導(dǎo)語：如何才能寫好一篇建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，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: 建筑施工；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化措施

Abstract: with the development of China's economy, building industry increasingly prosperous, the importance of building structure optimization design is more and more important. This paper expounds the structure optimization design steps, introduced the structure design of the basic requirements: durability, safety, comfort, economy, and discusses the construction of concrete scheme optimization design, so as to guide the practice.

Keywords: building construction; Structure design; Optimization measures

中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號：

所謂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，就是指工程結(jié)構(gòu)在滿足約束條件下按預(yù)定目標求出最優(yōu)方案的設(shè)計方法。如何做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化：首先，要選擇合理的結(jié)構(gòu)方案，其決定了整個設(shè)計的好壞成敗。因為對同一個建筑設(shè)計方案而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計不是唯一的，不同方案會使工程質(zhì)量和工程造價產(chǎn)生很大差別。其次，進行正確的結(jié)構(gòu)計算，一體化計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計程序的應(yīng)用和完善，幫助結(jié)構(gòu)工程師能越來越輕松的進行計算分析，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計更加經(jīng)濟和合理。再次，要提高材料的利用率，因為結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的就是花盡可能少的錢，做最安全適用建筑，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計時對材料選用要合理，利用要充分。還有，要正確合理的運用和理解、規(guī)范，其是我們設(shè)計中必須遵循的標準，是國家技術(shù)經(jīng)濟政策，科技水平以及工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

(1) 滿足耐久性和安全性要求。住宅實行商品化后，應(yīng)為住戶的耐用消費品，使用壽命長是區(qū)別其他消費品的最大特點。因此，結(jié)構(gòu)耐久性和安全性是住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計最基本的要求 結(jié)構(gòu)體系的選擇以及材料的選用，都應(yīng)有利于抗風(fēng)抗震，以及使用壽命期間改造維修的可能性。

(2) 滿足舒適性的要求。建筑設(shè)計應(yīng)為住戶起居舒適性的要求提供條件，例如，多種戶型要靈活分隔室內(nèi)的空間，人居的熱光聲的環(huán)境等要求，給居住的人創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境。結(jié)構(gòu)方案還應(yīng)該考慮到住戶在日后改變分隔的空間的可能性，當(dāng)采用剪力墻結(jié)構(gòu)的時候， 宜采用大開間的布置。

（3) 滿足經(jīng)濟性的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)房屋的建造地點層數(shù)多少、平立面體形， 在滿足耐久性、安全性和舒適性要求的前提下采用經(jīng)濟又合理的結(jié)構(gòu)體系，在構(gòu)件設(shè)計中應(yīng)該精打細算，要嚴格執(zhí)行規(guī)范構(gòu)造要求，注意避免不必要的鋪張浪費。尤其是在地基基礎(chǔ)設(shè)計中更要注意此方案的經(jīng)濟比較，因為地基基礎(chǔ)的設(shè)計方案是否合理對房屋造價非常重要。

2. 建筑中的優(yōu)化設(shè)計方案

（1) 房屋結(jié)構(gòu)周期性折減系數(shù)。房屋框架結(jié)構(gòu)和頂蓋等結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因為填充墻體存在使結(jié)構(gòu)實際表現(xiàn)剛度大于設(shè)計計算剛度，計算周期也會大于實際周期，所以當(dāng)算出結(jié)構(gòu)剪力偏小時，會使房屋的某些結(jié)構(gòu)不安全，而應(yīng)該對房屋結(jié)構(gòu)計算周期適當(dāng)?shù)倪M行折減，這樣能達到很好的效果，但是對于房屋框架結(jié)構(gòu)，計算的周期不宜折減或折減系數(shù)取小。

（2) 耐久性的優(yōu)化設(shè)計。在之前大部分混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，很多沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計耐久性，也就是保證房屋建成之后，在合理使用期限內(nèi)，要能滿足用戶正常使用要求。但是很多的設(shè)計未能達到，造成此現(xiàn)象的根本原因是沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)在使用的過程中，由于遭受條件和使用環(huán)境變化最終造成房屋結(jié)構(gòu)損傷，引起房屋可靠度指數(shù)下降。 對一般高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，低造價和省材料設(shè)計都應(yīng)為滿意的結(jié)構(gòu)設(shè)計，但隨著人們生活水平的提高和在實際工程中， 有時在其他使用要求或技術(shù)指標上升為設(shè)計主要矛盾時， 設(shè)計者們就要放棄對經(jīng)濟的單純追求。所以當(dāng)選以混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化為設(shè)計的主要目的時，就應(yīng)依據(jù)設(shè)計所要面對的關(guān)鍵性問題，分清主次，選多目標或單目標來實施優(yōu)化，達到滿意效果。

3建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計分為兩大部分：計算設(shè)計和概念設(shè)計。以達到合理抗震設(shè)計的目的。

3.1 計算設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)抗震計算包括兩部分：地震作用計算和結(jié)構(gòu)抗震驗算。

3.1.1地震作用計算

地震作用曾稱為地震荷載，包括水平地震作用、豎向地震作用和扭轉(zhuǎn)地震作用，它與地震的性質(zhì)和建筑結(jié)構(gòu)的特性有關(guān)。地震作用計算的方法有：反應(yīng)譜法、振型分解反應(yīng)譜法和動力分析法（時程分析法），其中反應(yīng)譜理論被廣泛的運用于地震作用的計算。

（1）反應(yīng)譜理論是一種擬靜力方法，它是考慮了結(jié)構(gòu)的動力特性（自震周期、震型和阻尼）所產(chǎn)生的共震效應(yīng)，其計算過程是先用動力方法計算質(zhì)點體系地震反應(yīng)，建立反應(yīng)譜和反應(yīng)譜曲線，然后用加速度反應(yīng)譜計算結(jié)構(gòu)的最大慣性力作為結(jié)構(gòu)的等效地震荷載，最后按靜力方法進行結(jié)構(gòu)計算設(shè)計。反應(yīng)譜理論是依據(jù)彈性結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)得到的，但如果遇到強烈地震結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段時，則反應(yīng)譜理論不能計算出構(gòu)件進入彈塑性狀態(tài)的內(nèi)力、變形，也無法找出結(jié)構(gòu)的薄弱位置，因此專家提出了延性這一概念，利用延性系數(shù)來概括結(jié)構(gòu)超出彈性階段的抗震能力，從而使反應(yīng)譜由彈性變成塑性。

（2）反應(yīng)譜法主要針對于單自由度的體系，若將反應(yīng)譜理論和振型分解原理相結(jié)合，用于解決多自由度體系的地震反應(yīng)計算，這就是振型分解反應(yīng)譜法。其特點是能夠全面考慮結(jié)構(gòu)的動力特性，且根據(jù)結(jié)構(gòu)的振型曲線確定地震作用的分布。利用振型分解反應(yīng)譜法計算地震作用和作用效應(yīng)時，對于不需計算扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)計算的結(jié)構(gòu)，某振型質(zhì)點的水平地震作用標準值與相應(yīng)的振型自震周期的地震影響系數(shù)、相應(yīng)質(zhì)點的水平相對位移、振型參與系數(shù)和重力荷載代表值有關(guān)。

（3）動力分析法（時程分析法）是以動力理論為基礎(chǔ)的地震作用計算方法。所謂的動力理論，指的是在結(jié)構(gòu)中輸入與其地理條件相對應(yīng)的地震加速度記錄，得到結(jié)構(gòu)在不同時刻的地震反應(yīng)。動力分析法校正了采用反應(yīng)譜法振型分解和組合求解結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移時的誤差，能夠較準確的反應(yīng)結(jié)構(gòu)震動的全過程；利用準確的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的恢復(fù)力特性曲線，可以計算結(jié)構(gòu)在非彈性階段每個時刻的地震反應(yīng)（內(nèi)力和變形），判斷結(jié)構(gòu)的屈服機制，確定結(jié)構(gòu)的薄弱層和薄弱部位，以便采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施。

3.2 概念設(shè)計

在強烈地震作用下，只依賴結(jié)構(gòu)計算設(shè)計滿足結(jié)構(gòu)的抗震要求是困難的，因為在結(jié)構(gòu)計算的過程中，內(nèi)力計算是基于彈性理論計算，而截面設(shè)計是基于塑性理論的計算方法，這一矛盾使計算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)相差太遠，為了彌補這一計算理論的缺陷，利用已發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)地震規(guī)律和對于結(jié)構(gòu)總體。細部構(gòu)造的良好的結(jié)構(gòu)知識進行合理設(shè)計，即概念設(shè)計 概念設(shè)計的目的是正確解決總體方案、材料使用和細部構(gòu)造，達到合理的抗震設(shè)計。

概念設(shè)計的基本原則如下：

3.2.1選擇對抗震有利的場地、地基

在確定建筑場地時，盡量選擇有利的地段，如開闊平坦的堅硬場地；避開對抗震不利地段，如軟弱場地，易液化土，狀態(tài)明顯不均勻等地段；如果無法避開時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸺訌姶胧缂訌姷鼗蜕喜拷Y(jié)構(gòu)的整體性和剛度、換填地基土層、采用樁基等。

3.2.2選擇對抗震有利的建筑體型

建筑設(shè)計時，力求結(jié)構(gòu)簡單，如簡單的平、立面圖形是方形或圓形，只有結(jié)構(gòu)簡單才能使結(jié)構(gòu)在地震作用下有直接和明確的傳力途徑，才能易于分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移，找出結(jié)構(gòu)薄弱部位。但實際工程中，建筑的平、立面出現(xiàn)凹角是經(jīng)常的，而凹角位置容易造成應(yīng)力集中或變形集中，應(yīng)采取特別的加強措施。建筑平面和立面布置宜規(guī)則、對稱，其剛度和質(zhì)量分布宜均勻，防止地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。

3.2.3選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

建筑抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合的原則：具有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)體系喪失抗震能力或者對重力荷載的承載能力；具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；具備必要的承載能力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力；具有合理的剛度和強度分布，避免在結(jié)構(gòu)薄弱部位產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。

3.2.4保證結(jié)構(gòu)的延性抗震能力

結(jié)構(gòu)的延性是指結(jié)構(gòu)吸收地震能量后的變形能力，延性好的結(jié)構(gòu)能吸收較多的地震能量，能經(jīng)受住較大的變形。延性結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則是：強柱弱梁或強墻弱梁；強剪弱彎；強節(jié)點、強錨固；強壓弱拉。

3.2.5處理好非結(jié)構(gòu)構(gòu)件

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要指建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如女兒墻、圍護墻、隔墻、幕墻和安裝在建筑上的附屬機械、電氣設(shè)備，這些構(gòu)件應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固，防止地震時倒塌傷人或者損壞重要設(shè)備。

