高层建筑混凝土结构优化设计分析
浅谈高层建筑混凝土结构的优化设计
（ ｐ ｙＣｔ ｃｉ ｃｕｅ ｓ ｎＣ ． ｔ． ５０ ２ ） Ｈａ ｐ ｉ Ａｒｈｔ ｔｒ ｉ ｏ Ｌ ｄ ｙ ｅ Ｄｅ ｇ ６ ７ １
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔｍｉｉｇｄ ｓｇ ｎ ｕ ｔ ｇ ｔｅｃ ｓ ，ｈｓｐ ｏ ｌｍ ｓｂ ｉｇ ｍｏ ｅｎ ｔ ｅ ｎ ｅ ａｄ ｄ ｂ ｎ ｉｅ ｒ． ｅｐ ｎ ｎ ｐ ｔ ｔａ ｔ Ｏｐｉ ｚｎ ｅｉｎ ａ ｄ ｃ ｔｉ ｈ ｏ ｔ ｔ ｉ ｒ ｂｅ ｉ ｅｎ ｒ ｏｉ ｄ ａ ｄ ｒｇ ｒ ｅ ｙ ｅ ｇｎ ｅｓ Ｔｈ ｅ ｍａ ｕ ｎ ｃ
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标来优化设计 ， 让设计尽可 能 的接 近最优解 ， 而达 到降低造 从
价 的最 终 目的 。
图 ３ １ 标 准 层 平 面图 【 化 前 ） ． 优
３ 工程 实例
３ １ 工 程概 况 ．
１９ ０ ． ７ ＞Ｏ ３ ， ８ ０ ＝０ ３ ６ ． ５ 规则 性判断为平面不规则类型 中的凹凸 不规则 ， 同时经初步计算 ， 在尽可ｉ ｉ 长墙肢 的情况下 ， ｉｉ 即使首 层墙厚取 ４ ０ ０ ｍｍ， 亦无法满足侧 向刚度 比的要求 ， 向不 规则 竖 类 型判 断为侧 向刚度不规则 。显然 ， 本工 程已有两项超出规则 性 的要 求 ， 按 《 筑 抗 震 设 计 规 范 》 Ｓ ０ １ ２０ 需 建 ＧＢ ０ １ ０ ８中 第 ３４ ３条的要求进行水平地震作用 计算和 内力调整 ， ．． 并应对 薄 弱部位采取有效 的抗震 构造措施 。根据笔者 以往 的经验 ， 若不 优化平面形状 ， 目采取加 强措施 ， 然要付 出沉重 的经济 代 盲 必 一７ ０ ／ １０ 价， 甚至会对“ 控制成 本 ， 降低造 价” 造成致命 的打 击 。由于 在 建筑平面 的中部增加部分 楼板对 建筑 功能 的使 用和立 面 的影 响较小 ， 经多方协商 ， 发展 商 同意 修改 ， 修改后 的平 面布置 （ 如
高层建筑混凝土结构的优化设计探析
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高层 建筑混凝土 结构 的优化设 计探析
高层建筑混凝土结构优化设计分析
措 施 。根 据 笔 者 以往 的 经 验 ， 不优 化平 面 形状 ， 目采 取 加 强 若 盲 措 施 ， 然 要 付 出沉 重 的经 济 代 价 ， 至 会 对“ 制 成 本 ， 低 造 必 甚 控 降 价” 造成 致 命 的打 击 。由于在 建筑 平 面 的中 部 增 加部 分 楼 板 对 建 筑 功 能 的 使 用 和 立 面 的 影 响 较 小 ，经 多 方 协 商 ，发 展 商 同意 修
某商住楼，剪力墙 结构 ，Ⅵ度设防 ，修正后的基本风压为
０ ｋ ／２ 下 １ ， 上 ３ ． Ｎｍ ； ４ 地 层 地 ２层 ， 固端 可 取 地 下 室顶 板处 ； 下 嵌 地
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图 ２ 标准层平面图（ 化后 ） 优
室层 高为 ３ ｍ， ． 首层层 高为 ５１ ２层层高 为 ３ ｍ， ９ ．ｍ， ． 其余 各层 层 ６ 高均为 ２ ｍ， ． 优化前的住宅标准层平面布置图 （ ９ 如图 １ 所示） 。
改， 修改后 的平面布置 （ 图 ２所示） 但对首层 商业 区降低层高 如 。 的建议因牵连过多， 最后决定维持不变 。
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往现实设计 中是不可能办到的。 但是 ， 设计 者可 以以此为 目标来 优化设计 ， 让设计尽可能 的接近最优解， 从而达到降低造价的最
终 目的。
２ 工 程概 况
譬 茵
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优化前 优化后
１５ ． ２ １１ ． ２
１２ ． ２ １７ ． １
１ ８０ ／ ９ ３ １ ８６ ／ ０ ３
高层建筑中混凝土结构的优化设计要点
高层建筑中混凝土结构的优化设计要点浅谈摘要：本文主要从高层建筑的特点入手，探讨了高层建筑混凝土结构优化设计的具体方法，进而提出了合理使用高强砼和高强钢筋，注重剪力墙的平面布置，多使用结构简单的独立单元等优化设计等具体方法。
