建筑结构优化设计研究
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装配式建筑的结构设计优化探讨1. 引言1.1 背景介绍本文将针对装配式建筑的结构设计进行探讨,从理论和实践的角度出发,分析装配式建筑的特点和原则,探讨影响装配式建筑结构设计的因素,并提出相应的优化方法。
通过案例分析,总结出装配式建筑结构设计的优化策略,为未来的研究和实践提供参考和借鉴。
.1.2 研究意义装配式建筑是一种新兴的建筑模式,具有快速施工、环保节能、质量可控等特点,被广泛应用于各类建筑中。
对于装配式建筑的结构设计优化探讨,具有重要的研究意义。
通过对装配式建筑的结构设计进行优化,可以提高建筑的整体性能,包括抗震性能、承载能力等,从而保障建筑的安全性和稳定性。
结构设计的优化还可以降低建筑的材料消耗和施工成本,提高建筑的经济性和可持续性。
结构设计的优化还可以提升建筑的使用功能和舒适性,满足人们对于建筑品质的追求。
通过探讨装配式建筑的结构设计优化,可以为建筑行业的发展带来新的思路和方法,推动装配式建筑的进一步推广和应用,促进建筑行业朝着更加高效、环保和可持续的方向发展。
1.3 研究目的装配式建筑的结构设计优化是为了提高建筑结构的性能和效益,促进建筑行业的可持续发展。
本文旨在通过对装配式建筑结构设计的优化探讨,总结出一些可行的方法和策略,为建筑设计师和工程师提供参考,并推动装配式建筑在市场上的应用和推广。
具体来说,本研究的目的包括以下几个方面:1. 分析装配式建筑的概念和特点,深入理解其在建筑领域中的重要性和现实意义;2. 探讨装配式建筑结构设计原则,为设计师提供设计指导和参考,确保设计方案符合结构力学和建筑规范要求;3. 研究装配式建筑结构设计的影响因素,确定影响结构性能和成本的关键因素,为后续的优化工作提供基础;4. 提出一些装配式建筑结构设计优化的方法和技术,以提高设计效率、降低成本和减少施工周期;5. 通过案例分析,验证优化方法的有效性和可行性,为实际工程项目提供经验借鉴和指导。
2. 正文2.1 装配式建筑的概念和特点装配式建筑是指在工厂生产制造部分或全部构件,在现场组装安装的建筑方式。
建筑结构优化设计的研究【摘要】论述了结构优化设计的意义和原则,分析比较了传统优化设计方法和现代优化设计方法的优缺点。
介绍了优化设计的关键技术和常用方法。
【关键词】结构设计;优化;技术建筑结构设计是指在满足约束条件及按预定目标下,对工程结构的设计求出最优化方案的设计方法,就是把各种技术工学的成果汇集并统一在一个建筑物上的表现。
可以说,“结构设计”是结构方案的方法,是把结构应有的状态原原本本地表现在建筑上,实现结构所创作出的美丽的空间调和、跃动感、紧张感,以及出色的居住性能。
在这个结构的优化过程中,高速发展起来的各种各样的技术工学被应用、被统一,建筑的安全性、耐久性、经济性的结构设计在优化过程中得到充分考虑。
一、建筑结构优化设计的原则建筑结构设计不仅仅包括建筑的结构本身,而且包括建筑的经济效益、居住的舒适度及建筑空间的使用率等等。
所以建筑结构设计需要严格按照一定的基本原则。
(1)使不规则建筑平面布置产生规则结构效应的原则。
在建筑结构优化设计的过程中,需要根据不同功能的需求,通过对调节墙柱的布局和墙肢长短,使建筑结构达到经济结构和安全使用的目标。
(2)提高建筑居住舒适度的原则。
建筑居住的舒适度是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。
