導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)優(yōu)化；降低造價(jià)；精心設(shè)計(jì)；保證安全

Talk about building structure of excellent turn design

Yang Jian

（ Nanyang City， Henan Province， Architectural Design and Research Institute， Nanyang， Henan 473000 ）

【Abstract】to maximize the efficiency of investment， each investor is the pursuit of investment objectives. Through the optimal design of the building structure， not only to improve building safety， and can effectively reduce the construction cost， construction products with a higher price. Based on the structural design， the choice of the structure of the programmed， structure， material selection， and regulate the use of a designer boutique to cultivate awareness of the structural optimization and design of the system on， elaborated on the significance of structural optimization， optimization methods And optimize the way for the designers of the structural optimization of the structure designed to provide information.

【Keywords】structural optimization； lower cost； carefully designed； ensure safety

在工程建設(shè)過(guò)程中，建筑功能的實(shí)現(xiàn)與工程投資的控制是工程建設(shè)的兩大目標(biāo)。而進(jìn)行工程投資控制的關(guān)鍵在項(xiàng)目決策和設(shè)計(jì)階段，在項(xiàng)目作出投資決策后，其關(guān)鍵就在于設(shè)計(jì)階段。在建筑工程的設(shè)計(jì)階段，當(dāng)滿足建筑的諸多功能后，工程造價(jià)的控制是每個(gè)投資者最為關(guān)注的主要內(nèi)容，也自然成為投資者評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)質(zhì)量?jī)?yōu)劣、衡量設(shè)計(jì)水平、選擇設(shè)計(jì)單位的重要標(biāo)準(zhǔn)。為了在日益激烈的設(shè)計(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存與發(fā)展，為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，已成為每一個(gè)設(shè)計(jì)單位努力追求的目標(biāo)。由于在建筑產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)造價(jià)所占的比重很大，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠提高建筑物的安全度，而且能夠有效的降低工程造價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)投資效益的最大化。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，當(dāng)建筑方案產(chǎn)生后，結(jié)構(gòu)從選型和布置開(kāi)始就存在優(yōu)化與否的問(wèn)題，再加上后續(xù)每一道工序的精心設(shè)計(jì)、準(zhǔn)確計(jì)算、合理選用等全過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)才能產(chǎn)生優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。下面就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的一些途徑，談一下筆者的一點(diǎn)看法，以期與廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員共勉。

1.選擇合理的結(jié)構(gòu)方案

在建筑設(shè)計(jì)方案確定后，對(duì)于同一個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案往往不是唯一的。不同的結(jié)構(gòu)方案會(huì)使工程造價(jià)和工程質(zhì)量產(chǎn)生很大的差別，所以選擇合理的結(jié)構(gòu)方案便顯得尤為重要，只有采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案才能實(shí)現(xiàn)“技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。也只有采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案才能真正實(shí)現(xiàn)投資效益的最大化。在結(jié)構(gòu)方案的選擇上，應(yīng)遵循以下的一些基本原則：

（1）要用整體的概念在特定的建筑空間中來(lái)完成結(jié)構(gòu)總體方案的構(gòu)思，處理好構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，充分利用和發(fā)揮整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的最佳受力狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)具備足夠的承載力、剛度和良好延性的同時(shí)造價(jià)最低。

（2）盡可能使結(jié)構(gòu)的受力與傳力途徑簡(jiǎn)單、直接、明確。傳力途徑復(fù)雜會(huì)出現(xiàn)多次轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，這樣會(huì)導(dǎo)致造價(jià)的提高，也容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤產(chǎn)生安全問(wèn)題。采用最簡(jiǎn)單、直接的傳力途徑，可以省去中間傳遞的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，減少結(jié)構(gòu)的安全風(fēng)險(xiǎn)，使結(jié)構(gòu)受力更加明確，其造價(jià)也相對(duì)經(jīng)濟(jì)。

（3）保持整個(gè)結(jié)構(gòu)安全可靠度的一致性。應(yīng)通盤考慮整體結(jié)構(gòu)的每一個(gè)構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠同時(shí)發(fā)揮其最大效能，確保達(dá)到規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)水準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)既經(jīng)濟(jì)又安全的目標(biāo)。

（4）使結(jié)構(gòu)平面布置的抗側(cè)力剛度中心與建筑物的外力作用中心或質(zhì)量重心盡量接近或重合，以避免或減小外力作用下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因?yàn)榈挚菇Y(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)所需增加的材料用量是很大的，可以說(shuō)結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則既不經(jīng)濟(jì)又不安全。

（5）加強(qiáng)與建筑師的溝通與協(xié)調(diào)。一個(gè)設(shè)計(jì)精品是建筑師和結(jié)構(gòu)工程師創(chuàng)造性合作的共同成果，在滿足建筑物的功能和建筑師創(chuàng)意的前提下，結(jié)構(gòu)工程師有責(zé)任對(duì)建筑方案提出建設(shè)性的意見(jiàn)，與建筑師一起構(gòu)思最佳的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)工程師只有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實(shí)地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。并綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，通過(guò)反復(fù)試算、反饋和優(yōu)化，選擇效果最好、造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)方案。

2.進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)計(jì)算

一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序的不斷完善和全面應(yīng)用，使結(jié)構(gòu)工程師從繁重復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計(jì)算中解脫出來(lái)。過(guò)去對(duì)一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)完全依靠概念、經(jīng)驗(yàn)和估算來(lái)完成，為保證結(jié)構(gòu)安全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度往往富余很多，造成不必要的浪費(fèi)?，F(xiàn)在工程師可以在概念、經(jīng)驗(yàn)和估算的基礎(chǔ)上借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行可靠的分析計(jì)算，并通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的薄弱部位和設(shè)計(jì)的不足之處，對(duì)結(jié)構(gòu)體系以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的合理尺寸做出相應(yīng)的調(diào)整，經(jīng)過(guò)多次計(jì)算比較和調(diào)整，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理和經(jīng)濟(jì)。在利用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，要注意以下問(wèn)題：

（1）不能盲目的依賴計(jì)算機(jī)。因計(jì)算軟件的缺陷和設(shè)計(jì)人員不加分析的盲從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以對(duì)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算程序的基本理論假定、應(yīng)用范圍和限制條件以及程序與規(guī)范的結(jié)合一定要搞清楚。

（2）對(duì)于輸入的幾何圖形、構(gòu)件尺寸、荷載數(shù)據(jù)等應(yīng)認(rèn)真核對(duì)、力求準(zhǔn)確無(wú)誤。避免因數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤造成計(jì)算分析結(jié)果的錯(cuò)誤或較大的誤差。比如，高層建筑標(biāo)準(zhǔn)層荷載數(shù)據(jù)的輸入出現(xiàn)錯(cuò)誤，其累加后對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算所產(chǎn)生的影響是不容忽視的，將導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果要么不安全、要么不經(jīng)濟(jì)。

（3）對(duì)計(jì)算參數(shù)的選取要正確合理。選取不同的計(jì)算參數(shù)會(huì)得出完全不同的計(jì)算結(jié)果，要根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)的具體情況和計(jì)算程序的功能要求合理選取。比如，框架結(jié)構(gòu)計(jì)算中，周期折減系數(shù)的取值，要根據(jù)實(shí)際工程中框架填充墻的材料和數(shù)量，選取恰當(dāng)?shù)臄?shù)值對(duì)計(jì)算周期進(jìn)行折減，若折減系數(shù)選取偏大，會(huì)使計(jì)算地震力小于實(shí)際的地震力，造成結(jié)構(gòu)分析偏于不安全，反之則不經(jīng)濟(jì)。

（4）注意實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算模型的差異。所有的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)程序都是建立在一些假定和理想的計(jì)算模型之上的，而實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)又是千差萬(wàn)別的，一味地依賴電腦或計(jì)算手冊(cè)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)給結(jié)構(gòu)留下較多的隱患，所以任何構(gòu)件的計(jì)算都應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定結(jié)構(gòu)的約束關(guān)系，并利用結(jié)構(gòu)概念、工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)的分析，判斷其是否合理，以確保最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確。

3.提高材料的利用率

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的便是花盡可能少的錢，做最安全、適用的建筑，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)材料的選用要合理，利用要充分。要根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不同受力特點(diǎn)、工作環(huán)境和材料的力學(xué)性能特點(diǎn)，選用合適的建筑材料。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，以受壓為主的柱子，就要充分發(fā)揮鋼筋混凝土材料中混凝土抗壓性能好的特點(diǎn)，盡可能采用高標(biāo)號(hào)混凝土，不但可以減小構(gòu)件截面，增加使用空間，還能減輕結(jié)構(gòu)自重。梁板以受彎為主，可采用高強(qiáng)度鋼筋，以充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性能，減少鋼筋用量，同時(shí)要注意鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋與混凝土強(qiáng)度的匹配，最大限度地發(fā)揮出材料的性能。對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層和受力復(fù)雜的結(jié)點(diǎn)部位以及大跨度結(jié)構(gòu)，可采用型鋼混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼結(jié)構(gòu)等，以達(dá)到適用、安全、經(jīng)濟(jì)的目的。實(shí)際工程中，因材料選擇不當(dāng)造成浪費(fèi)的情況很多。比如，經(jīng)常出現(xiàn)的鋼筋混凝土現(xiàn)澆板中混凝土標(biāo)號(hào)過(guò)高的現(xiàn)象，不僅高標(biāo)號(hào)的混凝土不能充分發(fā)揮其強(qiáng)度作用，而且為抵抗高強(qiáng)混凝土較大的收縮變形和滿足最小配筋率要求，板中鋼筋的配筋量也隨之增加，從而導(dǎo)致工程造價(jià)的提高。

4.正確理解運(yùn)用《規(guī)范》

《規(guī)范》是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中必須遵循的“最低”標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策、科技水平和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。全面理解規(guī)范條文的概念、定義、前提條件和適用范圍，是正確運(yùn)用《規(guī)范》的前提和基礎(chǔ)，盲目的照搬規(guī)范的具體條文會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)失誤，造成質(zhì)量安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。作為一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師，一方面必須熟悉、理解和吃透規(guī)范條文的真實(shí)含義，另一方面必須客觀理性地正確對(duì)待規(guī)范。對(duì)《規(guī)范》中的“強(qiáng)制性條文”要不折不扣的執(zhí)行，而對(duì)《規(guī)范》中的“非強(qiáng)制性條文”工程師可以運(yùn)用自己的理論知識(shí)、結(jié)構(gòu)概念和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在《規(guī)范》條文思想的指導(dǎo)下，針對(duì)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象、環(huán)境和使用條件，以工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，創(chuàng)造性地靈活選用規(guī)范中的數(shù)據(jù)。盲目照搬硬套不但會(huì)限制創(chuàng)新成果、影響設(shè)計(jì)創(chuàng)作，阻礙工程技術(shù)的進(jìn)步，也會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。因?yàn)榧词挂?guī)范再詳細(xì)，也不可能包羅實(shí)際工程中遇到的所有技術(shù)問(wèn)題。對(duì)《規(guī)范》中的構(gòu)造措施要給予足夠的重視。在實(shí)際工程中，一些設(shè)計(jì)人員過(guò)分依賴結(jié)構(gòu)計(jì)算分析結(jié)果，不同程度地存在忽視結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施的問(wèn)題。以抗震設(shè)計(jì)為例，我們都知道，地震是一種很復(fù)雜的自然現(xiàn)象，我們對(duì)地震發(fā)生時(shí)建筑物的破壞機(jī)理還不十分清楚，對(duì)地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認(rèn)識(shí)階段，建筑物抗震計(jì)算的原理也只是一種近似方法。建筑抗震設(shè)計(jì)是建立在對(duì)震害分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，通過(guò)概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造措施三部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以，我們?cè)谶M(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不但要遵循《規(guī)范》提出的抗震設(shè)計(jì)原則和抗震計(jì)算方法，同時(shí)還要重視抗震構(gòu)造措施。

