刍议建筑结构优化设计

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1、当议建筑结构优化设计周禹冯婧(丙部建筑抗震勘察设计研究院陕丙丙安710054)摘要：木文主要分析了我国建筑设计市场的现状和发展方向的基础上，阐述了结构优化设计的重要意义，介绍了结构优化设计的基木概念和基木原理。详细介绍了结构优化设计的主要内容和高层优化的主要方法，为未来结构设计者进行结构优化提供参考。关键词：结构优化；施工图优化；经济性；优化内容1.引言随着国家全面深化改革进入关键阶段，宏观经济继续面临下行压力，而建筑行业是中国宏观经济与社会民生的重要组成部分，也处在下行的周期中，如何及时的进行行业战略格局调整、通过制度创新，辅以适当的国家政策引导，确保建筑行业积极调整和健康发展是新形

2、势下面临的一个重要课题。新形势下建筑设计行业主体对企业发展模式的思考也相应的完成了从“外部推动”向“内外并举，以内为主”转变。许多集团式设计企业在做大规模的同时，更加关注发展质量与能力，不断从“粗放式”向“精细化”发展模式转变，企业经济效益不断提升。而另一方面许多工程勘察设计企业正在从工程建设设计向产业链前端投资和后端维护改造延伸，实现企业传统发展模式的转变。这种形式下建筑结构优化公司或部门将在未来的结构设计领域发挥重要作用。2.结构优化设计必要性中国建筑设计行业年度发展研究报告(2010-2011)中指出目前建筑设计行业普遍存在以下几个问题:1、目前建筑设计行业的快速发展是一种外延扩

3、张型的发展，是因我国固定资产投资规模扩大而得益，并不是行业整体生产力的提高。大部分企业重视经济效益甚于社会效益，使建筑设计行业科技创新与技术进步原动力不断减弱，新科技新技术的发展和应用范围受到局限。2、建筑设计市场竞争激烈，秩序混乱，恶意压低设计费，随意压缩设计周期，业余设计、挂靠设计大量存在，专业化的建筑结构设计事务所没有良好的发展。而且结构设计人员的社会地位不高，劳动强度普遍较大，加班加点拼体力成为常态，使结构设计及施工图质量难以保证。3、建筑设汁人员素质的参差不齐，行业及设汁单位内部缺少统一的技术措施或统一做法，很多设计人员还缺乏成本意识，部分设计人员过分依赖计算机及设计软件，校

4、对审核也是走走过程，还存在设计过程中深度不够，反复出设计变更的现象，不仅造成了建设单位资金和社会资源的不必要浪费，也会影响工程工期和工程进度。结构优化设计正是解决建筑设计市场存在的种种问题的利刃，也是符合新形势下建筑设计市场发展规律的，优化设计必然是一个融理念、科技和环保为一体的具有强大生命力的。1.结构优化设计的基本原理和内容建筑结构优化设计是指在满足各种规范或某种特定要求的条件下，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在所有可用方案和做法中，按某一0标选出最优的方法[1】。安全、经济、适用、美观、方便施工是进行建筑结构优化设计的终极目标。在传统的结构设计

5、过程中，结构设计方案一般是在建筑方案基本确定后依据工程设计经验提出，然后利用力学基本理论方法和相关结构设计软件进行计算，如果满足承载力和正常使用的要求，符合相关规范规定，即为最终结构方案。结构设计人员往往只注意到安全，而忽略了经济和便于施工。而结构优化设计则是从众多方案中，通过一定的数学方法，找到各个方案中在材料用量，结构安全度，工程造价，或者其他指标最优的方案，它能够通过对比分析确定各个方案的优缺点，达到综合指标的最优。换句话说，就是在设计和校对的基础上进行多个方案的对比和优选，由方案可行发展为方案最优，必然会在工程质量和经济效益两个方曲双赢。实际的工程设计中结构设计优化途径的核心内

6、容包括三方面：1、在结构方案阶段要做到体系选型与结构布置要合理；2、在初步设计阶段要做到结构计算与内力分析要正确，对构件的几何尺寸进行优化；3、在施工图阶段要做到细部设计与构造措施要周密，方便施工。前两点可以在项0设计过程中通过精细化和专业化的工作模式介入并与设计同步进行的设计优化。第三点即在施工图设计完成后进行的设计优化，通过对设计图纸进行专业化和精细化的复核并提出优化意见，对原设计图纸进行设计修改的优化方式。随着优化设计阶段的选择，工作量有所降低，但优化效果也会降低，因此优化宜从概念设计到施工图全程优化。建筑结构的优化需要深厚的理论功底和成熟的概念设计思想，也需要先进的的技术水平和

7、管理水平,通过不断的吸收新工艺，新方法，才能达到不断优化，安全、适用下的经济节约。1.高层建筑结构的优化1、结构体系的优化高层建筑设计中关键是如何建立结构的抗侧刚度，较好的控制水平荷载作用下结构的侧移，因此，结构体系的优选是结构工程师面临的首要任务。每一种结构形式的抗侧力结构体系不冋都奋艽相应的适应性和抗震性能，需要通过对比分析确定经济且抗侧效率高的结构体系。2、建筑物的层高在满足建筑使用功能的前提下层高应尽可能降低，对于结构而言基础设计荷载因