導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關(guān)鍵詞]高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市人口的不多增加以及建設(shè)用地的日趨緊張，使得高層建筑如雨后春筍般發(fā)展。從現(xiàn)在的建筑水平來(lái)說(shuō)，高層建筑或高層住宅是今后整個(gè)建筑業(yè)的重點(diǎn)。所以高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性就日益凸顯出來(lái)。

所謂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是指工程結(jié)構(gòu)在滿(mǎn)足約束條件下按照預(yù)定目標(biāo)求出最優(yōu)方案的設(shè)計(jì)方法。

1.高層建筑的發(fā)展方向

1.1新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

隨著高性能混凝土的研制和發(fā)展，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和韌性得到了很大程度的改善，尤其是高強(qiáng)度混凝土的出現(xiàn)，使用高強(qiáng)度混凝土可以減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，從而減小結(jié)構(gòu)的自重；高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中FR鋼提高了高溫時(shí)鐵的強(qiáng)度，使鋼材的防火保護(hù)層厚度減小，從而降低鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)。

1.2隔震和消能減震設(shè)計(jì)得到推廣

目前我國(guó)和世界各國(guó)普遍采用的傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是“延性結(jié)構(gòu)體系”，即適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度，但容許結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時(shí)進(jìn)入非彈性狀態(tài)，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。高層建筑結(jié)構(gòu)的減震是通過(guò)在結(jié)構(gòu)中設(shè)置被動(dòng)耗能裝置，為結(jié)構(gòu)提供一定的附加剛度或附加阻尼，從而消耗本來(lái)由結(jié)構(gòu)構(gòu)件所需承擔(dān)的地震能量，以減輕結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，從而大大減輕了高層建筑結(jié)構(gòu)的變形和損傷。

1.3智能建筑技術(shù)得到發(fā)展

現(xiàn)代建筑技術(shù)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合促成了智能建筑的產(chǎn)生，在高層建筑中有更廣闊的應(yīng)用前景。智能建筑是建筑、裝備、服務(wù)和經(jīng)營(yíng)四要素各自?xún)?yōu)化、相互聯(lián)系、全面綜合并達(dá)到最佳組合，以獲得高效率、高功能與高舒適的建筑物。智能建筑是通過(guò)對(duì)建筑物的4個(gè)基本要素，即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理，以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，以最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，提供一個(gè)投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷 高度安全的環(huán)境空間。智能建筑的構(gòu)成至少必須具備三大系統(tǒng)：設(shè)備管理自動(dòng)化系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，并以此應(yīng)用現(xiàn)代4C技術(shù)構(gòu)成智能建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代化的服務(wù)與管理方式給人們提供一個(gè)安全、舒適的生活、學(xué)習(xí)與工作環(huán)境空間。

2.高層建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

目前，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于理論進(jìn)展，特是高層建筑土木建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用還不普遍。其主要原因有：

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作量比較大

高層建筑優(yōu)化理論相對(duì)落后，而且目前沒(méi)有實(shí)用的結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件，高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化變量個(gè)數(shù)比較多，且變量隨著結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度而急劇增加，又難以區(qū)分主動(dòng)變量和被動(dòng)變量，只能求出相對(duì)最優(yōu)解。高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題需要通過(guò)反復(fù)多次尋優(yōu)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析極少能一次成功，這就大大增加了高層建筑優(yōu)化分析的工作量。

2.2結(jié)構(gòu)尺寸

如果只重視結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化（即在給定結(jié)構(gòu)的幾何形狀、荷載和材料的情況下，求出滿(mǎn)足約束條件的最優(yōu)構(gòu)件截面），而忽視結(jié)構(gòu)整體的優(yōu)化?，F(xiàn)在結(jié)果表明，形狀優(yōu)化比尺寸優(yōu)化更有意義。單純的尺寸優(yōu)化無(wú)法接近最優(yōu)的結(jié)果，也不能令人信服。設(shè)計(jì)人員較普遍地認(rèn)為，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只要結(jié)構(gòu)方案和布置合理，結(jié)構(gòu)又有比較成熟的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分析計(jì)算。構(gòu)件截面只要通過(guò)計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足規(guī)范即可，認(rèn)為上部結(jié)構(gòu)相對(duì)下部結(jié)構(gòu)，即地基基礎(chǔ)部分，特別是軟土地基的意義不大，因此對(duì)上部結(jié)構(gòu)截面的優(yōu)化所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益未予以足夠的重視。

2.3對(duì)離散變量無(wú)法做出準(zhǔn)確的分析

建筑物尺寸以及鋼筋、型鋼規(guī)格型號(hào)等都不是連續(xù)變化的，因此，傳統(tǒng)的優(yōu)化方法，如各種梯度算法、對(duì)偶算法等解析算法均無(wú)法勝任。而且，由于問(wèn)題的規(guī)模較大，隨之帶來(lái)的計(jì)算量急劇增加的“組合爆炸”問(wèn)題也會(huì)使計(jì)算量急劇增加。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法

3.1方法

對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化采用何種方法，首先應(yīng)分析這一問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)、目標(biāo)函數(shù)中的各種變量，這些變量之間的各種數(shù)學(xué)解析關(guān)系以及與各種變量有關(guān)的約束條件，在分析的基礎(chǔ)上是采用間接優(yōu)化還是直接優(yōu)化方法來(lái)確定。高層建筑結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化的目標(biāo)就是材料耗量，材料耗量決定于構(gòu)件的截面尺寸大小，截面尺寸必須滿(mǎn)足通過(guò)力學(xué)分析得到各構(gòu)件內(nèi)力后的強(qiáng)度計(jì)算及位移變形等條件。因此，目標(biāo)函數(shù)很難用明確的數(shù)學(xué)解析式來(lái)表達(dá)，不能用數(shù)學(xué)上求極小值的方法，也就是一般所說(shuō)的間接優(yōu)化方法來(lái)優(yōu)化。高層建筑結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化只能采用直接優(yōu)化法來(lái)解決，即給目標(biāo)函數(shù)中變量以已知值，經(jīng)過(guò)試算使其滿(mǎn)足一定的約束條件，求得其目標(biāo)值，并找出使目標(biāo)值逐步變小而趨向最佳值的路線(xiàn)或方向，以達(dá)到目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。因此，可以采用滿(mǎn)應(yīng)力法進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.2滿(mǎn)應(yīng)力設(shè)計(jì)法是在桁架等桿系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中發(fā)展起來(lái)的，是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中最簡(jiǎn)單、最易為工程人員理解的一種準(zhǔn)則法。所謂滿(mǎn)應(yīng)力是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在荷載作用下的最大應(yīng)力達(dá)到所用材料的容許應(yīng)力，此時(shí)材料的強(qiáng)度得到充分利用，構(gòu)件截面面積將是最小，故可作為桁架最輕設(shè)計(jì)或體積最小設(shè)計(jì)的一個(gè)準(zhǔn)則。滿(mǎn)應(yīng)力設(shè)計(jì)法是結(jié)構(gòu)在規(guī)定材料和幾何形狀的條件下，按照滿(mǎn)應(yīng)力準(zhǔn)則的要求，修改構(gòu)件的截面尺寸，使每一構(gòu)件至少在一種工況下達(dá)到或接近其容許應(yīng)力限值的優(yōu)化算法。如果結(jié)構(gòu)除了應(yīng)力約束外還有界限約束，則要求每一構(gòu)件應(yīng)力約束和界限約束中至少有一個(gè)達(dá)到臨界值。

3.3利用滿(mǎn)應(yīng)力設(shè)計(jì)法進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要遵循以下步驟：①要根據(jù)常規(guī)做法和經(jīng)驗(yàn)確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初始截面尺寸，并按構(gòu)件分類(lèi)分別建立柱、墻、梁可供選擇截面尺寸的數(shù)據(jù)庫(kù)；②要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)分析，算出各工況下結(jié)構(gòu)的位移及內(nèi)力，并對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行承載力計(jì)算；③要根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)構(gòu)

件截面尺寸進(jìn)行調(diào)整，在滿(mǎn)足位移條件的前提下，盡量充分發(fā)揮

構(gòu)件材料的性能，即按規(guī)范計(jì)算使其接近滿(mǎn)應(yīng)力狀態(tài)。

總之，由于目前我國(guó)高層建筑發(fā)展迅速，在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇會(huì)到各種問(wèn)題，這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，自主創(chuàng)新，利用正確概念進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，結(jié)構(gòu)工程師必須在每一個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中都能做到不斷地探求自然法則，不懈地追求相對(duì)的最優(yōu)，要通過(guò)反思比較，在經(jīng)驗(yàn)積累中不斷提高自己的判斷力和創(chuàng)新力。通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)降低工程造價(jià)是控制工程投資的一個(gè)有效途徑，而正確處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的對(duì)立統(tǒng)一是控制投資的關(guān)鍵。不能片面強(qiáng)調(diào)節(jié)約投資，而降低技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，又要反對(duì)重技術(shù)、輕經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)保守浪費(fèi)的現(xiàn)象。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是滿(mǎn)足建筑功能的需求，實(shí)現(xiàn)建筑物適用、安全、美觀、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]沈蒲生.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

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關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；分析；研究

Abstract: with the increasing urbanization construction, social development of rapid advance, buy a house for ordinary people to become a indispensable thing, this makes the real estate trade is more and more active on the trend. But in the real estate industry progresses day by day, the construction quality safety and so on also receiving more and more attention. For the design requirements of building structure more and more is also high, this paper based on this, the first introduced the general structure of the high-rise building system, and then analyzes the defects existing in the architectural design, and finally the optimization measures related to perform some of the research and analysis, so as to provide some reference for many designers direction.

Keywords: building structure; Optimization design; Analysis; research

中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一般而言，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生之初，建筑的結(jié)構(gòu)從各個(gè)方面就存在一定的優(yōu)劣問(wèn)題，然后再利用建筑的后續(xù)設(shè)計(jì)以及相關(guān)工序的計(jì)算研究設(shè)計(jì)等等，選擇合適的材料可以對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的優(yōu)化。本文重點(diǎn)談?wù)摿藢?duì)于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)措施，指出平常設(shè)計(jì)中存在的一些缺陷，作為專(zhuān)業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，應(yīng)把握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的原則特點(diǎn)，重視質(zhì)量，設(shè)計(jì)出符合規(guī)定的建筑。以下種種，僅當(dāng)各位借鑒參考之用。

一、高層建筑的一般結(jié)構(gòu)體系

1、 框架――剪力墻體系

何謂框架――剪力墻體系，即在有些框架體系的硬度和強(qiáng)度達(dá)不到預(yù)期的要求，需借助外力來(lái)維持其正常形態(tài)時(shí)，可以在建筑平面的相關(guān)地方設(shè)計(jì)能承受相當(dāng)力量的剪力墻以替代一部分的框架，這樣的建筑體系即為框架――剪力墻體系。一般而言，體系中的剪力墻需要承受建筑的水平方向的剪力，而框架則需承受垂直方向。該墻的設(shè)計(jì)，在某方面而言大大的加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)在側(cè)向方面的剛度，減少建筑水平位移，使得建筑在各個(gè)平面上的受力更為均勻，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來(lái)說(shuō)，這種體系要優(yōu)于框架體系。

2、 剪力墻體系

剪力墻體系的主要特點(diǎn)是建筑的受力主體基本上全部為剪力墻構(gòu)成，其中，單片剪力墻需要承受建筑的所有垂直方向的負(fù)載。該體系在結(jié)構(gòu)的剛度等方面要優(yōu)于框架體系和框架――剪力墻體系，它的位移曲線(xiàn)一般是彎曲的，這使得它具有很好的延伸能力，建筑各面受力更為均勻直接。同時(shí)也具有很好的整體性，能夠抵抗相當(dāng)?shù)牡顾Γ且豁?xiàng)相當(dāng)不錯(cuò)的結(jié)構(gòu)體系。