5.樹(shù)立精品意識(shí)

對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程是結(jié)構(gòu)工程師打造設(shè)計(jì)精品的過(guò)程。要求結(jié)構(gòu)工程師不僅要具備深厚扎實(shí)的專業(yè)基本理論基礎(chǔ)、豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，更要有盡心盡力、精益求精、追求完美的精品意識(shí)。設(shè)計(jì)單位要提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，必須實(shí)施精品戰(zhàn)略、走精品之路。改變以往在管理上重業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)輕技術(shù)質(zhì)量，造成設(shè)計(jì)人不注重技術(shù)水平的提高，設(shè)計(jì)只要保證不出大的質(zhì)量問(wèn)題，方案的好壞、造價(jià)的高低無(wú)關(guān)緊要，使優(yōu)化設(shè)計(jì)失去內(nèi)在動(dòng)力。導(dǎo)致對(duì)設(shè)計(jì)方案不認(rèn)真進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，而是為保險(xiǎn)起見(jiàn)，隨意加大安全系數(shù)，造成投資浪費(fèi)。只有在單位內(nèi)部管理上把設(shè)計(jì)質(zhì)量同個(gè)人效益掛鉤，才能提高設(shè)計(jì)人員的質(zhì)量意識(shí)和經(jīng)濟(jì)觀念，促使結(jié)構(gòu)專業(yè)經(jīng)濟(jì)化。預(yù)算專業(yè)可以提前介入到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案階段，為結(jié)構(gòu)工程師提供必要的經(jīng)濟(jì)分析數(shù)據(jù)，改變以前設(shè)計(jì)過(guò)程中不算帳，設(shè)計(jì)完了預(yù)算見(jiàn)分曉的現(xiàn)象，通過(guò)結(jié)構(gòu)工程師與造價(jià)工程師對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行全過(guò)程的控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一。要落實(shí)各級(jí)技術(shù)崗位責(zé)任制，通過(guò)各環(huán)節(jié)層層把關(guān)，把提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、創(chuàng)設(shè)計(jì)精品的工作貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程之中。

通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)降低工程造價(jià)是控制工程投資的一個(gè)有效途徑，而正確處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的對(duì)立統(tǒng)一是控制投資的關(guān)鍵。不能片面強(qiáng)調(diào)節(jié)約投資，而降低技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，又要反對(duì)重技術(shù)、輕經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)保守浪費(fèi)的現(xiàn)象。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是滿足建筑功能的需求，實(shí)現(xiàn)建筑物適用、安全、美觀、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要做到保證結(jié)構(gòu)安全，而且要盡可能的降低工程造價(jià)。結(jié)構(gòu)造價(jià)在建筑工程中所占的比重很大，通過(guò)精心設(shè)計(jì)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)的最佳結(jié)合，也是衡量一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員專業(yè)水平和能力的主要標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)工程師要珍惜每一項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，將優(yōu)化設(shè)計(jì)貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，精益求精的完成每一項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，創(chuàng)作出既保證結(jié)構(gòu)達(dá)到《規(guī)范》要求的安全設(shè)防水準(zhǔn)，又節(jié)省工程造價(jià)，同時(shí)還能最大限度地實(shí)現(xiàn)建筑師的創(chuàng)作思想和令業(yè)主滿意的產(chǎn)品，從而真正達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果。

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篇2

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)，優(yōu)化，設(shè)計(jì)，問(wèn)題，措施

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

城市的高層建筑越來(lái)越多，在進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮多方面因素，比如建筑結(jié)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度，要有適宜的剛度，建筑結(jié)構(gòu)有合理的自振頻率等。另外，為了避免大震下高層建筑倒塌，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化時(shí)要保證建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度夠硬，這是一個(gè)前提條件。因此，在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過(guò)程中，要對(duì)各方面因素綜合考慮，才能設(shè)計(jì)出符合人們要求的建筑產(chǎn)品。

一、建筑結(jié)構(gòu)概述

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行內(nèi)力、位移等多方面計(jì)算，計(jì)算的過(guò)程也要從不同的角度進(jìn)行，以保證最大限度地獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

（一）建筑結(jié)構(gòu)的材料分析

從線彈性的角度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，一般假定內(nèi)力和位移的量，想象結(jié)構(gòu)與具體的構(gòu)件在彈性工作形勢(shì)下，具體分析的過(guò)程則根據(jù)彈性理論進(jìn)行研究。彈塑性的析方法一般用在計(jì)算地震環(huán)境下的建筑結(jié)構(gòu)的薄弱層變形時(shí)。

（二）剛性樓板分析

在對(duì)高層建筑的內(nèi)力與位移進(jìn)行計(jì)算時(shí)，通常都假定樓板對(duì)自身的平面有無(wú)限的剛性，由于平面的外剛度極小，可以將其排除。假定樓板結(jié)構(gòu)為剛性時(shí)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)就要運(yùn)用相關(guān)的措施以保證樓板平面的整體剛度。

另外，還可以計(jì)算圖形對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析，分析時(shí)的計(jì)算圖形主要有三種，即一維、二維協(xié)同分析以及三維空間分析。

二、如何進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了保證現(xiàn)代化的建筑能不斷滿足人們對(duì)建筑物的要求，同時(shí)提高建筑物的穩(wěn)定性、安全性和可利用性。可以從以下幾個(gè)方面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。

（一）優(yōu)化基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)

這種優(yōu)化設(shè)計(jì)主要針對(duì)多層框架的房屋，當(dāng)這類房屋的基礎(chǔ)埋得比較深時(shí)，可以在一定范圍內(nèi)對(duì)基礎(chǔ)拉梁的位置進(jìn)行設(shè)置以達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，宜于按照框架梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，并且按照規(guī)定來(lái)設(shè)置箍筋加密區(qū)。但針對(duì)建筑物的抗震特性來(lái)說(shuō)，應(yīng)該采用短柱基礎(chǔ)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)獨(dú)立的基礎(chǔ)埋置不深時(shí)，可以根據(jù)抗震的要求，在兩個(gè)主軸的方向沿線上設(shè)置基礎(chǔ)拉梁。基礎(chǔ)拉梁的尺寸也有一定的要求，一般橫截面寬度是柱中心距的三十分之一至二十分之一左右，基礎(chǔ)拉梁的高度取柱中心距的十五分之一內(nèi)?；A(chǔ)拉梁的頂標(biāo)高通常要與基礎(chǔ)的頂標(biāo)高相同，當(dāng)基礎(chǔ)拉梁的框架底層不算太高或者基礎(chǔ)埋得不是太深時(shí)，也可以把基礎(chǔ)拉梁的面積設(shè)計(jì)得比較大，以便用基礎(chǔ)拉梁平衡柱底的彎矩。

（二）優(yōu)化框架梁、柱箍筋的間距

不同抗震等級(jí)的框架梁和柱箍筋有不同的特性，比如其加密區(qū)的最大箍筋間距和最小箍筋直徑，這些參數(shù)都有明確的規(guī)定。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，常常將框架梁、柱箍筋的加密區(qū)最大間距設(shè)置為100毫米，非加密區(qū)的箍筋最大間距為200毫米。利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行模擬時(shí)將框架梁和柱箍筋的加密區(qū)間距也設(shè)置成為100毫米，并且計(jì)算出加密區(qū)的箍筋面積。但是在某些情況下，也有可能會(huì)因?yàn)榉羌用軈^(qū)采用200毫米的箍筋間距而導(dǎo)致配箍不足。因此，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中我們也應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦黾庸拷畹闹睆交蛘邔⒐拷铋g距的加密。

（三）優(yōu)化獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載的取值

現(xiàn)代化的建筑物中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋越來(lái)越多，而鋼筋混凝土多層框架的房屋則大多采用柱下獨(dú)立的基礎(chǔ)形式。當(dāng)房屋地基的受力范圍內(nèi)沒(méi)有軟弱的粘性土層時(shí)，總層數(shù)在八層以內(nèi)而且高度在25米以下的民用框架房屋可以不用進(jìn)行驗(yàn)算地基基礎(chǔ)的抗震承載能力，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該考慮風(fēng)荷載的影響。在對(duì)以鋼筋混凝土為原料的多層框架房屋進(jìn)行整體的計(jì)算分析時(shí)，必須要考慮到風(fēng)荷載的影響，不能因?yàn)轱L(fēng)荷載的影響不明顯就忽略掉這一部分。另外，在設(shè)計(jì)獨(dú)立的建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)時(shí)，在設(shè)計(jì)外荷載的柱腳內(nèi)力值時(shí)，只取軸力設(shè)計(jì)值或者只取軸力與彎矩設(shè)計(jì)值，都會(huì)導(dǎo)致建筑物的基礎(chǔ)尺寸偏小，會(huì)影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全。

（四）優(yōu)化地下室層數(shù)

地下室也是建筑物不可或缺的一個(gè)部分，對(duì)地下室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，有助于提升空間的利用價(jià)值。由于地下室的隔墻比較少，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中基礎(chǔ)形式常采用筏板式。在利用計(jì)算機(jī)對(duì)這一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該同時(shí)輸入地下室的層數(shù)和上部結(jié)構(gòu)，這樣可以一次性計(jì)算出地基以及基礎(chǔ)底板的豎向荷載。同時(shí)可以利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對(duì)層間側(cè)移剛度比進(jìn)行分析，通過(guò)分析比較的結(jié)果，可以正確地判斷、調(diào)整房屋的具體嵌固位置，并且采取相應(yīng)的措施來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。如果在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算過(guò)程中，輸入的地下室層數(shù)比實(shí)際的層數(shù)要少，會(huì)導(dǎo)致在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)底層的柱底部位會(huì)因?yàn)榭拐鹉芰档投艿狡茐摹?/p>

（五）優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中幾個(gè)參數(shù)參數(shù)

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息化處理，能較快捷地得到相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，但對(duì)計(jì)算出的結(jié)果不能盲目使用，應(yīng)該經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析判斷以保證其合理準(zhǔn)確，才能將各種參數(shù)應(yīng)用于建筑的過(guò)程設(shè)計(jì)中。一般說(shuō)來(lái)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算的參數(shù)有建筑結(jié)構(gòu)的自振周期、樓層的側(cè)向剛度比、柱底內(nèi)力設(shè)計(jì)值、樓層地震剪力系數(shù)、墻和柱的軸壓比等。眾多的數(shù)據(jù)參數(shù)都是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，因此，參數(shù)的準(zhǔn)確性也影響了建筑設(shè)計(jì)的安全穩(wěn)定性。為了通過(guò)分析來(lái)判斷計(jì)算機(jī)計(jì)算出的結(jié)果是否合理，在進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的計(jì)算時(shí)，一方面要保證有合理的結(jié)構(gòu)方案，準(zhǔn)確可行的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，另一方面要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體特征，正確地填寫相應(yīng)的場(chǎng)地類別，而且對(duì)于總信息中的各種參數(shù)要進(jìn)行合理的選取。在應(yīng)用這些參數(shù)時(shí)，要按照相關(guān)程序來(lái)進(jìn)行設(shè)置，以便設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)更加合理可行。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代化的進(jìn)程逐步加快，人們的生活腳步也越來(lái)越快，也加快了城市建設(shè)的進(jìn)度。建筑物越來(lái)越多，導(dǎo)致建筑物的發(fā)展方向向高層化，但是高層建筑具有自身的特點(diǎn)，無(wú)論是建筑物的形式、建筑原材料還是具體的力學(xué)分析模型都逐漸復(fù)雜，多元化。加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是建筑過(guò)程中必不可少的一步。通過(guò)不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，才能讓建筑物滿足經(jīng)濟(jì)科學(xué)且人性的要求。

參考文獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻；優(yōu)化設(shè)計(jì)

