道；完整性；系统设计；数据库

管道是油气田生产系统的重要组成部分。近年来，随着油气田开发年限的延长及管道规模的扩大，管道腐蚀、老化问题日益突出[1]，且部分管道位于环境敏感区域，安全运行管理面临诸多困难。因此，油气田管道隐患治理及管道安全受控运行具有重要意义[2]。管道完整性管理是对管道面临的风险因素不断进行识别和评价，持续消除已识别的不利影响因素，采取各种风险消减措施，将风险控制在合理、可接受的范围内，最终实现管道安全、可靠、经济运行的目的。油田在管道完整性管理方面尚缺少统一的管理系统，虽然有部分单位已经建设相关信息系统[3-7]，但各单位间缺少统一标准，无法实现管道完整性的统一管理。而且不同单位建设的完整性管理系统所注重的内容不同，有的系统全面建设，有的系统重点关注数据管理，有的系统重点关注管道巡线等等。为了提高油田管道完整性管理的水平，打破各单位间的数据障壁，形成统一、高效的管理机制，建立油田管道完整性管理系统是十分必要的[8-10]。

1系统架构设计

根据管道完整性管理标准，依托中国石油地理信息系统（以下简称A4）、采油与地面工程运行管理系统（以下简称A5），搭建油田管道完整性管理系统，使地理信息服务与管道完整性管理核心内容有机结合，提供高后果区管理、风险管理、完整性评价等功能，为油田管道完整性管理提供技术支撑。其系统架构设计如图1所示。本系统依托A4、A5云化环境建设，无需再添加服务器、存储器、交换机等设施（图2）。设计时将数据中心机房作为系统部署地点，进行集中部署，要求稳定、可靠、安全，且实时性要求很高，因此系统的核心服务器采用两台设备集群的方式，保证单节点故障不影响系统的运行。

2系统数据库设计

构建油田管道完整性管理系统数据库采用了概念结构设计、逻辑结构设计以及物理结构设计三层设计。2.1概念结构设计。概念结构设计是数据库设计的关键，是通过对需求进行综合、归纳和抽象，形成一个独立于具体数据库管理系统的概念模型。油田管道完整性管理系统的数据包括基础地理数据、业务数据以及系统管理数据。其中，基础地理数据包括数字高程模型、数字正射影像和数字线划图三个部分；业务数据涵盖了长输管道、油田集输管道、油田单井管道、气田集输管道、气田单井管道等五大类；系统管理数据主要包括用户、岗位、组织机构、访问权限以及登录日志等数据信息。2.2逻辑结构设计。按照概念结构设计，油田管道完整性管理系统基础功能平台数据库将分为多个逻辑子库，即基础地理逻辑子库、业务逻辑子库和系统管理数据子库。其中业务数据将按照其业务应用特点进行逻辑建模；基础地理数据则遵循国家基础地理数据建库标准和规范进行设计；与系统管理相关的用户、权限及日志管理主要针对用户功能操作和数据访问权限进行设计。例如，管道中心线逻辑子库包括中线控制点和管线。中线控制点为点要素，是能够表达管道路由走向的一组特征点，原则上来说将中线控制点按序连接，构成线要素即是管线，所以管线和中线控制点间必然存在一对多的关系。同理，一条管线上必然存在多个埋深点采集数据，因此管线和埋深也存在一对多关系（图3）。其余管道上的重要节点，主要包括桩、站场和阀室。其中站场点和站场面、阀室点和阀室面存在一对一关系，而桩作为遍布管道沿线的重要设施，与站场和阀室存在多对一关系。2.3物理结构设计油田管道完整性管理系统采用Oracle作为数据库管理软件，利用MicrosoftVisio2015、基于Ar-cInfoUML建模模板进行空间数据库的物理建模，再利用ArcGIS桌面工具ArcCatalog进行底层的物理实现。实施过程中，通过CASE工具生成的数据库物理模型导入ArcCatalog，并在数据库系统中生成一个初始化后数据库版本。数据库中将存储所有设计信息，包括数据名称、数据属性项、关系、值域等。数据库维护人员可以按照迁移策略，根据设计，将外部数据导入数据库中实施建库工作。

