文档介绍：钢筋混凝土结构优化设计
【摘要】本文基于钢筋混凝土结构,分析了如何对其结构进行优化设计,一是从优化的角度出发,分析了优化钢筋混凝土结构的一些有效的方法,二是从科学设计的角度出发,分析了如何更加科学的进行设计。
【关键词】钢筋混凝土;结构;优化设计
中图分类号:TU37文献标识码: A
一、前言
随着我国建筑行业的快速发展,钢筋混凝土也被普遍的应用在各种建筑中,因此,为了提高建筑建设的质量,必须要把握钢筋混凝土结构这个关键性的环节,保证钢筋混凝土结构的设计合理科学。
二、钢筋混凝土结构优化设计的意义
一个项目建设的全过程需要经历策划、设计和施工等三个阶段,在这三个阶段中,虽然设计所花费的费用只占整个工程费用1%~2%,但设计对整个项目经济性指标的影响最大,其影响程度能够达到近七成,因此在制定建筑方案的阶段就应开始优化。但是由于在设计过程中,设计人员没有结构优化的意识,或者是因为工程量大、设计任务重、时间紧迫的原因,选择结构方案时按照个人经验选取,不注重概念设计,导致方案达不到经济性的要求,发生结构选取不合理等情况。到目前为止,国内还没有一个适用于大多数结构优化的数学模型,往往都是根据具体情况酌情处理,最终都要使所有的结构构件达到极限承载能力时,此时即为最优解,这也是结构优化的核心思想。
三、结构优化设计的开展形式
结构优化设计对专业业务能力的要求很高,需委托具有丰富的结构设计经验、在结构优化设计方面具有丰富经验的专业人员进行。开展结构优化设计可采取下列三种形式:
1、从方案设计阶段开始,聘请具有丰富经验的专家作为结构优化设计顾问,在设计全过程提供结构优化的合理化建议,通过过程控制,使结构施工图设计达到经济合理;
2、在初步设计图纸完成后,进行结构方案优化和构件优化,提出详细的优化后的结构方案、设计参数取值以及各构件的截面尺寸和混凝土强度等级等,与设计院沟通并在施工图设计阶段实施;
3、在设计院设计施工图完成后,进行优化设计研究,提出详细的结构优化方案、设计参数取值以及各种构件的截面尺寸和混凝土强度等级等,与设计院沟通并修改结构施工图。上述第一种形式操作较方便,不影响工期,不增加设计单位工作量,但优化效果难于评判;第二种形式不增加设计单位工作量,可对优化效果进行评判,但对工期有一定影响;第三种形式优化经济效果可进行详细计算,但设计施工图返工工作量大,对工期影响较大。
四、钢筋混凝土结构优化设计应用分析
1、工程概况
某钢筋混凝土框架-剪力墙结构建筑由四层裙楼和A、B两栋高层建筑组成,,为19层,,为29层。地下两层为停车库和设备用房。,房屋平面布置为不规则形状。
2、结构设计要求
本工程采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,建筑结构的安全等级为二级。地震基本烈度为7度(,第二组,),抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度(,第二组)。地基基础设计等级为乙级。上部结构和负一层的框架抗震等级为二级,剪力墙为二级结构,负二层的框架抗震等级为三级。基本风压:Wo=,地面粗糙度为B类。
3、结构优化设计
高层框架剪力墙结构体系中,主要是水平荷载作用下,框架和剪力墙内力分配设计,其中剪