框架--核心筒结构的优化设计探讨.pdf

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1、２０１６年第３期（总第１８０期）江西建材建筑与规划设计框架———核心筒结构的优化设计探讨■赵鲁新，赵云鹏■山东科技大学土木工程与建筑学院，山东青岛２６６５９０摘要：高层建筑的结构选型与布置形式直接影响整个结构的安全性与经济性。迫使二者层间位移趋于一致。筒体顶部和框架底部的最大层间位移相本文以某框架－核心筒结构为例，对框架－核心筒结构的布置进行讨论应减小，整体结构各层的层间位移数值趋于均匀［４］。分析，通过分析结构的功能、安全等各方面的因素对结构进行优化设计，２．２框架－核心筒的分析方法得出一个关于框架－

2、核心筒结构设计的合理的量化指标与结论。在高理想的核心筒，可看作一竖向悬臂构件，整体性较强，内力及变形层结构设计中，节约投资更是对结构设计人员的基本要求。完全符合悬臂构件的理论计算结果。对筒体结构进行分析时，可采用关键词：高层建筑框架－核心筒结构布置优化设计以下三类分析法：等效连续化、等效离散化和三维空间分析法。第一种方法是将离散杆件经过变换及推导，变为连续构件。这可以通过两种１建筑结构的优化设计概论方法来实现，其中一种为在几何上做文章，使其连续化，并引用相应的１．１建筑结构设计优化的概念及基本原则函数建

3、立相应的模型；一种为对几何分布和物理分布同时做文章，使其建筑结构优化设计是指在满足各种规范或一些特定的条件下，建连续化，这样对于弹性薄板，能够采取ｎ种可行的分析途径。与连续化筑结构最优的设计方法。要对结构进行优化设计，首先必须确定追求方法相对应的是等效离散化方法，其方法步骤为将连续变为离散，并寻的目标，例如质量最小、造价最省、地震作用最小等。建筑结构设计首找相应的结构理论达到力学分析的目的。先应该遵守国家、行业现行的有关标准，并应结合工程实际情况，做到在分析筒体结构体系时，如果完全按照三维空间结构，运算

4、精准，经济合理、安全适用。建筑结构设计的基本原则是必须满足建筑结构一般采用空间杆－薄壁杆系矩阵位移法。其操作步骤为：首先运用理［１］的安全性、适用性和耐久性。论基础，把高层建筑看作是空间杆系结构来处理，这种结构有多单元构１．２建筑结构分析的基本假定及优化意义成，包括空间柱元、空间梁元以及薄壁柱元。前两个元的节点都是有６高层建筑结构是由竖向抗侧力构件通过水平楼板连接构成的大型自由度。核心筒比空间杆多了一个翘曲自由度，所以每端节点有７个空间结构体系。对计算模型引入不同程度的简化方法时，用到弹性假自由度，剪力

5、墙也是如此。与二维计算对比，三维空间有更高的分析精［２］定，小变形假定，．刚性楼板假定以及计算图形的假定。建筑结构设度，但是由于未知量较多，使工作的计算量增大。为了简化计算，将刚计优化的意义是建筑结构的设计优化在安全的基础上求得更大的经济性楼板假定纳入以降低计算的复杂程度，假定同楼面薄壁柱翘曲角相效益。以先进的结构分析设计方法为手段，对结构设计进行优化、调［５，６］等，自由度减少，此法应用广泛。整、改善与提高，也就是对结构设计再加工的过程。３结语１．３建筑结构设计优化的必要性（１）通过优化可使设计做到结

6、构布置更合理，解决结构设计不合（１）在建筑施工建设总成本中建筑结构造价处于重要位置，结构理问题，消除施工过程出现的安全隐患，设计优化着力于建筑结构体系投资控制管理成为当今建筑业发展的必然趋势。的合理化和高新技术的应用，从而带来更多的效益。（２）房地产市场竞争日趋激烈，只有通过结构设计优化减少重复（２）目前设计市场比较混乱，设计优化是非常有必要的，它不仅有的资金投入，才能在房地产市场的价格战中占据有利态势。利于节约成本，减少浪费，也是投资方、建设方的追求，更是优秀设计团（３）结构优化设计不仅降低了工程建设

7、的成本，还针对结构设计队和优秀设计师的追求。存在的不足给予了改进，提高结构的可靠性。（４）合理的选用结构材料是必须的，充分发挥材料的性能与强度参考文献潜力，达到用最小用料发挥最大效能的目的。结构材料要用在需要的［１］徐传亮，光军．建筑结构设计优化及实例［Ｍ］．北京：中国建筑工业位置，尽最大限度发挥材料的效率，从某种意义上也可以这样说，节约出版，２０１２，１３．就是结构设计的优化。［２］梁启智编著．高层建筑结构分析与设计，第１版．中国，广州：华南２框架－核心筒结构的设计及优化理工大学出版社，１９９２．２．

8、１框架－核心筒结构的主要特点［３］朱杰江．建筑结构优化及应用［Ｍ］．北京：北京大学出版社，２０１１，１核心筒就是建筑的核心部分，由楼梯、电梯井道、电缆井、通风井、－３．公共卫生间、部分设备间等维护部分构成，和外围框架相照应，两者从［４］周云．高层建筑结构设计［Ｍ］．武汉：武汉理工大学出版社，２００６，形式上构成内外结合的外框内筒，这种结构实际上是由钢筋混凝土来１７３．浇筑完成的。其抗地震能力强，目前已经大范围的应用于高层、超高层［５］周坚，