3.2.6其他

抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)合理選用材料，保證施工質(zhì)量。在建筑設(shè)計時，宜選用高強、輕質(zhì)材料，減輕結(jié)構(gòu)自重，有利于減少結(jié)構(gòu)對地基承載力的要求。施工時應(yīng)嚴格按照材料特性、施工工序要求，避免施工過程中出現(xiàn)違規(guī)操作，造成材料的浪費、工程的返工。

結(jié)語：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計將直接影響建筑物的安全、適用、經(jīng)濟和合理性,更是決定建筑工程質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵，建筑設(shè)計者必須從當(dāng)今經(jīng)濟現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢出發(fā), 建立一個宏觀的、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念, 合理確定建筑設(shè)計標準、經(jīng)濟性措施和原則, 這樣不僅滿足設(shè)計各類需求,同時改善人類的居住環(huán)境。建筑施工的最終目的是在節(jié)約成本的同時，保證建筑的安全性，適用性以及舒適性，而優(yōu)化設(shè)計也是長遠的話題。

參考文獻:

［1］ 陳陽顯．淺析高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計［J］．價值工程，2010( 27) : 89- 92．

篇2

【關(guān)鍵詞】框剪結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計；措施；內(nèi)力分析

框剪結(jié)構(gòu)是一種框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)體系?？蚣艚Y(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計中由于擁有較大的平面空間，其抗震性和整體性能都相對較為良好，因此在建筑中得到非常廣泛的應(yīng)用，適合用于很多大型高層公共建筑設(shè)計。目前來看，這種結(jié)構(gòu)能夠更好的發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)勢，并且為建筑提供了更好的設(shè)計方案，但是在實際設(shè)計當(dāng)中，依然存在著種種問題，需要更好的解決。

1、基本概況

1.1結(jié)構(gòu)承重體系設(shè)計

結(jié)構(gòu)承重體系設(shè)計需要根據(jù)不同的環(huán)境來進行，在設(shè)計中，裙房部分要考慮荷載效應(yīng)的發(fā)生，主樓的部分也要考慮豎向的荷載效應(yīng)，同時對于水平地震作用下產(chǎn)生的荷載效應(yīng)也要加以重視。因此裙房結(jié)構(gòu)需要采用混凝土框架結(jié)構(gòu)的形式，而主樓采用框架一剪力墻承重結(jié)構(gòu)體系。

由于主樓的抗側(cè)力構(gòu)件是重要的部分，在設(shè)計中剪力墻要承擔(dān)主要水平荷載，同時框架承擔(dān)少部分水平荷載作用和大部分的豎向荷載作用。如果要提高主樓的抗扭能力，在設(shè)計中要加強剪力墻和樓梯主樓結(jié)構(gòu)的相互位置，其中主要要注意建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的變形限值，將其進行綜合匹配，以剛度、承載力和延性來進行綜合。

1.2建筑縫的處理設(shè)計

建筑縫的處理設(shè)計是通過主樓和裙房之間的連接部分來進行設(shè)計的。由于主樓和裙房有著本質(zhì)的不同，兩者連接處需要設(shè)計出防震縫和沉降縫。防震縫的設(shè)計是為了減少主樓和裙房之間出現(xiàn)較大的縫隙，從而增加裙房的防水難度，結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，也需要將主樓和裙房看做一個整體的設(shè)計方案來進行設(shè)計計算。而沉降縫的部分是主樓按照實際的需要，將主樓基礎(chǔ)設(shè)計成樁基礎(chǔ)，與此同時，裙房的基礎(chǔ)設(shè)計成柱下條形基礎(chǔ)，二者在調(diào)整彼此間的不均勻差，從而保證設(shè)計的合理性。這也是建筑縫最常見的處理設(shè)計方式。

2、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計策略

高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用較多的方式是鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，這種體系的建立有效的提高了框架結(jié)構(gòu)的靈活性，并且更好的提升了使用空間，使建筑更為優(yōu)質(zhì)。由于剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性相對較好，因此也保證了建筑結(jié)構(gòu)的完好。在一定條件下，采用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計能有效的提高水平變形曲線能力。然而鋼筋混凝土一剪結(jié)構(gòu)具有多種效果，從力學(xué)的角度來進行分析的話，存在著一定的難度，進行設(shè)計優(yōu)化設(shè)計也難以完成。因此，及時國內(nèi)外很多的專家進行了多種實驗，但框剪結(jié)構(gòu)中依然存在著很多難以解決的問題，解決在這些問題，對于提高工程質(zhì)量和科學(xué)的發(fā)展也有著重要的意義和積極的作用。

2.1框架結(jié)構(gòu)的分部優(yōu)化設(shè)計技術(shù)

鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)屬于具有多個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)。鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)的分部優(yōu)化設(shè)計，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)力進行截面優(yōu)化設(shè)計，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)此再進行新一輪的優(yōu)化設(shè)計。因此框架結(jié)構(gòu)的分部優(yōu)化設(shè)計實際上是一個迭代、漸進的尋優(yōu)過程，計算結(jié)果雖不總能等價于整體優(yōu)化設(shè)計結(jié)果，但通常能給出工程實用的滿意結(jié)果。

鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)的分部優(yōu)化設(shè)計方法的具體步驟為：

（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)的實際幾何構(gòu)造特征，計算結(jié)構(gòu)所受豎向荷載及水平荷載，對鋼筋砼結(jié)構(gòu)進行空間內(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)其大小進行分類，并確定每一類構(gòu)件的設(shè)計控制內(nèi)力；

（3）截面優(yōu)化設(shè)計：截面優(yōu)化設(shè)計是對優(yōu)化的結(jié)果進行控制的過程，設(shè)計過程中，保證其整體設(shè)計方案的準確性，提高設(shè)計質(zhì)量是關(guān)鍵的步驟；

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

2.2框—剪結(jié)構(gòu)的三階段優(yōu)化設(shè)計策略

框—剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要涉及三個方面的優(yōu)化問題：一是結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)防水平的決策，二是框架與剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，以及承載力、剛度與延性變形能力間的最佳匹配設(shè)計，三是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計問題。

高層框—剪結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的協(xié)同工作問題，主要是水平荷載在框架和剪力墻結(jié)構(gòu)之間的分配設(shè)計，因此剪力墻數(shù)量和位置的設(shè)計是關(guān)鍵問題。這里，我們將框）剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計過程分為三個階段進行，對不同階段的不同問題，采取不同的優(yōu)化準則進行優(yōu)化設(shè)計。

（1）第一階段：最優(yōu)設(shè)防水平Id的優(yōu)化決策

以地震的危險性為前提，分析地區(qū)地震的相關(guān)強度，從而評測出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，在進行設(shè)計前，將相關(guān)的數(shù)據(jù)進行綜合評測，從而把設(shè)計方案綜合在內(nèi)。

（2）第二階段：剪力墻構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計

剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計主要是結(jié)構(gòu)剛度與延性指標的最佳組合，可用力學(xué)準則進行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)剛度對結(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)計規(guī)范對結(jié)構(gòu)層間位移和頂點總側(cè)移的限值來控制結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計和延性設(shè)計。

（3）第三階段：框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計準則是一個結(jié)構(gòu)準則，在一次整體分析完成之后，可按照前述方法對框）剪結(jié)構(gòu)中的框架部分進行優(yōu)化設(shè)計。

3、結(jié)論

綜上所述，框剪結(jié)構(gòu)存在著框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的特點，融合了二者之間的優(yōu)勢，其效果也得到了更好的互補，如果涉及合理的話，優(yōu)勢將會更為突出，對于建筑物整體性能的提高有著重要的作用。所以，我們在進行研究的過程中，要進行綜合的考量，設(shè)計時要在整體的情況下進行結(jié)構(gòu)的布置，從而分析出其中的優(yōu)勢和不足，以便更好的進行調(diào)整，使建筑的受力充分的均勻，這樣不僅保證建筑質(zhì)量，同時也有效的提高了經(jīng)濟效益，對于我國建筑業(yè)未來的發(fā)展也有著積極的促進作用。

參考文獻

篇3

【關(guān)鍵詞】建筑;剪力墻;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1 引言

隨著近些年來中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑剪力墻是隨著中國經(jīng)濟發(fā)展越來越受到重視以及越來越常用的一種建筑結(jié)構(gòu)形式，而在一些建筑中，低層建筑也開始采用剪力墻結(jié)構(gòu)，它和框架結(jié)構(gòu)相互結(jié)合形成的框剪結(jié)構(gòu)可以使得建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加豐富多彩，更具有建筑美感和表現(xiàn)力，因此在剪力墻的設(shè)計和建造中就更應(yīng)該根據(jù)墻體的尺寸和受力情況進行探討和分析，尤其是柱子與墻體之間的特點在不同的指標與比例中進行詳細的設(shè)計。

1建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的布置

剪力墻結(jié)構(gòu)的布置是一個具有專業(yè)技巧的工作，因此不是一個只有一種解決方式的工作，這就需要結(jié)構(gòu)專業(yè)的技術(shù)工作者能夠合理的布置剪力墻結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟效益，一般情況下，剪力墻和建筑在主軸上應(yīng)該保持一致，但是對于不太規(guī)則或、超限的建筑形式上，應(yīng)根據(jù)建筑平面設(shè)計剪力墻，不應(yīng)該布置僅單向有墻的形式，內(nèi)外墻應(yīng)拉直處理，控制好數(shù)量，避免剛度過高和過低，而且要注意質(zhì)量中心與剛度中心的重合，合理的調(diào)整剪力墻的距離能夠提高布置的合理性，節(jié)約空間。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1控制配筋

構(gòu)件的含鋼量對于建筑的剪力墻設(shè)計有著重要的影響，因此必須重視，要實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計的經(jīng)濟效益，應(yīng)該保證鋼材在一定范圍內(nèi)，過高和過低都不行，因此建筑剪力墻設(shè)計應(yīng)根據(jù)國家規(guī)范來進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，保證經(jīng)濟效益。

2.2墻體設(shè)計的合理性

墻體設(shè)計應(yīng)該保證水平和豎直作用力，驗算應(yīng)該將內(nèi)力進行偏壓進行承載力計算。尤其是針對剪力墻計算中，要盡量減少異形墻。由于剪力墻常常是布置在門窗洞口的邊緣處，因此墻體的總厚度應(yīng)該是剪力墻厚度和各個翼緣厚度的綜合。剪力墻的種類應(yīng)該根據(jù)高度和尺寸來設(shè)計，他們在受力的形式上接近柱子和板，很多柱子的厚度和墻體設(shè)計比值比較類似，他們常屬于雙向的受壓，因此是異形柱。根據(jù)剪力墻配筋設(shè)計以及配筋在規(guī)范中的要求，要將墻底部進行加厚，而且高度不小于層高的1/16，如果端頭沒有翼墻和暗柱的時候，加厚的高度不能小于層高的1/12，而這么規(guī)定不適用于高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)，很多業(yè)主對于建筑室內(nèi)空間的要求比較高，因此這樣的情況采用概念設(shè)計，應(yīng)該控制好墻體的軸線，滿足墻體截面的條件。在結(jié)構(gòu)上適當(dāng)?shù)脑黾影抵诰唧w的設(shè)計中需要大量的水平布筋以及配筋數(shù)量，尤其是梁體結(jié)構(gòu)等應(yīng)該詳細的進行增加。