为提高建筑居住舒适度应该从建筑结构、装饰装修、电气安装等各方面进行整体优化设计。
(3)保证建筑结构整体安全度的原则。
建筑结构的安全性主要体现在建筑的抗震设计,其标准已在我国的《建筑抗震设计规范》被提出。
因此需要保证结构设计涉及到的每个部件承载能力的可靠性,最终到达建筑结构安全经济耐久的目标。
(4)针对不同构件采用不同安全系数的结构优化设计的原则。
如果为了确保建筑的整体安全性而不分构件的实际承载能力,对所有构件均给予相同的安全系数,这样反而会导致结构设计的不合理。
可以根据建筑不同部位的承载能力设计其需要的安全系数,达到整体优化的目标。
(5)降低建筑结构造价的原则。
在保证建筑结构整体性能达到指标的前提下,尽量考虑建筑的经济性。
建筑工程中的结构优化与设计在建筑工程中,结构设计起着至关重要的作用。
一个优秀的结构设计既要满足建筑物的实用功能和安全性要求,又要兼顾美观和经济性。
本文将探讨建筑工程中的结构优化与设计,分析其中的重要因素和方法。
一、结构优化的重要性结构优化在建筑工程中具有十分重要的意义。
一个优化的结构设计可以最大程度地减少材料的使用量,降低建筑成本,提高建筑物的承载能力和抗震性能。
而且,优化结构设计还可以提高建筑物的美观度和舒适性,实现建筑与环境的和谐统一。
二、结构优化的关键因素1. 功能需求:结构设计首先要满足建筑物的功能需求,根据建筑物的用途确定结构类型和承载能力等参数。
例如,在住宅建筑中,结构设计要考虑到房间布局、楼层高度和使用要求等因素。
2. 施工可行性:结构设计不能忽视施工可行性,要考虑到材料的可供性和施工工艺的可操作性。
设计师应根据具体情况选择适合的结构构件和连接方式,确保施工的顺利进行。
3. 抗震性能:对于地震易发区的建筑工程而言,抗震性能是一个至关重要的考虑因素。
结构设计师要根据地震区域的地质特点和地震烈度等级确定合适的结构方案,提供足够的抗震能力。
4. 美观度:结构设计不仅要考虑到功能和安全性,还要兼顾建筑物的美观度。
设计师可以运用各种结构形式和材料,创造出独特的建筑造型,实现结构与艺术的完美结合。
三、结构设计的优化方法1. 结构拓扑优化:结构拓扑优化是通过改变结构的形状和连接方式,使结构达到最佳的性能和材料利用率。
这可以通过计算机辅助设计软件进行模拟和分析,得出最优的结构形态和布局。
2. 材料优化:材料的选择和使用是结构设计中的另一个重要方面。
合理选择材料的类型和规格,可以减少结构的自重和成本,提高其力学性能和耐久性。
3. 结构参数优化:结构参数的优化是指通过调整结构的尺寸、形态和承载能力等参数,达到结构设计的最佳效果。
这可以通过各种结构力学理论和计算方法进行分析和优化,得出最佳的结构设计方案。
建筑结构设计中的优化策略研究【摘要】本文主要研究建筑结构设计中的优化策略,通过对建筑结构设计的基本原则和现有优化策略的研究成果进行分析,探讨了优化策略在实际应用中的具体案例。
还介绍了建筑结构设计中的新兴优化策略。
通过总结现有研究成果和案例,为建筑结构设计中的优化策略提供了有效的参考。
结论部分总结了本文的研究成果,同时展望了未来的研究方向。
通过对优化策略的研究和实践案例的报道,为建筑结构设计领域的发展提供了有益的启示,以期为其提供更科学、更有效的优化策略。
【关键词】建筑结构设计、优化策略、研究背景、研究意义、基本原则、研究成果、应用案例、新兴策略、总结、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景建筑结构设计是建筑学中一个重要的领域,它直接关系到建筑物的安全性、稳定性和经济性。
