建筑高层结构优化设计探讨.pdf

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1、规划设计建筑高层结构优化设计探讨董飞（深圳市森磊镒铭设计顾问有限公司，广东深圳518172）摘要：随着当前经济的快速发展和城市化人口的不断增多，城市土地资源日益珍贵，为提高土地资源的利用率，我国建筑行业逐渐向高层建筑方向发展。建筑高层结构设计过程中，其各方面的性能越来越受到人们的关注。对建筑高层结构采取优化设计，是确保高层房屋建筑总体质量的重要途径。为此，本文就建筑高层结构优化设计进行探讨。关键词：建筑高层；结构；优化设计中图分类号：TU973.3文献标识码：A文章编号：1674―3024（2015）06―83―0

2、2予纵向观察的角度分析，沿着楼层高度发生的纵向变形加剧，前言加之中部构件和边部构件及其角部构件的变形差异巨大，严重随着社会的进步和我国建筑行业的快速发展，人们对居住影响其结构内力的分配。所以，必须认真分析高层建筑构件中条件的要求越来越高。在节能环保型社会建设理念下，人们不的轴向变形因素。断提高对高层建筑结构设计的要求。为能够在激烈的市场竞争2.4结构延性环境中掌握主动权，并尽量满足业主对建设条件的需求，建筑高层建筑与低层建筑比较，前者的柔性相对较强，因此在设计单位应积极优化建筑高层结构的设计，以实现建筑物美观、地震

3、的作用下，楼层变形也相对较大。为能使高层建筑结构在安全、实用的目的。鉴于此，本文对建筑高层结构优化设计进进入到塑性变形阶段后仍能保证拥有较强的变形能力，以免楼行如下分析。房倒塌等，因此，需要采取适当措施改进高层建筑的构造，以1高层建筑结构优化设计现状及原因确保其结构的延性加强。优化设计是一种将先进的设计理念应用于工程设计方案3建筑高层结构优化设计途径中，并在多个设计方案中选用相对最为合适的设计方案的现代3.1结构设计方案的选择设计方法。优化设计涵盖了最优化数学原理、专业的设计理念结构设计方案是结构优化设计成功的基础

4、。高层建筑结构及计算机技术几个方面的内容，为建筑工程的建设提供了科学设计方案的科学与否，在很大程度上决定了建筑结构设计的优的设计方案，对建筑工程的施工效率和建筑质量具有重要意义。越性。对于同一个建筑项目来说，其所选用的结构设计方案一但在实际建设过程中，优化设计理念的应用与理论研究进程相般是没有固定性的，而选择不同的设计方案，则会使建筑工程差甚远，其原因主要包括：①当前的规范与流程无明确采用优在工程造价、建筑质量等方面的差异性显著。所以，高层建筑化设计的要求；②优化设计的目标无法与工程需求符合；③土结构设计方案的优化

5、应遵循如下原则：其一，通过整体的概念木工程界的管理体制与设计取费标准使人们对优化设计的追求在限定的建筑空间内完成对建筑结构总体方案的构思，并处理缺少动力；④设计人员没有掌握优化设计的设计理念和方法；好结构与结构、结构与构件之间的关系；其二，保持整体结构⑤形状优化比尺寸优化的作用更大，单纯的尺寸优化难以满足安全、协调及可靠度的一致性。全面考虑整体结构中所包含的设计结果最优化。构件，使所有构件能够协调一致，共同发挥作用，保证建筑楼2建筑高层结构特点房达到安全、经济的目标；其三，尽量明确化、直接化、简单化建筑高层结构受力

6、和传力途径。其四，尽可能使结构平面分2.1水平荷载布的抗侧力刚度重心重合或接近于建筑楼房的外力作用或质量首先，建筑房屋自身的重量及其楼面运用的荷载在竖构件重心，以便在外力作用下避免或减小建筑房屋结构发生扭转现中产生的轴力、弯矩的数据和建筑物的高度构成一次方的正比，象。总之，在满足建筑效果的前提下尽量使结构平面的质量、但水平荷载对结果产生的倾覆力矩，和因此在竖构件中产生的刚度和承载力均匀分布，结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均轴力，为与建筑高度的二次方正比；其次，当建筑楼层的高度匀变化，从整体上控制好结构抗震性能才是真

7、正好的结构设计固定时，竖向的荷载一般为固定的数值，但在水平方向上的荷方案，才能最大限度实现结构优化设计。载，即地震与风荷载，对于某一高度的建筑楼层而言，竖向荷3.2结构尺寸优化设计载一般为定值，而地震与风荷载作为水平荷载，其数值是随结首先，选定优化方法。优化建筑高层结构方案的方法有直构动力特点的差异而产生幅度较大的变化。接优化和间接优化两种，因此在选择方法前，应先对该方案的2.2结构侧移目标函数及其所包含的所有变量因素进行分析，再对各个变量与低层建筑不同，高层建筑中的结构侧移是其优化设计最间的数学解析关系之和与各个

8、变量相关的约束条件进行分析，关键的因素。水平荷载前提下结构的侧移变形会受到建筑楼层最终确定优化设计的方法。其次，明确耗材量。作为建筑高层高度的影响，使其变形加剧，建筑楼层的高度越高，其变形幅结构方案优化设计目标的耗材量，其量的多少由构件截面尺寸度越大.因此，结构侧移在水平荷载的作用下，应被控制在一定的大小决定，二者呈正比关系，构件截面尺寸的大小必须与力限度内