3功能结构设计

油田管道完整性管理系统功能分为数据采集管理、完整性管理和运维管理三部分，具体功能见图4。数据采集管理是对长输、集输、单井各类管道的本体数据、周边环境数据、风险评价数据等管道完整性管理相关数据制定统一的数据标准，并建设通用的数据库结构，为油田管道完整性管理信息系统提供数据基础服务。完整性管理包括高后果区管理、风险评价、完整性检测评价和效能评价。主要功能是对管道日常运行的完整性和稳定性进行针对性评价。长输管道的评价模型将使用已有标准，而集输和单井管道，将根据现场情况，结合已有标准的要求，进行适应性调整，形成符合油田集输和单井管道实际情况的评价模型。运维管理包括维抢修管理、运行维护管理、巡线管理和失效管理功能。通过运行维护管理、巡线管理等功能对管道的运行情况进行监控，并通过维抢修管理功能，规范应急抢修工作的流程。同时，在管道运行阶段，通过运维管理能够持续采集管道周边和运行情况数据，为下一步的管道完整性管理提供新的数据来源，形成完整性管理的循环，降低管道运行风险，提高管道完整性管理水平。

4系统实现及应用效果

系统基于昌平数据中心云化环境来实现，并充分利用A4、A5的软硬件资源和数据资源，提高了系统的稳定性、可靠性，减少了油田管道完整性管理信息系统数据建设的工作量，降低了系统建设费用和后期基础地理数据更新费用。目前该系统已在长庆油田全油田范围内推广使用，管理各类油、气管道共78477km，系统运行正常。通过系统的9个功能模块，可方便快捷的对数据库中各类数据进行管理维护、查询展示、统计分析，在此基础上制定相应管理方案或者任务的下发，极大提高了工作的效率和质量，有效降低了工作强度。长庆油田下属单位自建管道信息系统平均建设费用约40万元，统一建设后，长庆油田可节约系统建设费用780万元；长庆油田已在气田880km管道开展检测及内外防护技术应用，可节约管道检测维护费用1222.3万元。综上，通过系统的建设应用，长庆油田可节约成本2002.3万元，经济效益明显。系统建成后，作为统一平台，避免了低水平重复建设，统一系统取代了原有分散系统，减少了信息孤岛，大幅提高了系统的应用范围，数据由单一单位内部使用变为统一管理、充分共享，为长庆油田的管道运行提供了准确和完善的信息，显著提高了油田的管理水平，提升了油田的社会形象和市场竞争力。同时，可充分发挥管道信息在油田应急管理、企地关系改善等方面的保障服务作用，社会效益显著。

5结束语

管道结构设计范文篇9

关键词：结构设计优化；房屋建筑结构设计；应用

近些年，人们对生活质量和居住条件的要求不断提升，相应地，对建筑工程的综合品质也提出了更高的要求。与此同时，国家也出台了相关政策呼吁建筑的节能化、高效化发展，这就要求建筑企业积极运用结构设计优化方法，使有限的空间与资源的价值得到最大化发挥，进而促进建筑工程实用性、经济性发展目标的实现，这对我国整个建筑行业的可持续发展来说也是大有好处的。

1建筑结构设计优化的重要意义

1.1结构设计优化有利于提高材料的有效利用率。对于我国这样的发展中国家而言，建筑结构设计优化的主要目的就是以最少的资金建设出最好的建筑。站在优化设计的层面来看，结构性能最佳的方案并非一定是材料利用率最高的方案，这就要求设计者在开展设计工作的时候必须注重对结构材料的充分利用，与此同时，还要加强对各类新型建筑材料的应用，如钢管混凝土结构、预应力混凝土结构等。其中，钢管混凝土结构是在薄壁圆形钢管中填入混凝土的一种全新结构形式，其可将两类材料有机结合起来，通过填入的混凝土来提高钢管壁本身的稳定性水平，同时，还可利用钢管对核心混凝土产生的作用，使其处于三向受压状态，进而增强其抗变形能力以及抗压强度。与普通的钢结构相比，钢管混凝土结构在承载力和自重基本一致的情况下，可节省约50%的钢材，同时还可简化焊接工序，有效降低焊接工作量。相较于普通混凝土而言，钢管混凝土在确保钢材使用量相近以及承载性能一致的基础上，可减少大约50%的构件截面面积，相应的材料用量也可节省一半左右。事实证明，对房屋建筑结构设计的优化，可显著提升材料的利用率，使工程成本得到有效控制。1.2结构设计优化有利于提高建筑结构的经济性。建筑的层高越高，其墙体面积和柱体积也会相应地增加，进而致使结构的自重增大，各类水电管线也会加长。反之，若层高较低，便可大大节省材料，同时也能增强建筑的抗震性能，与此同时，建筑的总高度也会随之下降，两栋建筑之间的日照距离也会因此而缩短，这就间接节省了用地面积。在建筑面积相同的条件下，若选择圆形或接近于方形的平面形状，建筑外墙的周长系数相对来说较小，与此同时，建筑基础以及内外表面装修也会随之减少，这样就能有效提高建筑的经济性能。从以往的工程实践中可以看出，采用结构优化设计方法可使建筑工程的总造价降低6%~30%，从而使整个建筑工程的经济效益更为可观。

