浅谈建筑结构的优化设计

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1、浅谈建筑结构的优化设计摘要：在建筑物的结构设计屮，建筑结构优化设计是节省工程造价的一个十分主要木领，并且也关系着建筑物的安全性和投资效果与利益最大化的实现。本文主要阐述了建筑物结构优化设计的方法及经济性，同时也提出了结构设计优化的现实意义。关键词:优化设计;建筑结构;方法中图分类号：TU2文献标识码：A引言结构优化设计是上世纪六十年代以后出现的一种设计方法。结构优化设计实际上指的是结构分析，其过程大致是假设-分析-校核-重新设计。重新设计的目的也是选出相对最优秀的设计方案。它的出现，使工程结构设计由以往被动的安全校核转化为积极主动的选优设计，为实现设计的最终日标一安全和经济提供了有效途

2、径。1.建筑结构优化设计的概述建筑结构优化设计的基本理论建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满足本体功能，最大程度保障安全性，缩减投资成本；在建筑工程的设计阶段，确定每一个子系统及整体结构的优化布局；在建筑工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是基础，三个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。建筑结构优化设计的基木耍求:功能性建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极R

3、标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。1.建筑结构优化设计基本原则2.1建筑平面布置产生规则结构效应的原则有规则建筑体型和平面布置的结构，因其受力较简单，造价相对较低。但由于不同使用功能的需要，建筑的体型和平面布置是多种多样的，不可能因结构要求规则而对建筑师的创作提出无理要求，倒是可以在满足不同使用功能的前提下，通过对结构墙、柱的布局和墙肢长短的调节，使不规则的建筑体型和平面布置产生规则结构的效应，同样可以使建筑结构达到经济合理和安全耐用的预定0标。2.2提高建筑舒适度原则所谓好的建筑，应是从建筑、结构、装饰装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合，是整体

4、优化设计，如果仅仅是某个专业设计得好，是不可能被称作是一个好建筑的，结构设计也不能例外的;建筑结构设计要能最大程度地满足建筑平面布置、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感的要求，投入使用后，使用户在工作和生活中感到很舒适，使建筑真正成为人人赞美的好建筑，这才是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。因此，建筑结构的优化设计应包含结构体系的优选、传力途径的科学性、构件布置的合理性、构件和材料选用的正确性等内容;应该把尽可能提高建筑投入使用后的舒适度作为建筑结构优化设计的一条重要基本原则。2.3建筑结构整体安全度原则我国早已颁布实施的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定的抗

5、震设计的标准是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，是说整个建筑结构所冇构件要共同达到的目标。如果一个工程冇99%的构件在大震作用下不会被破坏，而其中有1%的构件即使在小震作用下就被破坏，导致整个建筑垮塌，那么，这个工程还能说是结构安全吗？所以结构优化设计应全面考虑整体建筑的每个构件，使结构体系中每个构件都具有合理的可靠性，确保整个结构体系的安全性能，确保实现结构设计规范规定的设计标准，达到建筑结构既安全耐用又经济合理的总目标。这就是结构设计应坚持的建筑结构整体安全度原则。2.4不同构件采用不同的安全系数的结构优化设计原则由于现浇钢筋混凝土楼板的约束作用，可以在很大程度上提高楼盖梁的承载

6、能力，最高时可提高约1・5倍。而现行国内结构计算软件却不能准确反映现浇楼板的这种约束作用，因此，按力学计算结果进行结构设计的话，对现浇楼盖梁而言，它的安全系数就偏高了许多。另一方面，从对出现垮塌事故的丁程进行事故原因调查和分析可以得知，山于楼盖或楼盖梁的问题而导致结构破坏的工程实例极少，除非是结构计算本身有误;从许多震害调查的工程实例中也可得知，在地震力作用下建筑倒塌的主要原因，也大多是由于墙、柱等竖向构件首先遭到破坏所致。在实际的结构设计工作中，若不考虑构件的实际承载能力，对所有构件采取相同的安全系数，就会造成建筑结构在安全性和经济性方面的不合理。因此，在结构设计时，对独立构件、静定

7、结构和竖向构件应采用较大的安全系数，而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以适当降低，这样处理既可以降低工程造价,乂可提高结构的综合安全度。1.建筑结构设计优化经济性建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成木的日标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。建筑的层高增加，由于墙体面积和柱