高层建筑结构优化设计研究.doc

《高层建筑结构优化设计研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高层建筑结构优化设计研究摘要：高层建筑项目建设周期长，投资大，对其进行优化设计可以在很大程度上节省建设投资，节约成本，但是在实际设计和建设过程中，由于约束条件、设计变量以及庞大的数据处理等原因，优化设计很难得到有效的实施。本文简要的分析了高层建筑结构优化设计中存在的问题，并相应的提出优化设计方案，以供参考。关键词：高层建筑；结构设计；优化设计一、前言随着社会经济的快速发展和人民生活水平的提高，高层建筑的发展也呈现出欣欣向荣的景象，这也大大促进了城市化的发展，在这个高层建筑快速发展过程中，所起到的关键因素有很多，例如：建筑技术的进步；电

2、气化、机械化、电子计算机在建筑中的发展普及；高强轻质材料的不断创新等。所有的这一切都为高层建筑的发展提供了结实的物质基础。在这个前提下，如何利用好各种优势资源，将资源优化组合，发挥其最大的功效，节省建设投资，是建筑设计师们必须认真思考的问题。所以，在现代城市建设的过程中，髙层建筑结构优化设计又被人们重新重视起来。二、高层建筑结构优化设计中存在的问题现在高层建筑结构优化设计的应用远远脱离了施工实高层建筑结构优化设计研究摘要：高层建筑项目建设周期长，投资大，对其进行优化设计可以在很大程度上节省建设投资，节约成本，但是在实际设计和建设过程中

3、，由于约束条件、设计变量以及庞大的数据处理等原因，优化设计很难得到有效的实施。本文简要的分析了高层建筑结构优化设计中存在的问题，并相应的提出优化设计方案，以供参考。关键词：高层建筑；结构设计；优化设计一、前言随着社会经济的快速发展和人民生活水平的提高，高层建筑的发展也呈现出欣欣向荣的景象，这也大大促进了城市化的发展，在这个高层建筑快速发展过程中，所起到的关键因素有很多，例如：建筑技术的进步；电气化、机械化、电子计算机在建筑中的发展普及；高强轻质材料的不断创新等。所有的这一切都为高层建筑的发展提供了结实的物质基础。在这个前提下，如何利用

4、好各种优势资源，将资源优化组合，发挥其最大的功效，节省建设投资，是建筑设计师们必须认真思考的问题。所以，在现代城市建设的过程中，髙层建筑结构优化设计又被人们重新重视起来。二、高层建筑结构优化设计中存在的问题现在高层建筑结构优化设计的应用远远脱离了施工实际，理论发展的进度相当缓慢，特别是在土木建筑领域当中,优化设计还没有被得到广泛的认知和关注，出现这种状况的原因有：（一）只重视结构尺寸的优化，而忽视结构整体的优化这种优化形式在给定的集合形状、材料和拓扑的情况下，只需要计算出最优构件界面即可。但是从理论上和实践应用上，结构的整体优化意义远

5、强于结构尺寸的优化，若仅采用尺寸优化，就不可能得出最优的结果，因此整个设计就不够使人完全满意和令人信服。这种设计误区的表现形式为，设计人员在设计的过程中，对建筑体的上部结构的优化不够重视。其认为上部结构对于下部结构（地基部位或地下室）特别是软土地基的意义不大，所以在处理上部结构的数据时，往往只是简单地采用电子计算机软件来进行数据分析，对于构件截面的设计只要求满足规范即可。因而在设计的过程中，上部结构的截面优化所能达到的经济效应没有被予以足够的重视。（二）结构优化的目标不能完全达到建设工程的标准在高层建筑的实际结构中，结构的复杂程度超出

6、了人的想象范围，所以实际结构的问题相当复杂，其中存在很多节点，例如：约束条件多、设计变量多、建筑功能限制优化等难点。由于多种不确定因素的干扰，使得目标函数在处理过程中往往会远离准确的结果，最后建立起的数据模型只能是将结构设计做到相对的优化。在目前的计算机软件领域中,还没有开发实用性相对较髙的高层建筑结构优化分析软件，通过目前通用的计算软件,仅仅依靠几次简单的计算,并不能将截面的优化设计计算到最佳效果，所以，这种优化方式并不是最合适的方法。在许多的高层建筑优化设计当中，结构布置和方案是比较合理的，截面设计也是常用尺寸，但是在分析计算后，

7、一些薄弱环节依然存在，为了改善受力分布,以增大构件面积，却不能很好的起到应有的效果，反而浪费了耗材。三、高层建筑中的优化设计方案（一）耐久性优化设计在通常的混凝土结构设计方案当中，经常忽略的是建筑耐久性的优化设计，建筑的耐久性，是要保证高层建筑建成后，在合理的使用期限范围以内，要保证用户能够正常使用。但是在实际设计方案当中，这样的优化设计往往被忽略。因为在设计的过程中，没有考虑到在外力条件和周边环境的变化的情况下，建筑结构在使用的过程中会发生结构损伤，从而严重地降低房屋的安全可靠指数使用寿命。对于混凝土的建筑设计，为节省建设投资，所才

8、用的省材料和低造价的设计都应该是科学合理的，但是在实际生活当中,对各种技术指标或者使用要求成为建筑设计的主要矛盾时，建筑设计师就应该果断地放弃单纯的经济利益追求，应该提出更为人性化的设计方案，而这种人性化在很大程度上就体