浅谈结构优化设计
结构设计优化范文
结构设计优化范文首先，优化结构的材料选择。
结构材料的选择直接影响到建筑物的性能和成本。
在进行结构设计时，应综合考虑材料的力学性能、建筑物的使用要求和预算等因素，选择最适合的材料。
例如，在高层建筑的结构设计中，可以采用高强度钢材替代传统的钢材，以提高建筑物的抗震性能和整体结构强度。
其次，优化结构的力学性能。
结构的力学性能是评价结构质量的重要指标之一、通过合理的结构布置和构造形式，可以提高结构的刚度、稳定性和抗震性能等。
例如，在承受水平荷载的结构中，可以采用剪力墙、框架墙等结构形式，以提高结构的整体刚度和稳定性。
在设计抗震结构时，可以采用抗震设计原则，如适当增加结构的抗震设防烈度、提高结构的弹性刚度等。
再次，优化结构的构造形式。
结构的构造形式与建筑物的功能和使用要求密切相关。
通过合理的构造形式选择，可以提高结构的经济性和施工性能。
例如，在大跨度建筑的结构设计中，可以采用空间桁架、索承结构等特殊形式，以减小结构的重量和材料消耗。
在结构的构造中，还可以采用预制构件，以提高结构的施工效率和施工质量。
最后，优化结构的支座布置和荷载分配。
合理的支座布置和荷载分配是保证结构工作性能的重要措施。
通过合理的支座布置，可以减小结构的变形和应力集中，提高结构的工作性能。
通过合理的荷载分配和结构布置，可以使结构的工作在合理的应力范围内，避免结构的局部失效和整体破坏。
例如，在桥梁的结构设计中，可以通过合理的荷载分配和支座布置，使桥梁在分布荷载和施加荷载情况下都具有良好的工作性能和荷载传递能力。
总之，结构设计优化是实现建筑物安全、经济和舒适的重要手段。
通过合理的材料选择、力学性能的改进、构造形式的优化、支座布置和荷载分配等措施，可以提高建筑物的结构性能，满足建筑物的使用要求，并降低建筑物的造价和施工难度。
在进行结构设计优化时，还应综合考虑建筑物的环境影响、建筑设计的美学要求等因素，以实现结构的可持续发展和人与自然的和谐共生。
建筑工程结构设计中的优化设计分析
建筑工程结构设计中的优化设计分析
结构设计的优化是建筑工程中非常重要的一环，它能够有效地提升工程的性能、降低
成本，并且提高结构的可靠性和可持续性。
在建筑工程结构设计中，有许多方法可以使用
优化来分析和改进设计，包括参数优化、材料优化、形状优化和拓扑优化等。
参数优化是指在保持结构形状不变的前提下，通过调整结构中的参数来改进其性能。
在设计一座桥梁时，可以通过调整桥梁的跨度、桥墩的高度和宽度等参数来优化结构的受
力性能。
参数优化可以通过数值模拟和优化算法进行，通过对不同参数组合进行求解和评估，找到最优的参数设置。
材料的优化设计是指通过选择合适的材料来提高结构的性能。
不同的材料具有不同的
特性，如强度、刚度和韧性。
在结构设计中，需要综合考虑结构的受力性能和材料的成本，选择最合适的材料。
还可以通过调整材料的配比和加入适当的添加剂来改善材料的性能。
材料的优化设计可以通过材料试验和数值模拟进行。
拓扑优化是指通过改变结构的拓扑结构来提高其性能。
拓扑优化是一种基于结构的最
优化方法，通过选择适当的材料并消除一些不必要的材料，可以大幅降低结构的重量和成本，并提高结构的刚度和稳定性。
拓扑优化可以通过数学模型和优化算法进行，通过对不
同拓扑结构进行求解和评估，找到最优的拓扑结构。
浅谈结构优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用