有人認(rèn)為 ,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只是抽鋼筋的問(wèn)題 ,其實(shí)不然。一棟建筑方案產(chǎn)生后 ,結(jié)構(gòu)從選型和布置開(kāi)始就存在優(yōu)化與否的問(wèn)題 ,再加之后續(xù)的精心設(shè)計(jì)、準(zhǔn)確計(jì)算、合理選用等全過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)才能產(chǎn)生優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。如果僅是抽鋼筋的概念 ,優(yōu)化是非常有限的 ,因?yàn)樗性O(shè)計(jì)依據(jù)同樣的條件 ,遵循同一本規(guī)范 ,計(jì)算采用同樣的軟件 ,結(jié)果應(yīng)該是一樣的。隨著建筑事業(yè)的發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平也相應(yīng)地不斷提高, 但是另一方面,由于技術(shù)原因而造成的質(zhì)量低劣和浪費(fèi)現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生,為此本文對(duì)近年來(lái)在工程實(shí)踐中的體會(huì)和心得,主要是分析高層建筑的設(shè)計(jì)優(yōu)化特點(diǎn)進(jìn)行闡述,供參考討論。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化采用何種方法，首先應(yīng)分析這一問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)、目標(biāo)函數(shù)中的各種變量這些變量之間的各種數(shù)學(xué)解析關(guān)系以及與各種變量有關(guān)的約束條件，在分析的基礎(chǔ)上是采用間接優(yōu)化還是直接優(yōu)化方法來(lái)確定。高層建筑結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化的目標(biāo)就是材料耗量，材料耗量決定于構(gòu)件的截面尺寸大小，截面尺寸必須滿足通過(guò)力學(xué)分析得到各構(gòu)件內(nèi)力后的強(qiáng)度計(jì)算及位移變形等條件。因此，目標(biāo)函數(shù)很難用明確的數(shù)學(xué)解析式來(lái)表達(dá)，不能用數(shù)學(xué)上求極小值的方法，也就是一般所說(shuō)的間接優(yōu)化方法來(lái)優(yōu)化。高層建筑結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化只能采用直接優(yōu)化法來(lái)解決，即給目標(biāo)函數(shù)中變量以已知值，經(jīng)過(guò)試算使其滿足一定的約束條件，求得其目標(biāo)值，并找出使目標(biāo)值逐步變小而趨向最佳值的路線或方向，以達(dá)到目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。因此，可以采用滿應(yīng)力法進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 滿應(yīng)力設(shè)計(jì)法是在桁架等桿系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中發(fā)展起來(lái)的，是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中最簡(jiǎn)單、最易為工程人員理解的一種準(zhǔn)則法。所謂滿應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在荷載作用下的最大應(yīng)力達(dá)到所用材料的容許應(yīng)力，此時(shí)材料的強(qiáng)度得到充分利用，構(gòu)件截面面積將是最小，故可作為桁架最輕設(shè)計(jì)或體積最小設(shè)計(jì)的一個(gè)準(zhǔn)則。滿應(yīng)力設(shè)計(jì)法是結(jié)構(gòu)在規(guī)定材料和幾何形狀的條件下，按照滿應(yīng)力準(zhǔn)則的要求，修改構(gòu)件的截面尺寸，使每一構(gòu)件至少在一種工況下達(dá)到或接近其容許應(yīng)力限值的優(yōu)化算法。如果結(jié)構(gòu)除了應(yīng)力約束外還有界限約束，則要求每一構(gòu)件應(yīng)力約束和界限約束中至少有一個(gè)達(dá)到臨界值。

3 利用滿應(yīng)力設(shè)計(jì)法進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要遵循以下步驟：首先，要根據(jù)常規(guī)做法和經(jīng)驗(yàn)確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初始截面尺寸，并按構(gòu)件分類分別建立柱、墻、梁可供選擇截面尺寸的數(shù)據(jù)庫(kù)；其次，要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)分析，算出各工況下結(jié)構(gòu)的位移及內(nèi)力，并對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行承載力計(jì)算；再次，要根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行調(diào)整，在滿足位移條件的前提下，盡量充分發(fā)揮構(gòu)件材料的性能，即按規(guī)范計(jì)算使其接近滿應(yīng)力狀態(tài)，但截面選擇應(yīng)在指定的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行，并統(tǒng)計(jì)截面需修改的個(gè)數(shù)；然后，根據(jù)修改截面的數(shù)量、性質(zhì)，由人工干預(yù)決定或指定一個(gè)限值自動(dòng)決定是否重新計(jì)算，即返回到第二步計(jì)算，如此循環(huán)反復(fù)，直到滿足要求為止；最后，輸出最后優(yōu)化的構(gòu)件截面尺寸及計(jì)算結(jié)果。

二、 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)中最常采用的承載體系之一，它同時(shí)具有框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面易于處理，以及剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大、整體性好、抗震能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。但鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)是一個(gè)具有雙重承載體系的非常復(fù)雜的空間受力體系，力學(xué)分析難度較大，其優(yōu)化設(shè)計(jì)就更為復(fù)雜和難以實(shí)現(xiàn)。所以，筆者以下謹(jǐn)通過(guò)已有的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)提出步驟性的建議，不作深入的學(xué)術(shù)探討。希望國(guó)內(nèi)外學(xué)者和工程設(shè)計(jì)人員今后對(duì)此能有更多有益的嘗試，探討更多有關(guān)框-剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的課題，以推動(dòng)我國(guó)節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。

1框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)屬于具有多個(gè)多余約束的超靜定結(jié)構(gòu)，其荷載效應(yīng)不僅與外荷載大小有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料特征、幾何構(gòu)造特征有關(guān)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，即是在結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力分析完成后，根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定滿足荷載效應(yīng)水平要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何特征和配筋量的優(yōu)化結(jié)果，由此導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)的幾何特征和荷載特征發(fā)生變化，優(yōu)化結(jié)構(gòu)在現(xiàn)荷載作用下內(nèi)力分布特征發(fā)生變化，各構(gòu)件控制截面上的控制內(nèi)力也發(fā)生相應(yīng)變化，據(jù)此再進(jìn)行新一輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)迭代、漸進(jìn)的尋優(yōu)過(guò)程，計(jì)算結(jié)果雖不總能等價(jià)于整體優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，但通常能給出工程實(shí)用的滿意結(jié)果。

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法的具體步驟為：

（1）初始選型：根據(jù)結(jié)構(gòu)平面、立面布置及建筑物設(shè)計(jì)使用功能，分析結(jié)構(gòu)所受的豎向荷載和水平荷載及其傳力路線，并考慮施工因素，歸并框架梁、柱的類型,初選梁柱的幾何尺寸；

（2）結(jié)構(gòu)分析：按照結(jié)構(gòu)的實(shí)際幾何構(gòu)造特征，計(jì)算結(jié)構(gòu)所受豎向荷載及水平荷載，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間內(nèi)力分析。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，將截面尺寸相同的構(gòu)件的控制截面內(nèi)力，根據(jù)其大小進(jìn)行分類，并確定每一類構(gòu)件的設(shè)計(jì)控制內(nèi)力；

（3）截面優(yōu)化設(shè)計(jì)：針對(duì)每一種梁柱構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出優(yōu)化約束條件下的結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造特征和配筋特征的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，從而構(gòu)成新的優(yōu)化意義上的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；

（4）收斂性判斷：在工程精度意義上選取一個(gè)較小的數(shù)值，作為檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)收斂性的條件，進(jìn)行收斂性判斷。若優(yōu)化結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)基本一致，則認(rèn)為優(yōu)化結(jié)構(gòu)是收斂的，可以轉(zhuǎn)入下一步的可行性判斷，否則轉(zhuǎn)回第②步重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)；

（5）可行性判斷：對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行一次內(nèi)力分析，檢驗(yàn)其可用性。若整體分析能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求，則可按此方案進(jìn)行配筋和構(gòu)造處理，作為最終的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。否則需根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析結(jié)果進(jìn)行局部調(diào)整，直到方案可用為止。

2 第二階段：剪力墻構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是結(jié)構(gòu)剛度與延性指標(biāo)的最佳組合，可用力學(xué)準(zhǔn)則進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要為結(jié)構(gòu)的自振周期和側(cè)向位移，結(jié)構(gòu)延性對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要為保持承載力前提下的變形能力。因此，可用結(jié)構(gòu)整體的側(cè)向位移量來(lái)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)的剛度和延性。我們根據(jù)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)層間位移和頂點(diǎn)總側(cè)移的限值來(lái)控制結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)和延性設(shè)計(jì)。

3 第三階段：框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是一個(gè)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則，在一次整體分析完成之后，可按照前述方法對(duì)框-剪結(jié)構(gòu)中的框架部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

三、框-剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟

1 分析結(jié)構(gòu)平面、立面布置特點(diǎn)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)選定剪力墻抗側(cè)力構(gòu)件的布置位置及幾何厚度；

2根據(jù)結(jié)構(gòu)使用荷載特點(diǎn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)歸并框架結(jié)構(gòu)類型，并初步選定每一類型框架結(jié)構(gòu)梁柱構(gòu)件的幾何尺寸；

3 進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的空間內(nèi)力分析；

4 根據(jù)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算結(jié)果，檢查結(jié)構(gòu)的層間位移及頂點(diǎn)總位移是否滿足規(guī)范要求。若滿足規(guī)范要求，則轉(zhuǎn)入第5步進(jìn)行判斷；若不滿足規(guī)范要求，則直接返回第1步，進(jìn)行剪力墻水平截面面積的修正；

5 剛度最優(yōu)化判斷：比較結(jié)構(gòu)實(shí)際側(cè)移值和規(guī)范限值，若│max(δ/h)-［δ/h］│/［δ/h］≤ε1且│max(Δ/H)-［Δ/H］│/［Δ/H］≤ε2，則轉(zhuǎn)入第6步進(jìn)行計(jì)算；否則轉(zhuǎn)入第1步，并用原剪力墻厚度乘以修正系數(shù)ζ=max{ζ1，ζ2}(ζ1=［δ/h］/max(δ/h)，ζ2=［Δ/H］│/max(Δ/H))，來(lái)修正剪力墻幾何尺寸，重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；

6分別進(jìn)行剪力墻和框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)；

7收斂性判斷：比較優(yōu)化結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)的接近程度，若優(yōu)化結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)基本一致，則認(rèn)為優(yōu)化結(jié)構(gòu)是收斂的，可以轉(zhuǎn)入下一步進(jìn)行可行性判斷，否則將優(yōu)化結(jié)構(gòu)作為原結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)回第3步重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)；

8可行性判斷：對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行一次內(nèi)力分析，檢驗(yàn)其可用性。若整體分析能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求，則可按此方案進(jìn)行配筋和構(gòu)造處理，作為最終的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。否則需根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析結(jié)果進(jìn)行局部調(diào)整，直到方案可用為止。

篇4

關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；建筑；應(yīng)用；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1. 概述

時(shí)代的發(fā)展和人民生活水平的提高，讓人們對(duì)居住環(huán)境的要求也逐步的增多，傳統(tǒng)意義上的住宅，均以滿足“住”為先決設(shè)計(jì)條件，但是現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)理念，更多的注重“宅”的存在形式和特點(diǎn)。很多較為先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式被得以充分的展現(xiàn)，這其中應(yīng)用最多、受關(guān)注度最高的應(yīng)屬剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)閯傂詮?qiáng)、且實(shí)際使用材料較少，對(duì)整體施工質(zhì)量的保障有穩(wěn)定作用，所以已經(jīng)逐步的成為了一種主流設(shè)計(jì)。

2. 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

為了減少建筑結(jié)構(gòu)本身的重量，相應(yīng)的增加建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，也并不是任何的情況下都可以使用剪力墻結(jié)構(gòu)的，在設(shè)計(jì)階段，要充分考慮到剪力墻結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用范圍，最大化的減少因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)的使用對(duì)施工方面的影響。當(dāng)然，如果把增加單位面積內(nèi)的實(shí)際使用率作為前提的話，尤其是在高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工形式還是首先方案。