随着社会经济的不断发展,人们对建筑物的要求也越来越高,因此建筑结构设计中的优化策略显得尤为重要。
研究背景部分将从建筑结构设计的发展历程、现状和存在的问题等方面进行探讨,为后续的优化策略研究提供必要的背景知识。
建筑结构设计的基本原则是建筑物的结构必须满足一定的强度、刚度、稳定性和耐久性要求,同时还需要考虑建筑物的使用功能、造价和施工方便等因素。
在这样复杂的背景下,如何通过优化策略来提高建筑结构设计的效率和性能成为当前研究的热点问题。
通过对建筑结构设计中的优化策略进行研究,可以为提高建筑物的安全性、节约材料和成本、降低施工难度和周期等方面提供有效的解决方案。
对建筑结构设计中的优化策略进行深入研究具有重要的理论和实践意义。
1.2 研究意义建筑结构设计中的优化策略研究旨在探索如何通过不断改进和优化设计方案,提高建筑结构的性能、安全性和可持续性,从而满足社会发展和人们对建筑物功能及美学需求的不断提升。
建筑是人类生活的重要组成部分,建筑结构的设计质量直接影响着建筑物的使用寿命、经济性和环境友好性。
研究建筑结构设计中的优化策略具有重要的意义。
优化建筑结构设计可以提高建筑物的安全性和稳定性。
基于土木工程建筑结构设计的优化分析1. 引言1.1 研究背景土木工程建筑结构设计是现代社会发展中不可或缺的重要组成部分。
随着科学技术和经济的发展,人们对建筑结构设计的要求日益提高,希望能够实现结构轻量化、耐久性强、成本低廉等多方面的优化。
而传统的土木工程建筑结构设计方法往往存在着一定的局限性,无法充分满足人们对建筑结构的多样化需求。
对基于土木工程建筑结构设计的优化分析显得尤为重要。
通过优化分析,可以更加精确地评估现有结构设计的优缺点,找出存在的问题并提出改进方案,从而实现结构设计的优化和提升。
优化分析还能够为建筑领域的发展提供更多的创新思路和解决方案,推动土木工程建筑结构设计的不断进步。
在这样的背景下,对基于土木工程建筑结构设计的优化分析进行深入研究具有重要意义,有助于推动土木工程领域的发展,提高建筑结构设计的水平和质量。
【研究背景】。
1.2 研究意义土木工程建筑结构设计的优化分析是当前土木工程领域的重要研究方向。
优化分析可以帮助工程师在设计阶段准确评估结构的性能,并找到最优的设计方案,从而节约资源、提高效率、确保安全。
通过综合考虑建筑结构的材料、形状、荷载等因素,优化分析可以帮助工程师快速找到最经济、最稳定的设计解决方案。
随着社会经济的发展和人们对建筑品质要求的不断提高,土木工程建筑结构设计的优化分析也能够促进建筑结构的可持续发展,提高建筑的质量和可靠性。
研究土木工程建筑结构设计的优化分析具有重要的理论意义和实际应用价值,对于推动土木工程领域的进步具有重要意义。
2. 正文2.1 土木工程建筑结构设计的现状分析目前,土木工程建筑结构设计在实践中存在一些问题和挑战。
传统的土木工程建筑结构设计过程中存在着经验主义和专业化程度不高的情况,设计师往往依靠个人经验和感觉来确定结构的尺寸和材料,导致设计结果的不确定性较大。
土木工程建筑结构设计中所涉及的计算量巨大,需要大量的时间和人力资源来完成,而且很难确保设计结果是最优的。
建筑结构设计中的优化策略研究【摘要】本文探讨了建筑结构设计中的优化策略,包括结构设计优化方法、建筑结构设计参数优化、建筑结构材料优化、建筑结构形式优化和建筑结构施工工艺优化。
通过对这些方面的研究,可以使建筑结构在保证安全性和稳定性的前提下更加高效和经济。