3、筒體體系

筒體體系是指建筑的筒體的結(jié)構(gòu)體系為抗測(cè)力構(gòu)件組成的體系。其中包含了很多建筑型式，主要是單筒體、多束筒或是筒中筒等等。筒體屬于空間構(gòu)件之一，一般分為實(shí)腹筒和空腹筒。其中前一種一般是用相關(guān)的結(jié)構(gòu)單體在建筑的平面或者曲面方向圍成三維豎向結(jié)構(gòu)體，而后一種則是指一定的空間受力構(gòu)件，這些構(gòu)件主要由密排柱或開(kāi)孔的鋼筋等組成。這種體系的構(gòu)件受力合理，建筑的抗風(fēng)、震能力突出，結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)度較大，一般用于高層建筑。

二、現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的缺陷

其實(shí)對(duì)于大部分建筑來(lái)說(shuō)，基本在橫向和側(cè)向方面的設(shè)計(jì)原理沒(méi)有什么差別的，不管該建筑是高層低層或是多層。但是，高度越高，側(cè)向方面需要考慮的設(shè)計(jì)因素要求更多，究其原因有二，一是因?yàn)闃菍釉礁?，建筑在豎向需要承受的壓力越大，這就要求設(shè)計(jì)更大的柱、筒、墻等等。二是在建筑中一般的側(cè)向力比橫向力產(chǎn)生的傾覆與變形壓力要大很多，對(duì)于豎向負(fù)載而言，壓力的變化不是線(xiàn)型增加而是急劇增加，這使得建筑在抗壓抗震等方面的效果更為明顯。而在現(xiàn)代具有較高樓層建筑，存在的問(wèn)題絕不僅僅只體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的抗剪中，更為重要明顯的問(wèn)題出在建筑整體的抗彎曲和變形上。在低層建筑與高層建筑的結(jié)構(gòu)受力方面一直存在很大的差異，設(shè)計(jì)中尤其需要注意這一問(wèn)題，其中的共振、水平側(cè)向位移或是剪重等等也是不可忽視的問(wèn)題之一，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮并研究其受力分析。

三、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

1、重視建筑的概念設(shè)計(jì)

概念形成是人們從感性到理性的升華，反映了人們對(duì)事物的客觀認(rèn)識(shí)。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在必須掌握基本的概念設(shè)計(jì)，因?yàn)橹挥姓_的概念設(shè)計(jì)才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)件平衡、安全經(jīng)濟(jì)的建筑，這一概念是工程設(shè)計(jì)的基本思想并被貫穿于設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。設(shè)計(jì)師運(yùn)用自己深厚的設(shè)計(jì)理論及自身積累的經(jīng)驗(yàn)，形成自己的設(shè)計(jì)概念，并運(yùn)用這一概念完成高水平的設(shè)計(jì)工程。是以概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師應(yīng)具備的水平之一。

2、加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)的理念

總所周知，對(duì)于高層建筑而言，除了需要承受建筑物本身的垂直負(fù)荷之外，還需要承受相當(dāng)?shù)膫?cè)向風(fēng)負(fù)載以及地震的沖擊，顯然后一種更為重要。而在高層建筑中不同高度在抗側(cè)力方面的強(qiáng)度也不盡相同，這就導(dǎo)致了薄弱層面的出現(xiàn)，這在設(shè)計(jì)中應(yīng)要盡量避免或是減弱。目前，在我國(guó)的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)于抗震有著兩個(gè)階段的設(shè)計(jì)方式，以求提高建筑的抗震能力。在第一個(gè)階段中，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)要充分運(yùn)用地震參數(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在彈性的狀況下產(chǎn)生的地震效應(yīng)等進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。而在第二個(gè)設(shè)計(jì)階段中，則采用相應(yīng)的地震參數(shù)計(jì)算建筑的薄弱樓層，然后對(duì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行側(cè)向位移或者是轉(zhuǎn)角處理，但得使設(shè)計(jì)要小于規(guī)定的限值，這樣才能在不影響建筑本身的情況下盡量減弱薄弱層的影響。

3、綜合考慮優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑時(shí)要考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾種優(yōu)化方案，并同時(shí)綜合考慮各方面的外界和內(nèi)部因素。內(nèi)部因素包括各個(gè)構(gòu)件的可能承受的受力負(fù)載，特別是高層建筑需要重點(diǎn)考慮其豎向方面的受力承受，采取那種結(jié)構(gòu)體系更為合理，但也要遵循經(jīng)濟(jì)的原則，而水平受力方面則要考慮建筑的抗倒塌等能力，外界因素則要考慮建筑所在地方的平常風(fēng)力，抗震以及溫度應(yīng)力等等，綜合各個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)地基時(shí)，應(yīng)理論結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)，同時(shí)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，并分析提出一定的解決措施。在對(duì)建筑的受力等進(jìn)行計(jì)算時(shí)要記住“強(qiáng)柱弱粱、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉”的這一原則,切不能憑自己的想象隨意增加建筑的配筋量，而要仔細(xì)考慮構(gòu)件本身的各項(xiàng)性能，對(duì)于建筑的薄弱環(huán)節(jié)重點(diǎn)關(guān)注，盡量減少危害發(fā)生的可能。同時(shí)也要對(duì)建筑的組成材料考慮溫度應(yīng)力的問(wèn)題，對(duì)于鋼筋等材料而言，溫度具有一定的影響。總而言之，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，從建筑結(jié)構(gòu)選型、設(shè)計(jì)布置以及相關(guān)的計(jì)算過(guò)程，都要綜合考慮每個(gè)可能出現(xiàn)的因素及問(wèn)題，最好進(jìn)行一下建筑受力極限驗(yàn)算，這樣才能保證該設(shè)計(jì)方案的可行性與安全性。

總而言之，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相當(dāng)繁重的任務(wù)，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題很多，需充分應(yīng)用自己的理論知識(shí)，結(jié)合自己多年豐富的經(jīng)驗(yàn)，按照需求，科學(xué)的計(jì)算設(shè)計(jì)出符合的建筑，并對(duì)其進(jìn)行一定優(yōu)化完善，保證建筑的安全與經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志；高層建筑抗震設(shè)計(jì)分析[J]；中外建筑；2010年

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關(guān)鍵字：高層建筑；框剪結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；必要性；措施分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

在高層建筑施工設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了能夠達(dá)到最佳的使用效果，需要采用恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，而框剪結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為目前在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)形式?？蚣艚Y(jié)構(gòu)能夠?yàn)榻ㄖ峁┹^大的平面空間，并且其具有較強(qiáng)的抗側(cè)力剛度，能夠更好的保證建筑物的穩(wěn)定性。本文就在分析框剪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)必要性的基礎(chǔ)上，對(duì)于剪力墻的合理選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施進(jìn)行分析，并指出抗震概念設(shè)計(jì)思想在該結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

一 高層建筑框剪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性分析

和傳統(tǒng)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法相比，框剪結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)勢(shì)，能夠更好的發(fā)揮建筑物的使用性能。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中，一個(gè)很大的制約因素就在于其求得的一組截面并不一定是最好的，工程結(jié)構(gòu)建設(shè)起來(lái)之后可能會(huì)出現(xiàn)重量大造價(jià)高的現(xiàn)象，這和之前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程密不可分。但是框剪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)雖然和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著一樣的設(shè)計(jì)過(guò)程，但是其最終的目標(biāo)是使得高層建筑具有良好的使用性能，并且能夠最大限度的降低工程的施工造價(jià)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的統(tǒng)一。

高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的受力性和適用性，在現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)用非常廣泛。隨著高層建筑的快速增長(zhǎng)，對(duì)框剪結(jié)構(gòu)的合理選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于節(jié)約施工建設(shè)的成本來(lái)說(shuō)也具有一定的指導(dǎo)意義。當(dāng)前的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》中對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)選型，尤其是對(duì)于合理布置結(jié)構(gòu)還沒(méi)有形成一個(gè)明確的規(guī)定，這樣就為高層框剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了更為充足的設(shè)計(jì)理由。

二 高層建筑框剪結(jié)構(gòu)選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施分析

高層建筑框剪結(jié)構(gòu)在選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要注意很多事項(xiàng)，例如影響剪力墻用量的因素和相應(yīng)的確定方法、剪力墻的截面尺寸大小以及剪力墻的平面設(shè)計(jì)等相關(guān)因素，下面本文就對(duì)這幾點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

（一）影響剪力墻用量的要素分析

在高層建筑框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要滿(mǎn)足位移角限值的要求，還要充分的發(fā)揮該結(jié)構(gòu)中各抗側(cè)力構(gòu)件的作用，以此來(lái)保證建筑的穩(wěn)定性和安全性。在設(shè)計(jì)中，因?yàn)榧袅κ强蚣艚Y(jié)構(gòu)中的主要抗側(cè)力構(gòu)件，所以剪力墻的用量和框剪結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系，在設(shè)計(jì)中需要按照分散、均勻、對(duì)稱(chēng)和周邊的原則進(jìn)行。分散就是剪力墻的設(shè)計(jì)需要考慮到地震力分散作用在相等的多片剪力墻上，以避免地震集中造成剪力墻的破壞；均勻就是要同方向的各片剪力墻需要均勻的布置在建筑平面的每一個(gè)區(qū)域內(nèi)，并且要保證每道剪力墻的承受水平力不能夠超過(guò)總體水平力的40%；對(duì)稱(chēng)指的是剪力墻要最大限度的對(duì)稱(chēng)布置，以減弱地震時(shí)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；周邊就是要保證剪力墻沿著結(jié)構(gòu)的周邊進(jìn)行布置，以此來(lái)提升結(jié)構(gòu)的整體抗扭能力。

其次影響剪力墻用量的因素就是地震等級(jí)的大小。結(jié)構(gòu)總水平地震作用將會(huì)隨著剪力剛度的增加而增加。剪力墻增多，結(jié)構(gòu)剛度增大，地震作用就會(huì)越強(qiáng)。為了能夠發(fā)揮框剪結(jié)構(gòu)的特性，剪力墻承擔(dān)的地震傾覆力矩值需要大于地震總傾覆力矩值的50%。剪力墻不能夠無(wú)限制的增加，需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足底部一般剪力的要求。當(dāng)?shù)卣鹆^(guò)大的時(shí)候需要適當(dāng)?shù)臏p少剪力墻用量。

在剪力墻用量的設(shè)計(jì)中還需要考慮到抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地土、近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)的影響以及結(jié)構(gòu)側(cè)移限值的影響等多個(gè)方面，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要認(rèn)真考慮各種因素，要在滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的位移限值條件下減少剪力墻的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和穩(wěn)定效果的統(tǒng)一。

（二）剪力墻的平面設(shè)計(jì)

通常來(lái)講，剪力墻需要沿著縱橫兩個(gè)方向布置，否則將會(huì)造成建筑物平面兩個(gè)方向的剛度差異較大，增加了建筑物的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。剪力墻在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量的設(shè)置在豎向荷載較大的地方，平面形狀變化處或者是樓梯間、電梯和管道井的位置。當(dāng)剪力墻不能夠在結(jié)構(gòu)縱橫兩個(gè)方向進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要在剛度較弱的方向采用壁式框架等抗側(cè)力構(gòu)件以拉近兩個(gè)方向在水平力作用下的位移值。

（三）剪力墻的截面尺寸確定

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻需要有邊緣的約束構(gòu)件，即邊框柱和邊框梁。根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，抗震要求的一二級(jí)剪力墻的底部加強(qiáng)部位的厚度要在200毫米以上，并且不能夠小于層高或者是無(wú)支長(zhǎng)度的十六分之一，其他的情況下要在滿(mǎn)足不小于160毫米的基礎(chǔ)上還需要小于層高或者是無(wú)支長(zhǎng)度的二十分之一。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要嚴(yán)格的按照規(guī)定進(jìn)行，保證設(shè)計(jì)的順利完成。對(duì)于框剪結(jié)構(gòu)的邊框梁的寬度來(lái)講，需要和墻的厚度保持一致，高度可以為厚度的兩倍。

