建筑结构优化设计

建筑工程技术与设计建筑设计2015年2月下● 319.建筑结构优化设计汪涛(珠海市规划设计研究院519000 )[摘要]建筑项目投资大，建设周期长，对其进行结构优化设相同的安全系数，就会造成建筑结构在安全性和经济性方面的不计能够有效的减少投资金额。建筑结构优化设计，是实现建筑本合理。 因此，在结构设计时，对独立构件、静定结构和竖向构件体功能与建筑投资成本的关键手段。因此，结构工程师必须在每应采用较大的安 全系数，而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以适一个工程项目的设计中都能做到不断地探求自然法则，不懈地追当降低， 这样处理既可以降低工程造价，又可提高结构的综合安求相对的最佳最优，要通过反思比较，在经验积累中不断提高自全度 。己的判断力和创新力。三、房屋建筑结构优化设计的措施[关键词]建筑结构;优化设计;分析剪力墙墙肢的试验研究也表明，轴压比超过一定值，很难成为延性剪力墙。影响压弯构件的延性或屈服后变形能力的因素有:1、建筑结构优化设计的基本理论截面尺寸、混凝土强度等级、纵向配筋、轴压比、箍筋量等，结构优化设计不应仅仅在结构本身,而应包括建筑的各方面，主要因素是轴压比和配箍特征值。联肢墙是通过连梁连接的各墙科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基肢联结而成，从而增加了墙肢的约束条件。连梁的刚度增大必将本原则去进行建筑结构设计，是非常重要的。建筑结构的优化设使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配内力也相应增计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满材料的浪 费。足本体功能，最大程度保障安全性，缩减投资成本:在建筑工程2、注重细部优化的设计阶段，确定每一个子系统及整体结构的优化布局;在建筑(1)在注重整体设计的同时，也应加强结构局部构件的精细工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每C设计。 比如现浇板设计中尽量把异形板划分为矩形板，这样既达个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是到合理受 力的目的，也避免了拐角裂缝的出现。关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是(2)底部框架抗震墙的底框梁箍筋配箍量一般较大，此时若基础，3个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。选用冷轧带肋钢筋作为箍筋，便可减少箍筋肢数或箍筋直径，2、建筑结构优化设计的基本要求到造价的降低以及施工的方便化。还有，为减少底部截面，采用(1) 功能性高强度的混凝土是柱构件不错的选择，但是水平构件混凝土可适建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标当减少混凝 土的标号，满足了受力要求，也节约了成本就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满(3) 随着计算机技术以及结构优化设计理论的结合，通过利足也不再局限于传统的实用性功能，而是增添了舒适性、美观性、用计算机分析软件建立优化设计的分析模型，采用高效的计算机协调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。优化计算方法，设立结构设计达到的目标要求，最终实现结构设计的优化目的。在具体的优化设计过程中，优化设计实际上已经2)安全性建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧由 一个工程问题转变为一个数学问题。密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追3、结构设计优化方法的应用:体体现在房屋工程结构总求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的结构设计优化方法和技术的应用安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常体的优化设计和房 屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋生产和生活带来致命的危害。因此，安全性工程分部结构的优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖必然考虑因素。系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节 提下，结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减、结构设计优化方法的实践价值少材料的使用量，节省建设材料使用成本。笔者认为，在满足建筑结构长远效益的前提下，应尽量减少二、 建筑结构优化设计基本原则津筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统下提高建筑舒适度原则本欧到设计相比，采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%-30%。所谓好的建筑，应是从建筑、结构、装饰装修到给排水、暖通、优化技术的实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合，是整体优化设计，部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。同时，如果仅仅是某个专业设计得好，是不可能被称作是一-个好建筑的，它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策，优化技术是实现结构设计也不能例外的;建筑结构设计要能最大程度地满足建筑建筑设计的 “适用、安全和经济”目标的有效途径。平面布置、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感的要结束语:求，投入使用后，使用户在工作和生活中感到很舒适，使建筑真通过建筑结构的优化设计，是实现建筑本体功能与控制建筑正成为人人赞美的好建筑，这才是建筑结构优化设计的出发点和造价成本的重要手段。 另一-方面，建筑投资者或开发商不能过分落脚点。因此，建筑结构的优化设计应包含结构体系的优选、传强 调结构优化设计的经济性，通过减少材料、降低技术、放低质力途径的科学性、构件布置的合理性、构件和材料选用的正确性量标准来追求经济性，同时也反对一-味重视技术要求、忽略经济等内容;应该把尽可能提高建筑投入使用后的舒适度作为建筑结成本的做法。构优化设计的一- 条重要基本原则。2、不同构件采用不同的安全系数的结构优化设计原则参考文献:由于现浇钢筋混凝土楼板的约束作用，可以在很大程度上提[1] 吴彩霞、高层建筑工程结构设计问题分析0.中华民居,高楼盖梁的承载能力，最高时可提高约1.5 倍。而现行国内结构201 2(6) :880.计算软件却不能准确反映现浇楼板的这种约束作用，因此，按力[2] 张红友.优化结构设计减少建筑投资成本0].陕西建学计算结果进行结构设计的话，对现浇楼盖梁而言，它的安全系筑,2008(11)数就偏高了许多。另一方面，从对出现垮塌事故的工程进行事故[3] 吴大炜.高层建筑的结构优化设计研究D].四川建筑科学原因调查和分析可以得知，由于楼盖或楼盖梁的问题而导致结构研究，2006，破坏的工程实例极少，除非是结构计算本身有误:从许多震害调中国煤化工.山西建筑，查的工程实例中也可得知，在地震力作用下建筑倒塌的主要原因，也大多是由于墙、柱等竖向构件首先遭到破坏所致。在实际的结2011， 37(32) :62-MHCNMHG构设计工作中，若不考虑构件的实际承载能力，对所有构件采取