2.3高寬比的確定

剪力墻的高度以及厚度是建筑剪力墻設(shè)計中的重中之重，所以在設(shè)計中就應(yīng)該控制剪力墻的高厚比。

2.4 邊緣結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計

通過很多次的實驗已經(jīng)表明，剪力墻的延比性不太好，相對于工字型和槽型的剪力墻的延性比要比較優(yōu)秀，通過計算發(fā)現(xiàn)剪力墻截面的兩端通過翼墻邊緣設(shè)計能夠提高墻體的延展性。還能夠避免剪力墻出現(xiàn)水平剪切滑動，根據(jù)力學(xué)的原理，矩形的抗剪力主要是在端柱以及轉(zhuǎn)角處，而規(guī)范中對邊緣結(jié)構(gòu)和構(gòu)建的抗震措施清晰的規(guī)定，要進行受力和類型的分析計算，對墻和洞口的兩邊的加強邊緣設(shè)定相應(yīng)的代表值，在墻肢軸壓比的界限以及加強部位分為約束邊緣構(gòu)件以及構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩類。

3剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

3.1最小剪力系數(shù)的確定

短肢剪力墻是保證地震傾覆力矩第一振動模式為低于40%的基礎(chǔ)上減少剪力墻的數(shù)量，提高剪力墻的系數(shù)，減低造價，提高經(jīng)濟效益。

3.2層高和樓層最大位移的確定

按照我們國家現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范的要求，建筑設(shè)計應(yīng)該重點的考慮減小扭曲以及變形的狀態(tài)，在增加結(jié)構(gòu)剛度是不能片面的考慮層間位移，應(yīng)該綜合的考慮整體的情況，但是現(xiàn)行的大多數(shù)的建筑設(shè)計僅僅考慮了層間位移，而沒有關(guān)注剪重比，在較大的情況下，應(yīng)該減少相應(yīng)的結(jié)構(gòu)剛度，減少地震作用，也可以達到較好的效果。

3.3 側(cè)向高度以及扭轉(zhuǎn)剛度的調(diào)整

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在這方面是主要考慮提高建筑平面的規(guī)則性，減少扭轉(zhuǎn)力以及帶來的影響，同時偶然偏離力也應(yīng)該考慮進去，通過對眾多的地震災(zāi)害情況進行分析從而得出結(jié)論，由于建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則而引發(fā)的房屋破壞情況是最為嚴重的，因此在設(shè)計中應(yīng)該保證建筑結(jié)構(gòu)的抗扭曲能力，避免因為不規(guī)則引發(fā)房屋的倒塌情況。因此在具體的設(shè)計中應(yīng)該盡量的保證建筑平面的合理，以及結(jié)構(gòu)豎向的構(gòu)件的合理布置，提高建筑的側(cè)向剛度。

4 建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

本文的探討結(jié)合實際的案例進行進一步的分析，本文的案例建筑屬于十八層的高層建筑，每層的高度是2.9米，總高度是52，5米，建筑面積是6500米，該工程工程抗震設(shè)防烈度為八度，基本地震加速度是0.2g，設(shè)計地震分組是第二組，建筑抗震設(shè)防類別為標準設(shè)防類，建筑場地類別為Ⅱ類.特征周期為0.40S。二級剪力墻，混凝土的等級是C30-C35，鋼筋的參數(shù)的是梁采用HRB400;板采用HPB300，直徑大于12時用HRB400;墻采用HRB400。

圖中的方案一是建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)布置圖的原先設(shè)計方案，采用純剪力墻的結(jié)構(gòu)，底部加強部位是250mm寬，其上是200mm，通過分析SATWE 計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)設(shè)計剪力墻利用率較低，底層墻肢軸壓比在0.35～0.40 之間，結(jié)構(gòu)位移比較好，控制在1.2 以內(nèi)，結(jié)構(gòu)周期以及位移的角相對較小，針對該工程的結(jié)構(gòu)和形式的特點，分析其主要是存在的問題，針對其結(jié)構(gòu)布置以及墻肢的長度進行了適度的調(diào)整，調(diào)整之后的布置圖是圖中的方案二。

5 結(jié)束語

隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，以及隨著我國十以來，中國經(jīng)濟與社會環(huán)境開始出現(xiàn)了整體向好的調(diào)整，以及中國經(jīng)濟進入新常態(tài)，很多過去那些不經(jīng)濟、無效率的經(jīng)濟與建設(shè)的狀況急需盡快的得到解決。本文就是再這樣的大背景之下來進行寫作的。但是由于筆者的能力有限，本文在寫的時候經(jīng)歷和能力以及精力都是不足的，因此，本文只能作為一個拋磚引玉的文章希望后來的學(xué)者和從業(yè)者能夠從中體會到一些有意義的觀點來發(fā)展建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)的技術(shù)水平，希望能夠在未來達到世界先進的建筑設(shè)計與建造的國家的行列。

參考文獻

[1]秦艷，焦維.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?011（27）：33.

篇4

對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作來說，其重要性也就決定著提升其設(shè)計水平和設(shè)計效果的必要性，而為了最大程度上提升其設(shè)計的效果，針對具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作進行必要的優(yōu)化是必不可少的，這種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的優(yōu)化已經(jīng)成為當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中極為關(guān)鍵的一環(huán)，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所發(fā)揮的作用是至關(guān)重要的。具體來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化主要分為兩個層次上的優(yōu)化和完善，一方面是針對整個建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計效果進行優(yōu)化，這是首要優(yōu)化前提，也是確保其最終建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的關(guān)鍵所在，必須要作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的一個重要內(nèi)容進行把關(guān)和控制；另一方面則是應(yīng)該針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些細節(jié)內(nèi)容進行必要的優(yōu)化和完善，這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作最為復(fù)雜，也是最為困難的一個方面，因為其相應(yīng)的優(yōu)化內(nèi)容比較多，需要注意的要點內(nèi)容也比較多，進而就會給相應(yīng)的設(shè)計工作人員帶來較大的優(yōu)化設(shè)計難度，一旦任何一個方面存在缺陷或者遺漏的話，都必然會造成較大的不良影響。而從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的具體內(nèi)容上來看，只要是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標和任務(wù)，都應(yīng)該作為其優(yōu)化的重要內(nèi)容，比如基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋頂結(jié)構(gòu)、樓板結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等，都應(yīng)該進行詳細全面地優(yōu)化，而針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求來說，在具體的優(yōu)化過程中，還應(yīng)該針對其安全性、經(jīng)濟性、美觀性等關(guān)鍵指標進行充分地優(yōu)化設(shè)計，最大程度上提升其設(shè)計的價值。

二、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施

1.詳細分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體效果

針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化應(yīng)該首先從整體入手，把握好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體效果，詳細分析其整體效果是否符合相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，尤其是對于一些比較關(guān)鍵的指標來說，這種整體效果的分析更是極為關(guān)鍵的一個方面，比如對于建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性來說，就需要從這種整體結(jié)構(gòu)上入手，只有保障其整體結(jié)構(gòu)在較大程度上具備較好的穩(wěn)定性，才能夠符合相應(yīng)的設(shè)計需求，因此，必須要針對其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體效果進行全面細致地分析，了解其各個方面所表現(xiàn)出來的性能是否符合相應(yīng)的要求，在此過程中，還可以充分運用概念設(shè)計理念進行優(yōu)化，進而提升其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體效果，這種概念結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的應(yīng)用對于抗震性能得設(shè)計優(yōu)化來說更是具備著極強的效果和應(yīng)用價值。

2.優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇

對于具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作來說，其相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)材料選擇是比較重要的一個方面，因此，針對這種建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇進行相應(yīng)的優(yōu)化也就顯得極為必要，一般來說，在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，常用的材料主要就是鋼材料、混凝土材料、磚體材料以及其他的一些輔助施工材料，而對于建筑結(jié)構(gòu)影響比較重要的就是對于主體結(jié)構(gòu)材料的選擇，即在建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中，采用何種材料進行施工建設(shè)，當(dāng)然，這種施工材料的選擇必須要結(jié)合具體的建筑結(jié)構(gòu)類型及其相應(yīng)的功能特點進行恰當(dāng)?shù)倪x取，比如對于一些大規(guī)模的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)來說，其比較適合的就是選擇鋼材料來構(gòu)建相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)，相對于混凝土結(jié)構(gòu)以及磚材料的使用來說，鋼結(jié)構(gòu)在這種工業(yè)廠房中是最為適用的。

3.優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在整個的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)必然是極為關(guān)鍵的一個組成部分，而對于相應(yīng)的優(yōu)化過程來說，也應(yīng)該把這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計作為一個核心任務(wù)來執(zhí)行。具體來說，這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計主要應(yīng)該涉及到以下幾點內(nèi)容：（1）結(jié)合建筑工程項目施工現(xiàn)場的一些實際地質(zhì)狀況以及地下水位狀況來分析其具體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容是否具備著較強的適應(yīng)性和可行性，盡可能地提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果的可靠性，避免和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)基礎(chǔ)出現(xiàn)沖突。（2）針對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的類型進行充分分析，進而在最大程度上提升其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型的可靠性，尤其是對于該類型使用的穩(wěn)定性和強度進行準確的預(yù)估，判斷其是否能夠滿足建筑工程項目的基本需求，進而較好地保障其應(yīng)有價值的呈現(xiàn)。（3）針對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體施工方案進行詳細的分析審查，尤其是對于這些設(shè)計方案的可行性進行全面分析，確保其能夠在后續(xù)的施工中順利執(zhí)行。

4.優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式的選擇

建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇必然也是整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中極為關(guān)鍵的一個方面，選擇一個恰當(dāng)?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)形式能夠在較大程度上保障其穩(wěn)定性和承載力狀況符合相應(yīng)的要求，進而最大程度上提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性。一般來說，在當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其基本形式的選擇和建筑物的高度存在著較為密切的關(guān)系，根據(jù)其相應(yīng)的高度來選擇最為恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式才能夠達到最為理想的效果。一般來說，當(dāng)前比較常用的建筑結(jié)構(gòu)形式就是框架結(jié)構(gòu)形式，對于這種框架結(jié)構(gòu)的使用來說，有時候還需要構(gòu)建一些承重剪力墻來促使其更好地分擔(dān)一些作用力，提升其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.充分考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計指標

針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，還應(yīng)該重點針對其相應(yīng)的設(shè)計指標進行全面審查和對比，確保其最終的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果符合各個方面的設(shè)計指標，尤其是對于經(jīng)濟性方面的指標來說，更是應(yīng)該加強控制和優(yōu)化，避免其建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計結(jié)果較大程度上超出了原有的預(yù)算值，影響其后續(xù)的使用，而隨著當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷發(fā)展，對于美觀性指標進行相應(yīng)的優(yōu)化也已經(jīng)成為了極為重要的一個方面。

三、結(jié)語

篇5

關(guān)鍵詞：抗震概念設(shè)計基本原則 優(yōu)化準則 構(gòu)造措施

Abstract: construction engineering structure seismic technology developing direction and trend of performance is based on the seismic design of base isolation, suppressing and earthquake-reduction and the structure control. These development trend from concept to implementation method mutual connection, and will be in construction engineering structure seismic performance bring big change and influence. And in the design of the building structure, the earthquake concept design is in many uncertain factors, in many irregular architecture design, commonly used is also the most effective design concept. Therefore, this requires engineering and technical personnel in building structural design process, we must make good use of the optimization of the anti-seismic concept design rules and the structure of the corresponding measures to ensure the rationality of the design of engineering and safety.