（四）框剪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在對(duì)框剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)框架和剪力墻分別進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需要遵循以下步驟。首先要進(jìn)行初始選型，確定之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，分析完成之后需要根據(jù)實(shí)際的情況，并結(jié)合自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行收斂性判斷和可行性判斷，確定之后再進(jìn)行施工建設(shè)。需要注意，根據(jù)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的計(jì)算結(jié)構(gòu)分別對(duì)框架柱、框架梁和樓板結(jié)構(gòu)實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)。

剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)則包括最優(yōu)厚度設(shè)計(jì)和設(shè)置位置設(shè)計(jì)。對(duì)于框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻抗側(cè)移構(gòu)件的水平截面面積進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要在水平地震的租用下保證結(jié)構(gòu)水平側(cè)移值最大程度的接近相關(guān)規(guī)定中的最大側(cè)移值。在所有優(yōu)化設(shè)計(jì)完成之后再將框架結(jié)構(gòu)計(jì)算得出的尺寸和剪力墻構(gòu)件的最優(yōu)厚度進(jìn)行重新組合，形成新的框剪結(jié)構(gòu)體系，對(duì)其結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行分析，并且按照得到的結(jié)果對(duì)框剪結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)行重新的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

三 抗震概念設(shè)計(jì)思想在該結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

通常來(lái)說(shuō)，高層建筑框剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)體現(xiàn)為抗震設(shè)計(jì)，在抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，概念設(shè)計(jì)思想十分關(guān)鍵。概念設(shè)計(jì)就是通過(guò)對(duì)建筑物的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制之后，再選用體型較為簡(jiǎn)單、平面對(duì)稱(chēng)性良好、抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)的方案來(lái)設(shè)計(jì)出抗震性能良好的建筑，以保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性。

框剪結(jié)構(gòu)的本身就是抗震概念設(shè)計(jì)的一個(gè)重要體現(xiàn)，因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置十分靈活，能夠滿(mǎn)足使用的功能要求，并且是主要豎向受力構(gòu)件。除此之外，框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于連梁的設(shè)計(jì)也充分的體現(xiàn)了這一設(shè)計(jì)思想。在小震和風(fēng)荷載的作用下，連梁能夠起到聯(lián)系墻肢并且增大剪力墻側(cè)向剛度的作用；在中震的作用下，連梁需要先出現(xiàn)彎曲裂縫，之后通過(guò)塑性耗能減小墻肢在地震作用下的受損程度。

結(jié)束語(yǔ)：在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，框剪結(jié)構(gòu)以其優(yōu)勢(shì)獲得了較為廣泛的應(yīng)用空間，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)于框剪結(jié)構(gòu)的選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。本文就以高層建筑框剪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)為中心，從結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性、選型和設(shè)計(jì)措施以及抗震概念設(shè)計(jì)思想的應(yīng)用三個(gè)方面進(jìn)行了分析論述，希望對(duì)于今后的高層建筑框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一定的幫助作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張成秀 淺談高層建筑的框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建材發(fā)展導(dǎo)向，2012年第18期

[2] 劉重光 淺談高層建筑框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 城市建設(shè)理論研究，2012年第29期

[3] 石健 高層建筑框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討 廣東建材，2007年第12期

篇4

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU973+.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-0038（2015）52-0107-02

作者簡(jiǎn)介：李駿如（1975-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的工作

在經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，人們的生活需求不斷變化，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，高層和超高層建筑業(yè)隨之誕生，很大程度上反應(yīng)出國(guó)家建筑科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高[1]。人口密度不斷增長(zhǎng)的過(guò)程中，高層建筑成為當(dāng)今城市建設(shè)的主要趨勢(shì)，也代表著城市現(xiàn)代化水平。為了提高高層建筑的抗震性和經(jīng)濟(jì)性，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者開(kāi)展了對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的研究。針對(duì)同一建筑，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的差異會(huì)由于結(jié)構(gòu)墻體布置的不同而不同，主要影響因素為混凝土用量和鋼材量。

1高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)

高層建筑需要保持較高的穩(wěn)定性，在承受梁內(nèi)所有重力載荷的同時(shí)，必須要承受外界風(fēng)力和地震的影響，避免出現(xiàn)過(guò)大的振動(dòng)和水平位移，保證建筑內(nèi)的裝飾和填充墻等完好無(wú)損，為居住者提供舒適安全的環(huán)境。高層建筑結(jié)構(gòu)同時(shí)承受水平和垂直載荷，在低層結(jié)構(gòu)中，水平位置的載荷較小，通常情況下可以忽略不計(jì)。在高層結(jié)構(gòu)中，水平位置的載荷和地震都會(huì)對(duì)建筑造成影響，成為共同的控制因素。在建筑物高度不斷增加的同時(shí)，水平載荷的位移也將發(fā)生變化，因此在高層在高層建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須綜合考慮建筑的承載能力和抗側(cè)剛度，對(duì)水平位置的載荷進(jìn)行有效控制。在水平力作用下，剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)側(cè)向變形。剪力墻結(jié)構(gòu)在垂直方向上可以承受較大的載荷，在水平方向上也可以承受較大的載荷，整體性較高，側(cè)向剛度較大，在水平力作用下，發(fā)生的位移較小，在不采用梁柱等外凸裝置的情況下，提高了房?jī)?nèi)布局的合理性，但是無(wú)法提供更大的住宅空間，結(jié)構(gòu)延性存在一定的缺陷。建筑物的地下室有多層時(shí)，需要采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)置科學(xué)的過(guò)渡層，保證框架-剪力墻結(jié)構(gòu)向剪力墻結(jié)構(gòu)良好過(guò)渡。剪力墻結(jié)構(gòu)在水平方向和垂直方向上承受的載荷均較大，可以廣泛應(yīng)用于高層建筑，主要應(yīng)用于以小房間為主的住宅，例如賓館、公寓等。賓館中需要較大的空間時(shí)，將其設(shè)置在另外的建筑單元中。為了滿(mǎn)足不同方向水平力的要求，針對(duì)矩形平面，往往將剪力墻設(shè)置在縱橫兩個(gè)方向上，針對(duì)圓形平面，剪力墻設(shè)置在沿徑向位置和環(huán)向位置上，針對(duì)三角形平面，剪力墻結(jié)構(gòu)沿三個(gè)主軸方向設(shè)置[2]。

2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算的優(yōu)化方法

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

剪力墻結(jié)構(gòu)中的空間結(jié)構(gòu)，一般沿主軸方向形成雙向布置，如果剪力墻有抗震需求，需要保證多個(gè)方向的布置，使多個(gè)方向上的抗側(cè)剛度相同，提高建筑物的空間工作性能。剪力墻具有較高的抗側(cè)剛度和承載力，為了充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)的性能，減輕結(jié)構(gòu)重量，需要結(jié)合具體建筑增大剪力墻結(jié)構(gòu)的可利用空間，合理控制墻體的布置密度，保證墻體結(jié)構(gòu)具有良好的側(cè)向剛度。在設(shè)計(jì)剪力墻墻肢截面的過(guò)程中，應(yīng)秉持一定的規(guī)則，豎向剛度保持均勻，剪力墻結(jié)構(gòu)的門(mén)窗洞口上下對(duì)其，在垂直方向上成列布置，保證墻肢和連梁的準(zhǔn)確性，另外，需要提高應(yīng)力分布的均勻性，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，提高設(shè)計(jì)的安全性和可靠性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，保證墻肢剛度相同，如果剪力墻結(jié)構(gòu)的洞口出現(xiàn)錯(cuò)?或者疊合的情況，必須將墻內(nèi)配筋設(shè)置成框架形式[3]。如果剪力墻結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，必須開(kāi)設(shè)合適的洞口，將剪力墻分割成長(zhǎng)度均勻的墻段，利用弱連梁將不同墻段連接起來(lái)，為了避免剪力墻結(jié)構(gòu)引發(fā)剪切破壞，不同的獨(dú)立墻段的總高度必須為界面高度的2倍以上。在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果小墻肢截面的高度小于墻厚度的4倍，應(yīng)設(shè)置合理的框架柱，并對(duì)框架柱的加密區(qū)進(jìn)行全高加密。由于剪力墻結(jié)構(gòu)平面內(nèi)具有較大的承載力和剛度，而平面外剛度和承載力較小，因此為了提高剪力墻結(jié)構(gòu)平面外的穩(wěn)定性，必須對(duì)剪力墻平面外的彎矩進(jìn)行控制。如果剪力墻結(jié)構(gòu)和平面外的樓面梁連接時(shí)，必須避免梁端彎矩對(duì)墻體造成的影響。由于結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度會(huì)受到剪力墻布置方式的影響，因此一般都會(huì)將剪力墻自下而上布置，同時(shí)在垂直方向山給改變墻體的厚度和混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，或者可以減少一部分墻肢，減小側(cè)向剛度。必須注意到剪力墻結(jié)構(gòu)如果沿垂直位置不連續(xù)，將導(dǎo)致剛度突變，影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果。剪力墻設(shè)計(jì)過(guò)程中，先結(jié)合實(shí)際工程對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，符合層間位移、周期比等指標(biāo)的要求，確定出剪力墻厚度，結(jié)合建筑的抗震需求，滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求。

2.2計(jì)算優(yōu)化

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，如果剪力墻就結(jié)構(gòu)的剛度較大，將不能滿(mǎn)足層間位移的要求，結(jié)合樓層的最小剪力系數(shù)，保證計(jì)算結(jié)果接近規(guī)定值?？刂坪媒Y(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的自振周期之比符合要求?？紤]地震影響的過(guò)程中，高層建筑豎向構(gòu)件的最大水平位移在樓層平均值的1.2倍以下，同時(shí)保證剪力墻連梁和底部加強(qiáng)區(qū)的軸壓比滿(mǎn)足要求。在調(diào)整樓層最小剪力系數(shù)的過(guò)程中，減少剪力墻的布置，保證結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度滿(mǎn)足要求，使樓層的最小建立系數(shù)達(dá)到規(guī)范限值。減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震的影響，降低工程造價(jià)。在最大層間最大位移和層高之比調(diào)整的過(guò)程中，充分考慮樓間的彎曲變形，在高層建筑匯總盡可能將扭轉(zhuǎn)變形控制在最小，結(jié)合層間位移的特點(diǎn)，增強(qiáng)豎向構(gòu)件的剛度。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，不可盲目增加豎向構(gòu)件的剛度，必須注意實(shí)際結(jié)構(gòu)的剪重比，如果剪重比較大，必須先減小對(duì)應(yīng)一側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度，減小地震作用的同時(shí)，提高結(jié)構(gòu)的整體效果[4]。

3應(yīng)用實(shí)例

3.1工程概況

某高層建筑總高度52.6m，共18層，層高2.9m，建筑面積6500m2，基本地震加速度值為0.20g，抗震設(shè)防烈度Ⅷ度，基本風(fēng)壓為0.55kN/m2，采用二級(jí)剪力墻結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30~C25，鋼筋梁強(qiáng)度HRB400，鋼筋板強(qiáng)度HPB235。

3.2結(jié)構(gòu)布置

原結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻結(jié)構(gòu)的布置未優(yōu)化前采用純剪力墻結(jié)構(gòu)，墻肢底部加強(qiáng)部位寬度為250mm，底部以上寬度200mm，利用SATWE方法計(jì)算后發(fā)現(xiàn)該剪力墻的利用率較低，底層墻肢軸壓比為0.35~0.40之間，將結(jié)構(gòu)位移控制在1.2以?xún)?nèi)，結(jié)構(gòu)周期和位移角較小，整體剛度較強(qiáng)。結(jié)合實(shí)際工程的特點(diǎn)，對(duì)主要的問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。優(yōu)化前和優(yōu)化后的剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)比后可以看出，原結(jié)構(gòu)攻讀較大，層間位移不足，優(yōu)化后的機(jī)構(gòu)剛度適宜，分布也較為均勻，位移角和位移比均有所增加，在結(jié)構(gòu)布置和墻肢長(zhǎng)度的調(diào)整過(guò)程中，將底層軸壓比控制在0.50以下，使得剪力墻成分發(fā)揮出較高的承載力和剛度，優(yōu)化后的成根本明顯低于優(yōu)化前。

4結(jié)束語(yǔ)

剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑的應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)計(jì)階段的成本控制影響著后期的施工成本，項(xiàng)目設(shè)計(jì)一般都存在較大的優(yōu)化空間，在建筑領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅可以節(jié)約能源，還可以提高建筑物本身的性能。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中可以降低成本造價(jià)，增大建筑的應(yīng)用空間，值得在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]王艷軍.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)淺析[J].山西建筑，2010，36（5）：73.

