文档介绍：建筑结构优化设计在建筑结构设计中的应用
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。
中关键词:建筑结构;优化设计;方案
中图分类号:TU3文献标识码: A
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
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。
,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;
、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;
,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;
,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;
,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。

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