１关 于 结 构设 计优 化 措施 的简介 在 开展 设 计 的时 候 ， 就应 该 使 用 概念 措 施 ， 将 数据 当成 是参 考 信 息 。 任 何优 秀 的建 筑 ，都是 其 外 形美 和 内在 优 秀 设计 的完 美 配合 。 在 设 计 的时候 ， 工 作 者应 该 合 理 的使 用 合 理 的 优 化措 施 ， 获 取 最 好 在开展结构设计的时候 ， 非常关注它的实用性 ， 以及稳定性 ， 而且要 的意 义 。 确保其外形优美 ， 方便建设 ， 节省资金。 但是优化设计措施无法实现 和大 层次 的把握 对 应 的是 ， 在设 计 的 时候 ， 要 关 注 细节 的 内容 ， 这些规定 ， 不能够确保其具有外在美 ， 不能确保其稳定性合理 ， 无法 比如 现浇 板 中 的异 形板 拐 角 处易 出现裂 缝 ， 可 划 分 为矩 形 板 。要 合 使 其成 为 真正 的经适 房 。从 建 筑 上分 析 结 构设 计 优化 方 法 ， 它 主要 理 的选取 钢 筋 ， Ｉ 级 钢 和冷 轧 带肋 钢 市场 价 格 差不 多 ， 不 过 其极 限 的 体 现在 房 屋 工 程 分 部 结 构 的优 化 设 计 和房 屋 工 程 结 构 总 体 的 优 化 抗 拉 性 有 很 大 的差 距 ， 因此 在 合 乎 塑性 规 定 的前 提 下 ， 现 浇 板 的受 设 计量 方 面 。 力 钢 筋就 可 选择 冷 轧带 肋 钢 筋 。在 做 里面 设 计 的时 候 ， 外 立 面 上 的 房 屋 工程 分 部结 构 优化 设 计 包 括 ：基 础结 构 方 案 的优 化 设计 、 悬挑板及配筋 ， 合 乎 基础 的规 定 就 可 以 ， 进 而 可 以确 保 其 不 仅 稳 定 屋 盖系 统 方案 的优化 设 计 、 围护结 构 方 案 的优 化设 计 和 结 构细 部设 而且 可 以节 约资 金 。 计 的优 化 设计 。 对 以上几 个 方 面的 优化 设计 还 包括 选 型 、 布置 、 受 力 ２ － ３ 下部 地基 基 础结 构 设计 优 化 分析、 造价分析等 内容 ， 在具体落实的时候 ， 还要切实 的凭借实事求 地基 基 础 的结 构设 计 优 化首 先 要选 择 合 适 的方 案 ， 如 果 为桩 基 是 的思 想来 分 析 ， 要 分 析 项 目的 具体 状 态 ， 结 合 项 目的综 合 利 润 目 础， 那 么 要根 据 现场 地 质条 件选 择 桩基 类 型 ， 最好 是节 省 资金 。 桩端 的来开 展 设计 工 作 。在 开 展结 构 设 计 活动 的 时候 ， 要 在 确保 合 乎 设 持力 层 对灌 注桩 桩 长 的选 择 影 响很 大 ， 要 认 真 的 比对来 获 取 最 佳 的 计 思 想 的前 提下 ， 最好 是 确 保 布 局 规整 ， 缩 小 刚度 和 质 量 中心 的差 设计 。 异， 此 时横 向力 就不 会 导致 建 筑 产 生非 常 高 的扭 转 性 了 。对 于竖 向 ３ 其具 有 的现 实特 征 不 应使 用 转换 层 ， 此 举 能够 降低 应 力 聚集 现象 的 出现 几率 。 ３ ． １能够 减 少 费用 （ １ ） 结 构优 化 设计 模 型 在 开 展该 项 设 计 的 时候 ， 拿 多层 和 高层 的 比对 来 看 ， 当层 数非 所 谓 的优 化 设 计 ， 具 体 的说 是 在 多 种 影 响 要 素 中 ， 合 理 的选 取 常 高 的时候 ， 总 的 规模 就 变 大 了 ， 而单 位建 筑 的 土 地规 模 就 会变 小 ， 关 键 的要 素 ， 而 且设 置模 型 ， 使 用优 秀 的措 施 获取 最佳 的意义 。 其 具 节省了土地 ， 不过建筑却拥有 了很多的层数 ， 它的总高度也就增加 体 的程 序 有 以下 的 几点 。 第一 ， 认 真 的选取 其 变量 内容 。 