文章总结了建筑结构设计中的优化策略,包括利用先进的建筑设计软件进行参数优化、选择合适的材料和形式、优化施工工艺等。
未来研究可以继续深入探讨建筑结构设计中的优化策略,包括更加智能化和节能化的设计方法,并将现代科技融入到建筑结构设计中,实现更高水平的优化和创新。
建筑结构设计中的优化策略研究对于提高建筑结构设计的效率和质量具有重要意义。
【关键词】建筑结构设计、优化策略、研究背景、研究意义、结构设计优化方法、建筑结构设计参数优化、建筑结构材料优化、建筑结构形式优化、建筑结构施工工艺优化、建筑结构设计中的优化策略总结、未来研究方向、建筑工程、结构设计、材料优化、形式优化、施工工艺。
1. 引言1.1 研究背景建筑结构设计中的优化策略研究旨在通过对建筑结构设计中的优化方法进行研究和探讨,提高建筑结构的性能、经济性和可持续性。
在当前社会发展的背景下,建筑结构设计已经不再只是满足基本的功能需求,更要求结构设计能够兼顾建筑的使用功能、美学要求、安全性和环境友好性。
如何有效地优化建筑结构设计,成为了建筑领域中一个重要的课题。
随着科技的不断进步和建筑工程领域的发展,建筑结构优化设计方法也不断得到完善和提升。
研究人员通过对结构设计参数、材料、形式和施工工艺等方面的优化,致力于寻求更加合理、经济、安全和环保的建筑结构设计方案。
针对建筑结构设计中的优化策略进行深入研究和总结,对于促进建筑领域的发展具有重要意义。
中的内容结束。
1.2 研究意义建筑结构设计中的优化策略研究具有重要的研究意义。
优化设计可以提高建筑结构的性能,包括承载性能、抗震性能、抗风性能等,进而提高建筑的整体安全性和稳定性。
建筑工程结构设计中的优化设计分析建筑工程结构设计是建筑工程的重要组成部分,它在保证建筑安全的前提下,力求在材料投入、建筑体积、施工工期等方面实现最优化设计。
优化设计是指通过分析工程设计所涉及的诸多参数输入和输出,以及不同变量之间的相互作用关系,选择最佳的方案,实现最优化的设计目的。
本文将介绍建筑工程结构设计中的优化设计分析。
1. 目标函数的确定工程结构设计中的目标函数一般是指对工程的投资成本、工程的运营维护成本、工程的使用寿命等进行综合评价的函数。
在设计变量有限且已知条件下,通过建立应力、位移等性能指标的优化模型,可以得到目标函数值,并最终实现优化设计目的。
2. 变量的选取在工程结构设计过程中,需要确定哪些变量是可以改变的,哪些变量是不可变的。
通常,可变的变量比较多,如截面形状、截面尺寸、材料类型、寿命要求等,而不可变的变量则比较少,如建筑的用途、建筑要求的稳定性等。
正确地选取变量是优化设计的前提。
3. 变量的离散化在确定变量后,需要对这些变量进行离散化处理。
离散化可以将连续的变量从连续域转换为离散域,从而方便计算。
在离散化后,可以利用已有的数学工具对变量进行分析和优化计算。
4. 可行性分析在执行优化设计时,需要对每个可行的参数组合进行验证,以确保方案的可行性。
在这个过程中,需要考虑诸如应力、变形、刚度、破坏等方面的限制条件,以及施工和运行维护的实际情况,从而得出最终的建议设计参数组合。
5. 多目标优化在实际生产中,往往需要考虑多种因素,不同的因素之间往往具有一定的矛盾性。
对于这种实际情况,可以采用多目标优化方法,通过制定不同的优化目标函数,同时考虑多种优化目的,最终得到综合最优方案。
6. 结构优化结构优化是在确定目标函数、变量选取、变量离散化、可行性分析的基础上,采用数学工具来对结构进行参数化建模、分析和优化的过程。
结构优化的本质是将结构设计问题转化为数学优化问题,利用数学分析方法进行计算分析。