Keywords: anti-seismic concept design basic principles optimal criteria structural measures

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

地震是危害最大的自然災(zāi)害之一。它是一種隨機的震動，具有難于把握的復(fù)雜性和不確定性，就目前的預(yù)測地震技術(shù)，還不能準確的預(yù)測到建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)。建筑工程在抗震設(shè)計時，在結(jié)構(gòu)分析方面，由于不能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的非彈性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種因素，同時也存在著諸多的不確定性。因此，建筑工程抗震問題必須立足于“概念設(shè)計”，而不能完全依賴“計算設(shè)計”來解決。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計包括理論設(shè)計和概念設(shè)計兩種。其中，理論設(shè)計是指結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)計算理論和規(guī)范，在對結(jié)構(gòu)進行計算模型的假設(shè)及受力狀態(tài)的假定的前提下，對結(jié)構(gòu)進行計算分析，得出數(shù)據(jù)式的結(jié)果，然后利用結(jié)果進行設(shè)計。而概念設(shè)計則是指設(shè)計人員從結(jié)構(gòu)的宏觀整體出發(fā)，用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的觀點，著眼于結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)，正確地解決總體方案、材料使用、分析計算、截面設(shè)計和細部構(gòu)造等問題，力求得到最為經(jīng)濟、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以達到合理抗震設(shè)計的目的。在建筑設(shè)計的方案階段，從總體出發(fā)，采用概念設(shè)計的方法，能迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進行構(gòu)思、比較和選擇。這種方法雖有一定誤差，但概念清楚、定性準確、手算簡單快捷，能很快選擇出最佳方案，具有較好的經(jīng)濟、可靠性，同時也是施工圖設(shè)計階段判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)是否可行的主要依據(jù)。

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的目標是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮消能減震的作用，并避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果只集中在某些薄弱部位，勢必會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的過早被破壞。因此，目前各種抗震設(shè)計方法的前提之一就是假定整個結(jié)構(gòu)能發(fā)揮消能減震的作用。在此前提下才能以常見的小地震作用進行結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)件截面設(shè)計并輔以相應(yīng)的構(gòu)造措施，必要時采用彈性時程分析法進行補充計算，以達到罕遇大震作用下結(jié)構(gòu)也不會倒塌的目的。不論是現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》還是《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，都明確指出在各種建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計尤其是高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，抗震概念設(shè)計對結(jié)構(gòu)的抗震性能起決定性作用，因此新規(guī)范（規(guī)程）均在相關(guān)條文中強調(diào)了建筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要性，并要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在高層建筑設(shè)計中應(yīng)特別重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念設(shè)計。

二、抗震概念設(shè)計的基本原則及優(yōu)化準則

建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的基本原則有以下幾個方面

（一）建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和勻稱性。

建筑抗震設(shè)計規(guī)范要求，“建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面布置宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變?！苯ㄖ矫鎽?yīng)采用規(guī)則的平面布置，對A、B 級高度建筑宜平面簡單、規(guī)則、對稱、減小偏心；均勻規(guī)則的平面布置，既可以使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，又能使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。結(jié)構(gòu)布置均勻、建筑平面規(guī)則。同時，又有利于防止薄弱的抗側(cè)力構(gòu)件過早出現(xiàn)破壞或倒塌的現(xiàn)象，使地震作用能在各抗側(cè)力構(gòu)件之間重新分布，增加結(jié)構(gòu)的贅余度數(shù)量，發(fā)揮整個結(jié)構(gòu)消能減震的作用。

（二）建筑結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。

水平地震的作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能夠抵抗任意方向的地震作用。一般情況下，可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。結(jié)構(gòu)的抗震能力則是結(jié)構(gòu)強度及延性的綜合反映。結(jié)構(gòu)剛度的選擇既要減少地震作用的效應(yīng)，也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力?，F(xiàn)今的抗震設(shè)計計算中并不考慮地震地面運動的扭轉(zhuǎn)分量，因而在概念設(shè)計中一定要注意提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力。

建筑結(jié)構(gòu)的整體性原則

在建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當(dāng)于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個豎向抗側(cè)力構(gòu)件，而且要求這些構(gòu)件能協(xié)同承受地震作用，特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力構(gòu)件布置不均勻或布置復(fù)雜或抗側(cè)構(gòu)件水平變形特征不同時，整個結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使抗側(cè)力構(gòu)件能協(xié)同工作。

（四）建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的優(yōu)化準則

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的優(yōu)化準則，即“四強四弱”?！皬娭趿骸笔侵腹?jié)點處柱端實際受彎承載力大于梁端實際受彎承載力；“強剪弱彎”是防止構(gòu)件剪切的破壞，要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力；“強節(jié)點弱桿件”是防止節(jié)點的破壞先于構(gòu)件；對于桿件截面而言，“強壓弱拉”是為避免桿件在彎曲時發(fā)生受壓混凝土破裂的脆性破壞，使受拉區(qū)鋼筋的承載力低于受壓區(qū)混凝土受壓承載力。

三、抗震概念設(shè)計的構(gòu)造措施

建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的構(gòu)造措施有兩個方面：一是調(diào)整或限制構(gòu)件的荷載效應(yīng)，二是強制規(guī)定必要的結(jié)構(gòu)抗震措施。具體說來，抗震概念設(shè)計的構(gòu)造措施就是設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁和與框架柱及抗震墻相關(guān)的截面尺寸、軸壓比、配筋率、箍筋的要求等。比如，多層磚砌體房屋的抗震構(gòu)造措施主要是構(gòu)造柱、圈梁等，而在高層建筑的抗震設(shè)計中，豎向抗側(cè)力構(gòu)件（如框架柱、抗震墻）的布置及與其相關(guān)的抗震措施。具體的構(gòu)造措施要求如下：

（1）構(gòu)造柱應(yīng)該設(shè)置在墻體的兩端或墻體的交接部位。它主要不是承擔(dān)豎向荷載的，而是抗擊剪力,抗震等橫向荷載的。近年來為了提高砌體結(jié)構(gòu)的承載能力或穩(wěn)定性，而又不增大截面尺寸，墻中的構(gòu)造體長按需要設(shè)置在墻體的中間部位，圈梁的設(shè)置必須是封閉狀態(tài)。

（2）圈梁的設(shè)置應(yīng)該在裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓、屋蓋的磚房中，并且圈梁最好與預(yù)制板在同一標高或緊靠板底，圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口應(yīng)上下搭接。

（3）一般情況下，抗震墻布置在豎向荷載較大處，平面形狀變化處以及樓梯間和電梯間。縱橫向抗震墻，宜合并布置為L形、T形、工字形，使縱橫墻互為翼緣，從而提高其強度和剛度?？拐饓Φ拈g距不應(yīng)過大，以防止樓板在自身平面內(nèi)變形過大?？拐饓χg樓（屋）蓋的長寬比應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。抗震墻的配筋率，抗震等級為一、二、三級應(yīng)≥0.25%，四級應(yīng)≥0.2%。鋼筋直徑≥8mm，同時≤墻厚/10，間距應(yīng)≤300mm。結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中對框架柱和抗震墻的截面尺寸、軸壓比、配筋率、箍筋等的規(guī)定是非常重要的抗震構(gòu)造措施。

以上幾項只是簡單列舉了設(shè)計規(guī)范中結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施中的部分內(nèi)容，作為工程設(shè)計人員應(yīng)該嚴格按照現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定進行建筑工程的抗震設(shè)計。

總之，作為土木工程技術(shù)人員在高層建筑的研究和工程設(shè)計中，應(yīng)該從整體宏觀的觀點出發(fā)，把概念設(shè)計更好地運用整個設(shè)計過程中，綜合處理好建筑功能、技術(shù)、藝術(shù)、安全可靠性和經(jīng)濟合理等幾方面內(nèi)容，從而創(chuàng)作出更加安全、適用、經(jīng)濟美觀的建筑。

參考文獻：

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[2].陳龍洪.談概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].建材與裝飾.2010.02

篇6

【關(guān)鍵字】：電力建筑；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計；對策

中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國的電力建筑工程建設(shè)也得到了快速的發(fā)展，在電力建筑工程項目中，實現(xiàn)建筑功能和投資控制的一體化是工程建設(shè)的主要目標，而在建筑工程投資中，建筑結(jié)構(gòu)的造價占據(jù)著較大的比重，建筑結(jié)構(gòu)的造價的控制關(guān)鍵在于設(shè)計階段，同時，隨著我國節(jié)能環(huán)保觀念的提出和深化，人們對建筑環(huán)保性的要求也更高，電力建筑優(yōu)化設(shè)計成為社會發(fā)展的必然要求。通過電力建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計不僅能夠提高建筑安全可靠性，降低工程造價，提高經(jīng)濟效益，還能滿足環(huán)境保護的要求，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益的統(tǒng)一。

一、電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計原則

電力建筑建構(gòu)優(yōu)化即是將其合理化、科學(xué)化，優(yōu)化設(shè)計是一種集多種學(xué)科和現(xiàn)論設(shè)計于一體的現(xiàn)代設(shè)計方法，電力建筑是一個長期性、復(fù)雜性的系統(tǒng)工程，將優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用于電力建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，尋求最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案，是提高建筑經(jīng)濟性能和安全性能的有效措施和方法，在電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中應(yīng)當(dāng)遵循功能性、安全性、環(huán)保性和經(jīng)濟性的原則。