通 常 的设 计 了 ， 楼 和 楼 的 间距 就 要 扩 张 ， 这 时 占用 的土 地 节 约 量 就 不 与 建 筑层 变 量选 择 对设 计 要 求影 响较 大 的参 数 ， 将 所涉 及 的参 数 按 照各 自的 数增 加 比例 相 同 了 。 除 此 之外 ， 像 是屋 盖 ， 任何 的建 筑 中其都 是 单 独 重 要 性 区分 ， 将 对 变 化影 响不 大 的 参数 定 为 预 定 参 数 ， 通 过 这 种 方 的 ， 不会 由于层 变 多 了它 发生 变化 ， 其 费 用 的减少 非 常 的显 著 。 对 于 法可减少很多计算编程 的工作量。 第二、 目标函数 的确定。 使用函数 基础来说 ， 不是说所有的层都用 的， 不过由于层多了 ， 此时附加给它 找出满足既定条件的最优解 。 最后 ， 约束条件的确定。 房屋结构可靠 的力就会变多， 要想扩大地基 ， 此时单位规模 的成本就会下降 ， 不过 度优化设计的约束条件 ， 包括了应力约束 、 裂缝宽度约束 、 结构强度 不 想屋 盖 一样 的 显著 罢 了 。 约束 、 尺寸约束 、 从正 常时 的极限状态下弹性约束到终极状态 的弹 ３ ． ２能够提升经济性 塑性 约束 、 从 可 靠指 标 约束 到 确定 性 约束 条 件等 。 设计中， 要 保 证各 层 数 变多 ， 因为 墙体 和柱 体 的规 模 都增 大 了。此 时 构造 的 自重 约束 条 件必 须 符合 现行 规 范 的要 求 。 就会变大了， 柱 和基 础 等 的 受 力也 就 变 大 了 ， 此 时 电气 等 的 线 路 就 （ ２ ） 结构 优 化计 算 方案 增加了。 相对 的 ， 如果 层 高减 少 了 ， 能够 节约 物 料 ， 对 于 抗震 来 讲 ， 益 结 构设 计 优 化 设 计 多个 变量 、 多个 约束 条 件 ， 属 于 一个 非 线 性 处 非 常多 ， 而且 其 总 的高 度 变 矮 ， 相邻 建 筑 的光 照 间距 就变 窄 ， 此 时 的 优化 问题 ， 设定计算方案时 ， 常 将有 约束 条 件 转 变 为无 约束 条 件 就 节省 了土地 。 当建 筑 的规模 是 一样 的 ， 他 使用 不一 样 的形 状 的话 ， 来 计 算 。常用 的方 法有 拉 氏乘 子法 、 符 合 型法 、 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｌ ｌ 等 。完成 计算 其 外 墙 的长 度 也 就 不 一样 了 ，这样 当选 择 圆形 或 是 越 接 近 于 方 形 方 案 的设 定 后 只 需 编制 相 应 适 用 的运 算 程 序 即可 得 到 我 们 的 最终 时， 外墙周长系数就越小 ， 基础 、 外墙砌体 、 内外表面装修都随之减 优化 结 果 。 少， 同时其 受 力性 能 也得 到 提高 ， 增 强 了建 筑 的经 济性 能 。 ２ 关于 技 术 的具体 运 用 和 以往 的设 计 比对 来看 ， 采用 结 构设 计 优 化方 法 可 以使 建 筑 工 将 该 项措 施 用 到 具 体 活 动 中 ，是 当今 时 期 非 常 广 泛 的研 究 内 程 造 价 降低 ６ ％一 ３ ４ ％。优化 方 法 的技 术 性 实现 ， 可 以最 合理 的利 用 容， 使用 这 种措 施 ， 在 不 影 响它 使 用特 点 的 背景 中 ， 发 挥 出减 少 项 目 材料性能 ， 使 建 筑 结构 内部 各 单 元 得 到最 好 的 协 调 ， 不 但 能 够 确 保 成 本 的意 义 。 它用 到项 目的总 设计 以及之 前 的分 析 和 旧楼 改造 等 等 建 筑 非 常的 美观 ， 而 且有 实用 性 ， 同时还 能 够 节省 资 金 ， 确 保其 合 乎 的 区域 之 中 ， 具 有 非 常显 著 的 意 义 。 