土木工程建筑结构设计优化研究【摘要】本文旨在探讨土木工程建筑结构设计优化研究的相关内容。
在引言部分中,将介绍研究背景、研究目的和研究意义。
在正文部分中,将详细探讨优化设计理论和结构设计参数分析,并举例介绍优化方法的应用案例。
还会介绍土木工程建筑结构优化技术以及影响优化设计的因素。
在将对研究成果进行总结,并展望未来的研究方向。
通过本文的研究,将有助于进一步提高土木工程建筑结构设计的效率和质量,为建筑行业的发展提供有益的参考和指导。
【关键词】土木工程、建筑结构、设计优化、研究背景、研究目的、研究意义、优化设计理论、结构设计参数、优化方法、应用案例、优化技术、影响因素、研究成果、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景土木工程建筑结构设计一直是土木工程领域的重要研究方向之一。
随着社会经济的发展和科学技术的进步,对建筑结构设计的要求也越来越高。
传统的土木工程建筑结构设计方法存在着许多局限性,如设计效率低、成本高、安全性难以保证等问题,因此如何优化土木工程建筑结构设计成为当前研究的热点之一。
在全球大环境下,资源日益匮乏,环境污染严重,为了实现可持续发展,土木工程建筑结构的设计需求也日益增加,需要更加高效、节能、环保的设计方案,因此研究土木工程建筑结构设计优化具有重要的现实意义。
通过采用一定的优化方法和技术手段,可以在保证建筑结构安全性的基础上,降低成本、提高设计效率、减少资源浪费,实现土木工程建筑结构设计的优化和提升。
研究土木工程建筑结构设计优化具有重要的理论和实践意义,是当前土木工程领域中值得深入研究的课题之一。
通过优化设计,可以为我国土木工程建筑结构的发展提供重要的技术支撑和指导,促进行业的创新和进步。
1.2 研究目的研究目的主要是针对当前土木工程建筑结构设计存在的优化问题进行深入探讨与研究,通过分析现有结构设计的不足与局限性,寻找出更合理有效的优化设计方法。
通过优化设计理论的探讨,结合结构设计参数的详细分析,探讨如何应用优化方法来解决土木工程建筑结构设计中的问题,促进结构设计的性能和效率的提高。
土木工程建筑结构设计优化研究随着社会、经济的发展,建筑发展得越来越快,对于土木工程建筑结构的设计也提出了更高的要求。
建筑的稳定性、安全性、经济性都必须得到保障,而且与此同时,建筑的美观度必须得到保障。
针对这些要求,土木工程建筑结构的设计优化研究得到了广泛的关注。
为了满足建筑的稳定性、安全性和经济性,土木工程建筑结构设计优化研究注重减小灾害风险、实现绿色建筑、提高效益、优化经济成本等方面。
在建筑设计中,采用计算机模拟设计等现代技术,可实现结构设计的优化。
在优化设计前,需要选择一个最优化的设计目标。
比如,对于一座大厦,我们可能需要考虑多个方面的因素来确定最优设计目标:首先是建筑的稳定性,确保大厦在各种自然灾害和外在振荡的情况下不会倒塌;其次是大厦的经济性,不能过于奢华而引起成本太高;还有建筑美观度,大厦的建筑设计必须与周围环境相协调。
通过权衡这些因素,我们可以确定最优化的设计方案。
在确定设计方案后,优化土木工程建筑结构设计包括以下几个方面:1. 结构形式的优化。
设计师应该充分考虑结构的特点和限制,寻找最优的结构形式,比如框架结构、异形杆件结构、空间网壳结构等。
2. 材料的优化。
针对不同结构形式,不同的材料会有不同的优劣。
需要通过分析各种材料的成本、性能、可持续性等因素,选取最优的材料组合。
3. 设计参数的优化。
在保证结构安全的前提下,设计师应该尽量缩小材料的使用量和成本,然后在结构稳定的前提下尽可能增加建筑美观度。