关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计随着高层建筑的迅速发展，对其要求也越来越高，而混凝土施工是高层建筑施工中的一个关键环节，这就需要从混凝土结构方面对高层建筑进行优化设计以达到理想效果。
一、高层建筑结构设计的要求（一）结构设计要考虑侧向力侧向力（风或水平地震作用）成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。
高层建筑和低层建筑一样，承受自重、活载、雪载等垂直荷载和风、地震等水平力。
在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，可以忽略不计；在多层结构中，水平荷载的效应（内力和位移）逐渐增大；在高层建筑中，水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。
（二）结构应具有适宜刚度随着高度的增加，高层建筑的侧向位移迅速增大。
因此设计高层建筑时不经要求结构有足够的强度，而且要求结构有适宜的刚度，使结构有合理的自振频率等动力特性，并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。
（三）结构应具有良好的延性相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。
建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。
为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。
因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。
二、高层建筑混凝土结构的优化设计的具体方法高层建筑混凝土结构的优化设计首先得适应于高层建筑结构设计，而且要追求接近最优解。
优化设计，关键是要有整体和局部的概念，要从整体入手，落实到局部，整体和局部都要兼顾。
高层建筑结构优化设计案例分析(全文)
高层建筑结构优化设计案例分析(全文)范本一：正文：一：引言高层建筑结构优化设计是现代建筑设计中的重要环节，对于提高建筑的结构安全性、经济性和可持续性具有重要意义。
本文以某高层建筑项目为例，进行了结构优化设计案例分析，旨在探讨高层建筑结构在设计过程中的优化方法和技术。
二：背景该高层建筑项目位于城市中心地带，总高度达到200米，层数共计60层，包含商业、办公和住宅等功能。
项目地处地质条件复杂的地区，同时还需要考虑抗震、防风等因素，在设计过程中面临着诸多挑战。
三：结构设计3.1 结构形式本项目采用框架结构形式，通过立柱和梁的组合形成结构框架，然后再使用混凝土填充实现整体刚度的提升。
这种结构形式具有良好的承载能力和稳定性，能够满足高层建筑的要求。
3.2 结构材料主体结构材料采用高强度混凝土和钢材，其中混凝土强度等级为C50，钢材采用Q345B。
这种结构材料能够有效提高建筑的抗震性能和承载能力。
3.3 结构优化技术在设计过程中，采用了多种结构优化技术，包括有限元分析、参数化设计和多目标优化等。
通过有限元分析，对结构进行了力学计算和模拟，确定了合理的结构形态和尺寸。
参数化设计则通过调整参数来优化结构，使其在满足要求的前提下减少材料使用。
多目标优化则通过考虑多个指标因素来寻找最佳的结构设计方案。
四：设计成果经过优化设计，最终确定了高层建筑的结构方案。
该方案不仅满足了建筑的功能要求，还能够在地震和风载等自然力的作用下保证建筑的稳定性和安全性。
同时，该方案还有效降低了建筑的材料使用量，提高了经济性和可持续性。
五：结论通过本案例分析，我们可以得出结论：在高层建筑结构的优化设计过程中，采用框架结构形式，结合高强度混凝土和钢材等材料，运用有限元分析、参数化设计和多目标优化等技术，能够有效提高建筑的结构安全性、经济性和可持续性。
附件：1. 结构设计图纸2. 有限元分析报告3. 结构参数化设计数据法律名词及注释：1. 结构形式：指高层建筑的整体结构组成形式，如框架结构、剪力墙结构等。
探讨高层建筑混凝土结构的优化设计
探讨高层建筑混凝土结构的优化设计摘要：随着城市化进程的加快，有限的土地资源导致大量高层建筑工程的崛起。
而在高层建筑工程项目中，结构的设计是确保工程质量的关键。
