高层建筑结构设计优化的方法和作用 刘科.docVIP

精品论文 参考文献 高层建筑结构设计优化的方法和作用 刘科 广西骋润置地有限公司 530022 摘要：建筑结构设计的最终目的就是技术而经济地建设工程项目，建筑结构设计在很大程度上影响着工程造价、工程质量和工程进度，通过建筑结构设计优化可以提高建筑结构设计产品的品质，达到安全耐久性和经济性的统一。本文结合建筑结构设计的相关理论，研究了高层建筑结构中结构选型、基础选型等方面的优化设计方法。 关键词：高层建筑；结构设计优化；方法；作用 前言 建筑结构设计优化是指在满足各种规范或某些特定要求的条件下，使建筑结构的某种指标（如重量、造价、刚度等）为最佳的设计方法。也就是要在所有可用方案和做法中，按某一目标选出最优的方法。设计优化在一定程度上意味着对常规的突破，但结构的设计优化并不以牺牲安全来求得经济效益。结构设计优化是以深厚的理论基础、丰富的工程经验为前提；以对设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导；以先进的结构分析设计方法为手段对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构设计再加工的过程。通过优化可使设计做到少出差错，减少因设计不合理而造成的返工，消除设计安全隐患。同时掌握建筑结构设计要点也是结构设计人员必备的一项基本素质。 1.高层建筑结构设计优化的作用 1.1有利于降低建设成本 业主要降低项目建设的成本，途径之一就是通过设计优化控制造价。如：钢筋占建安总造价比例相当之高，有的甚至高达50%，所以一些业主经常会有一种钢筋过敏性反应。并且由于业主对结构理论、设计规范不熟悉，所以即使由于设计不合理造成用钢量的居高不下，业主也只能听之任之。如果能够对结构理论融会贯通，在立足现有的技术规范的基础上创新工艺，就可以节省多不必要的钢筋。同时对结构的受力和安全无不良影响，甚至优化布置后，结构安全度还会提高[1]。 1.2有利于整体工程系统优化 建筑结构优化不仅可以节约用钢量，最重要的是能够对建筑工程进行系统的、整体的优化。优化后的结构不仅更经济，而且安全度更高，工程风险更小，建筑空间和室内使用更合理，甲方工期和设计院工作量也能得到缩减。并且结构通过方案优化、精细化设计剔除无效成本，结构安全储备不一定降低，反而有可能提高。结构破坏总是发生在最薄弱的部位，提高结构安全度应针对这些薄弱部位进行加强。在已经很强、不需要加强的部位再进行加强是没有必要的，因为这些部分即使加强安全储备也不能提高结构整体的安全度，只会增加建设成本。 2.建筑结构设计优化的方法 2.1地基基础设计优化思路 一般传统设计是按照规范进行计算，通过一体化的计算机软件计算绘图，计算出的结果满足规范规程限值的要求就认为设计合格。对于地基基础来说，可以利用概念设计进行设计优化，从而带来经济效益。进行设计优化的步骤大致是：（1）寻找建筑基础设计的内在潜力。如总荷载计算是否合理，是否因为局部性的因素考虑，哪里不够就加强哪里，造成层层加码，只求保险而不重视整体性。根据总荷载对照总桩数，可以看出安全系数取值的大小。 （2）了解设计思路，判断正确性与合理性，是否局限于照搬规范和依赖计算机程序做习惯性的一体化设计，单纯依赖地质报告推荐的方案做设计，没有经过综合技术经济分析就确定地基基础做法。 （3）根据地质条件和建筑物的功能，判断基础埋深和地下室设置的合理性，桩的选型和布置是否充分发挥和利用了地下室的作用[2]。 （4）结合该领域的必威体育精装版技术成就，提出或推荐新的地基基础方案。与原方案进行对比，听取各方面意见，再把拟推荐的方案加以改进，达到既安全可靠又经济合理。 （5）用概念设计进行优化，必须协调好各方面的看法，经过详细介绍和讨论各方案的优缺点，达成共识。 2.2现浇板的设计及优化 （1）楼板厚度的确定及优化 现浇楼盖中，板的混凝土用量约占整个楼盖的50%～60%，板厚的取值直接影响自重，对楼盖的经济性也有较大影响。一般情况下，20mm厚楼板自重占标准层总荷载约3.3%，20mm厚楼板增加地震作用约3.3%。厚度增加，荷载加大，梁、墙、基础均会加大，增加成本；对于标准层楼板来讲，当板跨度不大时，板配筋一般由最小配筋率控制，所以楼板厚度的增加反会引起配筋的增大，楼板厚度增大使自重增大对抗震反而不利。因此在满足楼盖刚度和构造要求的前提下，尽量采用较薄的板厚。 （2）现浇板的配筋及优化 现浇板的配筋采用HRB400级钢筋较好，不同板厚适宜的钢筋直径：板厚120mm以下的、适