4. 建筑施工的优化。
在设计的过程中,也应该考虑到施工的过程,选择合适的施工方法,最大化减少施工对周围环境的影响。
综上,土木工程建筑结构设计优化研究是一个庞杂而复杂的课题,需要多方面的技术和知识,包括力学、材料学、建筑学、经济学等等。
在不断地实践中,我们不断地提高设计水平,不断地创新,使土木工程建筑结构设计跟上时代变化,更好地服务于人们的生活。
建筑结构参数优化设计研究一、引言建筑结构参数的优化设计对于提高建筑物的结构性能、延长使用寿命以及降低施工成本是至关重要的。
随着建筑行业的快速发展和技术的不断进步,越来越多的研究者开始关注建筑结构参数优化设计的理论和实践。
本文将探讨建筑结构参数优化设计的研究方法和应用,以及未来可能的发展方向。
二、建筑结构参数优化设计的方法1. 数值模拟方法数值模拟方法是建筑结构参数优化设计中一种常用的方法。
通过建立适当的数学模型,将建筑结构的参数进行数值计算和仿真,从而得出最优参数。
数值模拟方法不仅能够提供定量的分析结果,还能够节省大量的时间和资源。
2. 实验方法实验方法是建筑结构参数优化设计中另一种重要的方法。
通过在真实的实验环境中对建筑结构进行实际测试,可以获取更准确的数据和结果。
实验方法对于验证数值模拟结果的准确性和可靠性非常重要。
三、建筑结构参数优化设计的应用1. 跨度优化设计在建造大跨度建筑时,跨度的大小对于结构的性能和强度有着重要影响。
通过建筑结构参数优化设计,可以确定最佳的跨度范围,以提高建筑的稳定性和抗震能力。
2. 材料选择优化设计建筑结构的材料的选择不仅会影响建筑物的性能,还会对环境产生一定的影响。
通过优化设计,可以选择适当的材料,以提高建筑结构的强度、耐久性和可持续性。
3. 主梁截面优化设计主梁截面的尺寸和形状对于建筑结构的承载能力和稳定性有着重要影响。
通过优化设计,可以确定最佳的主梁截面参数,以减少结构材料的使用量,并提高结构的性能。
四、建筑结构参数优化设计的发展趋势1. 多目标优化设计传统的建筑结构参数优化设计往往只考虑单一目标,如最小化材料使用量。
然而,在实际应用中,常常需要同时考虑多个目标,如结构的强度、刚度和耐久性等。
因此,未来的研究方向之一是将多目标优化方法引入建筑结构参数优化设计中,以更好地满足实际需求。
2. 智能优化设计随着人工智能技术的不断发展,智能优化设计将成为建筑结构参数优化设计的重要方向之一。
建筑结构优化设计研究
摘要:对建筑工程进行优化设计一直是建筑师和结构师的共同目标,作为结构
设计师,不仅要考虑所设计的安全性,也必须重视设计的经济合理性。
本文主要
对建筑结构优化设计的一些体会进行阐述。
关键词:结构;优化设计;经济
结构优化设计是在保证建筑使用功能和建筑总体效果的前提下,通过选用合
理的结构体系,优化结构布置,对结构受力进行详细计算分析,使整个结构体系
既安全可靠,又经济合理。
优化后的结构设计,既要满足现行结构设计规范的要求,又使结构各构件之间达到最合适的比例关系,以提高结构整体的抗震性能、
抗风性能等功能。
结构优化设计一般可从下列几个方面入手:
1、合理的建筑布置
合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的。
震害表明,简单、对称的建筑
在地震时不易破坏。
故建筑方案设计时提倡平、立面简单、对称,不宜选用平面
凹凸变化大、楼板开设大洞,楼层设有较大错层而造成楼板局部不连续。
建筑立
面应规则,不宜采用较大缩进、突出而形成竖向抗侧力构件不连续。