1、功能性

建筑的功能是建筑價值最直接的體現(xiàn)，建筑是為人類服務(wù)的，對其進行優(yōu)化設(shè)計的最中目的是提高其功能，滿足人們對建筑價值最大化的需求。變電站、發(fā)電廠等電力建筑最基本的功能是為建筑內(nèi)繼電保護、電氣設(shè)備等內(nèi)部設(shè)施提供安全的運行環(huán)境，保障供電的安全可靠，在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)首先考慮到電力建筑功能性的要求。

2、安全性

建筑的安全性對建筑來說同樣十分重要，一座不具有安全性的建筑，不僅不能實現(xiàn)其功能，還會給人類生命財產(chǎn)帶來威脅，比起房屋建筑、辦公建筑等其他建筑，電力建筑由于其自身的特殊性，對安全性的要求也更高，因此，在電力建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中，須著重考慮到建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

3、環(huán)保性

隨著節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入，人們對建筑的要求也越來越高，除了要求其具備功能性和安全性的基本性能外，還要求建筑具有一定的生態(tài)性、環(huán)保性，電力建筑的節(jié)能環(huán)保性主要是在保證建筑安全性和功能性的基礎(chǔ)上，通過選用節(jié)能環(huán)保的材料、合理布置構(gòu)件來實現(xiàn)的。

4、經(jīng)濟性

提高建筑的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)投資效益的最大化是投資的主要目標，對電力建筑進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計最直接的目的也即是控制建筑結(jié)構(gòu)工程造價，降低建筑建設(shè)成本，提高建筑的性價比，因而電力建筑的經(jīng)濟性也是電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中必須要考慮的因素之一。

二、電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計對策

1、正確計算建筑結(jié)構(gòu)

電力建筑一般都建立在遠離市區(qū)的郊區(qū)，獨棟的建筑較多，建筑所在的環(huán)境較為惡劣，對結(jié)構(gòu)的安全可靠性要求也更高，因此，在進行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，相關(guān)的設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)首先對建筑所在的環(huán)境有一定的了解，通過實地勘察等掌握電力建筑所在地的氣候、地質(zhì)、地形等基本情況，選擇正確合理的計算參數(shù)對建筑結(jié)構(gòu)進行計算，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。

目前建筑結(jié)構(gòu)的計算分析一般是借助計算機和相關(guān)的計算軟件來進行的，計算機技術(shù)極大地方便了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析，但由于受到軟件本身可能存在的缺陷以及設(shè)計人員操作過程中的不規(guī)范等因素的影響，設(shè)計出現(xiàn)錯誤的現(xiàn)象也時有發(fā)生，因此在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，不能盲目的依賴計算機技術(shù)，而應(yīng)該充分地了解和掌握相關(guān)的基本理論、軟件的應(yīng)用范圍等，選擇合理正確的計算模型，同時對輸入的數(shù)據(jù)等進行核對，還需注意到實際的結(jié)構(gòu)與計算模型之間的差別，以保證抗震計算、混凝土受力計算等結(jié)構(gòu)計算的準確。

2、合理布置建筑構(gòu)件

電力建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要有柱、梁、墻、樓板等，在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)對構(gòu)件進行合理的配置，合理布置柱墻之間的間距；根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特點選擇合理的梁與柱墻之間的連接方式；由于電力建筑多為底層建筑，可以通過布置常規(guī)梁來降低工程造價，提高經(jīng)濟性；在保證建筑安全性的前提下，一般不對樓板進行加厚，以免增加結(jié)構(gòu)的重量和建材費用。

3、提高建筑材料利用率

目前的電力建筑結(jié)構(gòu)通常使用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土是當(dāng)前主要使用的建筑材料，也是具有較好性能的建筑結(jié)構(gòu)材料，通過合理的配置能夠利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓強度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛性和延展性等性能，如結(jié)構(gòu)中以受壓為主的柱子可選用高標號混凝土，來減小構(gòu)件截面，增加電力建筑的使用空間，以滿足放置變電設(shè)備的要求，合理地設(shè)計混凝土的配比，充分地發(fā)揮出鋼筋混凝土材料的性能，提高建筑材料的利用率，降低工程造價。

另外由于電力建筑需要豎向布置電纜，局部須開較多的電纜槽，同時受溫度、雨雪的影響大，建筑易出產(chǎn)生裂縫，不僅影響到建筑的外觀，隨著時間的推移，還可能使鋼筋缺乏混凝土的保護發(fā)生銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，嚴重時還可能造成建筑的坍塌，造成較大的損失，因此，在進行電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，還應(yīng)當(dāng)考慮到這一問題，根據(jù)建筑所在地的環(huán)境、建筑的具體要求等合理設(shè)計結(jié)構(gòu)、配置混凝土，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段做好質(zhì)量控制，以避免由于建筑設(shè)計失誤而影響建筑施工，造成經(jīng)濟損失。

三、結(jié)語：

電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是一個復(fù)雜系統(tǒng)的工程，其涉及到的知識內(nèi)容等范圍比較廣，在進行優(yōu)化設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)遵循安全性、功能性、環(huán)保性和經(jīng)濟性的原則，通過對電力建筑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、材料等的合理設(shè)計來滿足電力建筑的要求，同時要遵循相關(guān)的建筑設(shè)計規(guī)范要求，選擇最優(yōu)的設(shè)計方案，以保證電力建筑的安全可靠，實現(xiàn)電力建筑工程建設(shè)的經(jīng)濟適用、節(jié)能環(huán)保的目標。

參考文獻：

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篇7

關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化技術(shù);房屋建筑;經(jīng)濟性

在我國社會經(jīng)濟水平不斷提高的背景下，人們對房屋建筑的要求越來越高，如何在激烈的市場競爭中獲取更大的份額，是每一個建筑企業(yè)必須思考的問題，只有將房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)合理運用在房屋建筑中，增加房屋美觀等價值，更好地滿足人們多層次的建筑需求，才能更好地促進企業(yè)發(fā)展。現(xiàn)代房屋設(shè)計理念不僅注重建筑本身的實用性，也要求房屋具有經(jīng)濟性、安全性、美觀性等多方面的價值。這種新型理念在很大程度上提升了房屋本身的穩(wěn)定性，在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，合理配置建筑工程的人力、物力資源，保障建筑質(zhì)量的前提下，節(jié)省工程原材料，為企業(yè)贏取更大經(jīng)濟收益。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用優(yōu)化技術(shù)的重要性

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化對設(shè)計者要求較高，需要其具備豐富的工程經(jīng)驗、深厚理論基礎(chǔ)，能夠靈活運用設(shè)計規(guī)范實質(zhì)內(nèi)涵，并結(jié)合科學(xué)的結(jié)構(gòu)分析方式，對房屋建筑的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)進行調(diào)整、改善，從而提升房屋建筑的質(zhì)量。在房屋建筑中加入合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)，能有效保障房屋的實用功能、美觀功能。基于建筑公司的角度，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以科學(xué)控制工程成本，以最少的投資換取最大經(jīng)濟效益［1］。與傳統(tǒng)房屋建筑相比，結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠很好地穩(wěn)定房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)，擴大房屋內(nèi)部使用空間，在達到國家房屋建筑安全系數(shù)的同時，滿足人們對建筑舒適性的要求。要想優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)，施工人員一定要將保障建筑質(zhì)量安全作為前提與基礎(chǔ)，細致分析設(shè)計方案中的各個細節(jié)，并采用較為先進的設(shè)計理念與技術(shù)，控制好工程造價。從相關(guān)的數(shù)據(jù)反映情況來看，與沒有經(jīng)過設(shè)計優(yōu)化的建筑相比較而言，對房屋結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化之后，經(jīng)費可以縮減8%－22%。然而，在實際的操作過程中，因為被多方面的條件限制住了，要真正地施展起來，需面臨非常多的困難，而且也無法將其優(yōu)越性充分地發(fā)揮出來。在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，可以將建材的性能與機械設(shè)備的性能充分地發(fā)揮出來，這樣，與之前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相比較而言，則更加具有優(yōu)勢。而且，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計之后，工程造價的資金投入便能得到有效地降低，從而讓企業(yè)能夠贏得更高的經(jīng)濟效益。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用優(yōu)化技術(shù)的具體途徑

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不是單純的“節(jié)約成本”，而是設(shè)計者在運用高科技產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對房屋結(jié)構(gòu)體系布置進行優(yōu)化，從而增強房屋結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性，延長房屋的居住年限。

2．1確定合理的房屋設(shè)計方案

確定房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案前，必須先結(jié)合現(xiàn)代化房屋建筑要求，實地考察房屋建筑選址，根據(jù)其地質(zhì)條件、氣候條件等因素［2］，確定具體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。綜合考慮房屋建筑的采光間距、地基基礎(chǔ)、樓層高度等方面［3］，合理降低工程總預(yù)算。同時，需要仔細驗證結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的合理性，收集房屋建筑周邊環(huán)境參數(shù)，借用計算機軟件技術(shù)，建立模擬的房屋三維立體模型［4］，并融入進環(huán)境參數(shù)中，協(xié)調(diào)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題時，應(yīng)及時予以改正，提高設(shè)計方案的可靠性。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工程量較大，需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的計算過程，因此，設(shè)計師必須努力克服工程約束條件，減少計算過程的人為誤差，并通過建立多個模型，根據(jù)施工現(xiàn)場情況，以功能完善、用途多的設(shè)計程序為基礎(chǔ)，確定最終的計算方案。

2．2優(yōu)化房屋建筑防震設(shè)計

建筑房屋的目的是為了讓人們更安全、舒適的入住，因此，在設(shè)計房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，應(yīng)做好針對的防震設(shè)計，需要注意的是，防震設(shè)計屬于房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要組成部分，直接影響著房屋的質(zhì)量，設(shè)計者在優(yōu)化結(jié)構(gòu)時，應(yīng)充分考慮建筑外界環(huán)境因素，特別是工程區(qū)域自然災(zāi)害［5］，地震屬于我國常發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，在很大程度上威脅著人們的生命財產(chǎn)安全，為保障房屋建筑的防震功能，應(yīng)預(yù)留充足防震安全設(shè)施空間，合理設(shè)置房屋上部的剪力墻，在抗震抗壓要求較高的工程區(qū)域，應(yīng)注意剪力墻面積，不宜過大。在橫向剛性的工程結(jié)構(gòu)中，隨著結(jié)構(gòu)分布狀態(tài)的改變，地震內(nèi)力的分布狀態(tài)也會隨之改變，結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)較大變化，在結(jié)構(gòu)的垂直方向容易出現(xiàn)薄弱層，對房屋結(jié)構(gòu)造成不利影響;由于受到各種條件的限制，很難對主體地震進行準確的分析，有時容易選擇不合理的地震分析模型，無法準確估計地震危害，并做出應(yīng)對措施。根據(jù)我國建筑規(guī)范，通常認為處理填充墻對工程結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度貢獻是一種減少振動自然周期的行為。