3. 剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是便于大模板技術(shù)的應(yīng)用，室內(nèi)墻面平整，墻體不需抹灰，增加室內(nèi)凈面積，而這一點(diǎn)，恰恰是工程建設(shè)單位和用戶都十分關(guān)注的，至于剪力墻抗側(cè)剛度大，側(cè)移小的特點(diǎn)由于在實(shí)際中并不經(jīng)常遇到，所以人們的關(guān)注度也不高。

除此之外，剪力墻在施工過(guò)程中施工工藝較繁瑣，總體施工造價(jià)較高，也是制約剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)很大的缺點(diǎn)問(wèn)題。

4. 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

4.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化原則

一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)的剛度越大，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性就越好，抗震作用力也就越強(qiáng)，但是如果無(wú)限制的增加建筑結(jié)構(gòu)的剛度的話，勢(shì)必會(huì)增加整體工程造價(jià)，而且，如果剛度過(guò)大的話，容易出現(xiàn)層間移位過(guò)小等問(wèn)題。所以，在對(duì)建筑進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候應(yīng)主要考慮定量和定型的研究分析之后再確定剪力墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

4.2 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合工程中的實(shí)際情況，在做剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，基本上遵循以下原則：一是，盡量避免出現(xiàn)“一字型”剪力墻，避免樓面梁一側(cè)或兩側(cè)擱置在“一字型”剪力墻或其連梁上；二是使得結(jié)構(gòu)受力更加合理，能在滿足規(guī)范要求的前提下，使剪力墻的結(jié)構(gòu)性能達(dá)到最優(yōu)，經(jīng)濟(jì)性更加合理；三是通過(guò)改變剪力墻的數(shù)量及其布置使得結(jié)構(gòu)的樓層剛度、周期、層間位移角更加合理。

4.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

4.3.1 在合理范圍內(nèi)盡量減小剪力墻厚度

剪力墻結(jié)構(gòu)的取值，直接影響到結(jié)構(gòu)的自重，所以在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先應(yīng)該在合理、可控的范圍內(nèi)盡量減小剪力墻的厚度，這樣不僅減少了施工工程的總造價(jià)，而且能讓結(jié)構(gòu)的剛度達(dá)到一個(gè)較為適中的程度，使其既能滿足結(jié)構(gòu)抗測(cè)力的要求，也能使結(jié)構(gòu)自身的質(zhì)量達(dá)到一個(gè)較為穩(wěn)定的范圍內(nèi)。

4.3.2 嚴(yán)格控制剪力墻的配筋率

在建筑施工過(guò)程中，對(duì)配筋率有明確的國(guó)家規(guī)范要求，針對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)而言，實(shí)際施工要求也較為詳細(xì)，《混凝土規(guī)范》規(guī)定，抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)的剪力墻的水平和豎向分布鋼筋配筋率均不應(yīng)小于0.25%；四級(jí)抗震等級(jí)剪力墻不應(yīng)小于0.2%，分布鋼筋間距不應(yīng)大于300mm；其直徑不應(yīng)小于8mm。這在高層或者剪力墻墻肢較長(zhǎng)的剪力墻結(jié)構(gòu)中應(yīng)該是合理的，但對(duì)于短小、低矮的剪力墻，應(yīng)適當(dāng)減小其水平筋的配筋率;墻的豎向最小配筋率應(yīng)包括邊緣構(gòu)件中的鋼筋，同時(shí)應(yīng)注意避免豎筋過(guò)多使墻的抗剪強(qiáng)度小于抗彎強(qiáng)度，對(duì)抗震不利。

4.3.3 減輕結(jié)構(gòu)自重

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少了混凝土的使用量，就減輕了結(jié)構(gòu)自身的重量，從而可以減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力、豎向荷載和水平地震作用力。這種方式較適用于高層建筑，基本上以不同的高度選取不同的減少量為最佳。

5. 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑中的實(shí)際應(yīng)用

5.1 剪力墻結(jié)構(gòu)的平面布置

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的軸對(duì)稱安排方式，是對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的平面布置起到至關(guān)重要的決定性作用的。這種軸對(duì)稱設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中，其目的是最大化的減少剪力墻的扭矩，進(jìn)而讓剪力墻的側(cè)向剛度能充分地發(fā)揮出應(yīng)有的作用。這種情況在高層建筑中十分的常見(jiàn)，而且抗側(cè)性的增大，對(duì)于原本起到抗震作用的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是有影響的，但是通過(guò)軸對(duì)稱的安排方式，能在兩個(gè)甚至是四個(gè)作用力面上對(duì)扭矩起緩沖作用，實(shí)際運(yùn)用效果是十分明顯的。

5.2 約束邊緣構(gòu)件處理

剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分地考慮到邊緣構(gòu)件的處理問(wèn)題，因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中，剪力墻的邊緣構(gòu)件主要以無(wú)約束邊緣構(gòu)件和有約束邊緣構(gòu)件兩種，而這兩種邊緣構(gòu)件的極限承載力差距是很大的，無(wú)約束邊緣剪力墻構(gòu)件和有約束邊緣剪力墻構(gòu)件在矩形截面上的承載力，最高情況下可以出現(xiàn)40%的差距，所以，必須要根據(jù)實(shí)際情況，按照剪力墻結(jié)構(gòu)的軸壓比的等級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)、安裝何種類型的邊緣構(gòu)件。

5.3 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用

由于剪力墻結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)，在土地集約化使用率較高的城市中，雖然剪力墻的設(shè)計(jì)存在著工程造價(jià)較高的情況，但是和目前居高不下的房?jī)r(jià)比起來(lái)就相形見(jiàn)拙了，所以這種設(shè)計(jì)方式被廣泛應(yīng)用于高層建筑，特別是高層住宅建筑中。在這里需要著重指出的是，利用剪力墻設(shè)計(jì)的住宅，住戶在實(shí)際使用過(guò)程中不能輕易的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，否則受影響的不僅是住戶本身，輕則是上下樓都受到影響，重則建筑物自身的穩(wěn)定性也受到一定影響。

5.4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層抗震應(yīng)用

剪力墻在設(shè)計(jì)過(guò)程中，基本上是遵循著整體設(shè)計(jì)直通到頂?shù)脑瓌t，對(duì)于高層建筑而言，能有效的起到一定的抗震作用，但是由于剪力墻設(shè)計(jì)自身存在著剛度不穩(wěn)定的情況，如果在實(shí)際施工中再采用直通到頂?shù)脑?，那么不僅會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的自重，還無(wú)法控制層間移位情況，所以在設(shè)計(jì)初期，就基本上遵循著30層以下的建筑，每5-7層變化一次剪力墻剛度的設(shè)計(jì)，自下而上采取逐漸減小的方式進(jìn)行；30層以上且150米以下的建筑，要根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)形式，就基本上能滿足高層建筑的抗震需求了。

6. 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展方向

目前制約剪力墻結(jié)構(gòu)不能大面積推廣的原因有兩個(gè)，一個(gè)是工程施工工藝較為繁瑣，另一個(gè)是總體施工造價(jià)較高，在未來(lái)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果可以跟材質(zhì)相結(jié)合，在上述兩個(gè)層面上有所突破的話，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際使用率將會(huì)大大提高。另外，目前的剪力墻結(jié)構(gòu)主要作用一是增加單位面積里的實(shí)際使用率，二是起到高層建筑的抗震作用，研究人員是否能通過(guò)精確的計(jì)算和具體的試驗(yàn)測(cè)算出剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它優(yōu)點(diǎn)，也是剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個(gè)新突破口。

7. 結(jié)束語(yǔ)

剪力墻結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和安排，對(duì)于建筑，尤其是高層建筑的設(shè)計(jì)而言是十分重要的，通過(guò)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和使用能增加單位面積的實(shí)際利用空間，但是就它的穩(wěn)定性而言，是關(guān)乎于整個(gè)建筑物的整體結(jié)構(gòu)安全的，所以專業(yè)設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)程，根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況，綜合考慮高度、剛度等因素，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的分析和精確的計(jì)算，使其作用和功效發(fā)揮到最大化，在確保建筑整體的穩(wěn)定性和可靠性的前提下，取得社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

參考文獻(xiàn)：

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[2]. 尹永青. 高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究[J]，《山西建筑》2014年 第14期：42-43；

篇5

中關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；方案

中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

在新的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行后，對(duì)結(jié)構(gòu)的性能設(shè)計(jì)提出了更高的要求，許多結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要多次試算，從局部到整體再到局部。主要計(jì)算過(guò)程可分為：整體參數(shù)試算、整體合理性計(jì)算、構(gòu)件優(yōu)化和抗震性能驗(yàn)算。每步又包含多次試算，多次循環(huán)，才可能達(dá)到整體布置合理，傳力直接，構(gòu)造符合規(guī)范要求。

1. 遵循《規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)

作為一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師，一方面必須熟悉、理解和吃透規(guī)范條文的真實(shí)含義，另一方面必須客觀理性地正確對(duì)待規(guī)范。對(duì)“規(guī)范”中的“強(qiáng)制性條文”要不折不扣的執(zhí)行，而對(duì)《規(guī)范》中的“非強(qiáng)制性條文”工程師可以運(yùn)用自己的理論知識(shí)、結(jié)構(gòu)概念和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在《規(guī)范》條文思想的指導(dǎo)下，針對(duì)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象、環(huán)境和使用條件，以工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，創(chuàng)造性地靈活選用規(guī)范中的數(shù)據(jù)。

2. 選擇合理的結(jié)構(gòu)方案

對(duì)于同一個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案往往不是唯一的。不同的結(jié)構(gòu)方案會(huì)使工程造價(jià)和工程質(zhì)量產(chǎn)生很大的差別，所以選擇合理的結(jié)構(gòu)方案便顯得尤為重要。結(jié)構(gòu)工程師只有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實(shí)地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。并綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，通過(guò)反復(fù)試算、反饋和優(yōu)化，選擇效果最好、造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)方案。

2.1要用整體的概念在特定的建筑空間中來(lái)完成結(jié)構(gòu)總體方案的構(gòu)思，處理好構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，充分利用和發(fā)揮整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的最佳受力狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)具備足夠的承載力、剛度和良好的延性；

2.2盡可能使結(jié)構(gòu)的受力與傳力途徑簡(jiǎn)單、直接、明確。傳力途徑復(fù)雜會(huì)出現(xiàn)多次轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，這樣會(huì)導(dǎo)致造價(jià)的提高，也容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤產(chǎn)生安全問(wèn)題。采用最簡(jiǎn)單、直接的傳力途徑，可以省去中間傳遞的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，減少結(jié)構(gòu)的安全風(fēng)險(xiǎn)，使結(jié)構(gòu)受力更加明確，其造價(jià)也相對(duì)經(jīng)濟(jì)；

2.3保持整個(gè)結(jié)構(gòu)安全可靠度的協(xié)調(diào)一致性應(yīng)通盤考慮整體結(jié)構(gòu)的每一個(gè)構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠協(xié)調(diào)一致發(fā)揮其最大效能，確保達(dá)到規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)水準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)既經(jīng)濟(jì)又安全的目標(biāo)；

2.4使結(jié)構(gòu)平面布置的抗側(cè)力剛度中心與建筑物的外力作用中心或質(zhì)量重心盡量接近或重合，以避免或減小外力作用下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因?yàn)榈挚菇Y(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)所需增加的材料用量是很大的，可以說(shuō)結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則既不經(jīng)濟(jì)又不安全；