当按 照 此 类措 施 和模 型开 展 工 工 程 设计 对 适用 、 安全 、 经济 、 美 观 和便 于 施 工 的一 般要 求 。通过 使 作 的 时候 ， 要 切实 的 关注 如 下 的 内容 。 用 优 化 设 计 手段 ， 达 到这 ５个 方 面 的最 佳 结 合 ， 符 合 现 今 建 筑 商 对 ２ ． １在 优化 设 计 之前 的 时候 ， 要 确保 前 期参 加 于建 筑结 构 的效 益 的需 求 ， 也符 合 市 场可 持续 发 展 的需 求 。 参考 文 献 由于 之前 的 规划 的明确 会 对 项 目的总 的 资金 产 生一 定 的影开展设计工作 ［ １ ］ 谈 建筑 结 构的优 化 设计 ｌ Ｊ 】 ． 建筑科 学 ， ２ ０ ０ ９ （ ４ ） ． 的时候 ， 忽 略 结构 是 否合 理 的 内容 ， 忽 略它 的 可行 性 等 内容 ， 不 过 其 ［ ２ ］ 张 红友 ． 优化 结构设 计 减 少建 筑投 资成本 ［ Ｊ ］ ． 陕西 建筑 ， ２ ０ ０ ８ （ １ １ ） ． 结 果会 对设 计 带 来很 大 的干 扰 。 一些 规 划会 使 得设 计 变得 非 常 的难 『 ３ １ 马 臣杰 ， 张 良平 ， 范 重． 优 化技 术在 深 圳 京基 金 融 中心 中的应 用ｆ Ｊ １ ． 以进行 ， 而 且 导致 它 的成 本 变多 。 假 如 在 刚开 始设 计 的时 候 ， 就将 其 建 筑结 构 ， ２ ０ ０ ９ （ ４ ） ． ４ ］ Ｐ 亦焱 ， 黄 银 粲， 唐红． 房 屋 加 层 外框 架 结构 方 案 的优 化 设 计 『 Ｊ �
浅谈结构优化设计与机械产品设计
值 的结 构 优 化 要 素 。 功 地 选 择结 构优 化 关 注要 素 ， 成 为机 械产 品
的创 新 思 考确 定 清 晰 的 方 向 。对 机 械 产 品 的创 新 问题 包 含 了优 化 问题 的 三 个 要 素 ， 即设 计 变 量 、 目标 函 数 以及 约 束 条 件 ， 械 机
一
、
结构 优 化 的层 次 与 分 类
的 基 础 上 通 过 创 新 设 计 方 法 来 实 现 产 品 的 创新 功 能 。 机 械 产 品 的 设 计 创 新 分 为 两 个 层 次 ： 是 运 用 工 业 设 计 的技 术 以及 方 法 ， 一
不 同 的结 构 优 化 的 方 法 是 在 研 究 对 象 、 目标 函数 、约 束 对
低 了创 新 思 考 的盲 目性 。
产 品 的 创 新 设 计 方 法 是 指 设 计 人 员 根 据 创 造 性 思 维 的发 展
规 律 ， 优 化 产 品结 构 的 基 础 上 总 结 的一 系列 的 原 理 、 巧 以及 在 技 方 法 。 些 方 法 或技 巧 ， 以 在 各 种 创 造 、 新 过 程 中得 到 借 鉴 ， 这 可 创
根据 发 明 原 理 的 创 新 方 向进 行 结 构 优 化 的创 意 方 向 。综 合考 虑
同时 也 可 启 发 设计 人 员 的创 新 思 维 ， 高 创 新 的 能 力 。机 械 产 品 提 的市 场 需 求ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是 进 行 产 品设 计 创 新 的 基 础 ，要 把 产 品需 求 转 化 为
产 品 的创 新 设 计 成 果 ， 须 经 过 在 原 有 的外 形 、 寸及 拓 扑 结 构 必 尺
市场 需 求 及 实 际 的 生 产 条 件 ，选 择 一 到两 个 有 利 于 结构 功 能 属
