浅谈某建筑结构设计方案的优化.pdf

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1、案例分析浅谈某建筑结构设计方案的优化张水勤（福建超平建筑设计有限公司，福建三明365000）摘要：随着我国房地产业的迅猛发展，各地兴建了大量高层住宅，其中大部分采用钢筋混凝土剪力墙结构，并且主体框架结构占工程建造成本的70％～80％。当今是节约型社会，节约能源、降低资源消耗、保护环境已成为全社会的共识，因此优化建筑结构设计、降低成本越发受到业界的普遍关注和重视。本文以某大厦的结构设计为例，对钢筋混凝土框架剪力墙结构设计优化的思路和方法进行了探讨。关键词：钢筋混凝土框架；剪力墙结构；优化设计中图分类号：TU20文献标志码：A文章编号：1674—3024

2、（2013）08—80—023.1钢筋混凝土框架结构的优化设计1工程概况在结构整体内力分析完成后，根据梁柱各构件的控制某大厦由四层裙楼和A、B两栋高层塔楼组成，地下内力进行截面的优化设计，确定满足荷载效应水平要求的设置两层停车库和设备用房。A楼为19层，高75.3m；B各结构构件的几何特征配筋量的优化结果，由此导致原结2楼为29层，高95.3m。其总建筑面积为54000m，房屋平构几何特征和荷载特征的变化。优化结构在现荷载作用下面布置为不规则形状。工程一层平面图如图1所示：内力分布特征发生变化，各控制截面的控制内力也发生相应变化，据此进行下一步的优化

3、设计，因此结构优化就是一个不断迭代、渐进的寻优过程。3.2结构最优设防的选择在预测地震烈度概率分析的基础下，使用专业地震安全评价报告数据，采用模糊综合评定分析法计算结构的模糊延性向量和模糊抗震强度、损失等级概率和震害损失的概率预估期望值，在满足最大投资期望和最大损失约束条件下，求出最优地震设防烈度值。3.3框架与剪力墙协同工作，承载力、刚度、延性能力的最佳匹配设计剪力墙结构设计主要是结构刚度和结构延性的最佳组合。结构刚度对结构的主要影响为结构的自振周期和侧向位移，结构延性对结构的影响主要为在保持承载力前提下图1工程一层平面图的变形能力。因此，可以采用

4、结构整体的侧向位移量来协调结构的刚度和延性，按规范对层间位移量和顶点位移总2结构设计要求侧移的限值来控制结构的刚度和延性设计。本工程采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，建筑结构3.4剪力墙的平面布置的安全等级为二级。地震基本烈度为7°（0.1g，第二组高层剪力墙结构设计和优化过程中，主要应注意以下特征周期0.4s），抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为几点：结构平面布置中，在满足建筑功能的基础上，剪力7°（O.1g，第二组）。地基基础设计等级为乙级。上部结墙宜沿周边均匀、相对集中布置；在建筑物的楼梯间、电构和负一层的框架抗震等级为二级，剪力墙为二级结构，梯间

5、、平面形状变化及恒载较大的部位布置剪力墙，其间负二层的框架抗震等级为三级。距不宜过大；剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，抗震设计的剪力墙结构布置应避免仅单向3结构设计优化布墙的结构布置形式；剪力墙墙肢截面宜简单、规则，避高层框架剪力墙结构体系中，主要是水平荷载作用下免出现独立的小墙肢或数量不多的长墙，尽量保留剪力墙框架和剪力墙的内力分配设计，其中剪力墙的设计位置和的抗弯特性，使同一主轴方向的各片剪力墙能一起协同均数量就是关键。国内常用的钢筋混凝土高层建筑结构体系匀工作。结合平面合理布置剪力墙的位置，并控制其间距，有：（1）框架结构；

6、（2）剪力墙结构；（3）框架-剪力墙结构；尽量使建筑结构的刚度中心与质量中心相重合或靠近，减（4）筒体结构。小地震作用下的扭转，以达到结构构件的“最佳使用率”。80建筑建材装饰2013年第8期案例分析3.5基础优化设计（1）主楼和裙楼的基础分别设计，即依据地勘资料，4结构设计优化的现实意义主楼采用筏板基础，裙楼采用独立基础，基础底板或桩基4.1结构优化设计降低总造价承台要按照经验和计算结果设置，不得随意增加厚度或加在进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比大钢筋。例如在地下室基础的初步设计工作中，原初步设较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占

7、用的计地下室基础拟全部采用筏板基础，经审核计算后，提出土地面积就越小，节约了用地成本。但随着建筑层数的纯地下室基础部分采用独立基础加抗浮底板及抗浮锚杆的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加做法能节约钢筋、混凝土，同时保证结构安全、施工简便，大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加的比例达到更加节省工程成本的目的。因此，对纯地下室基础采相同了。另如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会用独立基础加抗浮锚杆、底板方式设计施工图。独立柱基因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显。础剖面如图5所示：对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但

8、层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们就需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但却没有屋盖的效果那样明显