要设计出抗
震性能良好的建筑,则要求建筑师在建筑方案设计阶段,遵循抗震概念设计原则,与结构工程师互相配合,宜采用较为规则的建筑设计方案,达到降低工程造价。
2、结构计算方法的优化
工程结构计算分析方法的优化是结构优化的关键。
首先,是对结构体系选择
的优化,主要是确定经济合理的结构型式、柱网尺寸和剪力墙布置等;其次,是
对结构构件进行优化,在已确定结构体系和结构布置的前提下,确定经济合理的
构件截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋强度等级和配筋量。
3、设计参数取值的优化
为取得良好的优化效果,在设计参数取值上要进行优化。
楼面活荷载按实际
使用功能合理取值,并按规范规定考虑楼面活荷载的折减。
在计算墙体荷载时,
应考虑实际墙体高度、长度和开洞影响,墙体高度的取值应扣除钢筋混凝土梁板
的高度,墙体长度的取值应扣除钢筋混凝土墙柱的长度,并应扣除洞口面积。
消
防车等荷载宜按等效荷载取值。
正确取用抗震设防烈度、场地类别,合理确定风
荷载标准值和风载体型系数,必要时可根据风洞试验确定风载体型系数。
根据不
同荷载组合和不同计算内容选用荷载分项系数。
在进行基础设计时,当上部结构
传给基础的荷载为设计值时,应将设计值转换成标准值。
4、选用高性价比材料
4.1钢筋的选用
在选用钢筋强度等级时,应尽可能采用性价比高的高强度钢筋。
HRB400的强
度设计值比HRB335高20%,HRB335比HPB235约高43%,而不同强度等级钢
筋的价格相差一般不超过5%。
可见,性价比从高到低依次为:HRB400、HRB335、HPB235。
对于配筋按强度控制的构件,应优先选用HRB400钢筋。
对于按最小配
筋率控制配筋的受弯构件,通过对受弯构件经济配筋率的计算分析可得出,当混
凝土强度等级大于C30时,采用HRB400比HPB235可降低20%用钢量;当混凝
土强度等级等于C30时,采用HRB400比HPB235可降低7.5%用钢量;当混凝土
强度等级小于C30时,采用HRB400与HPB235的用钢量相同。
故对于按最小配
筋率控制配筋的受弯构件,当混凝土强度等级大于C30时,应优先采用HRB400
钢筋,而当混凝土强度等级小于C30时,宜采用价格较低的HRB335或HPB235
钢筋。
4.2混凝土的选用
对于常用强度等级的混凝土(C25~C40),强度等级每提高一级,单价提高约5%~8%;混凝土强度对柱及剪力墙轴压比的影响很明显,应优先使用高强度等级的
混凝土;对梁来说,混凝土的强度等级对梁的承载力变化不大,应使用低强度等
级混凝土;对板来说,虽然提高强度等级对承载力有提高,但强度等级提高后最
小配筋率相应增大,楼板开裂的几率也增大,所以板应使用低强度等级的混凝土。
实际工程中混凝土强度等级的选择建议:
(1)普通结构梁板宜选用C25~C30;
(2)剪力墙、柱混凝土强度等级按轴压比控制,宜选用较高强度等级混凝土,并使轴压比尽量接近规定上限,同时又要使绝大部分竖向构件为构造配筋;
(3)高层建筑墙、柱混凝土强度等级应分段选用不同强度等级。
5、合理的构造设计
按构造要求设计时,一般只需满足规范要求的下限。
如:按构造配置的钢筋,一般只需满足最小配筋率要求,不必提高其配筋;较大直径钢筋优先采用焊接或
机械连接,钢筋搭接和锚固长度应按规范公式进行计算,不必加长;剪力墙结构
中存在部分短肢剪力墙时,不应整体提高抗震等级,只需对短肢剪力墙的抗震等
级提高一级。
6、结构类型的选择
不同结构形式工程造价不同。
