高层混凝土结构优化设计

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1、高层混凝土结构优化设计　　摘要：我国建筑事业正在迅速发展，建筑项目也越来越多，高层建筑已经是遍布各地。对于高层建筑它在施工工艺上要求更高，在施工的设计上要考虑更多的细节，同时在选择材料上要求的规格更高。因为混凝土的硬度高强度大抗压能力强，在建筑业上的应用十分广泛。本文住要介绍混凝土结构设计的基本原则，并提出混凝土结构优化的几点建议。关键词：混凝土结构优化；高层建筑；原则　　随着现代经济的不断发展，建筑的施工工艺也在不断的完善，无数的高层建筑就是对此的体现。但随着楼层的不断加高，对楼体的稳定性就提出了新标准，同时随着

2、楼层的增加，施工的成本也在逐渐增多。为了保证建筑的质量缩减成本，优化混凝土结构就成了重中之重。如何合理的进行结构设计，减少过程中的原料浪费成为建筑企业的研究重点。　　1混凝土结构设计的基本原则　　建筑结构的功能要求建筑结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维修条件下的功能要求，有下列三个：①安全性。建筑结构在其设计使用年限内应能够承受可能出现的各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构应能保持必需的整体稳定　　性，不致倒塌。②适用性。建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求，有良好的工作性能，其

3、变形、裂缝或振动等性能均不超过规定的限度等。③耐久性。建筑结构在其设计使用年限内应有足够的耐久性。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。　　结构可靠度结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。需要说明的是，当建筑结构的使用年限到达或超过设计基准使用期后，并不意味该结构立即报废不能使用了，而是说它的可靠性水平从此要逐渐降低了，在做结构鉴定及必要加固后，仍可继续使用。结构可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。结构

4、可靠度的分析就是要合理地确定结构的可靠度水平，使结构设计符合技术先进、经济合理、安全适用和确保质量的要求。简而言之，进行建筑结构设计的基本目的就是要采取最经济的手段，使结构在设计基准期内，具有各种预期的功能　　　　2.高层建筑混凝土结构优化的注意事项　　建筑的质量一直是建筑的硬性衡量指标，对于保证高层建筑的质量是对建筑业的新挑战。随着高度的增加，楼体的稳定性会下降，如何在两者之间做到共存，就需要在设计和结构上做文章。因此在设计高层时就要经过充分的考虑，将施工的用途环境进行严格的推演和论证，确保设计的合理，确保高层建

5、筑的稳定性和安全性。　　结构设计人员一定要在设计之初就要积极参与概念设计，将美观和实用结合起来。在进行结构设计时一定要考虑高层建筑的应力分配情况，尽量将外形设计的平整对称，确保建筑的受力和内部的应力分配均匀，不会存现局部受力过大的现象。一旦设计上过分追求美观，采取的结构形态不合理极容易造成建筑垮塌。确定了设计的大致方向才能指导后续的图纸设计。　　一些企业常会有超出规则性的要求，这时就需要进行平面结构的优化，充分考虑变动后对整个建筑的影响，针对要求对平面的结构进行调整，不然盲目的进行加固设计，不仅会造成大量的成本浪费

6、，还会影响整个建筑的质量。因此高层建筑的平面结构优化是非常中要的。　　在建筑时一定要充分考虑建筑的平面布置和竖向布置，这两种布置的平整规则合乎标准，那么建筑的其他指标也较容易达成。否则，在没有框架的条件下，盲目的进行各部分施工，就会使得各部分缺少联系和制约，可能每项单独都符合标准但聚集到一起就会出现偏差，没有考虑整体的结构分布，不仅耗费的资本，也影响建筑的实用性能。　　3高层建筑混凝土结构的优化设计的具体方法　　高层建筑混凝土结构的优化设计首先得适应于高层建筑结构设计，而且要追求接近最优解。当前，国内外学者对此的主

7、要追求目标是结构的各个构件的内力都达到最大承载力。其实，在构件优化方面，很多学者已经进行过研究工作，但到目前为止，仍没有一个满足各种结构设计规范条件，符合设计人员习惯，尽可能接近最优解，能够适用于高层建筑结构设计的成熟的数学模型，因此，追求各个构件的内力都达到最大承载力就成为大家的目标。优化设计，关键是要有整体和局部的概念，要从整体入手，落实到局部，整体和局部“两手抓”。下面，就混凝土结构的优化设计提出三个具体方法。　　合理使用高强砼和高强钢筋，建筑的总造价包括上部结构的材料、基础及施工等费用，构件的截面尺寸和用钢

8、量对造价的影响很大，设计中合理使用高强钢筋可有效降低用钢量，节约成本。如果高层建筑位于深厚软弱地基上，由于作用于地基上　　的荷载很大，合理使用高强砼和高强钢筋优化构件截面尺寸，减轻结构自重，将会降低基础施　　工的难度和造价，取得显著的经济效果。同时，对于地震区的高楼，地震作用的大小几乎与建筑自重成正比，减轻自重能够减小结构的地震荷载，有利于提高结构的安全度。