结构优化设计说明

建筑结构优化设计浅析

摘要：投资者的终极目标是实现利益的最大化。工程投资中最主要的部分是工程造价，进行合理的结构优化设计可以带来可观的经济效益。本文主要介绍了建筑结构优化设计的主要原理，系统地论述了设计优化过程应遵循的原则，希望能给广大设计人员提供一些参考。

关键字：结构优化 经济 技术 方案

评价工程建设的优劣性主要是根据技术指标和经济指标。技术指标体现的是建筑功能的质量状况，经济指标体现的是工程造价的多少。项目决策阶段和项目设计阶段是控制工程造价的关键阶段，项目决策确定后，项目设计就是核心控制阶段。当建筑设计满足建筑功能要求时，工程造价的高低就成为了投资者关注的主要内容，也是投资者比选设计方案的指标。为了提高市场竞争力，每个设计单位都在致力于建筑结构设计的优化，为业主提供高性价比的设计方案。建筑结构的优化贯穿于整个设计阶段，从结构选型、结构布置到后续的每道工序，都需要准确计算和合理设计。本文主要介绍了建筑结构优化设计的主要原理，系统地论述了设计优化过程应遵循的原则，希望能给广大设计人员提供一些参考。

1.建筑结构优化设计理论

建筑结构是由各种建筑材料建造的建筑受力骨架体系，它决定建筑的安全性能，并影响其它建筑功能。结构设计原理是利用相关

学科的知识，研究如何保证结构安全性的理论和设计方法。

传统的结构优化设计应用面较窄，仅仅局限于施工图阶段，优化的过程也是一个根据经验进行设计修改的过程。但是，结构优化设计并不是单独针对薄弱环节进行修改，而是面向整个设计过程，合理利用材料性能，并使各个构件之间协调连接。目前，传统的结构优化设计存在的不足已经被大家认同，建筑结构的优化设计已经不再局限于施工阶段，而是贯穿于整个建筑设计过程。

2.选择合理的结构方案

一、工程概况

本工程为框架结构办公楼，位于洛阳市开发区，建筑总高度17.7米；建筑面积3538.08平方米。

二、结构的安全等级及使用年限

1. 结构形式及类别：框架结构，二类建筑

2. 结构的安全等级：二级

3. 建筑合理使用年限：50年

4. 混凝土结构耐久性：环境类别一类

5. 砌体质量控制等级：B级

6. 抗震设防：丙类7度

三、基本自然条件

1. 本地区基本风压：W0=0.40KN/M2 C类；地面粗糙度

2. 基本风压：S0=0.35KN/M2

3. 场地的工程地质概况：见工程地质资料

四、设计依据

1. 学校提供任务书。

2. 现行国家相关规范、规程和规定：

1)《工程建设强制性条文》（房屋建筑部分）

2)《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001

3）《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068-2001

4)《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001

5)《砌体结构设计规范》GB 50003-2001

6）《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002

7)《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001

8）《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002

9）《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94

10）《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002

11）《钢结构设计规范》GB 50017-2003

12）《冷湾薄壁型钢结构设计规范》GB 50018-2002

13）《门式钢架轻型房屋钢结构技术规范》CECS102:2002

14)《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2004

15）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

16）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002、J218-2002

17）《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-91

五、材料要求

1.混凝土：梁、柱、板采用C20，承台采用C25，柱身采用C30，其余构建均采用C20.

建筑结构优化设计

摘 要：建筑项目投资大，建设周期长，对其进行结构优化设计能够有效的减少投资金额。建筑结构优化设计，是实现建筑本体功能与建筑投资成本的关键手段。因此，结构工程师必须在每一个工程项目的设计中都能做到不断地探求自然法则，不懈地追求相对的最佳最优，要通过反思比较，在经验积累中不断提高自己的判断力和创新力。

一、建筑结构优化设计

1、建筑结构优化设计的基本理论

结构优化设计不应仅仅在结构本身，而应包括建筑的各方面，科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计，是非常重要的。建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满足本体功能，最大程度保障安全性，缩减投资成本：在建筑工程的设计阶段，确定每一个子系统及整体结构的优化布局；在建筑工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是基础，3个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。

2、建筑结构优化设计的基本要求

（1）功能性

建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满足也不再局限于传统的实用性功能，而是增添了舒适性、美观性、协调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。

（2）安全性

建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。因此，安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。

（3）经济性

建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。

结构设计总说明包括的有：设计依据，设计标高，设计基准年限，建筑安全等级，建筑重要程度，建筑地区防震烈度，抗震强度，荷载分布，建筑材料，标准图集目录，结构施工图纸目录

建筑设计图纸总说明与结构图纸设计总说明的关系 一是各说各的。

建筑的，不能用图来表示的，或图表示不如文字的，则用建筑设计图纸总说明来说

明之，是设计文件的组成部分。

结构的不能用图来表示的，或图表示不如文字的，则用建筑设计图纸总说明来说明

之，是设计文件的组成部分。

二是各有侧重点，建筑说建筑的，结构说结构的。

三是互为补充，结构上面说的，不一定全是结构的。建筑上面说的不一定全是建筑

的。

四可能造成互为矛盾，因上述原因，不能避免遗漏，与矛盾。所要图纸会审，不仅

局限于设计单位各专业间的校对与会审，设计，施工，建筑，监理。在施工前来要

进行会审。达到施工图能符合现场实际的要求，消除矛盾等。 模板1国家有样本图集结构设计总说明一、工程概况 本工程位于**文化路30

号,*****迎宾馆院内东北角为**** *,为三层框架结构,基础形式采用桩基 础. 主要柱网尺寸

4.20*13.20m,地上高度为14.100m,结构高度 12.600m,总长度39.300m,总宽度14.10m.高宽

比0.89,长宽比2.79. 总建筑面积约为1732平方米.二、建筑结构的安全等级及设计使用年限 建

筑结构的安全等级： 二级 设计使用年限： 50年 建筑抗震设防类别： 丙类 地基基础设计等

级： 乙级 框架抗震等级： 三级 桩基安全等级: 二级三、自然条件 1．基本风压:

Wo=0.45kN/m 地面粗糙度: B 类 2．基本雪压: So=0.45kN/m 3．场地地震基本烈度:

7度 抗震设防烈度: 7度 设计基本地震加速度 0.10g 设计地震分组 第一组 建筑物场地土类

别： Ⅲ 类 4．场地标准冻深: 0.50m 5．场地的工程地质及地下水条件: 1)本工程根据******