建筑工程中的结构优化与设计
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。
房屋结构设计中的结构设计优化
房屋结构设计中的结构设计优化随着社会的不断发展和进步，人们对于房屋的要求也越来越高，不仅要求外观美观大方，更要求内部结构牢固稳定。
房屋结构设计中的结构设计优化变得尤为重要。
结构设计优化即是指通过科学的方法和手段，对房屋结构进行合理布局和设计，以达到节约材料、提高结构性能、降低成本等目的。
在房屋结构设计过程中，结构设计优化几乎贯穿了整个设计过程，包括结构形式选择、材料选用、建筑构件尺寸设计等各个方面。
下面，就房屋结构设计中的结构设计优化进行具体的探讨和分析。
一、结构形式选择在进行房屋结构设计时，首先要考虑的就是结构形式的选择。
不同的结构形式在承载能力、耐震性、刚度等方面都有所不同，因此要根据具体的工程要求来选择最合适的结构形式。
一般常见的结构形式有框架结构、框支结构、框筒结构、剪力墙结构等。
在选择结构形式时，要综合考虑房屋所处地区的地质条件、建筑高度、使用功能等因素。
通过科学的分析和计算，选择最适合的结构形式，可以在一定程度上提高房屋的抗震性能、降低结构成本，达到结构设计优化的目的。
二、材料选用材料是构筑物的基础，对于房屋结构设计来说，材料的选用至关重要。
在选择材料时，要考虑材料的力学性能、耐久性、使用寿命等因素。
目前常用的结构材料有混凝土、钢筋混凝土、钢材等。
对于不同的工程场合，要根据具体的工程要求来选择最合适的材料。
在进行材料选用时，还要考虑材料的成本、施工性能、环保性等因素，以达到结构设计优化的目的。
三、建筑构件尺寸设计建筑构件尺寸设计是房屋结构设计中的关键环节。
在进行构件尺寸设计时，要充分考虑构件的受力情况、变形要求等因素，通过科学的方法和手段，确定最合适的构件尺寸。
在确定构件尺寸时，要综合考虑结构的整体性能，同时还要考虑构件的节约材料、降低成本等因素。
通过科学的构件尺寸设计，可以提高房屋的抗震性能、降低结构的自重，达到结构设计优化的目的。
四、结构施工工艺在进行房屋结构设计时，还要考虑结构施工工艺的影响。
结构优化个优化结构的设计技巧
结构优化个优化结构的设计技巧结构优化的设计技巧结构优化是一项旨在提高建筑物或工程项目性能的重要任务。
通过优化结构设计，可以提高建筑物的承载能力、减小结构体积、提高抗震能力等。
在进行结构优化设计时，我们需要运用一些技巧和方法，以使设计更加高效和合理。
一、灵活运用各种材料在结构设计中，选择合适的材料是非常重要的。
不同材料具有不同的性质和特点，因此合理运用各种材料可以达到优化结构的目的。
例如，在建筑设计中，可以使用钢材来增加结构强度，使用混凝土来增加结构稳定性。
此外，新材料的应用也为结构优化提供了更多的可能性，例如复合材料的使用可以减小结构体重量，提高力学性能。
二、合理布置结构梁柱在结构设计中，梁柱是起到承重作用的重要组成部分。
合理布置梁柱可以使结构受力更加均匀，提高承载能力。
为了达到这一目的，设计师可以选择合适的梁柱尺寸和布置形式，避免出现过度集中力的情况。
此外，使用梁柱矩形截面代替等效圆形截面也是一种常见的优化结构设计技巧，这样可以减小结构体积，提高结构的承载能力。
三、考虑自然力的作用结构设计中，自然力的作用是不可忽视的。
例如，地震力、风力、雪重等外部力对结构的影响都需要考虑进去。
为了优化结构设计，设计师需要分析和评估各种自然力，并采取相应的措施来提高结构的抗震性和抗风性能。
一种有效的方法是使用聚合物等材料来增强结构的抗震性能，以减小地震力对结构的影响。
四、运用优化算法优化算法是一种重要的工具，可以帮助设计师寻找最佳的结构设计方案。