2.5積極主動(dòng)的參與建筑設(shè)計(jì)的方案階段，加強(qiáng)與建筑師的溝通與協(xié)調(diào)。一個(gè)設(shè)計(jì)精品是建筑師和結(jié)構(gòu)工程師創(chuàng)造性合作的共同成果，在滿足建筑物的功能和建筑師創(chuàng)意的前提下，結(jié)構(gòu)工程師有責(zé)任對(duì)建筑方案提出建設(shè)性的意見(jiàn)，與建筑師一起構(gòu)思最佳的結(jié)構(gòu)體系。

3.構(gòu)件設(shè)計(jì)和繪制施工圖

構(gòu)件設(shè)計(jì)主要有截面設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。因?yàn)榻孛娉叽缭诜桨冈O(shè)計(jì)階段已初步確定，構(gòu)件設(shè)計(jì)階段所做的工作是確定鋼筋的類型、放置位置和數(shù)量，因此，截面設(shè)計(jì)在混凝土結(jié)構(gòu)中，也稱可以稱為配筋計(jì)算。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)中的使用比在截面設(shè)計(jì)中的使用更為廣泛，一般來(lái)說(shuō)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)也可以稱為連接設(shè)計(jì)。而構(gòu)件設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)部分組成：一是計(jì)算；二是構(gòu)造，兩者共同組成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是根據(jù)計(jì)算和構(gòu)造來(lái)確定的，計(jì)算是構(gòu)造的基礎(chǔ)，構(gòu)造是計(jì)算的重要補(bǔ)充，兩者是相互補(bǔ)充，相互聯(lián)系的。

繪制施工圖是設(shè)計(jì)的最后一個(gè)階段。施工圖是工程師的語(yǔ)言，工程師的設(shè)計(jì)意圖主要是通過(guò)施工圖紙來(lái)表達(dá)，施工圖紙是施工人員進(jìn)行施工的主要依據(jù)，關(guān)系到施工的質(zhì)量和效率，也關(guān)系到工程的質(zhì)量和使用功能的發(fā)揮。因此，在繪制施工圖紙時(shí)，必須保證圖紙的表達(dá)正確、規(guī)范、簡(jiǎn)明和美觀，以便施工人員通過(guò)圖紙正確的理解設(shè)計(jì)意圖，保證施工工作與設(shè)計(jì)工作相聯(lián)系，保證施工的順利進(jìn)行。

4.結(jié)構(gòu)計(jì)算

一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序的不斷完善和全面應(yīng)用，使工程師從繁重復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計(jì)算中解脫出來(lái)。工程師可以在概念、經(jīng)驗(yàn)和估算的基礎(chǔ)上借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行可靠的分析計(jì)算，經(jīng)過(guò)多次計(jì)算比較和調(diào)整，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理和經(jīng)濟(jì)。在利用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，要注意以下問(wèn)題：

4.1對(duì)計(jì)算參數(shù)的選取要正確合理。選取不同的計(jì)算參數(shù)會(huì)得出完全不同的計(jì)算結(jié)果，要根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)的具體情況和計(jì)算程序的功能要求合理選取。比如，高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算自振周期折減系數(shù)的取值，要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式以及填充墻的材料和數(shù)量，選取恰當(dāng)?shù)臄?shù)值對(duì)計(jì)算周期進(jìn)行折減，若折減系數(shù)選取偏大，會(huì)使計(jì)算地震力小于實(shí)際的地震力，造成結(jié)構(gòu)分析偏于不安全，反之則不經(jīng)濟(jì)；

4.2對(duì)于輸入的幾何圖形、構(gòu)件尺寸、荷載數(shù)據(jù)等應(yīng)認(rèn)真核對(duì)、力求準(zhǔn)確無(wú)誤。避免因數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤造成計(jì)算分析結(jié)果的錯(cuò)誤或較大的誤差。

4.3注意實(shí)際結(jié)構(gòu)與計(jì)算模型的差異。所有的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)程序都是建立在一些假定和理想的計(jì)算模型之上的，而實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)又是千差萬(wàn)別的，一味地依賴電腦或計(jì)算手冊(cè)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)給結(jié)構(gòu)留下較多的隱患，所以任何構(gòu)件的計(jì)算都應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定結(jié)構(gòu)的約束關(guān)系，并利用結(jié)構(gòu)概念、工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，判斷其是否合理，以確保最終結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確。

4.4不能盲目的依賴計(jì)算機(jī)。因計(jì)算軟件的缺陷和設(shè)計(jì)人員不加分析的盲從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以對(duì)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算程序的基本理論假定、應(yīng)用范圍和限制條件以及程序與規(guī)范的結(jié)合一定要搞清楚；

5.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

在結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要注意結(jié)構(gòu)本來(lái)的受力模型，例如對(duì)于框架結(jié)構(gòu)而言，抗震設(shè)計(jì)的概念是強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件，所以在優(yōu)化構(gòu)件的過(guò)程，不能一味的加大梁的截面和配筋，否則對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗震性能不僅無(wú)力而且是有害的，對(duì)于框架柱子的配筋也一樣，不能過(guò)分的加大截面，滿足位移比得限值即可，過(guò)分加大截面，就加大了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，結(jié)構(gòu)無(wú)疑將承擔(dān)更大的地震力，在目前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，這種做法顯然是不符合目前的設(shè)計(jì)大形勢(shì)的。

還有對(duì)于，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，也有許多不同的選擇，每種基礎(chǔ)形式都用其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的地域性比較強(qiáng)，在這方面的設(shè)計(jì)中，更多的是靠經(jīng)驗(yàn)的積累及總結(jié)。

最后，在施工圖繪制的過(guò)程中，也要根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，結(jié)合性能設(shè)計(jì)的一些理念，對(duì)相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)，或者是以目前的結(jié)構(gòu)分析手段不能分析的比較明確的地方，進(jìn)行是適當(dāng)?shù)呐浣罴訌?qiáng)，同時(shí)，對(duì)于抗震構(gòu)造的具體措施可以參照國(guó)標(biāo)的圖集，加以具體利用。爭(zhēng)取設(shè)計(jì)出相對(duì)比較合理的結(jié)構(gòu)。

6.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了在日益激烈的設(shè)計(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得生存與發(fā)展，為業(yè)主提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，已成為每一個(gè)設(shè)計(jì)單位努力追求的目標(biāo)。由于在建筑產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)造價(jià)所占的比重很大，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠提高建筑物的安全度，而且能夠有效的降低工程造價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)投資效益的最大化。

參考文獻(xiàn)

篇6

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)

中圖分類號(hào)：G267文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，前期合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案至關(guān)重要，因?yàn)橐粋€(gè)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不但能夠使建筑工程在技術(shù)上達(dá)到要求，還能夠降低其在經(jīng)濟(jì)上的消耗。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)涵蓋面非常廣的系統(tǒng)性問(wèn)題，為此我們需要加大對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的探究力度。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述

結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)是從整體出發(fā)，對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行合理調(diào)整，通過(guò)控制位移、剛度等參數(shù)保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。另一個(gè)是從分部出發(fā)，對(duì)建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)這些分部進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型與布置，并進(jìn)行工程造價(jià)分析和受力分析等。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，要以建筑工程的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)建筑的經(jīng)濟(jì)效益和綜合效益為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。另外，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，要對(duì)建筑的功能準(zhǔn)確掌握，在此基礎(chǔ)上盡可能地使各個(gè)平面布置的均勻、規(guī)則，使不同部位的質(zhì)量和剛度差異得到縮小，避免建筑物在水平荷載作用下發(fā)生巨大扭轉(zhuǎn)。豎向上要盡可能避免轉(zhuǎn)換層的使用，避免應(yīng)力集中問(wèn)題的發(fā)生。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則

一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化要遵循以下原則。首先就是要符合居住者的需求，也就是說(shuō)要確保建筑能夠滿足居住者日常生活所需的基礎(chǔ)功能，使得居住者感覺(jué)方便舒適。其次，要充分考慮居住者的健康安全，也就是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須要把安全性和環(huán)保性放在第一位，要使建筑能夠長(zhǎng)久使用，使得居住者感覺(jué)健康安全。然后，還要考慮到開(kāi)發(fā)商的經(jīng)濟(jì)利益，因此設(shè)計(jì)師們?cè)谶M(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要使建筑項(xiàng)目資源分配最優(yōu)化，盡力節(jié)省資源和成本。最后，設(shè)計(jì)師在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要大膽創(chuàng)新，多借鑒和使用一些新的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)思路，不僅僅滿足于結(jié)構(gòu)的縱向功能齊全，應(yīng)力均勻，剛?cè)岫冗m中，還要根據(jù)建筑的特點(diǎn)，充分融入自己的創(chuàng)意和理念，使得建筑能夠“形神兼?zhèn)洹薄?/p>

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)

1、結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)

（1）結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)按其抗震設(shè)防烈度分類，建筑的抗震等級(jí)可以根據(jù)建筑高度、烈度和結(jié)構(gòu)類型按照國(guó)家《抗震規(guī)范》附表確定。

（2）地震作用振型組合數(shù)據(jù)

當(dāng)結(jié)構(gòu)振型數(shù)大于3的時(shí)，應(yīng)該取3的整數(shù)倍進(jìn)行計(jì)算，但是該數(shù)據(jù)不可大于建筑物的層數(shù)；當(dāng)建筑的層數(shù)小于等于2時(shí)，振型數(shù)則可以取建筑層數(shù)。對(duì)于那些不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)考慮扭耦聯(lián)轉(zhuǎn)，對(duì)于高層的建筑來(lái)說(shuō)，振型數(shù)應(yīng)當(dāng)取大于等于9的數(shù)；建筑的層數(shù)多或者建筑結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如建筑結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取大于等于12的數(shù)。

2、結(jié)構(gòu)周期性折減系數(shù)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，填充墻的存在使得整體結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度要大于設(shè)計(jì)計(jì)算的剛度，計(jì)算的周期也會(huì)大于實(shí)際的周期，所以，當(dāng)算得結(jié)構(gòu)的剪力偏小時(shí)，會(huì)使結(jié)構(gòu)某些部分不太安全，因而應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算周期適當(dāng)進(jìn)行折減，以達(dá)到更好的效果。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，一般采用填充墻，計(jì)算周期的折減系數(shù)可取大約0.6～0.7之間；當(dāng)填充墻采取輕質(zhì)砌塊或墻體較少時(shí)，可取0.7～0.8之間；完全采取輕質(zhì)性的墻體板時(shí)，則可以取到0.9。除非無(wú)墻的純框架，否則計(jì)算周期盡量適當(dāng)折減。

3、重視節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則

在結(jié)構(gòu)體系中的節(jié)點(diǎn)是指各構(gòu)件交接之處或連接異常的地方。不同類型的構(gòu)件相連接，同一構(gòu)件截面改變之處，都會(huì)形成需要在設(shè)計(jì)圖中表示清楚的節(jié)點(diǎn)。廣義上，諸如結(jié)構(gòu)錯(cuò)層，體型改變，設(shè)置轉(zhuǎn)換層是大型節(jié)點(diǎn)。當(dāng)強(qiáng)大的荷載突然襲來(lái)之時(shí)，對(duì)于單一的構(gòu)件，力量傳遞合理，因而可以控制。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，各節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性難以預(yù)測(cè)和控制，即使從理論上保證了每個(gè)組成構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度，但因?yàn)楦鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)的力傳遞不順暢而出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，從而造成結(jié)構(gòu)的破壞。歷次災(zāi)害表明，從設(shè)計(jì)不合理的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始破壞的建筑占了相當(dāng)大的比例。

4、剛?cè)嵯酀?jì)的設(shè)計(jì)原則

合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。結(jié)構(gòu)剛度過(guò)大則適應(yīng)變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來(lái)時(shí)，需要承受的荷載很大，容易造成局部受損甚至最后全部毀壞；而剛度過(guò)柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的釋壓、傳遞外力，但容易造成變形過(guò)大而無(wú)法運(yùn)用甚至全體傾覆。結(jié)構(gòu)是剛多一點(diǎn)好，還是柔多一點(diǎn)好， 到什么程度才算合適，這些問(wèn)題需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在兩者之間建立一個(gè)很好的平衡。