例如同一栋框剪结构的办公楼,当采用一般的
框架梁结构形式时,费用最省,但梁高较高,影响以后的使用。
当采用宽扁梁结
构时,可以获得比一般框架梁较大的净空,但费用较高。
如果建筑对层高的控制
要求更高,在建筑物总高度限制的前提下追求更多建筑面积,可采用无粘结预应
力厚板、梁结构,进一步减小结构高度,提高建筑物净高,但费用更高。
高层建
筑框架柱截面大小主要由轴压比控制,在上部轴力一定的情况下,控制柱轴压比
的方法可以有:加大柱截面、提高混凝土设计强度、加大柱箍筋等不同方法。
采
用何种方法,必须要对其造价差与可获得利益进行综合比较结果决定,同时考虑
当地的施工能力及施工工期。
对于8层以上(含8层)住宅来讲,剪力墙结构可采用较多的结构形式,墙肢
长度在5~8倍墙厚的短肢剪力墙的抗震等级应比相应的剪力墙的抗震等级提高
一级。
故在平面布置上应尽量减少短肢墙的数量,从而降低构造钢筋的用量。
剪
力墙布置应遵循剪力墙平面分布均匀、对称且楼层平面刚度中心与楼层结构重心
相结合的原则,以尽量减小水平地震和风荷载作用下的扭转效应。
尽可能与建筑
专业协商减少转角处开窗,保留转角剪力墙,以控制整个建筑物的扭转。
为满足
周期比Tt/T1<0.9及位移比<1.5的要求,角部墙肢削弱越多,其它构件需要增加
的混凝土量也越多,相应的梁及墙配筋也会加大。
在满足规范的前提下,减少剪
力墙数量,控制结构刚度,尽量减轻结构自重。
若建筑房型允许应优先采用大开
间剪力墙结构,并适当加长剪力墙墙肢长度,其既可以减少剪力墙墙肢总数也可
以实现在楼层侧向刚度相同的情况下可以大大减少剪力墙的混凝土用量,同时由
于在剪力墙结构中钢筋用量最大的部位是暗柱,采用大开间剪力墙可以在很大程
度上减少暗柱的钢筋用量。
但若建筑物所处地质条件较差但建筑对抗震要求较高
的地段则应尽量避免大开间剪力墙结构;在墙柱都确定好后,连梁(跨高比小于5)的高度一般取窗顶与楼层之间的高度,而跨高比大于5的跨度较大的框架梁其高
度则取跨度的1/12。
7、基础形式的选择
基础形式不仅关系到建筑物的直接工程造价,同时还影响到基坑维护及施工
周期。
根据地质情况、建筑物使用功能及上部荷载数值,基础形式一般采用浅基
础(筏板基础、条型基础、柱下独立基础)或桩基础。
上部荷载较小,结构形式较简单,土层分布均匀,地耐力较高时宜采用条形
基础、柱下独立基础。
上部荷载较大,条形基础不能满足基础设计要求。
当采用
筏板基础时,筏板的厚度及基础梁的截面尺寸直接影响基础造价;当采用桩基础时,宜尽量采用单桩承载力与上部荷载相匹配的桩型。
较大的单桩承载力,不仅
减少基础桩数,而且缩小基础承台截面尺寸,同时减小基础开挖宽度、深度,减
少土方量,直接影响基坑维护的费用,从而降低工程造价。
8、桩基础的优化
常用的桩基础有预制桩和灌注桩种,由于灌注桩在成桩过程中其质量难以把握,且其施工周期远远长于预制桩,因此在满足沉降控制、上部承载以及基础总
重的前提下应尽可能使用预制桩,同时,由于一般情况下随着基础深度增加,地
基土对桩身的侧摩阻力及桩端阻力都随之增大,因此应尽可能选用较大长度的桩。
为了能够尽量减少基础底板厚度以及钢筋用量,桩应尽量布置在剪力墙之下。
结语
结构设计人员在规范允许范围内,合理把握关键部位和次要构件,优化结构
方案,完全可以实现结构安全性与经济合理性的统一。
参考文献
[1] GB50011-2010 建筑抗震设计规范.
[2] JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程.。