因而本文主要就高层建筑混凝土结构的设计提出了相关优化措施，为高层建筑工程质量奠定坚实的基础。
关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计中图分类号：tu972 文献标识码：a对高层建筑混凝土结构优化设计不仅是提高高层建筑工程质量的重要举措，也是提高企业核心竞争力的必经之路。
那么作为新时期背景下的建筑结构设计人员，在实际工作中应如何确保设计的优越性呢？一、高层建筑混凝土结构设计需要考虑的相关因素浅析安全始终是一切建筑工程建设的根本前提，尤其是高层建筑更是如此。
而对高层建筑混凝土结构进行优化设计就是提高高层建筑工程安全性的重要举措。
因而对高层建筑混凝土结构进行优化具有十分重要的意义。
但在优化设计之前，笔者认为还应考虑以下相关因素，才能更好的确保设计的优越性，达到优化设计的目的[1]。
（一）充分考虑侧向力因素所谓侧向力，就是建成之后的建筑物需要承受的各种外力，如垂直荷载、地震力、风力等外力。
尤其是高层建筑需要承受的侧向力，会随着层数的增加而增大，而且侧向力对高层建筑结构的变形、工程造价以及结构内力等有着重要的影响，因而在高层建筑混凝土结构优化设计时必须考虑侧向力因素。
（二）充分考虑刚度因素从胡克定律分析，相同材料刚度的大小主要取决于剪切模量，建筑塑性刚度取决于建筑的形状、构制。
因而在高层建筑工程项目施工过程中，其高度是导致一切风险因素形成的原因，在包括侧向力因素的同时还包括侧向位移，同样随着层数的增加而增大，若水平力作用在高层建筑上，就应确保其侧向位移始终保持在一定的范围以内，而这就需要高层建筑具有充足的强度，并严格控制自振周期始终处于最佳范围之内。
因而在高层建筑混凝土结构优化设计时必须考虑刚度因素，确保建筑具有合理的刚度。
（三）充分考虑延性因素当不同高度的建筑同时遭受侧向力的作用时，高度越高的建筑越容易变形，而究其根源就是其柔性较大，抗变形能力差。
混凝土框架结构的优化设计
混凝土框架结构的优化设计一、背景介绍混凝土框架结构是目前建筑领域中应用最为广泛的结构形式之一。
在设计过程中，优化设计是非常重要的一环，可以有效地提高结构的性能和经济性。
因此，本文将从几个方面对混凝土框架结构的优化设计进行探讨。
二、设计目标混凝土框架结构的优化设计主要目标有以下几点：1.提高结构的整体性能和稳定性；2.优化结构的材料使用和构造形式，降低建设成本；3.提高结构的抗震性能和抗风性能；4.提高结构的可靠性和安全性，满足建筑设计标准的要求。
三、设计内容1.建立结构模型在进行混凝土框架结构的优化设计之前，需要先建立一个完整的结构模型。
在建模过程中，需要考虑到建筑的地理位置、建筑的用途和设计标准等因素，使得模型更符合实际情况。
2.确定设计参数确定设计参数是优化设计的重要步骤。
在这个过程中，需要考虑到结构材料的力学特性、结构的受力状态和结构的稳定性等因素。
同时，还需要确定结构的荷载情况和设计标准，以满足设计要求。
3.结构的优化设计在确定设计参数之后，可以对结构进行优化设计。
具体方法包括：（1）优化结构的构造形式，降低材料使用。
例如，在框架结构中，可以采用加强节点的方式来提高结构的整体性能，减少材料使用。
（2）优化结构的截面尺寸，提高结构的抗震性能和经济性。
例如，在受力较小的区域，可以采用较小的截面尺寸来减少材料使用。
（3）优化结构的荷载分配，提高结构的稳定性和安全性。
例如，在高层建筑中，可以通过设置剪力墙和梁柱节点的加强来提高结构的稳定性。
4.结构的分析和评估优化设计完成之后，需要对结构进行分析和评估。
主要包括以下几个方面：（1）结构的受力状态分析，判断结构的稳定性和可靠性；（2）结构的抗震性能分析，评估结构的抗震安全性；（3）结构的经济性评估，判断结构的材料使用和建设成本。
四、设计实施在设计实施过程中，需要考虑到以下几个方面：1.结构施工的可行性和安全性；2.结构材料的质量和可靠性；3.结构的施工周期和成本控制；4.结构的监测和维护，保证结构的安全性和可靠性。
高层建筑混凝土结构优化设计的
建筑规划与设计2012．07高层建筑混凝土结构优化设计的探讨邵永玻福建省建筑设计研究院摘要：社会在发展，时代在进步，在一座座迅速崛起的城市中，增多的不仅是一幢幢的高层建筑，更是人们对高层建筑的研究，特别是对高层建筑中混凝土结构的研究，对于混凝土结构的设计优化，更是越来越受到人们的关注。