2．3結(jié)構(gòu)優(yōu)化貫徹于房屋建筑過程

結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)主要目的是擴大房屋建筑內(nèi)部使用空間，增強建筑使用價值的同時，節(jié)省工程各項開支，因此必須將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計貫徹在整合房屋建筑過程，協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)與優(yōu)化技術(shù)的關(guān)系，將房屋排水系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化有機統(tǒng)一，在房屋施工前期，應(yīng)預(yù)留恰當(dāng)?shù)呐潘恢?，并根?jù)建筑內(nèi)部空間布置，優(yōu)化排水管的安裝，使其不破壞建筑的整體美感，避免排水管暴露在外的情況。設(shè)計房屋現(xiàn)澆板時，可以選擇矩形板，增加房屋受力面積，防止其拐角處出現(xiàn)裂縫等問題。購進先進的原材料，如使用冷軋帶肋型鋼筋，在合理減少箍筋數(shù)量的同時，增強建筑防震性能。

3應(yīng)用優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)需注意的問題

3．1協(xié)調(diào)房屋后期功能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的關(guān)系

使用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)時，應(yīng)充分考慮到房屋后期使用功能，確保人們能夠舒心的入住，因此，在確定結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案時，需要結(jié)合房屋的實際環(huán)境，如在施工前，應(yīng)做好工程區(qū)域的噪音勘測工作，購進合理的隔音材料。建筑單位不能一味的節(jié)省工程開支，從而降低工程質(zhì)量，這不僅達不到結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的，甚至?xí)o企業(yè)帶來嚴重經(jīng)濟損失。

3．2注意房屋建筑細節(jié)優(yōu)化

注重房屋建筑細節(jié)優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)代化計算機技術(shù)，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化與先進軟件相連，更科學(xué)的得出相關(guān)數(shù)據(jù)，確保設(shè)計的準確性。如在優(yōu)化房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮到住戶實際情況，結(jié)合住戶需求，加入相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計，增加房屋建筑的特色，更好地提高房屋建筑的實用性。

4結(jié)語

綜上所述，在房屋建筑結(jié)構(gòu)中合理運用優(yōu)化設(shè)計，有利于建設(shè)更安全、實用、美觀的房屋建筑，在運用過程中，必須立足于房屋實際情況，綜合考慮工程造價、外界環(huán)境等方面的因素，科學(xué)的將優(yōu)化技術(shù)融入房屋結(jié)構(gòu)，更好地保障房屋建筑本身功能。隨著人們生活質(zhì)量的提升，越來越關(guān)注到房屋建筑的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，因此，應(yīng)不斷加大對優(yōu)化技術(shù)的研究力度，引進先進設(shè)計理念，結(jié)合人們多層次需求，創(chuàng)新房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，控制好建筑過程的工程支出，協(xié)調(diào)經(jīng)濟效益和社會效益之間的關(guān)系，建設(shè)兼具使用價值和經(jīng)濟價值于一身的房屋。

作者:潘麗彬 單位:山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院工程設(shè)計中心

參考文獻:

［1］汪忠昌，付相波．房屋建筑工程項目管理的困境溯源及優(yōu)化路徑［J］．建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015(20):1585．

［2］吳振波．房建施工中的防滲漏施工技術(shù)及優(yōu)化措施［J］．江西建材，2015(21):70－70．

［3］周漢杰．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用［J］．中華民居，2014(3):117－117．

篇8

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計優(yōu)化

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A

前言：

進入21世紀以來，隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們的生活理念發(fā)生了巨大的變化。作為人們工作生活的場所，房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計也成為人們關(guān)心的話題。在現(xiàn)代消費觀念的影響下，房屋不再僅僅是供人居住辦公，遮風(fēng)擋雨的場所，同時還被賦予了滿足人們審美觀念的新功能。當(dāng)前，除了最基本使用功能外，建筑正在被開發(fā)出越來越多的新用途，同時也是人們實現(xiàn)審美追求，提高生活格調(diào)重要途徑。建筑設(shè)計師在設(shè)計房屋時，不僅要考慮房屋的使用功能，更要從美學(xué)角度考慮更多的內(nèi)容。只有二者協(xié)調(diào)統(tǒng)一，完美結(jié)合，同時滿足使用者在使用功能和審美要求上的雙重要求，才能成為受人青睞的建筑佳品。房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計包含的內(nèi)容非常廣泛，其根本目標是實現(xiàn)功能完善、質(zhì)量可靠、符合人們審美情趣的設(shè)計方案。要達到這個目標，需要持之以恒的長期學(xué)習(xí)和實踐，需要汲取其它優(yōu)秀設(shè)計方案的菁華，取長補短，融會貫通，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，充分利用空間資源，最大程度地滿足房屋使用者的實際需要。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法理論

在對工程項目的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，不僅要對設(shè)計對象基礎(chǔ)性的是用功能進行合理有效的考慮，還要對設(shè)計對象的美觀程度進行有效的考慮。這也是工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的問題所在，簡而言之就是使用科學(xué)的方法和語言把所有可能設(shè)計的方案進行集中，從而找到能夠滿足設(shè)計目標又能讓人滿意的設(shè)計方案。

對結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案從理論上進行分析，主要體現(xiàn)在房屋設(shè)計的工程上面，其中包括房屋工程結(jié)構(gòu)總體優(yōu)化設(shè)計和房屋結(jié)構(gòu)工程局部優(yōu)化設(shè)計兩個方面。對房屋整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計又包括房頂系統(tǒng)的設(shè)計方案優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計方案。建筑師在保證設(shè)計安全的前提之后，就應(yīng)該要對房屋設(shè)計勇敢的去創(chuàng)新和挑戰(zhàn)，從而設(shè)計出獨特美觀的房屋設(shè)計。但是在創(chuàng)新的時候應(yīng)該要注意盡量規(guī)則、對稱，使質(zhì)量中心和剛度中心盡可能的縮小，從而使得建筑的荷載能力進一步的提高。在豎向的設(shè)計方面應(yīng)該注意盡可能的不用要使用轉(zhuǎn)換層，從而減少結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計困難，可以大程度的減少建造經(jīng)濟，而且還能夠增加荷載強度。

二、對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化的重要性

在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，采用合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的實際使用價值，還能夠很好地實現(xiàn)建筑物的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。此外，好的結(jié)構(gòu)方案還可以最大程度上減少建設(shè)單位的資本投入，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益，還可以保護建筑施工現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟利益與環(huán)保相結(jié)合的良好經(jīng)營模式。因此，合理地使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠更好地實現(xiàn)建筑物的綜合效益。建設(shè)單位開發(fā)建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑物的高質(zhì)量和長期使用。況且建筑物只有在保證良好質(zhì)量的基礎(chǔ)上實現(xiàn)其美觀、耐用、新穎等特點，才能夠滿足不同人群的需要，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利益。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案相比，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模式可以降低建筑成本。其采用的設(shè)計優(yōu)化措施可以有效地實現(xiàn)建筑施工中各個資源的合理配置，以及各項建筑材料的充分利用，并且協(xié)調(diào)好房間的布局，使得這些布局能夠有效的結(jié)合，共同發(fā)揮其使用功能。合理的利用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，在確保建筑物安全性能的前提下能夠充分的體現(xiàn)出其創(chuàng)新性。此外，這種技術(shù)還能夠幫助設(shè)計人員選擇最為合理的設(shè)計方式。

三、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的經(jīng)濟意義

使用優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的方法，能夠使房屋在整體結(jié)構(gòu)上更加科學(xué)、合理。在實際的房屋施工建設(shè)中，房屋的層數(shù)對房屋的成本造價產(chǎn)生了直接的影響。在一般情況下建筑物的單位面積造價會隨著層數(shù)的增加而降低，但是在超過一定的層數(shù)之后(即超限建筑物)，房屋單位面積的造價反而會增加。因為隨著建筑物樓層的增高，房屋中的承重墻和柱等結(jié)構(gòu)將會受到更多的荷載，房屋的穩(wěn)定性也將受到一定的影響。為了確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強建筑物的抗震性能以滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，結(jié)構(gòu)形式將會發(fā)生大的變化，從而房屋的單位面積造價也會進一步增加。想要在相同的用地面積內(nèi)，達到理想的房屋設(shè)計效果，提高建設(shè)單位的經(jīng)濟效益，就需要合理的控制建筑物的層數(shù)，并且確保房屋良好的設(shè)計效果。使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，還能夠在有限的用地面積內(nèi)實現(xiàn)最大化的利用效果，促進對建筑用地的合理使用。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅能夠降低工程投入成本，同樣可以做到使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計達到最優(yōu)配置，體現(xiàn)巨大的經(jīng)濟效益與社會效應(yīng)。通常來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法一般應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的前期設(shè)計環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗震設(shè)計、舊房屋的整體改造等方面。

（1）前期設(shè)計環(huán)節(jié)

房屋結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計環(huán)節(jié)是影響房屋經(jīng)濟性設(shè)計的重要方面，它會對項目的總投資資金造成影響。當(dāng)前，在房屋設(shè)計方面存在的普遍的問題便是在前期環(huán)節(jié)并沒有將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法應(yīng)用其中，在設(shè)計前期并沒有考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性與合理性，甚至部分情況下，會對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計造成負面影響。因此，必須在前期設(shè)計環(huán)節(jié)將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用其中，選擇較為合理、可行的結(jié)構(gòu)形式，策劃合理的設(shè)計方案，在設(shè)計初始時期保障設(shè)計的合理性，為整體設(shè)計創(chuàng)造較好的開端。

（2）上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

想要對房屋建筑上部結(jié)構(gòu)進行模型建立及優(yōu)化，首先應(yīng)合理布設(shè)剪力墻。保證剪力墻的質(zhì)量均勻，使對稱樓層的平面剛度中心點同樓層的結(jié)構(gòu)重心相重合，從而削減地震、風(fēng)力等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。假如房屋類型允許，盡可能應(yīng)用大開間的剪力墻構(gòu)造，同時增加剪力墻的墻肢長，這樣，不但可以縮減墻肢的數(shù)量，同時還能夠在保證剛度符合標準的基礎(chǔ)上降低混凝土使用數(shù)量。另外，因為剪力墻中的暗柱一般應(yīng)用鋼筋建材，如果應(yīng)用大開間的剪力墻構(gòu)造能夠縮減鋼筋的使用該數(shù)量。然而，假如建筑所在地區(qū)的地質(zhì)情況較差，而建筑對抗震性能的要求較高，那么，就不應(yīng)采用大開間的剪力墻構(gòu)造。