通过运用优化算法，可以找到最优的材料使用量、结构参数等，以实现结构设计的优化。
常用的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
这些算法可以在设计过程中快速搜索到较优解，提高设计效率。
五、结合数字化技术随着数字化技术的发展，结构设计也能够更加精确和高效。
借助计算机辅助设计软件，设计师可以进行多种结构分析，并进行模拟和优化，以获得最佳设计方案。
数字化技术还可以帮助设计师更好地评估结构的安全性和可靠性，为优化结构设计提供支持。
浅谈经济合理的建筑结构优化设计方案
浅谈经济合理的建筑结构优化设计方案一、引言随着社会经济的发展以及基础设施建设的需要，建筑领域呈现出高速发展的态势。
就目前建筑结构设计的实际情况而言，通常由于各种原因会导致设计方案不能实现，从而造成大量的资源浪费，并且也会影响建筑行业的发展。
因此在建筑工程中，为了提高建筑工程的效率和质量，必须对建筑结构设计进行深入的研究，并制定出科学合理的设计方案。
本文从建筑结构设计的基本原则出发，以某工程项目为实例，对结构优化设计方法进行了深入研究探讨，并制定出了合理的建筑结构设计优化方案。
二、项目简介1.1 某项目由5栋25与8栋18层高层住宅、沿街商业、配套用房及一层地下车库组成；建筑面积约227189.61m2。
地下室车库部分采用竹节桩基础，塔楼内部分采用灌注桩基础。
高层住宅建筑物采用钢筋混凝土剪力墙结构，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度6度，地震加速度0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别Ⅲ类，基本风压取值0.45kN/m2（50年一遇），地面粗糙度类别为C 类，设计使用年限50年，工程抗震等级为剪力墙：四级；框架：四级。
1.2 在工程建筑方案完成以后，建设方针对结构方案提出了十分严格具体的经济限额指标：三、地下室的优化措施3.1 地下室柱网采用8.1m×（2×5.7m+6.6m）；地下室层高人防区为：3300mm=2200（净高）+700（设备）+400（板厚）；非人防区为：3200mm=2200（净高）+700（设备）+300（板厚）。
3.2 顶板结构布置：主楼及周边1～2跨采用梁板式结构，主楼周边1～2跨沿长向布置一道次梁；周边商业柱子在顶板上采用梁抬柱；其余为无梁楼盖，无梁楼盖的板底和梁板式的梁底齐平。
3.3 顶板梁配筋：1>塔楼内构造梁箍筋采用6的钢筋，地下室的框架梁，四级抗震的框架梁箍筋间距可以按8d、hd/4、150的较大值，没采用支座箍筋间距100的习惯做法；2>梁面拉通筋，对于跨度较为大的梁采用支座负筋作为通长筋会比较浪费；框架梁通长钢筋采用搭接的最小跨度，即大于下面的跨度用直径14贯通筋较为经济：负筋为直径25，贯通筋直径14，最小经济跨度为1.2m，负筋为直径22，贯通筋直径14，最小经济跨度为2.9m，负筋为直径20，贯通筋直径14，最小经济跨度为4.1m，负筋为直径18，贯通筋直径14，最小经济跨度为6.5m。
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浅谈结构优化设计
【摘要】在建筑结构领域开展优化设计，符合我国可持续发展的综合国策。
结构优化设计应是在保证建筑安全、抗震性能较好、合理可行同时满足建筑设计的前提下进行，在这里
我结合自己做过的一些工程简单谈谈在结构设计中的一些优化体会，以供工程设计参考。
【关键词】结构设计；优化