笔者在此对高层建筑中各种混凝土结构的发展以及高层建筑的结构设计特点进行分析和探讨，并据分析和探讨提出了高层建筑中有关混凝土结构优化设计的一些方案。
关键词：高层建筑混凝土结构；侧向力；优化设计；对策近些年来，随着我国社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，人们对自己所居住的建筑要求也越来越高，建造的各类高层建筑层出不穷给城市建设带来了新的面貌，日益复杂的使用功能和多样化的建筑特征给高层建筑结构的设计者带来了非常严峻的挑战。
在此笔者结合多年的实践经验，对高层建筑混凝土结构设计如何优化进行分析和探讨，现总结如下。
1高层建筑混凝土结构在高层建筑业的发展中，高层建筑混凝土结构主要分为以下几种：①钢筋混凝土结构；②组合结构；③新型结构；④智能建筑结构。
1．1钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是最早的高层建筑结构，该结构主要由钢筋和混凝土构成，以用钢筋混凝土建造的，包括薄壳结构、大模板现浇结构和使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构作为主要承重要件。
此结构的整体性较能好，且具有耐高温、位移小、维护方便、成本低和刚度大等特点，钢筋混凝土结构的一系列特点，都是钢结构所望尘莫及的。
随着我国混凝土增强材料技术的不断发展，钢管混凝土、钢混凝土和高强混凝土等方面技术的不断成熟。
钢筋混凝土结构已经成为我国大多数高层建筑所采用的结构体系，是目前我国应用最广泛的也是大多数设计者最熟悉的建筑结构型式。
1．2组合结构组合结构主要有钢筋混凝土组合结构和组合切体结构两种类型，其中组合切体结构是一个组合砖砌体构件，主要由砖砌体和钢筋混凝土面层组成，在轴向力偏心距超过0．7y （y 指由截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离），或e 较大，无筋砌体承载力不足，截面尺寸受到限制时比较适用。
高层建筑中混凝土结构的优化设计研究
． １ 完善 单元 结构 的布局 设计 效果 ， 使其结构 的各项 功能均达 到预计要求 。下 面就 具体 地对这 ２ 独立 的结 构单元设 计 ， 是 高层 建筑 中 的主要 结 构设 计 内容 ， 几个设计 原则加 以分析 ： 此结构设 计工作适 合采 用简 单 、 规则 的平 面形 式 ， 但平 面 的整 体 １ ） 适用性 。高层建筑 中结构设计 的适用 性原则 ， 是 以该建筑
中， 避免 出现大范 围的结构性 损害。
构单元 出现过 于集 中的塑性变形或应力 。 高层建 筑建设 需要 耗费 较 多的混 凝 土、 钢等 材料 ， 若混凝 土
． ２ 优 化 高 强的 混凝 土 与钢 筋使 用 ３ ） 耐久性 。高层建 筑的耐久性设 计原则 ， 是指 建筑 的结 构设 ２
高 层 建 筑 中 混 凝 土 结 构 的 优 化 设 计 研 究
苏 永 平
ｆ 山西西山晋兴能源有限责任公司 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ ３ ）
摘
要： 根据高层建筑 的特 点 ， 对高层 建筑 混凝土结构 的设计原 则与要求进行 了分析 ， 介绍 了混凝土结构具体 的设计 方法 ， 并从结
２ ） 侧 向力 。
目前 ， 高层 建筑的结构设计 中 ， 其结 构 内力与 变形等 问题 ， 主
层 讲， 由于其层 数较 多、 空 间结 构 的变化性 较大 ， 对 于安 全性 、 耐 久 要 受到地震的水平作 用力及外部环境 中 的风力等 因素 的影 响 ， 在 设计 混凝 性 以及抗震性能具有 特殊的要求 ， 混凝土 的结பைடு நூலகம்设计 状 况在更 高 数的不断增多会带 动水 平作用力 的持续加 大 。所 以 ， 土结构时 ， 必须要充分地将这 些侧 向力 的影 响考 虑在内。 的程度上 ， 为建筑 质量施 加直 接 的影 响。因此 ， 高 层 建筑 的建 设
高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇
高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇高层建筑结构抗震分析与优化设计1高层建筑作为一种高度复杂的建筑结构体系，在地震等极端条件下，其结构稳定性会受到极大的挑战。