5、多道設(shè)防的設(shè)計(jì)原則

安全的結(jié)構(gòu)體系是多道設(shè)防的，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)中，絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)都為超靜定結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí)，所有能夠抵抗外力的構(gòu)件都在協(xié)同工作，如果此時(shí)，局部構(gòu)件在設(shè)計(jì)或者施工中有瑕疵，一旦由于裂縫等問(wèn)題影響了局部構(gòu)件承受荷載的能力，而使局部構(gòu)件產(chǎn)生破壞的話，靜定結(jié)構(gòu)體系破壞帶來(lái)的后果是不堪設(shè)想。近幾年國(guó)家把這方面的抗震規(guī)范補(bǔ)充的更加細(xì)致，超靜定結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用，尤其是在砌體結(jié)構(gòu)的樓梯間處的表現(xiàn)尤為突出。這時(shí)候，如果把“生存”的希望全部寄托在某個(gè)單一的構(gòu)件上，是相當(dāng)危險(xiǎn)的。超靜定結(jié)構(gòu)體系，僅僅理解為縱抗震墻或者框架柱設(shè)置為縱貫三道，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)較為復(fù)雜的高層建筑時(shí)，也要考慮到局部破壞對(duì)整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。理解和活用超靜定結(jié)構(gòu)體系就體現(xiàn)了多層設(shè)置防線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路。

6、概念優(yōu)化設(shè)計(jì)與分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)相互結(jié)合

概念優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性具有重要作用?？梢钥隙ǖ恼f(shuō)，經(jīng)過(guò)概念優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是能在各種各樣可能出現(xiàn)的環(huán)境情況作用下使房屋破壞程度最小的。所以，研究分析如何應(yīng)對(duì)建筑可能遭受到的多種不確定因素是檢測(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的重要途徑。地震作為對(duì)結(jié)構(gòu)破壞性最大的因素之一，是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需要應(yīng)對(duì)的一個(gè)重要問(wèn)題，因此應(yīng)驗(yàn)證建筑結(jié)構(gòu)對(duì)地震等突發(fā)事件的抵抗能力。剛度的對(duì)稱均勻是降低地震破壞力度的重要手段之一；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞。多道設(shè)防的設(shè)計(jì)思路能使建筑在特大地震作用下先破壞次要的構(gòu)件，消耗一部分地震能量，從而保證大震不倒。所以這些常用的抗震設(shè)計(jì)思想在整個(gè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)該引起足夠的重視，并得到應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算和構(gòu)造等各個(gè)方面都采取一些有助于提高建筑抗震能力的措施，盡量避免不利于抗震設(shè)防的工程作法。剛度均勻、延性設(shè)計(jì)和多道設(shè)防等思路在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。

結(jié)束語(yǔ)

我們常說(shuō)，結(jié)構(gòu)是建筑的骨骼。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師總希望可以通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)體系來(lái)增進(jìn)建筑的安全性與美感。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)嚴(yán)格遵循“安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計(jì)理念，努力探索更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使得建筑成為擁有實(shí)用性和藝術(shù)性的美妙融合。

參考文獻(xiàn)

[1]饒遠(yuǎn)文.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2010，（9）.

篇7

關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土；優(yōu)化設(shè)計(jì)；方法

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在現(xiàn)代建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、耐久性好、堅(jiān)固抗震等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用，并且近年來(lái)一些新材料、新技術(shù)的逐步應(yīng)用，在很大程度上提高了混凝土結(jié)構(gòu)的施工效率，減少了施工成本，但是在建筑設(shè)計(jì)中依然存在一些不合理的現(xiàn)象，因此必須進(jìn)行優(yōu)化，才能促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的基本要求和類型。

建筑因其高低的不同，它承受力的大小和方向也是不同的。對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)承受力的方向同時(shí)有水平和豎向兩種力的作用。這與低層建筑是不同的，低層建筑結(jié)構(gòu)承受的力方向主要是豎向的荷載，水平力的作用對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不大。[1]水平荷載不僅僅在高層建筑中是一種主要的荷載，而且它和豎向荷載相互影響，相互作用，共同對(duì)建筑施加影響，成為混凝土就夠設(shè)計(jì)中主要考慮的因素。

考慮到高層建筑的這些特點(diǎn)，在混凝土的選用上就需要提高混凝土的質(zhì)量和數(shù)量。首先，我們要對(duì)混凝土出廠前進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)處理，目的是減少水泥的水化熱作用，這樣可以降低混凝土自身的溫度，保證其質(zhì)量。其次，施工前必不可少的要進(jìn)行一些必要的應(yīng)急準(zhǔn)備措施，以防在施工時(shí)出現(xiàn)意想不到的情況，以確保精心組織、精心施工，萬(wàn)無(wú)一失地完成任務(wù)。最后，在施工當(dāng)中，最好采用預(yù)拌泵送混凝土，加大對(duì)混凝土施工細(xì)節(jié)的注意，比如混凝土施工縫等。我們討論的混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及節(jié)約建筑成本，都應(yīng)該在達(dá)到高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的基本要求的基礎(chǔ)之上進(jìn)行。

目前我國(guó)采用的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)按照時(shí)間的發(fā)展順序主要以下幾種[2]：

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：

與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于整體性好、耐高溫性強(qiáng)、舒適度較好、抗腐蝕強(qiáng)、成本低、剛度大、維護(hù)方便等。現(xiàn)在，隨著我國(guó)混凝土技術(shù)的發(fā)展和混凝土理論（高強(qiáng)混凝土、鋼管混凝土、鋼混凝土、輕混凝土）的發(fā)展，我國(guó)的鋼筋混凝土的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了成熟階段。在我國(guó)鋼筋混凝土材料受到了很高的重視，應(yīng)用在很大一部分高層建筑中。

2、組合結(jié)構(gòu)：

相對(duì)于鋼筋混凝土來(lái)說(shuō)，組合結(jié)構(gòu)更具優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)主要在于節(jié)約鋼材、減少污染、提高科技含量、加快施工進(jìn)程等。所以，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，組合結(jié)構(gòu)可以在一定程度上取代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這就較少了高層建筑的橫向和縱向的壓力。不僅如此，組合結(jié)構(gòu)在冶金、造船、電力、交通等方面也逐步開(kāi)始得到應(yīng)用。

3、新型結(jié)構(gòu)：

相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)，新型結(jié)構(gòu)體系的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是筒體的組成方式。新型結(jié)構(gòu)體系主要有三種類型：框筒體系、筒中筒體系、多束筒體系。之所以稱之為新型結(jié)構(gòu)主要是因?yàn)榕c傳統(tǒng)的單片平面結(jié)構(gòu)相比，筒體結(jié)構(gòu)可以承受更多的荷載力。在我國(guó)，筒體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用并不少見(jiàn)，主要應(yīng)用的高層建筑的特點(diǎn)是功能多、用途多、樓層高、層數(shù)多等。

二、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

與多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的因素更多，設(shè)計(jì)中所涉及到的問(wèn)題更為復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度更大。這是因?yàn)楦邔咏ㄖ坏龃罅藢?duì)地基基礎(chǔ)的荷載與強(qiáng)度要求，同時(shí)其自身的結(jié)構(gòu)構(gòu)件柱、墻、梁、板的承載能力、抗震能力也都需要得到保證，只有這樣才能確保建筑自身的穩(wěn)定性與安全性[3]。

1、水平側(cè)向力是影響高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)于變形設(shè)計(jì)的主要影響因素。高層建筑受到的水平力主要為日常的風(fēng)荷載及地震荷載作用下產(chǎn)生的水平地震力。與普通多層建筑相比，高層建筑的結(jié)構(gòu)中更需要考慮到側(cè)向力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，這是因?yàn)楦邔咏ㄖ艿剿胶奢d會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移，影響到建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和舒適性。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要尤其注意考慮到這一點(diǎn)。

2、結(jié)構(gòu)的剛度布置需適宜。有人認(rèn)為在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的剛度越大則其承載能力越強(qiáng)，抗震性能就越好。其實(shí)不然，高層建筑的結(jié)構(gòu)并非是剛度越大越好，剛度及質(zhì)量越大，吸引的地震力也越大，同時(shí)造價(jià)也會(huì)提高，所以高層建筑結(jié)構(gòu)需同時(shí)具備一定的柔性，這樣才能增大其抗震性能，保證其在外力作用下，不會(huì)因剛度和脆性過(guò)大而發(fā)生倒塌。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)該將建筑的剛度控制在適宜的范圍內(nèi)，不可過(guò)大，也不可過(guò)小。這也就要求高層建筑應(yīng)當(dāng)具備一定的延性，同時(shí)滿足建筑的承載能力和抗震能力。

三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

1、工程概況

某鋼筋混凝土框架——剪力墻結(jié)構(gòu)建筑由四層裙樓和A、B兩棟高層建筑組成，地下兩層為停車庫(kù)和設(shè)備用房。總建筑面積約2萬(wàn)m2，房屋平面布置為不規(guī)則形狀[4]。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

本工程采用鋼筋混凝土框架——剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí)。地震基本烈度為7度（0.1g，第二組，特征周期0.4s），抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為7度（0.1g，第二組）。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。上部結(jié)構(gòu)和負(fù)一層的框架抗震等級(jí)為二級(jí)，剪力墻為二級(jí)結(jié)構(gòu)，負(fù)二層的框架抗震等級(jí)為三級(jí)。基本風(fēng)壓：Wo=0.35kN/m2，地面粗糙度為B類。

3、設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則

在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)行規(guī)范和相關(guān)規(guī)定的前提下，通過(guò)大量計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)分析進(jìn)行優(yōu)化，遵循以下原則：保證結(jié)構(gòu)的安全性和正常使用；保證結(jié)構(gòu)具有合理的剛度，特殊部位應(yīng)有局部加強(qiáng)；可以減小的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行有效的核減。

4、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，主要是水平荷載作用下，框架和剪力墻內(nèi)力分配設(shè)計(jì)，其中剪力墻的設(shè)計(jì)位置和數(shù)量就是關(guān)鍵。

1）結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)防的選擇

在預(yù)測(cè)地震烈度概率分析的基礎(chǔ)下，使用專業(yè)地震安全評(píng)價(jià)報(bào)告的數(shù)據(jù)，采用模糊綜合評(píng)定分析法計(jì)算結(jié)構(gòu)的模糊延性向量和模糊抗震強(qiáng)度，損失等級(jí)概率和震害損失的概率預(yù)估期望值，在滿足最大投資期望和最大損失約束條件下，求出最優(yōu)地震設(shè)防烈度值。

2）框架與剪力墻協(xié)同工作，承載力、剛度、延性能力的最佳匹配設(shè)計(jì)

框架——剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是結(jié)構(gòu)剛度和結(jié)構(gòu)延性的最佳組合。結(jié)構(gòu)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的主要影響為結(jié)構(gòu)的自振周期和側(cè)向位移，結(jié)構(gòu)延性對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要為保持承載力能力的前提下的變形能力，因此可以采用結(jié)構(gòu)整體的側(cè)向位移量來(lái)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)的剛度和延性，按規(guī)范對(duì)層間位移量和頂點(diǎn)位移總側(cè)移的限值來(lái)控制結(jié)構(gòu)的剛度和延性設(shè)計(jì)。

3）框架——剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

框架——剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則就是優(yōu)化結(jié)構(gòu)的各個(gè)桿件，結(jié)構(gòu)模型計(jì)算時(shí)，通過(guò)一次性完成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的輸入，然后逐步優(yōu)化各個(gè)桿件，以達(dá)到結(jié)構(gòu)桿件合適、配筋合理，節(jié)約工程造價(jià)。