2当前房屋建筑结构设计的现状

2.1建筑结构设计图纸不够详细。建筑工程施工中一个最为基础的要素就是图纸，这也是必不可少的一大关键要素，整个施工过程相关工作的开展都需要以图纸作为基本参照，只有设计出一个科学完善的建筑结构图纸，才能为施工提供方便，避免在后期出现不必要的变更。然而，当前部分施工企业所提供的建筑结构设计图纸并不完善，图纸中的细节内容不够详细，经常出现结构类型不明确、缺乏抗震等级要求、没有规定墙体材料类型等问题，另外，还有些图纸本身设计不够专业，没有严格按照相关标准进行图纸的绘制，图纸中的内容标识也不是很清晰，这种不规范的设计图纸对施工造成的不良影响非常大，严重时甚至会致使现场施工陷入混乱无序的状态，最终引发施工安全事故。2.2基础选型缺乏科学性。对于房屋建筑来说，使用功能的重要性毋庸置疑，但安全性也是非常重要的，建筑物的安全水平主要是由建筑结构设计的合理性决定的。建筑结构的选型是否科学、使用的材料是否满足标准要求、承载性能是否达标、抗震等级是否合理等，都会直接影响到建筑工程的整体安全水平。从当前的现状来看，我国建筑行业经常出现建筑结构选型不合理的问题，如建筑承载性能偏低、施工基础差等，这就极易导致建筑物在后期出现不均匀沉降的问题，最终引发各种安全隐患。

3结构设计优化在房屋建筑结构设计中应用的步骤

3.1建立结构优化模型。要实现对房屋建筑结构设计的有效优化，首先就必须建立科学合理的结构优化模型。结构设计优化需要从大量变量中选择出最为重要的参数，通过这些参数建立函数模型，从而计算出最优解。一般来说，模型的构建主要可分成两大环节：首先，应选择最为合理的设计变量，这是构建模型的基础和关键，变量的设计将对参数的选择产生直接影响，科学合理地对变量进行计算可大大降低后期计算编程的工作量。其次，应对目标函数进行确定。相关人员应先找出符合函数条件的最优解，然后再确定约束条件，约束条件具体主要涉及到弹塑性、强度和尺寸等方面。在对建筑整体结构进行优化的时候，必须确保上述约束条件都处在规定范围内，尽可能满足设计的相关需求。3.2对计算方案进行优化设计。在建筑结构优化过程中，各方面的约束条件以及变量参数都会直接影响到优化过程。因此，在开展相关计算工作的时候，必须将所有的约束条件转化成非约束条件，保证整个优化过程的顺利完成。与此同时，还要综合考虑变量的因素，采用科学有效的计算方式对建筑结构设计加以优化。3.3程序设计。在完成计算方案优化设计的基础上，还要做好程序设计工作，首先需要对程序进行合理编写，然后再将其导入到计算机之中，为后期计算工作的开展奠定基础，在进行相关计算的时候，工作人员只需要将所需数据输入到系统之中，就可通过设定好的程序计算出准确而直观的结果。3.4结果分析。建筑结构优化设计的最后一环就是结果分析，所有计算机计算出的数据信息都需要经过详细的分析才能得出最终的结果，进而以此为依据确定最佳的优化设计方案。在开展结构优化设计工作的过程中，应对各方面的阻碍因素进行综合考虑，最大限度确保结构设计优化工作的顺利完成。对建筑工程而言，整个施工过程往往需要花费较多的人力、物力以及财力，结构优化的主要目的就是把上述指标控制在最低，并为建筑质量的可靠性提供保障。因此，在对建筑结构进行优化设计的时候，必须注意以下问题：第一，应找准建筑经济与技术之间的平衡点，尽可能降低或消除二者之间的矛盾，即使引入了一些现代化技术，也无需付出过多的成本。第二，应认识到技术所能带来的经济效益，明确技术的优化可在一定程度上降低经济成本，因此，必须加强对先进技术的应用。

