钢筋混凝土结构优化设计探讨

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1、钢筋混凝土结构优化设计探讨剥、洁(合肥工业大学建筑设计研究院，安徽合肥230009)越受到建设单位的重视。作为结构设计师，不仅要考虑所设计项目的安全性，同时，也必须重视设计的经济合理性。结构优化设计是在保证建筑使用功能和建筑总体效果的前提下，通过选用合理的结构体系，优化结构布置，对结构受力进行详细计算分析，使整个结构体系既安全可靠，又经济合理。优化后的结构设计，既要满足现行结构设计规范的要求，又使结构各构件之间达到最合适的比例关系，以提高结构整体的抗工程设计费用一般不超过建设工程总成本的3％，但在项震性能、抗风性能等功能。结构优化设计一般可从下列几个方目投资决策确定后

2、，设计阶段对投资控制的影响程度却高达面人手。70％以上。在结构设计时，由于结构设计人员经济意识不强、缺2．1结构计算方法的优化乏经济技术比较手段、结构设计时间紧等原因，在结构方案的工程结构计算分析方法的优化是结构优化的关键。首先，选择及结构材料选用时，往往只凭经验进行确定，很难使结构是对结构体系选择的优化，主要是确定经济合理的结构型式、设计达到经济合理。柱网尺寸和剪力墙布置等；其次，是对结构构件进行优化，在已确定结构体系和结构布置的前提下，确定经济合理的构件截面1结构优化设计的开展形式尺寸、混凝土强度等级、钢筋强度等级和配筋量。在传统设计中，结构体系的确定和构件截面尺

3、寸是凭经验结构优化设计对专业业务能力的要求很高，需委托具有丰假定的，然后进行分析计算，校核是否满足规范要求，是一种被富的结构设计经验、在结构优化设计方面具有丰富经验的专业动的设计方法。优化设计也需要先进行假设，但假设目的不一人员进行。开展结构优化设计可采取下列三种形式：样，所采用的分析方法也不同，优化设计在初始假设后，需按一①从方案设计阶段开始，聘请具有丰富经验的专家作为结定的方法通过多次分析和调整，从而获得接近最优的设计。构优化设计顾问，在设计全过程提供结构优化的合理化建议，在传统设计中，构件尺寸一般先按经验确定，然后进行强通过过程控制，使结构施工图设计达到经济合理

4、；度验算。在优化设计时，应对不同构件布置方式和不同截面尺②在初步设计图纸完成后，进行结构方案优化和构件优寸进行配筋计算，并作经济比较，以确定最优构件布置方式和化。提出详细的优化后的结构方案、设计参数取值以及各构件截面尺寸。如跨度较大的悬臂梁，除角筋外可在跨中切断，既节的截面尺寸和混凝土强度等级等，与设计院沟通并在施工图设省钢筋又方便施工。计阶段实施；2．2准确理解和把握规范③在设计院设计施工图完成后，进行优化设计研究，提出结构设计人员须认真学习和掌握国家和当地有关设计规范，理解规范实质，并注意规范的适用范围和规范使用的配套陛。详细的结构优化方案、设计参数取值以及各种构

5、件的截面尺寸在采用《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008)、《建筑地基基和混凝土强度等级等，与设计院沟通并修改结构施工图。础设计规范》(GB50007—2002)进行桩基设计必须注意所采用上述第一种形式操作较方便，不影响工期，不增加设计单规范与参数取值匹配性。在计算桩数时，荷载效应采用标准组位lI：作量，但优化效果难于评判；第二种形式不增加设计单位合，对应的抗力采用单桩承载力特征值；在确定承台高度及配工作量，可对优化效果进行评判，但对工期有一定影响；第三种筋，验算材料强度时，荷载效应取基本组合，采用相应的分项系形式优化经济效果可进行详细计算，但设计施工图返工工作量

6、数，对应的抗力计算采用材料强度设计值。大，对工期影响较大。抗震墙分加强部位和非加强部位，边缘构件分约束边缘构件和构造边缘构件，这两种边缘构件的配筋相差很大，应分别2结构优化设计基本方法按不同的构造要求进行配筋。设计人员必须概念清晰，不能盲目提高标准，以免造成设计浪费。土建结构工程建造成本在建设工程成本构成中占有很大的比重，而结构设计的经济合理性是决定结构工程建造成本的关键因素。如何通过优化结构设计来有效控制工程成本，越来2．3设计参数取值的优化②剪力墙、柱混凝土强度等级按轴压比控制，宜选用较高为取得良好的优化效果，在设计参数取值上要进行优化。强度等级混凝土，并使轴压比

7、尽量接近规定上限，同时又要使对毛坯房，要根据各地具体情况和房屋设计标准，合理考虑各绝大部分竖向构件为构造配筋；功能空间的二次装修荷载。在计算墙体荷载时，应考虑实际墙③高层建筑墙、柱混凝土强度等级应分段选用不同强度等级。体高度、长度和开洞影响，墙体高度的取值应扣除钢筋混凝土2．5合理的构造设计梁板的高度，墙体长度的取值应扣除钢筋混凝土墙柱的长度，按构造要求设计时，一般只需满足规范要求的下限。如：按并应扣除洞口面积。消防车等荷载宜按等效荷载取值。楼面活构造配置的钢筋，一般只需满足最小配筋率要求，不必提高其荷载按实际使用功能合理取值，并按规范规定考虑楼面活