4）基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在地下室基礎(chǔ)的初步設(shè)計(jì)工作中，原初步設(shè)計(jì)地下室基礎(chǔ)擬全部采用筏板基礎(chǔ)，經(jīng)審核計(jì)算后，提出純地下室基礎(chǔ)部分采用獨(dú)立基礎(chǔ)加抗浮底板及抗浮錨桿的做法能做到節(jié)約鋼筋、混凝土。同時(shí)保證結(jié)構(gòu)安全，施工簡(jiǎn)便，能達(dá)到更加節(jié)省工程造價(jià)目的。

5）強(qiáng)化“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎”設(shè)計(jì)理念

框架結(jié)構(gòu)的柱、剪力墻設(shè)計(jì)要引起重視，要加強(qiáng)設(shè)計(jì)；而梁和板的配筋不宜調(diào)大，梁的設(shè)計(jì)變量主要是截面高、寬及縱向受拉鋼筋的截面積和架立鋼筋的截面積，優(yōu)化設(shè)計(jì)主要針對(duì)以上設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化，因此梁的截面盡量按正常值取定，少做寬扁梁，配筋率也應(yīng)控制在 1.5%左右，次梁的箍筋宜分為加密區(qū)和非加密區(qū)。

四、結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，本工程的最終優(yōu)化的結(jié)果為：節(jié)約鋼筋65t，節(jié)約資金約32萬(wàn)元。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法多種多樣，但是不論使用哪一種方法都要建立在施工的可行性的基礎(chǔ)之上，施工技術(shù)必須嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。高層建筑混凝土施工技術(shù)是科學(xué)元素和技術(shù)元素的融合和應(yīng)用，它的實(shí)現(xiàn)過(guò)程必然需要建筑施工各環(huán)節(jié)基礎(chǔ)技術(shù)的支持和管理理論的強(qiáng)化。所以，設(shè)計(jì)與施工的相輔相成才是實(shí)現(xiàn)合理、科學(xué)節(jié)約成本的有效措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊克家,梁興文,張茂雨.帶加強(qiáng)層超高層建筑結(jié)構(gòu)基于能力譜法的抗震設(shè)計(jì)[J].地震工程與工程振動(dòng),2010.

篇8

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；分析

1 建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要意義

使用合理的優(yōu)化方法，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，既能降低整個(gè)工程的造價(jià)，還能提升建筑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，從而能夠有效提升建筑的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 使工程的造價(jià)降低

建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在會(huì)充分的考慮到現(xiàn)行階段的建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)進(jìn)行剖析，根據(jù)現(xiàn)行的建筑特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如當(dāng)前的高層建筑和高層的住宅偏多，因此其層數(shù)很多，在建筑用地面積不變的情況下建筑總面積很大，在面對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了節(jié)省用地，會(huì)將建筑物的房頂進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃，可以保證整個(gè)工程的總造價(jià)降低，節(jié)約成本。

1.2 能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要保證到建筑工程的經(jīng)濟(jì)效果，隨著建筑的層數(shù)的增加，高度也會(huì)增加，與其相關(guān)的墻體面積、柱體面積及配套的設(shè)施如管道等都會(huì)增加很多，層數(shù)比較少或者高度比較低時(shí)相應(yīng)的建筑就會(huì)節(jié)省一些這樣的荷載。同時(shí)，高度越高的建筑，相鄰之間的距離也會(huì)比較遠(yuǎn)，這樣不利于節(jié)省用地開(kāi)支的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，如果讓建筑的總高度下降，那各建筑之間的距離也會(huì)靠的近一些，這樣可以節(jié)約用地。另外，相同面積的建筑之間，建筑的平面形狀不同會(huì)使得其周長(zhǎng)不同，越規(guī)則的平面形狀其周長(zhǎng)會(huì)小一些，并且能夠提高其荷載的性能，增強(qiáng)了建筑的質(zhì)量。優(yōu)化創(chuàng)新后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相較于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠有效降低建筑的總造價(jià)，能夠有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以分為目標(biāo)函數(shù)選擇、變量選擇、約束條件選擇三個(gè)步驟，每一個(gè)步驟都涉及到建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)方面的內(nèi)容。

2.1 目標(biāo)函數(shù)選擇

確定建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)是建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)的第一步，通過(guò)采用相應(yīng)的技術(shù)與辦法，以建筑的面積的參數(shù)以及建筑可以達(dá)到的安全標(biāo)準(zhǔn)為前提，結(jié)合建筑建設(shè)所用的建筑材料等進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃和計(jì)算，要保證相關(guān)的參數(shù)在計(jì)算的過(guò)程中要滿足相關(guān)的需求。合理科學(xué)地選擇建筑的工程造價(jià)模式是建筑設(shè)計(jì)相關(guān)人員在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要進(jìn)行的工作，要盡量?jī)?yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在保證建筑質(zhì)量的前提下，降低工程的總體造價(jià)。

2.2 變量選擇

建筑工程的設(shè)計(jì)階段，除了對(duì)建筑工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行正確的選擇，還要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的進(jìn)行變量選擇，變量的選擇對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的。變量選擇，顧名思義就是對(duì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各種會(huì)變化的因素進(jìn)行分析和選擇，并研究其中會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成的影響最大的一個(gè)因素，然后在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估計(jì)算以及控制其影響程度，以發(fā)揮建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的作用。

2.3 約束條件選擇

建筑工程是一個(gè)復(fù)雜而又系統(tǒng)的工程，因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，受許多約束條件所影響，在對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮到建筑工程的約束條件、對(duì)約束條件的準(zhǔn)確判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最大化。比如，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、尺寸、應(yīng)力等等因素所存在的約束條件進(jìn)行判斷選擇，要以建筑工程的實(shí)際情況作為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作具有模范性和科學(xué)性，給建筑工程的施工打好基礎(chǔ)，提高整個(gè)工程項(xiàng)目的效率和經(jīng)濟(jì)效益。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體措施

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，是由建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)優(yōu)化方法以及建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法@兩個(gè)發(fā)面體現(xiàn)出來(lái)的。在建筑結(jié)構(gòu)整體的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，要立足整體，全面的分析總體的數(shù)據(jù)，并相互協(xié)調(diào)，確保選出最優(yōu)的優(yōu)化方法。在細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面進(jìn)行剖析，合理劃分為不同的部分，逐個(gè)解決相關(guān)的選型、布置、造價(jià)等幾個(gè)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)降低工程造價(jià)的目標(biāo)。

（1）拓?fù)鋬?yōu)化法。拓?fù)鋬?yōu)化法，就是通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，結(jié)合建筑自身的特點(diǎn)以及實(shí)際的用途和情況，正確找到理想化的建筑結(jié)構(gòu)分布形式，全面的分析建筑結(jié)構(gòu)的剛度和其他與結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的屬性，來(lái)減少建筑結(jié)構(gòu)自身的重量，從而提升建筑的性能。設(shè)計(jì)人員要充分掌握以及了解拓?fù)浞治龇椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)，合理運(yùn)用拓?fù)浞治龇椒?，使得設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑結(jié)構(gòu)擁有很強(qiáng)的邏輯性。

（2）截面優(yōu)化法。截面結(jié)構(gòu)的可靠性以及安全性是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)人員必須要考慮的一個(gè)重要方面。截面結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)所在，其性能是最能體現(xiàn)出建筑的整體性能的。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證截面結(jié)構(gòu)的的可靠性與安全性，設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中所涉及的界面進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅可以提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可以提高建筑的美觀程度。具體的方法有，可利用有限元方法來(lái)計(jì)算設(shè)計(jì)變量的結(jié)構(gòu)位移情況以及應(yīng)力特點(diǎn)，然后用計(jì)算設(shè)備對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算和分析，得出結(jié)果后，根據(jù)其需求調(diào)整，確定調(diào)整的范圍，在此范圍中再進(jìn)行區(qū)域優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（3）外形優(yōu)化法。外形優(yōu)化是在界面優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善的，以達(dá)到更好提升建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行外形優(yōu)化時(shí)，相關(guān)人員要對(duì)建筑的整體情況掌握得很清楚，再根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的建筑柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在掌握的建筑的情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。建筑結(jié)構(gòu)的外形特征就是利用外形優(yōu)化法來(lái)進(jìn)行劃分的。外形優(yōu)化方法在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中，通常會(huì)采用連續(xù)性結(jié)構(gòu)與桿系結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)選取是桿系結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)在選取好后，要將其作為設(shè)計(jì)的一個(gè)變量，來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑外形優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)及需求。

（4）細(xì)節(jié)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與概念設(shè)計(jì)相結(jié)合。概念設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，是在比較缺乏詳細(xì)的相關(guān)數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)行的。某些因素是具有不確定性的，比如地震，在對(duì)建筑的抗震能力進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于缺乏詳細(xì)的數(shù)據(jù)，只能通過(guò)概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，將一些存在的數(shù)據(jù)當(dāng)作輔助來(lái)進(jìn)行。同時(shí)，通過(guò)結(jié)合上訴的一些結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，使得優(yōu)化效果更佳。另外，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是必須要做的工作，如現(xiàn)澆混凝土施工過(guò)程中，異形板料的彎曲部分容易開(kāi)裂是一個(gè)比較突出的問(wèn)題，對(duì)此我們將其進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后再選擇鋼筋，這樣能有效的降低混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象的幾率，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，最重要的是滿足了建筑結(jié)構(gòu)的基本需求。

（5）對(duì)地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)建筑的地基進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)也是優(yōu)化整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的有效方法。選擇合適的方案對(duì)于地基的結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)說(shuō)很重要，例如，樁基類型的選擇，要以實(shí)際的施工情況為準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)降低造價(jià)的目標(biāo)，然后以樁端持力層的厚度為參考，選擇科學(xué)合適的灌注樁長(zhǎng)度，且對(duì)不同的優(yōu)化方案進(jìn)行集中對(duì)比，盡量使得選擇的方案是最佳的。再比如，樁筏基礎(chǔ)是某建筑結(jié)構(gòu)的原有設(shè)計(jì)方案，通過(guò)把該設(shè)計(jì)利用的樁筏基礎(chǔ)改為樁基礎(chǔ)的優(yōu)化方法，設(shè)置不同的承臺(tái)，在此優(yōu)化中，在保證總的沉降值和不均勻沉降值的前提下，顧及到的是基礎(chǔ)傳力的傳遞路勁越短會(huì)越省材料的原因。與樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案相比，樁基礎(chǔ)是一個(gè)更好的選擇。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠使得建筑質(zhì)量更好、更加美觀、降低工程造價(jià)以及提升建筑的經(jīng)濟(jì)效益，在建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天能夠提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，也能夠?yàn)槿藗儙?lái)更有安全保障和質(zhì)量保障的建筑物，因此其在建筑工程中是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。但在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中，是比較復(fù)雜的，需要多方面的出發(fā)，充分結(jié)合實(shí)際的情況選擇科學(xué)合理的方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行最佳的優(yōu)化目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]李貴江.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法探析[J].江西建材，2017（01）.