4结构设计优化在房屋建筑结构设计中的具体应用

4.1整体优化和局部优化。建筑结构设计表现出明显的层次性和复杂性。首先，从层次性上来看，其主要涉及到建筑设计体系、结构体系和安装设计体系等，且上述每个体系之下还包括诸多小的分支体系。设计人员在开展建筑结构设计工作的时候，应当结合工程的具体情况以及各个分支的特点加以优化，循序渐进地解决各环节遇到的困难，进而确保整个工程的顺利完工。其次，站在复杂性的层面来看，其主要涉及到建筑原材料的选择、零部件的选择以及结构类型的确定等内容。所以，不管是哪种类型的房屋建筑，都可从整体和局部出发进行优化，最终实现建筑结构设计水平的最大化提升。4.2基础优化设计。房屋建筑的基础结构与建筑整体功能的正常发挥及其稳定性有着十分密切的联系，所以，在进行建筑基础结构设计的时候，设计人员必须注重对结构优化设计方法的运用，尽量实现对地基地质、基础结构等重点环节设计工作的全方位把控，在基础结构设计方案中，应处理好建筑基础结构与施工成本、施工技术等的关系，找准三者之间的平衡点。对于框架结构来说，应根据地质勘察报告对基础形式进行合理选择，若施工现场的地基承载力较好，则最好选择浅基础形式；若施工现场的地基承载力较差或者土质状况不佳，首先应考虑地基处理方案是否具备可行性，若可行则选用地基处理方案，若不可行则需采用桩基础。灌注桩和预制桩是两类比较常见的桩基础形式，其中，灌注桩的施工过程比较复杂，整个施工工期也比较长，且很难对施工质量进行有效控制。因此，在沉降满足相关标准的前提下，可采用预制桩施工法，利用深层桩基增大土壤对桩身的摩擦力，并尽可能选用长度较长的预制桩。4.3分阶段优化。建筑工程项目各个环节的施工都是密切联系的，且每一个环节都有着自身独特的优化设计方法。因此，在实际开展工程建设工作的时候，应坚持分阶段优化设计的原则，首先应对建筑施工建设的阶段进行合理划分，然后将不同阶段的性质作为参考依据，对建筑结构设计加以优化，同时还要注重对整个工程寿命的优化，这样才能使企业的经济效益得到进一步提升。4.4上部结构的优化。在对房屋建筑的上部结构进行优化的时候，首先应对剪力墙进行科学设置，具体而言，应让剪力墙的质量保持一定的均匀性，确保对称楼层的平面中心与同楼层的结构重心相重合，尽量降低大风、地震等外部因素带来的不良影响。在房屋类型满足标准要求的前提下，应采用大开间的剪力墙构造形式，适当增长剪力墙的墙肢，控制墙肢总数，从而节约混凝土使用量。另外，由于剪力墙的暗柱一般采用的是钢筋，这样一来，就可通过采用大开间剪力墙来降低钢筋的使用量。但是，在遇到建筑施工现场地质条件较差或者地质环境比较复杂的情况时，不能减少钢筋的数量，在这种情况下也就不适用采用大开间剪力墙的构造形式。4.5排水结构协调优化现代房屋建筑工程中往往设有给排水专用房，其中涉及到大量的机械设备，如此一来就会加大建筑的负荷量，所以，在设计的时候应尽量将水泵设置在地下室中。需要注意的一点是，由于排水房间中的管道数量非常多，且管道规格尺寸各不相同，因此，必须适当加固楼板上的穿孔位，预留出满足规范要求的孔洞，最好不要让孔洞影响到水平方向管线对建筑梁结构的贯穿。若管道需要贯穿房屋的承重墙，则还要注重加强对墙体的维护，整个排水结构优化设计中，必须处理好结构布设与管网体系的关系，以免发生管道绕梁或柱的问题。

5结语

综上所述，结构设计在房屋建筑建设过程中占据着十分重要的地位，而要使结构设计更好地满足工程建设需求，就必须积极运用结构设计优化方法，一般来说，房屋建筑结构设计优化的步骤主要为建立结构优化模型、优化计算方案、程序设计以及结果分析。从优化内容上来看，主要涉及到整体优化和局部优化、基础优化设计、分阶段优化、上部结构优化等，只有落实好上述几个方面的优化设计工作，才能使房建工程结构设计水平得到全方位提升。

参考文献

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[7]孟宪川.面向建筑设计的结构优化策略[J].建筑学报,2020,(6):100-105.

