浅谈结构优化设计.pdf

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1、浅谈结构优化设计王永(临沂市建设工程施工图审查中心，山东临沂276000)[摘要】随着建筑行业的发展，结构优化设计越来越重要。市场需求使得结构优化公司蓬勃发展。本文是以笔者从事多年的结构设计及施工图审查工作对结构优化设计的一点思考，以期借鉴。[关键词】结构设计；优化；方案调整文章编号：2095—4085(2016)02—0052—02以优化工作的主体来分，优化分自优和他优。自优是设计者自身通过对设计过程的思考，对设计过程中的不足作出修改。自优另是设计单位总工或结构负责人把关，对方案及施工图中的不足提出修改的过程。他优就是第三方优化。第三方优化公

2、司的出现，既反映了市场需求，也反映出许多设计单位自优能力的不足。结构优化的层次主要分对结构方案的优化和对施工图的优化。以下笔者对结构优化设计做出具体论述。l对结构方案的优化1．1结构方案整体不合理，需要整体调整(1)结构整体方案的调整。比如在八度区，有一五层大型批发市场，单体面积在二十万平米左右，建筑抗震类别为乙类。柱网8米，层高5米。结构原设计采用框架结构，设计完后甲方发现结构框架柱大多为700X700。结构含钢量达到每平米50多公斤。施工图图审时，图审专家还发现结构扭转不规整，楼面不连续等多项不规则。图审公司根据本工程特点，提出8度乙类多层

3、建筑采用纯框架很不经济，且不符合规范指标。建议采用设置少量剪力墙的框架剪力墙结构。本工程为大型市场，不是购物中心，对使用空问要求不高，设置少量剪力墙并不影响使用功能。经过测算，设置了少量剪力墙的结构大大减小了结构用钢量，每平米比纯框架至少节约十公斤钢材，且大大提高了结构抗震性能。此工程的优化，虽是结构体系的优化，且是第三方优化，但优化效果明显，优化过程也不复杂。仅在结构适当地方设置少量剪力墙，不影响建筑使用功能。施工图各专业修改工程量较小，但优化效果显著。类似此类工程，多层框架，看似简单，设计单位经验不足，甲方又不专业，极易造成巨大浪费。如此时

4、有经验的优化公司介入，提出合理的分方案，会给工程带来．52。很大经济效益和社会效益。应该说，方案能合理优化，又不给甲方原设计单位造成很大困难，是优化公司的核心竞争力。(2)基础方案的优化调整。一个工程的安全与否，很大程度上取决于基础设计的安全性。基础设计的可靠性除基础方案的选择外，主要取决于工程场地的地基条件。我国幅员辽阔，建筑场地情况因地区不同而差异较大，不同地区设计人员对场地地基的理解不同，造成设计基础方案存在很大差异。基础设计就算是相同地块也是千差万别。一方面和基础设计理论的复杂有有关，一方面又与设计人员对场地的认识有关。就算是平板式筏基

5、，不同的设计单位采用的厚度及配筋差异很大。以三十层住宅楼为例：大致相同的地块，板厚从0．9米到一米八都有，而且相同的板厚筏板配筋量相差近两倍。由此可见基础优化的空间较大。基础设计确实是很复杂的课题，仁者见仁，智者见智。在实际工程中，确实也出现谁也说服不了谁的现象。笔者认为，抛开繁杂的理论，基础设计的的核心就是总体沉降和沉降差。所以说，当地的工程经验对基础设计尤为重要，这也许比死扣理论要有效的多。在本文所提到的场地，因岩石埋置深度大约在8，9米左右，基础宜采用平板式筏基，岩石情况较好的地方可采用条基加防水板。考虑基础底板变形极小，筏板厚度及配筋可

6、考虑基地应力小的实际情况适当减小。这在当地都是有大量的实际经验的。如果设计人员或第三方优化公司根据当地的成熟经验合理的优化基础方案，在保证结构整体安全性不降低的前提下是非常必要的。(3)结构方案不合理，需要局部调整。有的工程甲方拿到图审公司图审或给第三方优化公司优化，经常会发现工程结构有不合理的地方。随着当前社会经济的发展，项目一般越来越大，也越来越复杂。许多功能复杂，平面布置复杂的结构如稍不注意就会出现特别不规则的情况。特别不规则的建筑，如果是多层，需作专门的研究，一般是开专家论证会。对于高层，需报超限高层抗震专项审查。2结构施工图纸的优化现

7、在房地产商对建设成本的控制越来越重视。在这种背景下，第三方结构优化公司应运而生。结构施工图的优化，主要是成本优化。其中钢筋混凝土结构的含钢量优化是最重要的部分。现在在设计院工作的结构师来说，最怕甲方优化含钢量。本来结构要通过图审就有一定的压力了，在这基础上还有符合甲方的要求。最头疼的是还要面对甲方聘请的第三方优化公司。虽然结构设计受方方面面条件的限制，但结构优化又是不能回避的。笔者对图纸含钢量优化的工作做了如下总结。2．1地下部分的含钢量优化(1)高层基础筏板配筋的优化。对于平板式筏板配筋，由于计算理论和计算模型的不同，使得计算配筋差异很大。笔

8、者对基本相同的地块上类似项目的比较发现，筏板配筋量差别巨大，和上部结构的配筋的差异不是一个量级的。这说明筏板配筋优化的空间是很大的。对于筏板基础坐落在