（3）房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化設(shè)計

房屋地基作為其結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，為達到優(yōu)化設(shè)計的目的，首先需要確保其地基結(jié)構(gòu)設(shè)計的最優(yōu)規(guī)劃。隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，房屋地基設(shè)計也正根據(jù)其建筑成品的功能、具體形態(tài)不同，其對地基的具體標準要求也存在著強弱差異，基于房屋基礎(chǔ)地基設(shè)計更需要從其實際情況出發(fā)，設(shè)定好地基實際勘測計劃，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，秉承節(jié)省工程造價的原則，若地基設(shè)計主要以地樁為基礎(chǔ)，則需要根據(jù)實際受力情況，對不同材質(zhì)的地樁進行考察，選擇最佳的設(shè)計方案。

（4）抗震概念設(shè)計

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法主要應(yīng)用于無具體數(shù)據(jù)參數(shù)指標的抗震設(shè)計情況。將抗震設(shè)防烈度作為設(shè)計案例，正是由于其發(fā)生具有較大的不確定性，實際計算情況通常會與預(yù)定設(shè)計情況產(chǎn)生差異，因此需要采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的概念設(shè)計方案。將以往的數(shù)據(jù)作為輔助考察依據(jù)，在具體設(shè)計過程中，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法靈活運用于設(shè)計中，以期達到最佳設(shè)計值。另外，在保障宏觀設(shè)計滿足要求的同時還需要注重結(jié)構(gòu)細節(jié)的設(shè)計。將房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計細節(jié)中現(xiàn)澆板的選用作為具體設(shè)計要求，若其異形板在拐角末端較易產(chǎn)生斷裂情況，設(shè)計時則需要考慮鋼筋選擇的范圍，在投入成本相當(dāng)?shù)那闆r下，選用極限拉力較強、能夠滿足塑性要求的鋼筋材料。若現(xiàn)行規(guī)劃的現(xiàn)澆板所選用的材質(zhì)是在受力方面有較強功能的，此時為保障塑性要求，則可選擇冷軋帶肋式的鋼筋材料。保障在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計時，現(xiàn)澆板外部里面的配置鋼筋材料能夠滿足結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體條件，不僅能夠為建筑安全設(shè)計提供保障，同樣也可以達到經(jīng)濟性控制的目的。

（5）對統(tǒng)計結(jié)論進行分析

設(shè)計人員在進行了各種計算之后，要對統(tǒng)計結(jié)果進行認真的分析，并且找出各個設(shè)計方案中不同點和相同點，并且結(jié)合總體的設(shè)計情況和進展選擇最佳的設(shè)計方案。設(shè)計人員在進行結(jié)論分析的時候，要注意不要遺漏一些細節(jié)問題。房屋的建設(shè)與設(shè)計是一項耗時長、成本高的項目，它不僅涉及到建設(shè)單位的利益，也涉及到了房屋使用者的利益，設(shè)計人員在把握細節(jié)的基礎(chǔ)上，要注意從宏觀上把握住當(dāng)事人的利益，這樣才能夠有效的節(jié)約建設(shè)成本，進一步優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。在進行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時候，設(shè)計人員不僅要避免追求片面的利益，還應(yīng)該避免為了追求設(shè)計創(chuàng)新而忽略了建筑實際情況。

（6）設(shè)計優(yōu)化的范圍

在對建筑進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程當(dāng)中，要求相關(guān)的設(shè)計人員應(yīng)該嚴格的遵守相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，不僅僅能夠?qū)υO(shè)計規(guī)范中的條例進行充分的了解，還要借個工程周邊環(huán)境的實際對建筑進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化。與此同時還應(yīng)該對結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的不足之處做出有效的改變，比如:安全性比較差、要求過于寬松等等，設(shè)計人員應(yīng)該對當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況適當(dāng)?shù)南嘟Y(jié)合，從而在實際的情況下保證建筑設(shè)計優(yōu)化的效果。

五、結(jié)束語

總而言之，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以有效的達到降低工程總造價、提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性的目的。在保障房屋安全和使用質(zhì)量的前提下，設(shè)計人員可以通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得房屋結(jié)構(gòu)在整體上達到安全、舒適和經(jīng)濟的目的。除去對房屋實用性及安全性的要求外，同時能夠從整體上節(jié)省房屋工程建造成本，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟、社會效益，較好地迎合了當(dāng)前科學(xué)發(fā)展觀、可持續(xù)發(fā)展理念的要求。

參考文獻:

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篇9

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土建筑；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是通過合理的結(jié)構(gòu)布置，科學(xué)的計算論證，采取一定的措施來達到合理節(jié)約工程造價的一種設(shè)計方法。文章主要以優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案及其構(gòu)造措施入手，結(jié)合某鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化工程，對鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計相關(guān)要點進行了闡述。

1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案

結(jié)構(gòu)方案是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，在設(shè)計中貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，采取正確的結(jié)構(gòu)方案，是保證工程質(zhì)量，提高工程效益的有力保障。

1) 結(jié)構(gòu)工程師與建筑師商討，共同確定最優(yōu)建筑方案。首先在建筑工程的設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)工程師憑借自身的專業(yè)知識，擁有的對結(jié)構(gòu)體系功能及其受力、變形特性的整體概念和判斷力，用概念設(shè)計的方法明確結(jié)構(gòu)總體系同分體系之間的最佳受力特征分析，達到使建筑平面結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度中心、建筑平面形心、建筑物質(zhì)量中心重合，可以有效減少建筑扭轉(zhuǎn)的影響，此外建筑立面要盡可能避免剛度突變和結(jié)構(gòu)不連續(xù)，體型要規(guī)則、均勻，建筑物總高度滿足適用最大高度的規(guī)范要求。

2) 力使結(jié)構(gòu)受力與傳力途徑簡潔、明確，傳力途徑過于復(fù)雜會出現(xiàn)多次轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，這不僅會增加造價，還容易引起計算錯誤而埋下安全隱患。而簡單、直接的傳力途徑，可以減少中間傳遞的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，減少結(jié)構(gòu)的安全風(fēng)險，結(jié)構(gòu)受力明確，經(jīng)濟實惠。

3) 結(jié)構(gòu)工程師在建筑設(shè)計中要尤其注意規(guī)范，規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的各項規(guī)定，雖然正確的結(jié)構(gòu)計算是設(shè)計的重要基礎(chǔ)，但設(shè)計中不能僅僅依賴于計算，還必須非常重視概念設(shè)計。

2 合理的構(gòu)造措施

構(gòu)造措施作為計算假定的保證或作為計算中忽略某個因素或某項內(nèi)容的補充，與結(jié)構(gòu)計算相似。按構(gòu)造要求設(shè)計時，一般只需滿足規(guī)范的最低要求。如梁箍筋加密的問題，梁的一側(cè)是框架柱，另一側(cè)是梁及梁的一側(cè)垂直搭在剪力墻上，而另一側(cè)搭在梁上，這種梁僅僅是作為支撐樓板用的普通梁，不像框架梁那樣耗能，因此不需要箍筋加密，應(yīng)在位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載區(qū)域設(shè)置附加橫向鋼筋，并優(yōu)先設(shè)置附加箍筋，此外當(dāng)次梁放在主梁上面及梁上起柱時，主梁不必設(shè)置附加橫向鋼筋。當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)中存在部分短肢剪力墻時，只需對短肢剪力墻的抗震等級提高一級而不需提高整體的抗震等級，分布筋、拉結(jié)筋、架立筋等起輔助作用的鋼筋等級為一級或二級。

3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的施工方面

為滿足結(jié)構(gòu)承載力的需求,當(dāng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中柱與梁板選擇不同強度等級的混凝土?xí)r，施工規(guī)范規(guī)定柱的施工縫宜留設(shè)在梁底標高以下20mm～30mm處,其原則是施工縫宜留在結(jié)構(gòu)受力小且便于施工的位置。施工時,為方便柱身混凝土的下料與振搗,在梁內(nèi)鋼筋未綁扎之前進行澆注。按施工規(guī)范的要求,當(dāng)梁柱的混凝土強度等級不同時,節(jié)點處應(yīng)按“強柱弱梁”的原則。在實際施工中,施工班組制定合理的節(jié)點保證措施,監(jiān)理人員加強對澆注質(zhì)量的監(jiān)管和提高整體結(jié)構(gòu)的抗震性能十分重要。

4.建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計方面

在建筑的基礎(chǔ)設(shè)計中,要綜合考慮建筑場地的地質(zhì)情況以及水位、使用功能、上部結(jié)構(gòu)類型、施工條件和相鄰建筑的相互影響,以保證建筑物滿足規(guī)范要求的沉降量或傾斜值等,。另外還要注意相鄰地下建筑物及各類地下設(shè)施的位置,以保證施工的安全。

5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化實例

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，A樓高74.2m，20層，B樓高88.3m，30層，地下兩層為停車庫和設(shè)備用房，房屋平面布置為不規(guī)則形狀，總建筑面積約5.4萬m2。

5.1設(shè)計優(yōu)化的原則

通過大量計算和經(jīng)驗分析，在滿足現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范及規(guī)定的前提下，遵循保證結(jié)構(gòu)的安全性及合理的剛度，對通過對可減小的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行有效的核減等措施來進行設(shè)計優(yōu)化。

5.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，重點是是水平荷載作用下，框架和剪力墻內(nèi)力分配設(shè)計問題，其中剪力墻的數(shù)量及設(shè)計位置是關(guān)鍵。

5.3鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個漸進的尋優(yōu)過程。首先對結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力進行分析，然后根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力進行截面的優(yōu)化設(shè)計，計算出滿足荷載效應(yīng)要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何特征的配筋量的優(yōu)化結(jié)果，在此基礎(chǔ)上導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)的幾何特征和荷載特征的變化，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，各控制截面的控制內(nèi)力也發(fā)生相應(yīng)變化，根據(jù)這些變化進行下一步的優(yōu)化設(shè)計。

5.4框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的原則究其根本就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則，利用一次完成的結(jié)構(gòu)件，優(yōu)化各個構(gòu)件，可以節(jié)約投資并使結(jié)構(gòu)受力更加合理。

5.5基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計

(1) 依據(jù)地質(zhì)勘查資料，分別設(shè)計主樓和裙樓的基礎(chǔ)，主樓采用筏板基礎(chǔ)，裙樓采用獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底板要按照經(jīng)驗和計算結(jié)果設(shè)置。例如在地下室基礎(chǔ)的設(shè)計工作中，初步設(shè)計中地下室基礎(chǔ)計劃全部采用筏板基礎(chǔ)，經(jīng)審核計算，為達到節(jié)約鋼筋、混凝土的目的提出純地下室基礎(chǔ)部分采用獨立基礎(chǔ)加抗浮底板及抗浮錨桿的做法，這種方案可以有效保證結(jié)構(gòu)的安全，施工簡便。因此對純地下室基礎(chǔ)采用獨立基礎(chǔ)加抗浮錨桿、底板方式設(shè)計。