结构优化设计是个系统的工程，它涉及的方面很多，不能片面的从某一方面来进行优化，要综合考虑各种不同因素的影响，本文主要从基础及上部设计两个方面来简单谈谈一些优化
的小技巧。
一、地基基础优化设计
当上部结构荷载不大，且地基土承载力较高时，优先选用天然地基。
当土层的地基承载
力不是很大且压缩性很大而不能满足设计承载力或变形等要求时，在基础设计时选用深基础（桩基础）。
在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础尽量浅埋，以节省挖土工程量且便
于施工，特别是对于上海的地基土，一般二层为粘性土，这一层都相对比较薄，且在其下面
一般就是淤泥质土，承载力很小且压缩性较大，基础就更应该浅埋。
基础设计中桩基常常是
比较常采用的方案，它对工程造价和施工工期会产生较大的影响，因此需要进行深入的优化
分析，针对不同地方项目对各种桩型受力机理的特点进行分析研究。
从另一方面来说地基基
础设计也一直是建筑结构设计的难点，因为建筑的基础形式可以是相同的，但完全相同的地
基条件是很少碰到的，所以对岩土工程勘察报告内容的理解分析就很重要，同时了解各种地
基的变形特性，结合当地工程经验，选择合理的地基基础方案也是十分重要的。
对于特定地
区的场地，我们应该结合地勘考虑最合理的工程方案，不要因为当地使用的较少就退。
一般
来说不同地区都有常用的桩基类型，像河南郑州的项目那里比较常选用CFG桩地基处理，有
些32层接近100m的高层住宅也常常采用CFG桩，对于双甲（基础设计甲级、勘察设计甲级）还要经过省里专家进行CFG桩复合地基专项论证审查等。
但从另一方面讲业主往往对新工艺、新桩基形式等在当地的可行性、经济性没有信心，施工单位有时也会因为采用不熟悉的工艺
而加以抵触和阻挠，所以作为工程设计人员，就要详细周密的进行考虑，同时一个合理的试
桩方案也是不可缺少的，一方面，试桩可以验证桩基施工工艺是否可行，使我们得到承载力、沉降等情况，一方面我们也可以初步估计出该种桩基的造价等，从而来比较此方案是否合理。
如工程确需采用桩基时，需进行桩型、桩径、桩长多方案经济分析与比较，不同单体、不同
地质可选用不同桩型，地基土对桩的支承能力尽量接近桩身结构强度，另外应尽可能采取设
计前试桩，为施工图设计提供依据，提高单桩竖向承载力，以减少桩根数。
若条件允许，优
先采用预制桩，如需采用灌注桩，可采用后注浆技术提高单桩竖向承载力。
对于设置地下室
的建筑，可考虑场地较低水位时水浮力的有利作用，以减少抗压桩根数。
布桩时，应优先考
虑沿轴线墙下或柱下布桩，以减少筏板厚度及配筋，筏板局部配筋较大时，也可另附加短钢筋。
二、上部结构优化设计
结构体系选择上应综合考虑各方面因素，结合当地实际情况，进行全方位技术经济分析
与比较，选择功能完善、技术先进、经济合理的结构体系。
在结构设计中尽量遵循以下优化
设计原则：
1.按照几个高度分界点控制建筑物高度设计。
建筑高度、风荷载大小、地震设防烈度对
结构成本会有较大影响。
当建筑物高度超过且接近分界点时，应尽量通过优化层高和楼层数
等使建筑物高度控制在分界点内，对于高层建筑60米是50年一遇和100年一遇基本风压的
分界点；24米是框架结构抗震等级的分界点；60米是框架-剪力墙结构抗震等级的分界点；
80米是剪力墙结构、部分框支剪力墙结构抗震等级的分界点。
抗震等级每提高一级，内力放
大系数、抗震构造措施均会提高一级；
2.在满足建筑功能要求前提下，尽量采用平面、竖向规则的结构方案，避免不规则、复杂形体导致的结构超限，增加造价；
3.优化结构布置，在剪力墙结构中剪力墙布置应该尽量在建筑物两端和周边布置，用尽量少的剪力墙数量保证结构抗震扭转指标满足要求。
