结构设计中优化设计应用（论文）.pdf

结 构 设 计 中 优 化 设 计 应 用 Application ofOptimal Design in Structural Design 赵 兴 (甘肃省庆阳市建筑设计院，甘肃 庆阳745000) ZHAO Xing (GansuProvinceQingyangCityArchitecturalDesignInstitute，Qingyang745000，China) 【摘 要】在建筑施工中结构的优化设计是降低项目投资成本、实现建筑基本功能的重要措施。随着我国经济的不断发 展，建筑供应者和需求者对结构的设计和优化都有了更高的要求。论文以实际工程为例，从结构设计、基础设计、构造设计 等几个方面，对建筑结构的优化设计进行了分析和探讨，对有效降低工程造价具有一定的借鉴价值。 【Abstract]Intheconstructionofthestructureoftheoptimaldesignistoreducetheinvestmentcostoftheproject，therealizationofthe basic functions ofthe building measures．With the continuous development ofChina’S economy,building suppliers and demanders have higher requirements on the design and optimization ofthe structure．Based on the actual project as an example，structure design， foundation design，structural design，optimization design ofbuilding structure ale analyzed and discussed，to effectively reduce has certainreferencevalueinengineeringcost． 【关键词】结构设计；设计4L4k；；经济指标；构造措施 【Keywords】structuraldesign；designoptimization；economicindicators；structuralmeasures tee图分类号ITU318＼2 【文献标志码】B 【文章编号】1007．9467(2017)07．0025—02 [DOll 10．13616~．cnki．gcjsysj．2017．07．001 1 案 例 介 绍 某工程总施工面积为 67 723rn2，共 13幢 7～l1层框架结 构住宅，工程为丙类建筑，设计结构安全等级为二级 ，根据本 工程的具体情况，设计使用高强度预应力混凝土管桩作为基 础结构，设计抗震设防烈度为 7度 ，设计基本地震加速度值为 0．1og，II类场地 ，建筑基本风压值为 O．7kNIm2，框架结构抗震 等级为二级和三级。 2 结 构 设 计 中 影 响 经 济 指 标 的 几 点 要 素 1)结构体系在结构设计中发挥着重要的影响力，科学合 理的结构体系，一方面能提高建筑整体的稳定性 ，另一方面也 在一定程度上可增强建筑的美观性与经济性。 2)基础造价对整个工程造价也会产生一定的影响 ，尤其 是表现在多层建筑或者小高层建筑中，所以在确保建筑设计 符合相关要求的基础上，最大限度地降低工程造价是设计师 们所关注的焦点。 【作者简介】赵兴(1974～)，男，甘肃庆阳人，工程师，从事建筑结构 设计与研究。 3)选择性价比高的建筑材料，以及施工方案的有效选择， 是确保建筑整体结构稳定『生的基本保障。 3结 构 设 计 的 优 化 技 术 3．1 合理 的计 算假定 对于框架结构来说，当受到水平作用力时，其所呈现出的 曲线为剪切形 ，在结构计算中若底层计算高度太大，会无形中 加大底层梁与柱断面的面积 ，不仅会增加材料用量，而且也会 增加工程造价成本[1]。在 1~4号楼小高层住宅中，为了使底层 的计算高度满足相关要求，尽可能地减小误差，施工人员可采 用加强刚性地坪 、浅埋基础梁设置为地下 1层，以基础梁面与 承台底的高度作为地下 I层的计算高度 ，这样做一方面可有 效降低上部结构底层的计算高度 ，另一方面还能减少基础顶 的弯矩力，节省材料。底层计算高度不同时上部结构材料用量 的比较见表 1。 通过对表 1进行分析可知，若上部结构底层计算高度逐 渐减小时，板厚比原设计的板厚节省0．008m；用钢量比原设计 的用钢量减少 0．94kg／m。。 ⋯ ～ l工程建设与设计 ICo&~truction&DesignForProject 表 1底层计算高度不同时上部结构材料用量的比较 拉强度的提高，受弯构件、轴心受拉构件的最小配筋率应呈现 出降低的趋势。市面上不同型号的混凝土价格也存在一定差 异，型号为 C20混凝土的市场价格比型号为 C25混凝土的 价格低 20元 ／m3。所以对于多层框架结构来说 ，在基础梁以 及屋面部位可使用C25混凝土。而在其余楼层的梁、板部位 则可使用 C20混凝土，较为经济划算 ，而且也满足相关设计要 求。根据混凝土结构设计规范中的相关要求，结合混凝土耐久 性设计的基本准则，基础梁与屋面梁、板混凝土所处的环境类 型主要为 2a类，因此混凝土应选择强度较高的 C25混凝土。 在一些小高层框架结构中，框架梁配筋的主要作用是承受地 震力，因此也应选择强度较高的 C25混凝土进行优化设计。 3)要确保建筑能够具有一定的使用功能，应在保证结构 合理性的基础上最大限度地减小柱断面，降低地震力作用，以 达到经济实用又节省材的目的。然而在实际施工中，根据住户 的需求，要提高框架结构的延性，因而在混凝土的选择方面要 综合权衡，一般选择强度较高的