[2]黎星才.高層剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)分析[J].新建設(shè)：現(xiàn)代物業(yè)上旬刊，2011，12（8）：200.

[3]林小楊.淺談高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].河南大學(xué)，2015，12（3）：74.

篇5

關(guān)鍵詞：高層住宅；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

Abstract: with the improvement of people's living standard, housing is not only a shelter, rest, but also for people to enjoy life place. Now, the construction of residential design of increasingly high demand, optimizing the structure design of high-rise residential buildings, not only can improve the degree of safety, but also can reduce the engineering cost, construction cost savings. Several suggestions are put forward to optimize the design of high-rise residential buildings in this paper, we hope to help design personnel.

Key words: high-rise building; structure; optimization design

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

高層住宅結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是指對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分析，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，目的是在設(shè)計(jì)滿(mǎn)足國(guó)家相關(guān)建設(shè)法規(guī)的前提下，提高建筑物的技術(shù)質(zhì)量，降低總成本，使投資利益最大化，并且能保證建筑物抗震性能和安全性。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是對(duì)設(shè)計(jì)再次分析，再次加工的過(guò)程。盡量使住宅結(jié)構(gòu)剛度適中、整體結(jié)構(gòu)布局均衡，從而減小構(gòu)件在外力影響下的變形或者破壞，達(dá)到既美觀又兼顧抗震的效果，這是高層住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)。

在高層住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，每一道工序都要精心設(shè)計(jì)，做到計(jì)算合理準(zhǔn)確，方案合理可行，本文對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化存在的問(wèn)題進(jìn)行分析并提出幾點(diǎn)可行建議。

1高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

多層建筑和高層建筑橫向和豎向的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)基本原理是相同的，但是建筑高度越高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越復(fù)雜，這也是建筑界正在努力解決的問(wèn)題之一。住宅結(jié)構(gòu)越高，就要求有截面較大的柱子或者墻來(lái)承受豎向壓力，這對(duì)建筑材料的要求比較高。另外，住宅結(jié)構(gòu)越高，水平力所產(chǎn)生的剪切變形和傾覆力矩就要大得多，而且水平荷載產(chǎn)生的響應(yīng)并不是線(xiàn)性的，而是隨著高度增加而迅速增大。高層建筑與低層建筑結(jié)構(gòu)有著很大差異，需要考慮的因素也很多，例如共振、扭轉(zhuǎn)、水平側(cè)向位移等。

1.2 高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響因素

住宅越高，建筑結(jié)構(gòu)的安全性就越來(lái)越要重視，設(shè)計(jì)中要考慮的因素也就增多，主要影響因素有水平荷載、側(cè)向位移、結(jié)構(gòu)延性等。

(1) 水平荷載。水平荷載包括風(fēng)荷載和地震作用。一般來(lái)說(shuō)，垂直方向的荷載只與樓房高度有關(guān)，但是水平方向的受力情況卻比較復(fù)雜。例如，風(fēng)荷載的大小和建筑物所在地的地貌及周?chē)h(huán)境有關(guān)，與建筑物本身高度、形狀及表面狀況有關(guān)；地震作用同場(chǎng)地類(lèi)別及本地區(qū)抗震設(shè)防烈度有關(guān)。所以水平荷載是影響住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素。

(2) 側(cè)向位移限制和舒適度要求。在正常使用條件下，高層住宅結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)并且應(yīng)有足夠的剛度，避免產(chǎn)生過(guò)大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用條件。過(guò)大的側(cè)向位移會(huì)使主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫甚至破壞，會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，會(huì)使人不舒服影響正常使用。所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要注意在水平荷載作用下的側(cè)移要控制在要求范圍之內(nèi)。

(3) 結(jié)構(gòu)延性。高層住宅建筑在地震作用下允許結(jié)構(gòu)某些部位進(jìn)入屈服狀態(tài)，形成塑性鉸。這時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段，結(jié)構(gòu)可以通過(guò)塑性變形耗散地震能量，同時(shí)必須保證結(jié)構(gòu)的承載能力，結(jié)構(gòu)不能破壞，這種性能稱(chēng)為結(jié)構(gòu)延性。延性越好，抗震能力越強(qiáng)，要特別注意在構(gòu)造上采取合適的措施，保證住宅的安全。

2高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 選擇設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案

進(jìn)行高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，首先要進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的選擇。結(jié)構(gòu)方案的好壞決定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)于同一個(gè)建筑設(shè)計(jì)要求，其結(jié)構(gòu)方案往往是不唯一的，但是不同的設(shè)計(jì)方案會(huì)影響工程質(zhì)量和工程造價(jià)，在設(shè)計(jì)時(shí)，一定要選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

首先，根據(jù)相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的規(guī)定來(lái)完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案總體要求，處理好建筑與結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的最佳受力狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)形式盡可能簡(jiǎn)單明確，具有足夠的承載力，良好的延性和剛度。

其次，要保持結(jié)構(gòu)的安全可靠。應(yīng)該仔細(xì)考慮每一個(gè)構(gòu)件，使各個(gè)構(gòu)件能夠相互協(xié)調(diào)，發(fā)揮最大功能，保證設(shè)計(jì)目標(biāo)水準(zhǔn)，使結(jié)構(gòu)既經(jīng)濟(jì)又安全。

再次，要盡量避免或者減小外力作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。因?yàn)榈挚古まD(zhuǎn)效應(yīng)所需要的材料用量很大，而且結(jié)構(gòu)也會(huì)很復(fù)雜，會(huì)提高工程造價(jià)，不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)惠。

最后，要積極與建筑專(zhuān)業(yè)進(jìn)行溝通。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者往往對(duì)建筑做法和材料不是很了解，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案時(shí)，要與建筑師進(jìn)行交流，聽(tīng)取他們提出的建議，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要充分理解結(jié)構(gòu)概念，真實(shí)客觀地進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)反復(fù)優(yōu)化、修改，最后設(shè)計(jì)出質(zhì)量最安全，造價(jià)最經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案。

2.2 設(shè)計(jì)優(yōu)化

在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

(1) 正確認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性。

現(xiàn)在房地產(chǎn)已經(jīng)是一個(gè)大產(chǎn)業(yè)，人們對(duì)住宅要求也越來(lái)越高，而作為投資方，追求的是利益的最大化，進(jìn)行住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，不但可以有效降低總成本，還可以使建筑結(jié)構(gòu)更美觀安全，更經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)省材料，從而降低工程造價(jià)。

(2) 設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。

設(shè)計(jì)時(shí)，首先要進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)分析，主要由豎向抗側(cè)力構(gòu)件構(gòu)成，包括框架、剪力墻、筒體等。主要分析他們的受力狀態(tài)，使構(gòu)件充分利用起來(lái)。在進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)，不能盲目地依賴(lài)計(jì)算機(jī)，還要結(jié)合工程師的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，選擇合適的計(jì)算參數(shù)，經(jīng)過(guò)多次計(jì)算比較，找到最佳參數(shù)值。

其次是根據(jù)住宅結(jié)構(gòu)平面，分析豎向荷載和水平荷載，根據(jù)實(shí)際情況，合理布置構(gòu)件，選用合適材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和內(nèi)力分析，根據(jù)分析結(jié)果適當(dāng)調(diào)整結(jié)構(gòu)形式。此外，還要進(jìn)行可行性判斷，對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行內(nèi)力分析，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提下，校驗(yàn)可行性；如果不可行，就要調(diào)整設(shè)計(jì)方案，直到方案可行為止。

(3) 地基處理的優(yōu)化。高層住宅建筑更要注重地基的處理，否則將前功盡棄，在選擇地基時(shí)，要選擇地質(zhì)條件不復(fù)雜，容易施工的地質(zhì)，因?yàn)榈刭|(zhì)條件越復(fù)雜，地基處理的造價(jià)越高，而選擇相對(duì)簡(jiǎn)單的地質(zhì)條件，不僅可以降低地基處理的成本，地基安全度也會(huì)增加，從而降低工程造價(jià)，提高工程性?xún)r(jià)比。

(4) 進(jìn)行建筑材料的優(yōu)化。優(yōu)化建筑材料目的就是花盡量少的錢(qián)，做到經(jīng)濟(jì)安全、符合設(shè)計(jì)要求工程。這就要求在選擇建筑材料時(shí)，要合理利用材料性能，根據(jù)不同的需求來(lái)選擇不同的材料。實(shí)際上，因材料選擇不當(dāng)造成浪費(fèi)的情況很多，設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮這些因素。

3結(jié)論

高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠有效降低工程造價(jià)，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，不僅能讓建筑物安全實(shí)用，又能使其經(jīng)濟(jì)美觀，舒適。所以進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)至關(guān)重要，實(shí)際設(shè)計(jì)中，要結(jié)合實(shí)際情況和具體條件來(lái)靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既安全又經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：

篇6

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

Abstract: Pay attention to the design optimization of high-rise shear wall structure design. In this paper, the optimization design of shear wall structure of starting, analysis of several problems needing attention in design, finally put forward the optimization measures of shear wall structure design of high-rise building.

Key words: high-rise; shear wall structure; optimization design

中圖分類(lèi)號(hào)：TU2

1 剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)一般承受水平力、豎向力的能力較大，橫向剛度也大，可建造的建筑與框架結(jié)構(gòu)相比層數(shù)更高、更多。因此，設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)，應(yīng)根據(jù)各型墻體的特點(diǎn)，并與實(shí)際的工程背景相結(jié)合，對(duì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化進(jìn)行認(rèn)真研究是有必要的。對(duì)于結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是技術(shù)合理、安全可靠且經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要優(yōu)良。剪力墻布置數(shù)量、位置及其層數(shù)與抗震強(qiáng)度等是優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

1.1 結(jié)構(gòu)布置

剪力墻盡可能布置在結(jié)構(gòu)周邊護(hù)墻位置，在結(jié)構(gòu)中部宜減少剪力墻的布置量，且各墻肢布置時(shí)應(yīng)考慮如何減少邊緣構(gòu)件獲得滿(mǎn)足規(guī)范要求的抗側(cè)、抗扭剛度。在布置剪力墻時(shí)，應(yīng)考慮剪力墻連續(xù)轉(zhuǎn)折及小墻垛布置對(duì)邊緣構(gòu)件的影響，在水平力的作用下，可以按照懸臂構(gòu)件來(lái)計(jì)算整體墻的截面彎矩和剪力，剪力墻的布置數(shù)量及其組合形式與結(jié)構(gòu)總體剛度關(guān)系密切。

1.2 洞口設(shè)置

對(duì)于小開(kāi)口的整體墻，因洞口的影響，墻肢間不是直線(xiàn)應(yīng)力分布，但偏離不大，在整體墻計(jì)算方法的基礎(chǔ)上可加以修正，在對(duì)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能避免在洞口與墻邊或兩個(gè)洞口之間形成墻肢截面高度與厚度的比要小于 4 的小墻肢。

1.3 剪力墻的構(gòu)造措施

剪力墻的特點(diǎn)是平面外剛度及承載力相對(duì)很小，而平面內(nèi)剛度及承重力大，因此剪力墻平面外的彎矩應(yīng)有所控制；抗震墻結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足墻肢軸壓比限值界線(xiàn)值時(shí)可按規(guī)定設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件，一般剪力墻墻體配筋要求是水平鋼筋放在外側(cè)，豎向鋼筋放在內(nèi)側(cè)；剪力墻頂部設(shè)置暗梁，以便連梁、框架梁縱筋及剪力墻豎向鋼筋錨固，按構(gòu)造要求配置縱筋和箍筋。