管道结构设计范文篇10

［关键词］结构设计;复杂性;安全性

随着我国经济的快速发展，建筑业也随着这股发展的大潮获得了迅速的发展，其中发展最快的要数工业建筑。工业建筑不仅要满足企业进行日常生产活动的需要，还要满足企业进行安全生产的需要，同时也要兼顾建筑外表的美观性。建筑结构设计直接影响着整个建筑的造价，还影响着建筑的内部空间布局和外观，因此，在建筑施工前一定要做好建筑的结构设计。但是实际的设计工作是一项十分复杂、专业性非常强、涉及到的因素非常多的系统工作，因此，要做好设计工作并不容易。下面本文就对工业建筑结构设计的复杂性与安全性进行分析研究，并提出有针对性的措施。

1工业建筑结构类型的选择

在生产过程中，由于生产设备和生产材料的影响，建筑物一般会发生一定程度的变化。在进行建筑结构设计时，不仅要考虑建筑物的使用功能，还要对建筑投资进行一定思考，这就对建筑结构设计提出了较高的要求。针对不同的要求，选择合理的结构类型，不仅能保证建筑物的科学合理性，还能节省大量的投资，提高经济效益。

2建筑结构设计数据分析

在进行工业建筑结构设计时，要兼顾成本与安全，在保证建筑质量的前提下，最大限度的减少建筑成本。对建筑结构的设计数据进行全面的分析比较，确保其符合国家相关标准和行业规章的要求。分析的设计数据主要包括:雪载荷基准压力、环境的最高和最低温度、地下水深度、地震相关数据等。通过分析比较，对于不符合的数据采取有效的措施进行整改，确保建筑结构设计符合国家的规章制度要求。

3满足工业生产需要

建筑的结构要满足工厂进行生产时所需运输工具的需要和进行基本生产的需求，为生产制造提供优质的服务。同时还要做好整个建筑的防腐设计，在某些较恶劣的生产环境下，会对建筑造成腐蚀，如果防腐设计不合理，没有对建筑的结构进行保护，在腐蚀环境的长期影响下，整个建筑结构的完整性会遭到破坏，进而严重威胁到生产工人和机械设备的安全。因此，在进行工业建筑结构设计时，要针对不同情况做好有针对性的防腐施工，确保建筑在恶劣的生产条件下具有较高的耐腐蚀性能。工业建筑的通风设计也是非常重要的，特别是对于有粉尘的车间、生产过程中所使用的有毒有害物质具有挥发性的车间、生产空间较小的车间，对于这些类型的车间尤其要做好通风设计。

4建筑地基处理

某些对地基有特殊要求的工业建筑，在进行设计时，要对周围的环境进行详细的勘察，并对收集数据进行详细的分析研究，制定出适宜的地基处理方案，以保障工业建筑的安全。地基处理的方式，要根据实际情况进行选取，主要的处理方式有:钻孔灌注桩、预应力混凝土桩、钻孔沉桩等。在施工地点与周围建筑距离较近的情况下，要对周围的情况进行分析，并请来专家讨论，选出最佳的处理方案，然后按照处理方案的要求进行地基处理。对于要求不高的建构筑物的地基处理，可以采用填土压实作为地基即可，压实度要现场测量并符合设计的要求。在进行地基处理时，要具备有效的监督机制，现场安排监督检查人员，确保整个地基处理完全按照设计的要求进行，确保地基处理的施工效果。

5科学进行空间设计

在进行工业建筑结构设计工作时，要根据实际的生产需要，进行总平面的布置，既能满足方便生产的需求，又能最大限度节约空间。各类建筑物的选址和空间布局，要考虑运输道路和管道走向，确保能充分利用道路的运输能力，并符合管道的走向要求。生产工作区和生活区一定要划分开来，并且之间的距离要符合国家相关规定和安全要求，确保生活区不会受到生产工作区危险源的影响。生产工作区也要根据实际生产要求，统筹规划，做好各类工业建筑的分区，确保各个建筑之间具备一定的安全距离，进而保障危险的建筑不会对其他建筑造成影响。生活区的设置，要保障人员的日常生活需要，各个生活建筑物的设计要合理，且符合人们的生活需求，为人们提供优质的生活服务。

6结语

综上所述，随着我国工业的不断发展，对工业建筑的要求也会越来越高，这就对工业建筑设计提出了较高的要求。在进行工业建筑设计时，一定要牢记安全第一的原则，以保障生产人员的安全为第一要务。设计时，要从工业建筑的实际情况出发，严格遵守国家相关法律法规和行业规章制度，确保整个工业建筑的设计符合实际生产要求。本文对工业建筑结构设计的复杂性与安全性进行了一定的分析研究，指出了其中比较关键的设计部分，希望能对从事工业建筑结构设计的人员有一定的启发，从而进一步提高我国的工业建筑水平。

作者:刘斌 单位:山东省冶金设计院股份有限公司

参考文献:

［1］胡中汉．关于工业建筑结构设计的复杂性与安全性概述［J］．城市建设理论研究，2015，(08):20－22．