剪力墙布置的数量可以根据计算结果中楼层层间位移尽量接近规范限值来控制，使主体结构具有合理刚度，层间位移角、轴压比、剪重比等计算指标接近规范限值；
4.结构平面荷载取值应合理，尽量采用轻质填充墙。
计算填充墙线荷载时，应按门窗洞口实际尺寸进行折减；
5.合理确定结构构件（墙、柱、梁、板）截面尺寸，使构件实配钢筋控制在经济配筋率范围内；
6.剪力墙、柱、梁可按照每二～三层作为同一配筋层，并尽可能减小归并系数，实配钢筋尽量接近计算配筋值，以减少钢筋用量；
7.除国家规范和地方标准规定外，楼板配筋一般均建议采用分离式配筋；
8.结构的高宽比不宜太大，建筑高宽比超限虽然不属于抗震超限的审查范围，但结构高宽比越大，主体结构倾覆力矩也越大，必须采取适当的结构措施，便会增加结构的成本；
9.节点的优化设计。
对于结构设计人员来说结构设计一般是对建筑进行各种力学分析，根据计算或分析的结果，配置抗力构件，对于建筑节点，除尽量减少建筑立面及屋顶装饰性构件，设计时也应该按内力分布特点进行配筋；
10.对于地下室外墙，在设计时要考虑外侧墙体的裂缝控制（0.02mm），由于裂缝控制配筋往往较大，因此采用分离式配筋的方式是非常有必要的。
短筋加通长筋可以解决内力较大区域的配筋计算要求，通长筋满足跨中区域的内力要求即可。
同理，对于分离式配筋还可以用于1）无梁楼盖设计中柱帽处的配筋；2）基础筏板配筋；3）普通屋面板配筋等；
11.剪力墙、柱、梁配筋优化设计细节
1）最优剪力墙控制长度可以取8倍墙厚加50mm，避免采用短肢剪力墙。
对于底层如果是商业、复式住宅、架空层等相对层高较高的建筑可以根据《高规》2附录D中的说明：对于超限的墙体经过验算满足墙体稳定要求，可以适当减薄墙体厚度，成本可以降低很多；
2）可根据受力情况，将剪力墙厚度及混凝土强度等级，沿房屋高度分段减小；
3）异形柱结构尽量不用，即使是框架结构也应该多用矩形柱或圆形柱，避免采用异形柱。
在满足各项安全指标的情况下，可采用较高强度等级的混凝土框架柱，柱截面减小，箍筋肢数可以得到适当减少；
4）钢筋混凝土构件中的梁柱箍筋主要功能是承担剪力、形成钢筋骨架和对构件混凝土进行约束。
柱加密区与非加密区箍筋可以不一致配筋，柱箍筋的非加密区箍筋特别是对于中间层，一般占的比例较大，而一般在计算中柱箍筋需要配置的数量往往不是由地震剪力计算而得出的，而是由规范要求的柱箍筋加密区的最小配箍率要求决定，一般我们习惯于整根柱箍筋直径相同，然而根据内力计算结果根本不需要，所以设计时可以参考分直径配筋如
Φ10@100/Φ8@200（4）等形式；
5）柱纵向配筋中建议适当增大角筋的直径，可以在满足计算要求的前提下减少总配筋量；
6）梁支座顶面钢筋建议采用小直径钢筋，以减少跨中通长钢筋面积，减少支座钢筋锚
固长度。
框架梁跨中顶面通长钢筋可按照规范构造要求配置，尽量采用直径Φ12或Φ14的
小直径钢筋进行配置，不能简单拉通支座顶面钢筋造成浪费；
7）次梁箍筋可根据计算结果选用Φ6直径。
梁高400连梁两侧有板时抗扭腰筋可以设2根。
次梁配筋也应尽量采用稍小直径钢筋，一是有利于钢筋锚固，二是可以减少通长钢筋用
钢量；
8）现在提倡用高强钢筋，比如扬州项目，当地有个《热处理带肋高强钢筋混凝土结构
技术规程》（苏JG/T054-2012），里面高强钢筋抗拉强度设计值可达到500 或525N/mm2，
可以大大节省钢筋面积，特别是对地下车库等大荷载的结构梁板配筋，优化的优势特别明显。
以上仅是我在设计过程中的一点个人体会和查阅相关资料的一些心得，希望对大家的工
程设计有所帮助。
参考文献：
[1]孙芳垂汪祖培冯康曾编著《建筑结构设计优化案例分析》
[2]行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》。