1.4 剪力墻結(jié)構(gòu)方案的選擇

在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，方案階段的優(yōu)化影響大約占到百分之七十，由此看來(lái)，在方案階段應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)形式的合理性與經(jīng)濟(jì)性，并使建筑功能與結(jié)構(gòu)布置結(jié)合，對(duì)工程實(shí)施的順利進(jìn)行是有著重要作用的。合適的結(jié)構(gòu)體系的選擇，在方案階段可以控制總體成本，對(duì)于層數(shù)較小的高層住宅（比如在 20 層以下），可采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系，若 20 層以下的高層住宅采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因各墻肢軸壓比較小，墻體配筋為構(gòu)造配筋，墻體承載能力就不能發(fā)揮出來(lái)，工程費(fèi)用也相對(duì)有所提高，解決以上不足之處可采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)；超過(guò) 20 層的建筑物結(jié)構(gòu)最好還是采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻，如若采用短肢剪力墻體系，結(jié)構(gòu)就會(huì)較柔，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移和層間位移規(guī)范要求就不一定能夠得到滿(mǎn)足，底部剪力系數(shù)也偏低，就會(huì)造成不安全的結(jié)構(gòu)。有時(shí)在采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)的剛度過(guò)大可以采用在墻肢上開(kāi)孔，或者將窗臺(tái)改成磚砌結(jié)構(gòu)等措施進(jìn)行調(diào)整。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的原則

剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好，水平荷載作用下側(cè)向變形也小，剪力墻的設(shè)計(jì)計(jì)算是考慮水平和豎向作用下進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析，梁進(jìn)行框架剪力墻調(diào)整與不調(diào)整兩次計(jì)算，有選擇的進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。剪力墻連梁的跨高比不應(yīng)小于 2.5，否則很容易出現(xiàn)剪力和彎矩超過(guò)規(guī)范限值，調(diào)整后的連梁彎矩、剪力設(shè)計(jì)值不應(yīng)低于使用狀況值，也不應(yīng)低于比設(shè)防烈度低一度的地震組合所得的彎矩設(shè)計(jì)值，否則會(huì)造成危險(xiǎn)；剪切變形的控制以豎向構(gòu)件的多少來(lái)決定，高層建筑應(yīng)盡量減少扭轉(zhuǎn)變形，但也不能只根據(jù)這些層間位移而不加分析地盲目增加豎向構(gòu)件的剛度，在工程實(shí)際設(shè)計(jì)中，可能有些設(shè)計(jì)人員一看到某一方向?qū)娱g位移的規(guī)范要求不能滿(mǎn)足，就會(huì)不斷地增加該項(xiàng)的側(cè)向剛度；樓板在自身平面內(nèi)的剛度可視為無(wú)限大，而在平面外的剛度很小，可以忽略；根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型與受力情況，對(duì)剪力墻兩端及洞口兩側(cè)的加強(qiáng)邊緣，按墻肢在重力荷載代表值作用下墻肢軸壓比的界線(xiàn)及加強(qiáng)部位要求可分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)將結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件盡可能沿建筑周邊布置，降低結(jié)構(gòu)中間構(gòu)件的剛度，這樣不但可提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，也能夠大幅度提高結(jié)構(gòu)的整體剛度；隔墻盡可能采用輕質(zhì)墻體，以減輕荷載，較小地震作用，減低基礎(chǔ)造價(jià)，高層或超高層剪力墻結(jié)構(gòu)樓層連梁及框架梁內(nèi)力及配筋隨高度的變化較大，因此建議適當(dāng)選擇合并樓層數(shù)，這樣可以節(jié)約用鋼量。

3、設(shè)計(jì)中需注意的幾個(gè)問(wèn)題

（1）在運(yùn)用軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整軟件的各項(xiàng)參數(shù)及簡(jiǎn)化模型，使其最大限度地反映實(shí)際工程的情況，盡可能地使其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際模型相一致。了解各參數(shù)的實(shí)際意義，合理設(shè)置各參數(shù)。對(duì)于整體性系數(shù)較大的短肢墻，應(yīng)盡可能使其肢強(qiáng)系數(shù)小，這樣的結(jié)構(gòu)在水復(fù)荷載作用下耗能能力強(qiáng)；（2）工程設(shè)計(jì)不能盲目依賴(lài)計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果，更不能因某一部分的計(jì)算結(jié)果有誤差就全盤(pán)否定計(jì)算軟件，只有在實(shí)踐中逐步了解軟件并在工作中避免其產(chǎn)生誤差，這樣才能使我們的設(shè)計(jì)更安全，更合理；（3）要充分利用梁、墻等構(gòu)件可任意偏心布置的特點(diǎn)，盡可能避免近距離的軸線(xiàn)和節(jié)點(diǎn)，提高計(jì)算精度。如節(jié)點(diǎn)距離過(guò)近，可能會(huì)引起后面計(jì)算出錯(cuò)，同時(shí)應(yīng)注意構(gòu)件偏心布置時(shí)偏心不能太大，尤其不能跨節(jié)點(diǎn)或軸線(xiàn)；（4）SAT-WE 程序中，在各種抗震等級(jí)下，墻的內(nèi)力放大系數(shù)均是隱含值，但作為設(shè)計(jì)者，應(yīng)清楚這些系數(shù)的取值；（5）合理確定連梁和墻肢的強(qiáng)度，要確保連梁的屈服先于墻肢的屈服。和框架結(jié)構(gòu)一樣，短肢剪力墻的設(shè)計(jì)也要遵循強(qiáng)肢弱梁、強(qiáng)剪繼彎的原則；（6）對(duì)由軟件計(jì)算的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分析與判斷；（7）在進(jìn)行短肢剪墻結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)時(shí)，必須要重視概念設(shè)計(jì)，使房屋各項(xiàng)指標(biāo)都滿(mǎn)足“抗震規(guī)范”及“高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”的要求。

4 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化其它措施

4.1 施工過(guò)程應(yīng)注意的問(wèn)題

在框架結(jié)構(gòu)中框架梁及與框架柱相連的其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力筋都要錨入框架柱內(nèi)并滿(mǎn)足錨固長(zhǎng)度；在一定條件下抗震墻本身可以具有較好的延性和耗能能力，但是這種延性和耗能能力需要靠剪力墻自身分布鋼筋的合理配置才能實(shí)現(xiàn)；施工過(guò)程設(shè)置邊緣構(gòu)件目的是增加結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

4.2 控制建筑結(jié)構(gòu)成本的措施

暗柱、梁、板采用高強(qiáng)鋼筋，以減少計(jì)算配筋量，墻體荷載可以扣除，明確建筑使用功能以確定活荷載，去掉不必要的荷載。配筋應(yīng)以滿(mǎn)足計(jì)算及規(guī)范建議的最小配筋率就可以，但是地下部分的墻體配筋應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，框架和剪力墻共同承擔(dān)外部荷載時(shí)，二者間為保持變形協(xié)調(diào)還存有相互的作用。

4.3 連梁優(yōu)化設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)調(diào)整后的連梁應(yīng)確保其彎矩、剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)不小于使用階段實(shí)際值，也不應(yīng)低于設(shè)防烈度低一度的地震組合所得的彎矩設(shè)計(jì)值，以防止在正常使用時(shí)而產(chǎn)生裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全。對(duì)于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其本身的剛度與質(zhì)量不宜過(guò)大，一般可通過(guò)水平力作用下精確的空間分析來(lái)檢查轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角是否基本均勻。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)關(guān)注設(shè)計(jì)優(yōu)化，通過(guò)調(diào)整概念設(shè)計(jì)理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)原則及一系列合理的技術(shù)措施，才能保證高層建筑的安全、經(jīng)濟(jì)，滿(mǎn)足全民的住房需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳耀. 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析探討[J].福建建材.2011(07)

[2] 王艷軍. 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)淺析[J].山西建筑.2010(02)

篇7

【關(guān)鍵詞】：高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化；

中圖分類(lèi)號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一．引言

國(guó)家土地政策和住宅產(chǎn)業(yè)政策在經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)下有了很大的調(diào)整,這就在一定程度上擴(kuò)大了我國(guó)的房地產(chǎn)事業(yè)，拓寬了我國(guó)的房地產(chǎn)市場(chǎng)，使得它不斷朝著高空化的路線(xiàn)發(fā)展。最普遍的住宅形式就是所謂的高容積率的高層住宅小區(qū)。對(duì)于高層住宅來(lái)說(shuō)，他們的結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜多樣, 存在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最好的結(jié)構(gòu)，那便是鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在高層住宅建設(shè)過(guò)程中成為了最主要的建筑結(jié)構(gòu)形式?？刂平Y(jié)構(gòu)成本是房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商必須考慮的關(guān)鍵問(wèn)題，所以在多數(shù)情況下，他們都會(huì)在設(shè)計(jì)合同或合同附件里對(duì)此提出要求。不僅如此，我們還必須要確保結(jié)構(gòu)安全及建筑使用功能，這是個(gè)前提條件。只有做到讓有限的材料資源成功配置到能充分發(fā)揮其作用的關(guān)鍵部位,才能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的能力。由此看來(lái)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)迫在眉睫,我們必須要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)水平，提高能力。努力做到經(jīng)濟(jì)合理是我們目前的主要任務(wù)，也是結(jié)構(gòu)工程師關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。

二．高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

（一）剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)及優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義

在實(shí)際的施工中，高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)所采用的結(jié)構(gòu)可分為好幾類(lèi)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)。但有些建筑結(jié)構(gòu)在高層建筑中幾乎不采用它們。比如砌體材料有著較低的抗拉強(qiáng)度，而且它的抵抗水平荷載作用的能力以及延性都非常的差，所以一般不采用砌體結(jié)構(gòu)。

近年來(lái)，高層建筑迅猛發(fā)展，原來(lái)的框架結(jié)構(gòu)因?yàn)槁读郝吨F(xiàn)象已經(jīng)逐漸被淘汰，逐漸被剪力墻結(jié)構(gòu)替代。剪力墻是豎向構(gòu)件，有著幾十米甚至上百米的寬度，其可以承受很大水平地震力。

剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有：

①剛度大是剪力墻結(jié)構(gòu)的一大優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

同時(shí)有著不錯(cuò)的整體性，適中的鋼量；

②外觀結(jié)構(gòu)整齊是剪力墻的又一亮點(diǎn)。

讓框架結(jié)構(gòu)露梁、露柱現(xiàn)象得到很好的解決實(shí)現(xiàn)，讓承重墻數(shù)量得到降低，同時(shí)降低其成本。 剪力墻結(jié)構(gòu)這些巨大的優(yōu)點(diǎn)讓它變得非常受歡迎，甚至成為現(xiàn)在高層住宅中主要采用的結(jié)構(gòu)形式，這是剪力墻技術(shù)發(fā)展的有利時(shí)機(jī)，是我國(guó)建筑事業(yè)不斷發(fā)展，逐步與國(guó)際接軌的標(biāo)志。

但是剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中仍然存在以下幾個(gè)問(wèn)題需要我們?nèi)ソ鉀Q：

剪力墻結(jié)構(gòu)要求抗側(cè)剛度大，這就會(huì)讓上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)費(fèi)用變多，讓地震反應(yīng)也變大。其次就是它的構(gòu)延性很差。這都是需要進(jìn)一步解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。為了結(jié)構(gòu)的安全性，設(shè)計(jì)師一般會(huì)采用相對(duì)來(lái)比較保守的設(shè)計(jì)方案，那就是對(duì)結(jié)構(gòu)配筋進(jìn)一步加強(qiáng)，讓結(jié)構(gòu)剛度得到提高。剛度大的結(jié)構(gòu)一般有以下特點(diǎn)，震災(zāi)較輕，但成本會(huì)大大增加，這種方法極不合理。這個(gè)方案之所以沒(méi)有被廣泛的采納，原因在于成本太高，同時(shí)也不能真正保證結(jié)構(gòu)安全。近年來(lái)工程界加大了這方面的關(guān)注力度，更多的關(guān)注到了剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，并且給予了很大支持和鼓勵(lì)，相信對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作起到積極的推動(dòng)作用。這對(duì)于我們下一步的成本節(jié)約有著重大意義。

