浅议如何优化建筑结构设计

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1、浅议如何优化建筑结构设计　　摘要：在建筑结构设计中，当建筑方案产生后，结构从选型和布置开始就存在优化与否的问题，再加上后续每一道工序的精心设计、准确计算、合理选用等全过程的优化设计才能产生优化的结构。关键词：建筑结构；优化设计；方案中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）在新的《建筑抗震设计规范》及《高层建筑混凝土结构技术规程》执行后，对结构的性能设计提出了更高的要求，许多结构的设计要多次试算，从局部到整体再到局部。主要计算过程可分为：整体参数试算、整体合理性计算、构件优化和抗震性能验算。每步又包

2、含多次试算，多次循环，才可能达到整体布置合理，传力直接，构造符合规范要求。1.遵循《规范》标准6作为一个结构工程师，一方面必须熟悉、理解和吃透规范条文的真实含义，另一方面必须客观理性地正确对待规范。对“规范”中的“强制性条文”要不折不扣的执行，而对《规范》中的“非强制性条文”工程师可以运用自己的理论知识、结构概念和实践经验，在《规范》条文思想的指导下，针对具体的设计对象、环境和使用条件，以工程的安全性和经济性为目标，创造性地灵活选用规范中的数据。2.选择合理的结构方案对于同一个建筑设计方案，结构设计方案往往不是唯一的。不同的结构

3、方案会使工程造价和工程质量产生很大的差别，所以选择合理的结构方案便显得尤为重要。结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。并综合运用其掌握的结构概念，通过反复试算、反馈和优化，选择效果最好、造价最低的结构方案。2.1要用整体的概念在特定的建筑空间中来完成结构总体方案的构思，处理好构件与结构、结构与结构的关系，充分利用和发挥整体结构和构件的最佳受力状态，使结构具备足够的承载力、刚度和良好的延性；2.2尽可能使结构的受力与传力途径简单、直接、明确。传力途径复杂会出现多次转换的结构构件，这样会导致造价的

4、提高，也容易出现计算错误产生安全问题。采用最简单、直接的传力途径，可以省去中间传递的结构构件，减少结构的安全风险，使结构受力更加明确，其造价也相对经济；2.3保持整个结构安全可靠度的协调一致性应通盘考虑整体结构的每一个构件，使结构构件能够协调一致发挥其最大效能，确保达到规范规定的设计目标水准，实现结构既经济又安全的目标；62.4使结构平面布置的抗侧力刚度中心与建筑物的外力作用中心或质量重心尽量接近或重合，以避免或减小外力作用下结构的扭转效应，因为抵抗结构的扭转所需增加的材料用量是很大的，可以说结构平面布置的不规则既不经济又不安全

5、；2.5积极主动的参与建筑设计的方案阶段，加强与建筑师的沟通与协调。一个设计精品是建筑师和结构工程师创造性合作的共同成果，在满足建筑物的功能和建筑师创意的前提下，结构工程师有责任对建筑方案提出建设性的意见，与建筑师一起构思最佳的结构体系。3.构件设计和绘制施工图构件设计主要有截面设计和节点设计两个部分。因为截面尺寸在方案设计阶段已初步确定，构件设计阶段所做的工作是确定钢筋的类型、放置位置和数量，因此，截面设计在混凝土结构中，也称可以称为配筋计算。节点设计在钢结构中的使用比在截面设计中的使用更为广泛，一般来说，节点设计也可以称为连

6、接设计。而构件设计主要有两个部分组成：一是计算；二是构造，两者共同组成了结构设计的主要内容，结构设计内容主要是根据计算和构造来确定的，计算是构造的基础，构造是计算的重要补充，两者是相互补充，相互联系的。6绘制施工图是设计的最后一个阶段。施工图是工程师的语言，工程师的设计意图主要是通过施工图纸来表达，施工图纸是施工人员进行施工的主要依据，关系到施工的质量和效率，也关系到工程的质量和使用功能的发挥。因此，在绘制施工图纸时，必须保证图纸的表达正确、规范、简明和美观，以便施工人员通过图纸正确的理解设计意图，保证施工工作与设计工作相联系，

7、保证施工的顺利进行。4.结构计算一体化计算机结构设计程序的不断完善和全面应用，使工程师从繁重复杂的结构计算中解脱出来。工程师可以在概念、经验和估算的基础上借助计算机进行可靠的分析计算，经过多次计算比较和调整，使结构设计更加合理和经济。在利用计算机结构设计程序进行结构计算时，要注意以下问题：4.1对计算参数的选取要正确合理。选取不同的计算参数会得出完全不同的计算结果，要根据实际结构的具体情况和计算程序的功能要求合理选取。比如，高层建筑结构的计算自振周期折减系数的取值，要根据不同的结构形式以及填充墙的材料和数量，选取恰当的数值对计算

8、周期进行折减，若折减系数选取偏大，会使计算地震力小于实际的地震力，造成结构分析偏于不安全，反之则不经济；4.2对于输入的几何图形、构件尺寸、荷载数据等应认真核对、力求准确无误。避免因数据输入错误造成计算分析结果的错误或较大的误差。64.3注意实际结构与计算模型的