(2) 對地下室有防水要求的基礎(chǔ)底板，裂縫寬度控制在0.2mm左右；地下室頂板及外墻，荷載取值要準確、可根據(jù)實際情況選用荷載。

(3) 作為塔樓的嵌固端，地下室的頂板不宜太薄，根據(jù)覆土薄厚情況，采用十字梁井字梁。

5.5樓板優(yōu)化設(shè)計

根據(jù)樓板要預(yù)埋管道的要求，樓板較薄時施工容易造成裂縫，因此樓板設(shè)計時采用彈性假定而非塑性假定來計算樓板厚度及配筋的折減，最小配筋率取0.2和0.45ft/fy中較大值相同板厚時混凝土強度等級低、鋼筋強度大時，最小配筋率低，故優(yōu)先采用三級筋，板中抗裂鋼筋最小配筋率為0.1%，不用或少用大跨厚板。

5.6優(yōu)化設(shè)計效果

高層建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題是一個非常復(fù)雜的工程難題，同時結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有巨大的經(jīng)濟效益，因此研究和開發(fā)應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)對節(jié)約工程投資具有重大意義。為驗證設(shè)計優(yōu)化的有效性，分析結(jié)構(gòu)設(shè)計的初步方案，根據(jù)工程所在地的市場價格推算本工程的優(yōu)化節(jié)約了鋼筋65t，節(jié)約資金約32萬元。

6.結(jié)語

文章從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用出發(fā)，總結(jié)出了鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)化設(shè)計方法，符合當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展的需要，具有一定的現(xiàn)實應(yīng)用意義。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是一個科學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計過程，針對每一項工程設(shè)計，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其建筑特點，使結(jié)構(gòu)各個構(gòu)件受力均衡，同時要求技術(shù)應(yīng)用合理、結(jié)構(gòu)整體安全可靠，充分發(fā)揮每個構(gòu)件的最大作用。只有這樣才能實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的最終目的，以便更好地服務(wù)于我國建筑業(yè)的發(fā)展。

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篇10

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化技術(shù)；經(jīng)濟

中圖分類號：TU318 文獻標識碼： A

一、房屋建筑領(lǐng)域結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要性

我國的發(fā)展現(xiàn)狀表明，房屋建筑在以后的日子里將會以高層或是超高層為主。如何減少資金的投入而且還得保證結(jié)構(gòu)的設(shè)計符合百姓的要求成為相關(guān)人士以及建筑企業(yè)重視的事情。

如果相關(guān)企業(yè)要想對房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，設(shè)計方應(yīng)該在保證質(zhì)量合格的前提下，對設(shè)計方案進行系統(tǒng)化分析，應(yīng)用先進的技術(shù)理念與設(shè)計觀念對工程建筑進行總體的管理，從而合理地控制建筑工程的造價問題。事實表明，如果設(shè)計者能將施工的技術(shù)與經(jīng)濟效益做到緊密相連，規(guī)劃出科學(xué)的設(shè)計方案，就可以保證建筑企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟收益。

因此，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)優(yōu)化能夠更加全面地發(fā)揮機械設(shè)備以及建筑材料的性能，與以往的設(shè)計相比較會更具有優(yōu)勢。而且進行合理優(yōu)化時能夠降低相應(yīng)的造價投入，為企業(yè)的整體獲取更大化的利益。同時對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化還能將房屋結(jié)構(gòu)的層次進行系統(tǒng)性的結(jié)合，加強房屋質(zhì)量的提高，更大程度地保證居民的居住安全。由此看來，對建筑結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的優(yōu)化是提高居民居住安全、為企業(yè)創(chuàng)造最大利益的重要方式之一。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與經(jīng)濟的關(guān)系

（一）房屋建筑結(jié)構(gòu)的層數(shù)與用地面積之間的關(guān)系

如果只是對某一個建筑物進行分析，建筑結(jié)構(gòu)隨著層數(shù)的增加其所用地面積是越來越少，但實際的情況卻是，當(dāng)房屋筑結(jié)構(gòu)層數(shù)增加時，建筑物高度也是隨之上升的，相鄰建筑物之間的間距就會增大，因此建筑物單位總建筑面積所使用土地面積就也是增加了。實際上建筑物的所需的總的用地面積與建筑物的層數(shù)并不存在著必然的關(guān)系的，所以在我們應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)時，就要協(xié)調(diào)好建筑物用地面積與建筑物層數(shù)之間的關(guān)系。

（二）房屋建筑結(jié)構(gòu)的體型設(shè)計與經(jīng)濟之間的關(guān)系

在建筑物的總面積是相同的前提下，平面形狀為方形的或是圓形的它的周長就越長，并且前期所消耗的墻體面積越少，那么后期所需要裝修投入就也會越低。并且通過對比分析，我們發(fā)現(xiàn)平面形狀為方形的建筑物或是圓形的建筑物的內(nèi)部構(gòu)件的結(jié)構(gòu)都很穩(wěn)固，并且受力狀況也更加穩(wěn)定，所以在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，房屋建筑的平面形狀建議選擇方形的或是圓形的。

（三）房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑設(shè)備之間的經(jīng)濟關(guān)系

在建造房屋建筑時是需要很多電氣設(shè)備材料以及給水排水管道的，隨著建筑的樓層數(shù)越來越多，所需要的給水排水管道就會越來越多，并且需要的電氣設(shè)備材料也就越多，那么整個工程的造價成本肯定就會大幅度的提高。

三、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化在房屋建設(shè)應(yīng)用上的具體步驟

（一）創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型

1、合理化、科學(xué)化選擇設(shè)計的變量

在選擇相應(yīng)的變量的時候，我們主要是將影響建筑本身結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)作為變量。例如嚴格控制目標的相關(guān)參數(shù)值（建筑損失的期望值 c2、建筑結(jié)構(gòu)造價值 c1）、建筑約束控制的相關(guān)參數(shù)值（建筑結(jié)構(gòu)的相對可靠度 ps）等。對于一些影響并不是太大的、變化范圍很小或者由局部性相關(guān)要素就能滿足設(shè)計要求的一部分參數(shù)，我們一般是通過預(yù)定式參數(shù)進行表示，這樣一來就能減少我們相應(yīng)的設(shè)計數(shù)量與計算數(shù)量，還可以相應(yīng)的減少編程的工作量，進而提升工作效率。

2、確定相應(yīng)的目標函數(shù)

對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計時，必須找到一組符合預(yù)定條件的相應(yīng)尺寸的鋼筋截面面積，以及已經(jīng)失效的概率函數(shù)，這樣能使建筑工程的整體造價達到最少。

3、科學(xué)化的確定約束條件

對于結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，我們要保證結(jié)構(gòu)整體的可靠性，科學(xué)化地確定與優(yōu)化設(shè)計方面息息相關(guān)的約束條件。而約束條件主要指的是建筑裂縫的寬度約束、建筑本身的強度約束、尺寸大小的約束、構(gòu)件的相關(guān)約束、結(jié)構(gòu)體系相關(guān)約束等約束條件。在設(shè)計結(jié)構(gòu)之時，要對目標性質(zhì)的約束條件與實際性質(zhì)的約束條件進行科學(xué)化的比較與分析，要保證每一個相關(guān)的約束條件都滿足整個建筑工程的要求，實現(xiàn)效果最佳化的設(shè)計。

（二）科學(xué)設(shè)定優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)方案

依據(jù)可靠度而開始進行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化通常都具有很多約束條件，有時會遇到非線性的相關(guān)優(yōu)化問題。所以在相應(yīng)的計算中，會進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，將有約束的優(yōu)化轉(zhuǎn)化成無約束的優(yōu)化，而相關(guān)的計算、方式有拉式乘子法、powell 法等。

（三）設(shè)計相關(guān)應(yīng)用程序

依據(jù)可靠度而開始進行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化基本模型，以及在設(shè)計時運用的相應(yīng)的計算方式，為了可以更好地實現(xiàn)其效果，能夠?qū)⑦@些編纂成一個運算速度較快而且功能全面的綜合性、科學(xué)性的應(yīng)用程序。這樣能使整個優(yōu)化設(shè)計更加全面地、有效率地進行實施。

（四）綜合結(jié)果分析

在得出一定的計算結(jié)果之后要對其進行一個必要性的分析和比較，然后再折中選擇一個效果最佳的設(shè)計方案。在分析的過程中，我們務(wù)必要全面考慮相關(guān)的問題，而且對相應(yīng)的問題要多角度分析。這一步在整個建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中是至關(guān)重要的，選擇一個合理的設(shè)計方案能夠保證房屋建筑整體的美觀感、安全性以及實用合理性，同時還能影響工程整體施工的資金投入。進行建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)優(yōu)化，我們要確定一點，不能只強調(diào)相應(yīng)的經(jīng)濟節(jié)約而忽略對建筑技術(shù)的要求；同樣也不能僅僅強調(diào)技術(shù)的要求而忽略經(jīng)濟節(jié)約的要求，單一的考慮永遠是不正確的，而且都是對建筑整體影響較為巨大的。所以，在進行分析時，要同時考慮二者的科學(xué)化配置，只有這樣才能達到預(yù)期的目標。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)的措施

（一）房屋結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃

房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點內(nèi)容。因為，在在實際施工中，房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分析，相關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計，幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新，使整個建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來。

（二）房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要將概念設(shè)計結(jié)合細部結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化

概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法，是通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計。但是概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的狀況時，計算式不可避免與實際出現(xiàn)較大的差異，譬如在地震設(shè)防烈度就沒與不確定性，計算式與實際差別較大，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計中，通過采用概念設(shè)計的方法，將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)，同時設(shè)計人員在設(shè)計過程中還需靈活運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法。在整個設(shè)計過程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計作為重點指導(dǎo)設(shè)計。同時在設(shè)計的過程中，注重優(yōu)化細部的結(jié)構(gòu)設(shè)計，譬如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時，充分考慮其極限抗拉力等。

（三）房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要充分考慮下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分之一，地基基礎(chǔ)雖然埋置在地下，屬于隱蔽工程，但其重要性不言而喻，建筑物的高度與安全性等受地基基礎(chǔ)影響很大。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)中的地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化必須選擇合適的方案，譬如屬于樁基礎(chǔ)，就要依據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，綜合其他現(xiàn)場場地的條件因素進行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計，選擇樁基類型，最大程度的節(jié)省造價。

結(jié)語

總之，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不但需要相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師正確地使用結(jié)構(gòu)分析軟件、選擇最佳結(jié)構(gòu)體系，同時，要大力挖掘基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)在潛力，充分運用科學(xué)的方法與手段，大力降低工程建設(shè)造價，讓房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化貫穿整個設(shè)計過程，從而體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的價值，讓房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計功能不但更加適人們居住與生活，同時，大力提高其安全度與抗震性能。

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