三．連梁超筋的處理

連梁超筋:在進(jìn)行計(jì)算分析過(guò)程里面,經(jīng)常出現(xiàn)的就是個(gè)別連梁超筋現(xiàn)象。對(duì)超筋連梁,一般采用加高連梁的方式。但是這種辦法收益不大。我們要考慮的方法是對(duì)洞口寬度的擴(kuò)大或者說(shuō)是對(duì)梁截面的減小,讓連梁的跨高比增加,一定程度上對(duì)該片聯(lián)肢墻剛度進(jìn)行減小,讓其承擔(dān)的部分地震力得到很好轉(zhuǎn)移,只有做到這樣，才可以真正做到降低連梁內(nèi)力，達(dá)到我們要求的不超筋的目的;對(duì)調(diào)整困難的梁,是可以通過(guò)可靠水平力傳遞路徑來(lái)進(jìn)行的，這樣也是可以降低梁的彎剪剛度但是卻不用減小梁截面的方法，這種方法在實(shí)際的施工過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。我們只有把每一個(gè)要點(diǎn)都處理好了，才能從根本上解決住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。處理好每一個(gè)因素所帶來(lái)的問(wèn)題都很重要，因?yàn)榻ㄖこ痰牟豢筛男?，要求我們的建筑設(shè)計(jì)師門(mén)必須重視每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，確保建筑工程合理科學(xué)保質(zhì)保量的完成。

四．控制建筑結(jié)構(gòu)成本的措施

1.目前，剪力墻結(jié)構(gòu)中填充墻采用輕質(zhì)墻體已經(jīng)得到很多設(shè)計(jì)師認(rèn)可。比如說(shuō)加氣混凝土砌塊、輕質(zhì)墻板等一系列的輕質(zhì)材料,采用這些材料做為填充墻，可以有效的減輕豎向荷載,讓地震作用降到最低最小化,從而讓我們工程建筑成本降到最低。另一種辦法是建立墻體、暗柱、梁、板可以采用高強(qiáng)鋼筋,這樣可以減少計(jì)算配筋量，進(jìn)一步減少工程造價(jià)。

2.對(duì)于很大的門(mén)、窗洞口,其墻體荷載可以進(jìn)行及時(shí)的扣除, 做好精心的荷載工作。同時(shí)明確建筑使用功能，更好的確定活荷載,才能夠合理的去掉不必要的一些荷載。

3.合理的結(jié)構(gòu)布置和精細(xì)的計(jì)算

1) 在保證豎向及水平承重符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，要做到盡量拉大剪力墻的布置間距。

2)剪力墻厚度必須要沿結(jié)構(gòu)高度均勻變化。

3)剪力墻之間要有一定的梁連接,這樣可以避免出現(xiàn)獨(dú)立懸臂墻肢及半框墻肢。

4)剪力墻的軸壓比要努力接近規(guī)范限值,這樣可以更好的減少剪力墻布置數(shù)量和結(jié)構(gòu)自重。

5) 在剪力墻布置時(shí)必須考慮剪力墻轉(zhuǎn)折及小墻垛布置對(duì)邊緣構(gòu)件的影響，這樣可以在一定程度上避免不必要的大暗柱設(shè)置。

6)連接較厚剪力墻的框架梁及連梁的寬度可以和墻不一樣,這樣的設(shè)計(jì)可以更好的實(shí)現(xiàn)建筑的功能。

7)在考慮豎向荷載的時(shí)候，各剪力墻的軸壓比要做到基本接近，這樣做可以有效避免通過(guò)連梁來(lái)調(diào)整各墻肢的軸向變形。

8)層間位移角盡量靠近規(guī)范限值。嚴(yán)格按計(jì)算結(jié)果配筋很重要，大家必須要提高重視。在模型荷載等一系列問(wèn)題都準(zhǔn)確無(wú)誤的情況下，需根據(jù)計(jì)算結(jié)果和概念設(shè)計(jì)進(jìn)行配筋工作，這樣可以更好的保證結(jié)構(gòu)的安全。

五．結(jié)束語(yǔ)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和建筑師之間要進(jìn)行密切的配合。通過(guò)具體的結(jié)構(gòu)概念知識(shí)初步確定剪力墻布置,有利于調(diào)整建筑方案中存在的不合理的問(wèn)題，能夠有效避免不規(guī)則或嚴(yán)重不規(guī)則的建筑體型出現(xiàn)。要想取得結(jié)構(gòu)優(yōu)化的成效，同時(shí)需要各專(zhuān)業(yè)之間的密切配合，以及充分的溝通交流。經(jīng)過(guò)一系列的設(shè)計(jì)優(yōu)化，才能制定出一個(gè)合理最優(yōu)的結(jié)構(gòu)布置方案。我們知道好的結(jié)構(gòu)布置重要,它會(huì)對(duì)房屋建設(shè)成本的控制起到核心的作用。相信通過(guò)我們的精心設(shè)計(jì)，一定可以得到一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案,進(jìn)而讓我們的技術(shù)更加的先進(jìn)。經(jīng)濟(jì)合理、質(zhì)量高超及滿(mǎn)足業(yè)主限額要求的設(shè)計(jì)是我們一直不懈追求的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]方鄂華.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[2]張會(huì)珍.高層住宅建筑中豎向抗側(cè)力構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)置.南昌大學(xué).2012年11月

[3]吳飛.高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.太原理工大學(xué).2012年5月.

[4]黃小燕.框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.海南大學(xué).2011年7月.

篇8

【關(guān)鍵詞】?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)高層住宅剪力墻安全經(jīng)濟(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一.前言

近年來(lái)高層住宅小區(qū)大量普及，在高層住宅的各類(lèi)結(jié)構(gòu)體系中，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)安全、使用功能、施工管理、設(shè)計(jì)成本多方面考慮其性?xún)r(jià)比及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)很好，因而成為高層住宅設(shè)計(jì)中常用的結(jié)構(gòu)形式。由于其量大面廣，如何正確處理技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，做到既保證結(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量，又節(jié)省投資，成為設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)。貫徹于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。優(yōu)化設(shè)計(jì)是在確保結(jié)構(gòu)安全及建筑使用功能的前提下，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布置、科學(xué)的計(jì)算論證、適度的構(gòu)造措施，充分發(fā)揮材料性能，合理節(jié)約造價(jià)，將有限的材料資源配置到能充分發(fā)揮其作用的關(guān)鍵部位。在不降低結(jié)構(gòu)安全的情況下，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理。高層住宅建筑剪力墻體系在各個(gè)階段的優(yōu)化目標(biāo)、措施和控制點(diǎn)如下：

二. 方案設(shè)計(jì)階段：

方案設(shè)計(jì)階段是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的首要也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，此階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師通過(guò)與建筑師應(yīng)充分溝通，對(duì)建筑的平面布置、立面造型、柱網(wǎng)布置等提出合理的建議和要求，使結(jié)構(gòu)的高度、復(fù)雜程度、不規(guī)則程度均控制在合理范圍內(nèi)，避免抗震審查不合理，為降低含鋼量爭(zhēng)取主動(dòng)權(quán)，同時(shí)避免出現(xiàn)為不合理的奇形異狀增大不必要的投資。

建筑方案合理布置應(yīng)盡量避免平面凹凸不規(guī)則或樓板開(kāi)大洞；應(yīng)控制平面長(zhǎng)寬比；應(yīng)合理設(shè)縫；應(yīng)使結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心盡量靠近以減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；在建筑豎向應(yīng)避免有過(guò)大的外挑或內(nèi)收；應(yīng)控制高寬比。以上幾點(diǎn)都是增加單位面積用鋼量，影響建筑造價(jià)的宏觀控制因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多方考慮。

在住宅平面布置時(shí)利用剪力墻的合理布置，調(diào)整平面偏心及樓層剛度，應(yīng)選擇合理對(duì)稱(chēng)、均勻的墻間距，使板、梁、墻的受力合理，以降低構(gòu)件的用鋼量。住宅中小開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)的作用不能得到充分發(fā)揮，過(guò)多剪力墻還會(huì)導(dǎo)致較大的地震作用，可考慮采用大開(kāi)間結(jié)構(gòu)體系，既節(jié)約造價(jià)，又便于建筑靈活布置。

三．初步設(shè)計(jì)階段：

在此階段主要工作是優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置，確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)。按符合結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)計(jì)算程序上機(jī)試算。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、建筑材料、設(shè)計(jì)參數(shù)、基礎(chǔ)型式等內(nèi)容的多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，選出最優(yōu)方案，整體控制含鋼量。

1.剪力墻布置優(yōu)化：

在高層剪力墻住宅建筑標(biāo)準(zhǔn)層單位面積含鋼量中，剪力墻墻身用鋼量約占45%-65% ,剪力墻邊緣構(gòu)件用鋼量約占30% - 50%(該數(shù)據(jù)為7度區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以下同)，因此剪力墻布置的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。剪力墻布置的基本原則是:盡量減少剪力墻數(shù)量，且各墻肢布置時(shí)應(yīng)考慮如何減少邊緣構(gòu)件，以期通過(guò)布置較少的抗側(cè)力構(gòu)件獲得滿(mǎn)足規(guī)范要求的抗側(cè)、抗扭剛度。具體措施如下:a.強(qiáng)周邊，弱中部原則，這樣布置可以便于提高主體結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，控制結(jié)構(gòu)的周期比與位移比，同時(shí)有利于建筑外墻防水。b.多均勻長(zhǎng)墻(長(zhǎng)度≤8m)，少短墻，通過(guò)加長(zhǎng)剪力墻墻肢長(zhǎng)度，減少剪力墻數(shù)量，使結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)剛度增加，邊緣構(gòu)件數(shù)量減少，且由于墻間距拉大，增加了建筑平而布置靈活性。 c.多L形、T形、十字形墻肢，少?gòu)?fù)雜形狀轉(zhuǎn)折在布置剪力墻時(shí)，應(yīng)考慮剪力墻連續(xù)轉(zhuǎn)折及小墻垛布置對(duì)邊緣構(gòu)件的影響，減少暗柱數(shù)量及避免設(shè)置不必要的大暗柱，因墻體轉(zhuǎn)折處必須設(shè)置暗柱。 d.多連續(xù)，少半框，應(yīng)盡量將結(jié)構(gòu)兩個(gè)方向的剪力墻通過(guò)連梁或框架梁連成整體，形成貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)寬度或長(zhǎng)度的抗風(fēng)、抗震結(jié)構(gòu)，避免獨(dú)立墻肢或半框架墻肢出現(xiàn)，這有利于增加結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度，從而以較少的剪力墻布置量來(lái)滿(mǎn)足層間位移角限值要求。e.各墻肢軸壓比宜接近：如此可避免通過(guò)連梁或框架梁來(lái)調(diào)整各墻肢的軸向變形差，使梁配筋量增大，甚至配筋困難。

2.梁板布置優(yōu)化：

應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)合理的樓蓋體系。在高層剪力墻住宅中，一般梁板的標(biāo)準(zhǔn)層單位面積含鋼量約占建筑總用鋼量的35%-55% ,所以梁板布置也不容忽視。對(duì)高層住宅，荷載一般不大，樓板絕大多數(shù)均為構(gòu)造配筋，板厚就決定了樓板用鋼量的大小，所以樓板厚度一般按撓度、裂縫及板內(nèi)設(shè)備穿管的最低要求取值，不必過(guò)厚。 樓層梁布置時(shí)，應(yīng)保證梁具有簡(jiǎn)單明確的傳力路徑，避免多重次梁、多次傳力的情況。不宜設(shè)置高連梁，建筑的洞口頂可設(shè)置后澆過(guò)梁，再砌梁上填充墻;較小跨度(3.6m以?xún)?nèi))的板上有隔墻或開(kāi)有洞口時(shí)，墻位置或洞口邊可不設(shè)置梁，可在板內(nèi)設(shè)置加強(qiáng)筋的方式予以解決，這樣可降低由于設(shè)置梁而出現(xiàn)受力復(fù)雜或設(shè)置梁構(gòu)造配筋而增加用鋼量的情況。

