浅析建筑结构优化设计原理及方案选取.pdf

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1、2012年10月蠢研目黄瞄规划与设计【文章编号】1673一0038(2012)29—0015一02浅析建筑结构优化设计原理及方案选取周传俭摘要：本文对建筑结构优化设计的原理进行了概述，分析了目前我国建筑结构设计的现状及主要因素，最后从经济性和安全性的角度，对建筑结构材料的应用、建筑结构体系的选择以及建筑结构构件的布置方式三方面优化设计的方案选取进行了探讨。关键词：建筑结构；优化设计原理；结构材料；结构体系；结构构件自从改革开放以来，我国社会主义市场经济快速发展，一栋栋建筑雨后春笋般拔地而起，建筑业得到蓬勃发展。随着“环境友好型、资源节约型”社会理念的不断深入民心，人们对生存

2、环境的要求越来越高，对建筑有着功能性、舒适性、生态性的需求。因此，在推崇节能环保的社会大环境下，建筑结构优化设计有着必然的需求。建筑优化设计不仅能符合经济社会和生态环境的要求，还能满足建设者和需求者的需要，为投资者实现控制建设成本，提高建筑安全实用性能。有效利用优化设计技术手段，可以减少资源消耗，提高经济效益，从而实现社会整体效益最大化川。1建筑结构优化设计原理概述优化即合理化、科学化、满意化，它是一个分析、综合以及反复交叉检验的系统过程。而优化设计是一种现代设计方法，它集专业设计理论、数学最优化方法和计算机技术于一身，应用到工程设计问题当中，在众多的设计方案中选取出尽可能

3、完善的或最适宜的设计方案，这样可以大大提高设计效率和设计质量。优化设计通过对问题的识别、定义、模型化、寻优求解以及对解的评价等形成一个完整的概念框架，在各种行业得到广泛应用。建筑结构是形成一定空间及造型，并具有承受人为或自然界施加于建筑物的各种荷载作用的能力，使建筑物得以安全使用的骨架，而建筑结构体系由基础、墙、柱、梁、板、楼梯等结构元素来构成[2]。建筑结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其他专业工程师所要表达的东西。建筑一般是投资大、周期长的系统工程，需要对其进行优化设计，以获得最优结构方案。优化设计应用到建筑结构当中，目的是为了提高建筑结构的经济性能和安全性能

4、。2建筑结构设计的现状目前，我国城市化进程不断在加快，大量建筑拔地而起。然而，随着需求与发展的膨胀，建筑设计单位为了赶进度、求效益，对建筑结构的设计偏重保守与新奇，“密筋厚板”、“肥梁胖柱”现象层出不穷，安全质量问题突出，资源浪费现象严重。当前我国建筑行业内的结构优化应用远远落后于理论研究进展，特别是土木建筑结构的优化设计应用远没有普及，其主要原因有：设计人员对结构优化的理论和方法不熟悉；缺乏有关优化设计的现行规范和规程；优化的目标还不能完全符合工程的需要；实际工程结构中存在多种不确定性；业界的管理体制和设计收费标准使设计师缺乏追求优化设计的动力等。这些因素导致我国建筑结构

5、优化设计发展进程缓慢，应该引起重视。3建筑结构优化设计方案选取建筑的方案设计完成之后，则应进行建筑结构的设计。结构设计主要是解决经济与安全的矛盾。一般来说，结构构件的截面尺寸大、材料用量多，则结构的安全性增加，但是工程造价也相应增加，其经济性下降；-—●一-—·●一-+-+-+一+-+-+一+一+一+一+一·-+一--+一一—●一-—-{一-——-一高老年人的生活品质。3．2．3康复中心及行政办公楼康复中心及行政办公楼是对外联系、健康检查、办理入住手续的场所。4总结综上所述，在老年公寓的设计中不仅仅要在现行设计规范的要求下进行设计，还要对老年人的生理、心理特征进行研究，对老

6、年人的人体功能特征的了解，通过了解和学习，在规划、建筑设计的细节方面进行体现和刻画。所以设计中不仅仅是满足规范要求，而且要高于规范要求，这样才能设计出好的老年公寓建筑，才能真正体现出以人为本的设计理念。规划与设计重两目蓑持2012年10月反之，经济性得到改善，则安全性下降3l。对于同一个设计，不同的结构工程师可能选用不同的结构材料、结构体系、结构构件布置方式来实现同一设计目标，使建筑的经济性能和安全性能不尽相同，有时候甚至差别很大。因此有必要对结构材料、结构体系以及构件布置方式等进行比选和优化，在提高建筑材料的利用和降低材料消耗同时，又能提高建筑物的承载力、刚度和抗震性能等

7、。3，1结构材料的应用建筑结构的各个构件都体现着力学承载力的特征，而提供承载力的本体为建筑材料。工程实践表明，目前钢筋混凝是良好的主要建筑结构材料，可以通过合理的配置，充分利用钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度，使结构构件具有良好的强度、刚性、延展性。例如，在建筑结构主体中，柱、墙承担着竖向荷载，采用高标号的混凝土，可以减少柱截面积，节约材料，减轻重量，增加使用空间；而梁板为受弯构件，采用高强度钢筋，可以减少钢筋使用量；采用合理构件截面，选用适宜的配筋率，可以充分发挥钢筋与混凝土复合材料的性能；对于超高层建筑、结构转