篇9

社會(huì)的發(fā)展促使人們的生活水平得到了很大的提高，注重物質(zhì)生活水平的追求也不斷提高，這就形成了對(duì)建筑水平多樣化的要求，要想在節(jié)約建筑成本與建造高質(zhì)量工程中有效統(tǒng)一，就需要一定的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅能夠在資源上節(jié)約成本的支出，還能夠?qū)崿F(xiàn)在資源的有限條件下使建筑的質(zhì)量功能水平最優(yōu)化，能夠提高空間的利用率，發(fā)揮資源的最大功效，建筑的高質(zhì)量包括建筑的環(huán)境以及使用功能，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化符合一定的經(jīng)濟(jì)發(fā)展原理，對(duì)資金，土地資源空間，建筑質(zhì)量與水平都能做到合理的優(yōu)化，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展以及未來(lái)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展都有著很重要的作用。

2建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)內(nèi)容分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是通過(guò)整體建筑的要求決定的，首先要了解整體建筑的設(shè)計(jì)理念，這樣才能夠進(jìn)一步的確定建筑的整體結(jié)構(gòu)，才能開(kāi)展建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作，確保在有限的空間及資金條件下，優(yōu)化建筑水平，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有著自身的特點(diǎn)，要考慮建筑結(jié)構(gòu)的整體性，把握好建筑的一般結(jié)構(gòu)類型，了解建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，這樣才能夠在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候充分考慮到各種條件方面的優(yōu)化，還要根據(jù)建筑的整體結(jié)構(gòu)，還有建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)合適的結(jié)構(gòu)類型，確定具體的結(jié)構(gòu)配置，以及所需資源的構(gòu)件，對(duì)各種建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，還要考慮整體建筑的布局類型，實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)與建筑藝術(shù)性設(shè)計(jì)的結(jié)合，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的進(jìn)行優(yōu)化來(lái)找出最好的建設(shè)方案進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。

3建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過(guò)程中會(huì)存在很多的問(wèn)題，對(duì)于一些低層建筑物，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理基本上都是一致的。但是由于土地資源的有限性，空間的局限性，目前高層建筑不斷地發(fā)展，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就要增加新的控制因素，較高的承載需要結(jié)構(gòu)上的絕對(duì)穩(wěn)定，這就給建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)增加了一定的困難，越高層建筑承載力需要越大，在安全穩(wěn)固方面就越困難，這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化造成很大的壓力。另外對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求來(lái)說(shuō)，要想優(yōu)化技術(shù)水平，就要了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求跟使用功能，這就需要在考慮眾多細(xì)節(jié)問(wèn)題的同時(shí)也要把握經(jīng)濟(jì)的適用性，優(yōu)化技術(shù)是要從建筑整體跟組成構(gòu)件出發(fā)，對(duì)于建筑中的各個(gè)結(jié)構(gòu)部分都要做到優(yōu)化解決，用有限的資金做出最優(yōu)的方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與質(zhì)量的有效結(jié)合。

4建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)對(duì)不足措施

首要要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重新認(rèn)知，要提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)提高對(duì)建筑質(zhì)量的要求并且結(jié)合建筑的美觀等問(wèn)題。具體的表現(xiàn)在：設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)方案時(shí)，要結(jié)合建筑參數(shù)，對(duì)工程的目標(biāo)進(jìn)行一個(gè)預(yù)測(cè)規(guī)劃，這樣可以實(shí)現(xiàn)建筑工程中的資源經(jīng)濟(jì)控制，有利于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，更好的實(shí)現(xiàn)工程建筑的目標(biāo)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要根據(jù)建筑的設(shè)計(jì)來(lái)確定最終的方案，根據(jù)固有的建筑面積最大限度的設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)的合理限度性以及空間的利用率，減少工程造價(jià)成本；而且由于建筑本身承擔(dān)的功能作用就是安全穩(wěn)定持久耐用，以及美觀性，所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮多方面的影響，包括建筑的整體功能，建筑的安全穩(wěn)定，還有各種可以完善建筑的設(shè)計(jì)施工，在設(shè)計(jì)時(shí)綜合對(duì)這些條件進(jìn)行考慮設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。

5建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用方法分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是為了解決在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在應(yīng)用時(shí)要注重對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的分析，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是單一方案，是根據(jù)具體的建筑情況規(guī)劃的多方案的結(jié)構(gòu)方案，對(duì)于同一個(gè)建筑方案有著不同的建筑結(jié)構(gòu)方法，這就使得在選擇的過(guò)程中，不斷地對(duì)比研究，重在完成高質(zhì)量的同時(shí)減少資源的利用以及資金的節(jié)儉，最大限度的降低工程的造價(jià)，這就要求設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要具有較高的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)優(yōu)化水平，科學(xué)合理地優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。同時(shí)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，也要注意結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)優(yōu)化的作用，在對(duì)設(shè)計(jì)師的培訓(xùn)選擇中，注重對(duì)經(jīng)驗(yàn)的要求，培養(yǎng)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造性，這樣才能更好的進(jìn)行設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)與應(yīng)用完美的結(jié)合。

6建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)圖例分析

我國(guó)各個(gè)城市都有自己的圖書館，縱覽現(xiàn)代圖書館的設(shè)計(jì)，可謂千姿百態(tài)，不拘一格。有的利用老舊的圖書館加以施工，給人一種復(fù)古的感受，而有的圖書館設(shè)計(jì)采取新穎的設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)，帶給了人們現(xiàn)代的感覺(jué)?？偟膩?lái)說(shuō)圖書館內(nèi)部不但要講求通達(dá)、方便、舒適，而且其外部造型更要具集典雅莊重、美觀于一體，既要堅(jiān)持館舍總體布局科學(xué)、適用的原則，在功能上滿足人們的需求，又要給人以建筑藝術(shù)美的享受。具體來(lái)說(shuō)現(xiàn)代圖書館設(shè)計(jì)應(yīng)具備以下幾個(gè)功能特點(diǎn)：（1）內(nèi)部設(shè)施要有靈活性。（2）合理的建筑布局。（3）方便讀者的使用。（4）館舍可擴(kuò)展性。（5）內(nèi)部設(shè)施的使用性。（6）室內(nèi)布置的統(tǒng)一性。（7）舒適的閱讀環(huán)境。（8）確保文獻(xiàn)的保存。圖1為某圖書館建筑幾乎采用了完全的特制玻璃設(shè)計(jì)，這樣不但能為內(nèi)部環(huán)境的透明度和光照條件加強(qiáng)，而且可以減輕熱量的吸收，眩光等影響；內(nèi)部設(shè)計(jì)采用多層組合的方式進(jìn)行功能上的分層布局模式。而且它是圍繞中央大廳的設(shè)計(jì)形式，結(jié)合了中國(guó)古建筑中具有庭院的設(shè)計(jì)風(fēng)格。該圖書館建筑面積超過(guò)540，000平方英尺，在滿足收藏圖書的同時(shí)，布局了多個(gè)現(xiàn)代化的電子閱讀室，音樂(lè)廳，畫廊室，以及會(huì)議設(shè)施，大大在單一的圖書館基礎(chǔ)上擴(kuò)展了該建筑的實(shí)用性。其外形設(shè)計(jì)不但表達(dá)對(duì)自由和知識(shí)的重要性，更加發(fā)展了現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，無(wú)論是從內(nèi)部設(shè)計(jì)還是外觀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都有了巨大的進(jìn)步，符合建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)。

7結(jié)束語(yǔ)

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關(guān)鍵詞：優(yōu)化;建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);措施;研究

0 前言

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、穩(wěn)固增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，人們的物質(zhì)、文化生活水平得到了顯著提高，這期間，人們的消費(fèi)理念也發(fā)生了巨大的變化，逐步向高品位、高質(zhì)量方向轉(zhuǎn)變，因此對(duì)生活、工作、學(xué)習(xí)等環(huán)境提出了更高的要求，例如對(duì)房屋建筑的要求，人們?cè)谶^(guò)去對(duì)房屋的要求可能只是簡(jiǎn)單的遮風(fēng)、避寒的要求，而現(xiàn)在在此基礎(chǔ)上又提出了舒適、審美等要求。對(duì)此，現(xiàn)階段的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量、安全的情況下，還需要滿足人們的審美要求。同時(shí)，不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是提高建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的需要，所以，在新時(shí)展下開(kāi)展房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作過(guò)程中，我們?cè)O(shè)計(jì)人員要牢牢把握住經(jīng)濟(jì)、合理、適用的原則，并以此為優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的指導(dǎo)理念，同時(shí)要采用現(xiàn)代化技術(shù)，這樣才能在降低建筑工程成本的同時(shí)，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)固，滿足人們審美的需求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。下面，我們就通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)詳細(xì)探討下優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效措施。

1 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的研究

建筑設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)就是設(shè)計(jì)師在遵循美觀實(shí)用等原則的前提下，根據(jù)建筑地區(qū)不同的情況進(jìn)行綜合利用，運(yùn)用建筑學(xué)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。就建筑學(xué)的設(shè)計(jì)理論而言，主要有兩個(gè)體現(xiàn)部分：于建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括了對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)微部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、對(duì)房屋頂部的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還包括了工程造價(jià)方面對(duì)建筑造價(jià)的分析、對(duì)建筑物的受力分析以及對(duì)周圍設(shè)施的布置等方面。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅需要在設(shè)計(jì)前期加以重視，還需要在施工和建設(shè)后期的關(guān)注。在進(jìn)行具體建筑施工中，需要根據(jù)建筑的實(shí)際情況不斷的改進(jìn)方案選擇最佳方案，將房屋建筑綜合指數(shù)最佳的設(shè)計(jì)方案作為施工建筑的藍(lán)本。現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)環(huán)境對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)新的挑戰(zhàn)和要求，因此，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，要用于應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中不斷的進(jìn)行對(duì)比分析，從中選擇出最優(yōu)方案。在設(shè)計(jì)一些建筑的時(shí)候，設(shè)計(jì)師要根據(jù)自己學(xué)過(guò)的設(shè)計(jì)理論，在結(jié)合建筑當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和建筑條件，遵循安全實(shí)用、大方美觀、節(jié)省材料的原則，開(kāi)展方案設(shè)計(jì)工作，從而達(dá)到房屋建筑的最佳效果。設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程情況，在工程的過(guò)程中對(duì)方案進(jìn)行具體設(shè)計(jì)和步驟的優(yōu)化。在設(shè)計(jì)平面上，建筑物需要盡量保持對(duì)稱，盡可能地縮小差異。

2 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

本文結(jié)合大量的實(shí)踐工作以及自己多年工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施具體表現(xiàn)在以下幾方面，下面，我們就來(lái)詳細(xì)了解下。

（1）不斷加強(qiáng)剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中連梁是剪力墻設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，這就要求我們將聯(lián)肢墻的應(yīng)用重視起來(lái)，聯(lián)肢墻是利用連梁之間的各個(gè)墻通過(guò)連接形成，把墻肢的約束條件增加了。這種設(shè)計(jì)不僅可以有效的提高建筑物抗震能力，還使墻體的各個(gè)部分得到了更多的內(nèi)力，雖然在具體施工中會(huì)造成一定建材的浪費(fèi)，但是其所取得的效果是顯而易見(jiàn)的。另外，當(dāng)我們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，還要在保證結(jié)構(gòu)剛度和變形要求的同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)方面和抗變形等角度進(jìn)行綜合的考慮，這樣才能做到最優(yōu)化。

（2）要求設(shè)計(jì)人員要重視細(xì)部的優(yōu)化。設(shè)計(jì)人員在注重整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的同時(shí)，也經(jīng)過(guò)將細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視起來(lái)。如在現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)工作中，我們可以將異形板劃分為方形版，這樣就可以使得建筑物受力均勻，避免日后出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。如在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中我們應(yīng)該選取冷軋鋼筋作為材料，這樣既可以提高建筑的抗震性能，又可以有效的減少鋼筋使用數(shù)量，降低成本投入。

（3）注重利用計(jì)算機(jī)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)師利用計(jì)算機(jī)仿真的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了很多新的思路。建筑設(shè)計(jì)師能夠利用計(jì)算機(jī)軟件建立各種便于分析的模型，并通過(guò)計(jì)算機(jī)的優(yōu)化計(jì)算，為設(shè)計(jì)師提供精確的數(shù)據(jù)，最后達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用可以說(shuō)把建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)這樣一個(gè)工程的問(wèn)題轉(zhuǎn)變成一個(gè)數(shù)學(xué)的問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以有效提高建筑的功能性、安全性、穩(wěn)定性，還可以充分的滿足人們的審美要求。所以，我們作為新時(shí)展下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員，在設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念、創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：