施工圖階段：

施工圖是工程設(shè)計(jì)的最終產(chǎn)品，是現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)施的技術(shù)文件，在此階段更要考慮結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)與其它專(zhuān)業(yè)的密切配合、精確的荷載計(jì)算、細(xì)致的模型調(diào)整，使結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)受力狀態(tài)。

1.結(jié)構(gòu)建模階段優(yōu)化：

a．采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料：隔墻盡可能采用輕質(zhì)墻體，以減輕荷載減小地震作用，降低基礎(chǔ)造價(jià)。暗柱、梁、板采用高強(qiáng)鋼筋，以減少計(jì)算配筋量。

b． 精心的荷載清理： 如有大量的門(mén)、窗洞口，其墻體荷載可以扣除，明確建筑使用功能以準(zhǔn)確確定活荷載值。

2.結(jié)構(gòu)調(diào)整計(jì)算階段優(yōu)化：

a．剪力墻的軸壓比盡量接近規(guī)范限值，以減少剪力墻布置量及結(jié)構(gòu)自重;在布置剪力墻時(shí)，應(yīng)考慮剪力墻轉(zhuǎn)折及小墻垛布置對(duì)邊緣構(gòu)件的影響，以避免不必要的大暗柱設(shè)置; 在僅考慮豎向荷載的情況下，各剪力墻的軸壓比應(yīng)基本接近，以避免通過(guò)連梁來(lái)調(diào)整各墻肢的軸向變形差;層間位移角盡量靠近規(guī)范限值1/ 1000，這樣可以減少剪力墻的設(shè)置數(shù)量。

b．樓層最小剪力系數(shù)(剪重比)的調(diào)整原則：在滿(mǎn)足短肢剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的不超過(guò)40％的前提下盡可能少布置剪力墻，以大開(kāi)間剪力墻布置方案為目標(biāo)，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度，使樓層最小剪力系數(shù)接近規(guī)范限值(不小于限值)。這樣能夠減輕結(jié)構(gòu)自重，有效減小地震作用，同時(shí)降低工程造價(jià)。c．若周期比、位移比不滿(mǎn)足規(guī)范要求，可采取以下措施:1)將結(jié)構(gòu)周邊程序定義為連梁的梁改為框架梁或增加連梁高度，以增加結(jié)構(gòu)剛度;2)減少結(jié)構(gòu)中部剪力墻布置量及降低連梁高度以增大結(jié)構(gòu)的平動(dòng)周期而間接改善周期比、位移比;3)查看結(jié)構(gòu)空間振型曲線(xiàn)，找出位移最大點(diǎn)，在該位置處適當(dāng)增加剪力墻布置量。若層間位移角較規(guī)范限值富余較多，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整梁布置及減小梁截面，將部分連接復(fù)雜的梁改為鉸接梁，以降低梁剛度，從而減小地震作用，降低成本。

3.結(jié)構(gòu)施工圖繪圖階段優(yōu)化

a．高層或超高層剪力墻結(jié)構(gòu)樓層連梁及框架梁由于地震作用的原因，其內(nèi)力及配筋隨高度的變化較大，建議在畫(huà)梁施工圖時(shí)適當(dāng)選擇歸并樓層數(shù)。一般按3- 6層歸并為一層(歸并時(shí)應(yīng)注意梁配筋沿高度的變化，不應(yīng)把配筋差別大的樓層歸并到一起)，以節(jié)約鋼材用量。

b． 嚴(yán)格按計(jì)算結(jié)果及構(gòu)造要求配筋：模型荷載都準(zhǔn)確無(wú)誤的情況下嚴(yán)格按計(jì)算結(jié)果配筋，不盲目放大，可保證結(jié)構(gòu)安全。

五.結(jié)束語(yǔ)：

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需要建筑設(shè)計(jì)全過(guò)程實(shí)施，并應(yīng)與各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員密切配合。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的不是不分輕重地都按規(guī)范或計(jì)算的底限進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是“物盡其用”，充分發(fā)揮材料性能。對(duì)影響結(jié)構(gòu)性能的重點(diǎn)、關(guān)鍵部位及計(jì)算程序不能準(zhǔn)確分析，或計(jì)算模型與實(shí)際情況有出入的部分，應(yīng)采取措施重點(diǎn)加強(qiáng)或補(bǔ)充分析，做到有的放矢，突出重點(diǎn)。保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

篇9

關(guān)鍵詞：民用高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)原則

適用性。高層建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的適用性原則是以該建筑設(shè)計(jì)時(shí)所設(shè)定的具體使用年限為參照，保證建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠在此年限中，使自身的裂縫、變形、振動(dòng)等各項(xiàng)性能變動(dòng)始終控制在允許的限度內(nèi)，使建筑在各項(xiàng)結(jié)構(gòu)性能的支撐下得以為建筑用戶(hù)正常順利地提供各方面的使用功能。

可靠性。高層建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性原則是指高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須在設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)期與建筑的使用年限范圍內(nèi)充分達(dá)到耐久性、安全性、穩(wěn)定性、剛度、動(dòng)力性能等各方面的性能要求，即使超出年限的基準(zhǔn)期范圍也能夠在各項(xiàng)性能出現(xiàn)不同程度降低的基礎(chǔ)上維持正常的使用。

安全性。高層建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性原則也是以設(shè)計(jì)使用年限為依據(jù)，使該建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在預(yù)定年限范圍內(nèi)，始終可以達(dá)到對(duì)內(nèi)部與外部各項(xiàng)荷載力的有效承受，即使遭遇某些偶然的破壞性事故也能使自身結(jié)構(gòu)控制在整體穩(wěn)定的狀態(tài)中，避免出現(xiàn)大范圍的結(jié)構(gòu)性損害。

耐久性。高層建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性原則是指建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須在規(guī)定的使用年限內(nèi)，維持足夠的結(jié)構(gòu)耐久性，比如混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫寬度不得超出允許的范圍且鋼筋保護(hù)層的厚度不能變得過(guò)于單薄，以免鋼筋在遭受外部潮濕空氣的狀況下出現(xiàn)銹蝕問(wèn)題。

2 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法

完善單元結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)。獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元設(shè)計(jì)是高層建筑中的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作適合采用簡(jiǎn)單規(guī)則的平面形式，但平面的整體長(zhǎng)度與突出部分的長(zhǎng)度應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶揖邆渚鶆蚍植嫉某休d力與剛度，同時(shí)豎向結(jié)構(gòu)適合采取均勻規(guī)則的形式，以保證建筑的外挑與內(nèi)收問(wèn)題得到有效控制。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者應(yīng)在制定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案階段努力將概念設(shè)計(jì)的理念與知識(shí)作為參考，在滿(mǎn)足建筑的適用性與美觀度等要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化使其結(jié)構(gòu)的平面與豎向布局盡可能地實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、均勻與規(guī)則性，保證其結(jié)構(gòu)剛度與承載力的合理分布，避免建筑獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元出現(xiàn)過(guò)于集中的塑性變形或應(yīng)力。

優(yōu)化高強(qiáng)度的混凝土與鋼筋使用。高層建筑建設(shè)要耗費(fèi)較多的混凝土、鋼筋等材料，若混凝土和鋼筋的強(qiáng)度過(guò)大，勢(shì)必會(huì)造成建筑材料總造價(jià)的超限，同時(shí)加大其他構(gòu)件的造價(jià)，從而降低建筑建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)高強(qiáng)度的混凝土與鋼筋的使用進(jìn)行合理的優(yōu)化控制。以軟土地基上的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，該結(jié)構(gòu)地基受到的荷載較高，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)優(yōu)化高強(qiáng)度的混凝土與鋼筋的使用，使建筑中各構(gòu)件的截面尺寸得到合理優(yōu)化，從而減輕建筑的結(jié)構(gòu)自重，大幅削減建筑的基礎(chǔ)工程建設(shè)難度，降低工程的地基處理工作造價(jià)。以位于震區(qū)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，建筑的自重與地震作用程度成正比例關(guān)系，設(shè)計(jì)人員通過(guò)減少高強(qiáng)度的混凝土與鋼筋的使用量可以在減輕其梁、板、墻、柱等構(gòu)件自重的基礎(chǔ)上降低地震的作用力，進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)的安全程度，提升建筑的整體安全度。

合理設(shè)計(jì)剪力墻平面結(jié)構(gòu)。以建筑的各項(xiàng)基本結(jié)構(gòu)功能為依據(jù)，在滿(mǎn)足這些功能的前提下，盡可能地使剪力墻的布置實(shí)現(xiàn)相對(duì)的集中化與均勻化，對(duì)具有較高的恒載或者平面形式變化較大的部位設(shè)計(jì)剪力墻，應(yīng)盡量縮小其間距；以建筑的主軸方向或者是其他方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，對(duì)剪力墻進(jìn)行雙向的布置且墻肢截面適合為具備較小的側(cè)向剛度的簡(jiǎn)單規(guī)則的形式，在設(shè)計(jì)中還要盡量減少對(duì)短肢剪力墻的使用。

3 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體措施

3.1結(jié)構(gòu)安全性

設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在保證建筑各項(xiàng)功能的同時(shí)通過(guò)考慮結(jié)構(gòu)自身的抗震性能及外部人為因素可能造成的結(jié)構(gòu)破壞，有目的地提升高層建筑的抗震等級(jí)。此外還要從整體上加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與牢固度，避免將磚砌體承重或者裝配式的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于公用屬性較高的高層建筑中，而要優(yōu)選現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)人員要從建筑建設(shè)過(guò)程中及投入應(yīng)用后的各個(gè)方面入手，綜合考慮其荷載變化的狀況，盡可能地將建筑結(jié)構(gòu)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值與構(gòu)件承載力設(shè)置出較大的彈性度并且為樓面等部位進(jìn)行額外的增加荷載的設(shè)計(jì)，以保證建筑在各級(jí)的地震與火災(zāi)等災(zāi)害中都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于自身結(jié)構(gòu)安全的維護(hù)。

3.2 抗震概念

高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過(guò)程中最易受到破壞的是來(lái)自地震的威脅，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要以抗震概念設(shè)計(jì)為依據(jù)，通過(guò)進(jìn)行抗震試驗(yàn)得出該建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)或者借鑒相似建筑的抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系、平立面設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件延展性等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使建筑的抗震能力得到有效提升。

在結(jié)構(gòu)體系方面，設(shè)計(jì)人員要盡可能地選擇空間結(jié)構(gòu)及平面布局簡(jiǎn)單、規(guī)則的形式作為建筑的整體結(jié)構(gòu)形式。以平面布局為例，可將矩形、圓形、方形、扇形的結(jié)構(gòu)作為抗震結(jié)構(gòu)的體系形式，并減少對(duì)于不對(duì)稱(chēng)的側(cè)翼或過(guò)長(zhǎng)的伸展翼的使用。同時(shí)設(shè)計(jì)人員還要通過(guò)合理的布局使建筑的質(zhì)量與剛度實(shí)現(xiàn)均勻平衡的分布。

在平立面設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員可將墻體設(shè)置為均勻?qū)ΨQ(chēng)的形式，并提升樓梯或電梯的井筒等具備較高剛度的結(jié)構(gòu)布置的集中性，同時(shí)將抗震墻設(shè)計(jì)為符合建筑結(jié)構(gòu)整體抗震需求的形式，以提升建筑平面結(jié)構(gòu)的抗震性能，此外還要保持各轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在豎向剛度方面分布的接近并使設(shè)計(jì)的剪力墻能將墻面豎向持續(xù)地貫通到建筑底部。

在結(jié)構(gòu)構(gòu)件延展性方面，設(shè)計(jì)人員可將梁、柱端的組合剪力加大或者提高柱體抗彎性能，配合提升梁端的鋼筋實(shí)際彎矩，以使建筑梁端早于柱端發(fā)揮塑性，使二者在外部荷載下，保持結(jié)構(gòu)變形的穩(wěn)定協(xié)調(diào)。

3.3耐久性

選擇良好的混凝土材料。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在保證混凝土材料的質(zhì)量與基本性能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能、抗侵入性能、抗裂性能等幾個(gè)方面入手，選擇堅(jiān)固、耐久、潔凈的骨料及含堿量與水化熱反應(yīng)較低的水泥，減少對(duì)于硅酸鹽水泥與用水量的應(yīng)用，并適當(dāng)?shù)貙⒌V物摻合料加入到材料中。

優(yōu)化結(jié)構(gòu)使用設(shè)計(jì)工作。高層建筑中的混凝土結(jié)構(gòu)物普遍包括多個(gè)構(gòu)件，每一個(gè)構(gòu)件所處的環(huán)境存在顯著的差別，這就決定了不同構(gòu)件具備的耐久性壽命存在差異，因此設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)際的使用環(huán)境，明確建筑中不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用界限與注意事項(xiàng)。以屋面、陽(yáng)臺(tái)及女兒墻的設(shè)計(jì)為例，這些部位的梁柱構(gòu)件的耐久性壽命普遍低于室內(nèi)，因此必須合理設(shè)定這些部件維修或更換的時(shí)間。

合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式。設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑的具體侵蝕環(huán)境與設(shè)計(jì)使用年限，設(shè)計(jì)厚度在 20mm～70mm之間的混凝土保護(hù)層并通過(guò)協(xié)調(diào)構(gòu)件的截面積與表面積避免侵蝕性物質(zhì)集中停留區(qū)域的形成，同時(shí)注意高侵蝕度的環(huán)境中混凝土墻板的通風(fēng)效果，并注意配筋間距的合理設(shè)計(jì)，以減少鋼筋銹蝕、保護(hù)層剝離等問(wèn)題的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

高層建筑中混凝土是影響建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵性因素之一，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)對(duì)其設(shè)計(jì)原則的分析與掌握，立足于具體的設(shè)計(jì)原則，從整體的設(shè)計(jì)工作及具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容等方面入手，采取有效的策略推動(dòng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛羽亮，唐根麗，陜吉祿.大跨度鋼-混凝土組合梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2012，（06）.

[2]鐘棟.探討大跨度混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中華民居，2012，（07）.

篇10

關(guān)鍵詞： 框架結(jié)構(gòu)、混凝土、設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化

引言：

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，高層建筑在城市中應(yīng)運(yùn)而生，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是當(dāng)前我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一種量大面廣普遍的結(jié)構(gòu)形式，由于近些年來(lái)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在市場(chǎng)的需求量逐漸增大，它的出圖方案時(shí)間也縮得越來(lái)越短了，從而忽視鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。建筑是人類(lèi)文化的載體，是我們生活的場(chǎng)所，尤其近幾年自然災(zāi)害（地震，洪災(zāi)）頻繁，為了我們的家人，我們的同胞。所以我們?cè)O(shè)計(jì)建筑任何一個(gè)環(huán)節(jié)都需達(dá)到規(guī)范、規(guī)程的要求，因此掌握鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法尤為重要。

一、梁、柱結(jié)構(gòu)平面布置

1、梁的布置

（1）梁是板的支承構(gòu)件，因此梁應(yīng)盡量根據(jù)板的經(jīng)濟(jì)跨度來(lái)布置。

（2）梁必須有可靠的支承構(gòu)件，一般為柱或承重墻。

（3）當(dāng)梁的支承構(gòu)件為承重墻時(shí)，梁的位置宜避開(kāi)門(mén)、窗洞口。

（4）當(dāng)樓板有超過(guò)1.0m的大洞口時(shí)，宜在洞邊布置梁。

（5）作為預(yù)制板的支承梁時(shí)，梁的間距應(yīng)符合預(yù)制板的長(zhǎng)度。

2、選取縱橫向框架梁均勻承重的結(jié)構(gòu)布置形式。結(jié)構(gòu)布置若能盡量做到縱橫向框架梁均勻承重，不但結(jié)構(gòu)整體抗震性能好，而且能發(fā)揮縱向框架梁的作用，同時(shí)也使得柱配筋上下均勻，柱截面大小合理。

3、選取豎向荷載傳至柱的傳荷路徑最短的結(jié)構(gòu)布置形式。框架柱、框架梁的布置應(yīng)選取在上下各層墻體基本對(duì)齊的軸線(xiàn)上，以便絕大部分墻體荷載直接經(jīng)框架梁傳至框架柱；次梁的布置應(yīng)使墻體荷載及樓、屋面恒活荷載傳至框架梁的傳力路線(xiàn)最短，這樣使得梁的數(shù)量最少。如圖1所示為一種較好的次梁布置形式：橫向次梁為一級(jí)次梁，內(nèi)走廊墻下次梁為二級(jí)次梁。

4、次梁盡可能連續(xù)布置且外挑。連續(xù)梁自身的受力性能和經(jīng)濟(jì)性比單跨梁優(yōu)越，這是由于多跨連續(xù)梁為非靜定結(jié)構(gòu)，梁撓度較小，梁截面可取得較小，彎矩包絡(luò)圖連續(xù)均勻分布在梁上下兩側(cè)，梁截面配筋上下均勻，梁裂縫寬度容易滿(mǎn)足規(guī)范要求，裂縫寬度控制時(shí)不必增加太多的鋼筋。如圖2 所示是一種較好的次梁布置形式，如果次梁按樓層墻體分隔位置布置，則在2.7m跨內(nèi)走廊及2.1m外挑處不布置次梁， 則帶外挑的連續(xù)次梁變成兩根單跨梁，單跨梁兩端的嵌固作用對(duì)支承梁產(chǎn)生扭矩，故加大了支承梁的抗扭縱筋和箍筋；外挑梁端大跨度的邊梁對(duì)端部挑梁也產(chǎn)生了較大的扭矩。采用連續(xù)帶外挑的次梁布置形式，次梁的支承梁扭矩就大大減小。

當(dāng)大空間房間有內(nèi)柱時(shí)，若縱橫向柱間距相等或者相差不超過(guò)20%，則宜在縱橫向均勻布置次梁，形成連續(xù)井字梁， 這樣使得縱橫向框架梁高度相同且最小，井字梁高度也相同且最小，最大限度地滿(mǎn)足了建筑在大空間使用時(shí)凈高的要求。無(wú)內(nèi)柱的大空間房屋井字梁布置四周向外連續(xù)或外挑，其優(yōu)越性更明顯，所示是一種較好的井字梁布置形式。

二、優(yōu)化梁、柱截面選取與配筋

1、梁截面的選取與配筋

a、簡(jiǎn)支梁的截面高度一般取跨度的1/10～1/14，懸臂梁的截面高度一般取挑出長(zhǎng)度的1/6左右，一般做到懸挑長(zhǎng)度的1/6，但懸挑長(zhǎng)度一旦大于3米，配筋就非常大。梁截面的高寬比一般取2.0到2.5，T形截面取2.5到4.0，一般梁h=250、300、350、400……750、800、900、1000……，寬度 b=120、150、180、200、250、300……

b、懸臂梁根部高度一般取懸臂長(zhǎng)度的1/5，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以將端部高度減小，做成楔形截面。一般上部鋼筋受拉，下部可按構(gòu)造配筋。鋼筋砼梁高一般為跨度的1/14～1/8，梁寬為梁高的1/3～1/2，且梁的高與寬應(yīng)符合有關(guān)模數(shù)規(guī)定。梁的寬度不大于支撐柱在該方向的寬度，很多時(shí)候梁要托住上面多層的墻和板或板荷載比較大（底框比較典型），這時(shí)候單靠跨度來(lái)算很難接近正確值，比如有的跨度只有3米，托一層的墻板，梁高只要350，而有的3米跨卻要托五層墻板，那么梁高就要達(dá)到700。一般大概算下該梁承重上面多少墻板重，然后求出彎矩，翻鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算圖表，通過(guò)彎矩直接查到需要多高多寬的梁，這樣得出的數(shù)據(jù)接近正確值。

（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁截面的選取按縱筋配筋率在1.0%～2.0%之間為最佳。當(dāng)梁縱筋配筋率2.0%時(shí)梁端箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)的箍筋最小直徑要加大2mm。

（3）連續(xù)梁各跨梁截面應(yīng)按梁縱筋配筋包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖選取。連續(xù)梁各跨梁截面的選取在滿(mǎn)足梁撓度要求的條件下，使得梁縱筋配筋率在1.0%～2.0%之間，同時(shí)應(yīng)使梁縱筋配筋包絡(luò)圖連續(xù)均勻地分布在梁上下兩側(cè)?？v筋配筋在滿(mǎn)足縱筋最小凈距的條件下，應(yīng)使配筋排數(shù)最少，以便使得梁截面有效高度最大。外挑梁截面可設(shè)計(jì)成變截面，變截面的斜度根據(jù)其剪力及彎矩包絡(luò)圖決定。

2、柱截面選取與配筋

柱截面按柱軸壓比控制，以絕大多數(shù)柱配筋是構(gòu)造配筋為最優(yōu)結(jié)果。按規(guī)范規(guī)定，柱縱筋配筋率大于3 %時(shí)，柱箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，且宜采用焊接接頭，這就使得配筋費(fèi)用變大。

三、新型材料的優(yōu)越性和應(yīng)用

普通磚混凝土結(jié)構(gòu)的建筑抗震性不好，塌倒了砸傷的人的傷害大。而且在攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)條件的波動(dòng)以及氣溫的變化和用水量或骨料含水量的變化所引起水灰比的波動(dòng)等因素都會(huì)影響混凝土的質(zhì)量，這樣磚混凝土的施工方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)就比鋼架結(jié)構(gòu)的大了。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 無(wú)國(guó)界的技術(shù)交流，采用國(guó)家推薦的新型技術(shù)材料用于新科技工程建設(shè)的工程實(shí)踐， 如高強(qiáng)度高性能混凝土、高強(qiáng)度鋼材、輕質(zhì)墻體材料等， 工程技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)收集這方面的資料及工程應(yīng)用情況，從工程經(jīng)濟(jì)的角度分析其應(yīng)用條件，以使得工程設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理。由于工程綜合效益的需要設(shè)計(jì)寬扁梁時(shí)，寬扁梁的受力縱筋選用HRB400鋼筋較為合理，一方面降低了配筋率，另一方面使得縱筋配筋排數(shù)最少， 梁的有效高度增大。對(duì)于地面以下或處于潮濕工作環(huán)境中的梁，由于梁的裂縫寬度控制較嚴(yán)，梁的受力縱筋選用HRB400鋼筋有時(shí)就不經(jīng)濟(jì)了。輕質(zhì)墻體材料較普通墻體材料單方價(jià)格要高，但工程中如果墻體較多，柱網(wǎng)跨度較大， 地基承載力又低，采用輕質(zhì)墻體材料是最適合的了，這些都要具體分析選取。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，建筑是文化的載體，是人們生活的場(chǎng)所，建筑的設(shè)計(jì)首先各個(gè)環(huán)節(jié)都要達(dá)標(biāo)，否則就是一個(gè)失敗的害人建筑品，不存在意義。通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠顯著抗震性、較少鋼材、商品混凝土的用量，一方面可以降低工程的建設(shè)成本，另一方面還可以有效的減緩建筑能耗，達(dá)到集約化建設(shè)的目的，因此在現(xiàn)代化的工程建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)大力推廣結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉禮聯(lián).小高層住宅短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施分析探討[J].中外建筑，2010