为此，在高层建筑结构的抗震设计中，需要对其结构体系进行充分的抗震分析和优化设计，以确保其在地震等极端条件下的结构安全性。
首先，在高层建筑的抗震设计中，需要考虑各种因素对结构稳定性的影响。
这些因素包括建筑结构的高度、结构形式、材料等等。
我们需要采用科学的方法对这些因素进行分析，并找出其对建筑结构抗震性能的主要影响因素。
其次，我们需要针对建筑结构的主要影响因素进行抗震分析。
这种分析方法的核心是对建筑结构体系的动力特性进行研究，以找出其在不同地震条件下的抗震性能表现，并加以评估。
这种方法需要结合计算机模拟等技术手段，对建筑模型进行模拟并进行动力分析，以获取建筑结构的动态响应曲线。
最后，在对建筑结构进行抗震分析和评估之后，我们需要进行相应的优化设计，以提高建筑结构的抗震性能。
这种优化设计可以针对建筑结构的不同部位和因素进行，比如调整结构形式、加强连接构件、使用更耐震性的材料等等。
需要注意的是，在高层建筑的抗震设计中，我们还需要考虑到建筑结构的经济性和可持续性。
因此，在进行抗震分析和优化设计时，我们需要综合各种因素进行评估，以找出最经济、最可行的设计方案。
总之，高层建筑的抗震设计是一项极为复杂和关键的工作，它需要结合多种技术手段和科学方法进行研究和应用，以确保建筑结构在地震等极端情况下的安全和稳定。
高层建筑结构抗震分析与优化设计2高层建筑结构抗震分析与优化设计随着经济的发展和城市化的加速，高层建筑的数量逐年增加。
然而，高层建筑在地震发生时容易受到破坏，不仅影响建筑的使用安全，也会造成严重的人员伤亡和财产损失。
因此，在高层建筑的设计和建设过程中，结构的抗震性能是非常重要的。
本文将从高层建筑结构的抗震分析和优化设计两个方面进行探讨。
一、高层建筑结构的抗震分析高层建筑结构的抗震分析是建筑工程中非常重要的环节之一。
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高层建筑混凝土结构优化设计分析
摘要: 城市现代化建设使得我国高层建筑不断出现，并且由于人们的要求其建筑施工的需要使得建筑技术的难度也随之增加。
而高层建筑的侧向位移迅速加快使得高层建筑在设计过程中除了需要保证良好的强度外，还必须具备足够的刚度，这样才能让混凝土的结构不断完善，将水平力作用下的层位移限制在最小范围内。
并且为防止高层建筑受到地震影响出现倒塌，，不仅需要达到使用需要的强度，还应该对整个建筑实施更好的完善方案，来从整体上改进建筑的结构性能，从而增加高层建筑的使用寿命。
文章结合工程例子，针对现代高层建筑混凝土结构的优化设计提出了个人的见解，供于业内人士参考。
关键词: 优化设计；整体；均匀；规则；局部
1 前言
建筑构件优化方面在国内外学者已经进行过很多的研究工作，但到目前为止仍没有一个满足各种结构设计规范条件，符合设计人员习惯，尽可能接近最优解，能够适用于高层建筑结构设计的成熟的数学模型。
尽管如此，但有一个观点还是比较明确的，也是大多数学者所赞同的，那就是:当结构的各个构件的内力都达到最大承载力时，即可认为结构是最优的。
当然，要想各个构件都能如愿的在同一时间发挥出所有潜能是很困难的，往往现实设计中是不可能办到的。
但是，设计者可以以此为目标来优化设计，让设计尽可能的接近最优解，从而达到降低造价的最终目的。
2 工程概况
某商住楼，剪力墙结构，6 度设防，修正后的基本风压为0.4 kN/m2；地下1 层，地上32 层，嵌固端可取地下室顶板处；地下室层高为3.9 m ，首层层高为5.1 m ，2 层层高为3.6m ，其余各层层高均为2.9 m ，优化前的住宅标准层平面布置图(如图1所示) 。
图 1 标准层平面图(优化前)
3 问题的提出和优化方法
(1)以图1分析，由根据文献可知，l/ Bmax = 7100/18900 = 0.376 ＞0.35 ，规则性判断为平面不规则类型中的凹凸不规则，同时经初步计算，在尽可能加长墙肢的情况下，即使首层墙厚取400mm ，亦无法满足侧向刚度比的要求，竖向不规则类型判断为侧向刚度不规则。
显然，本工程已有两项超出规则性的要求，需按《建筑抗震设计规范》GB50011 - 2010 中第3.4.3 条的要求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。
根据笔者以往的经验，若不优化平面形状，盲目采取加强措施，必然要付出沉重的经济代价，甚至会对“控制成本，降低造价”造成致命的打击。
由于在建筑平面的中部增加部分楼板对建筑功能的使用和立面的影响较小，经多方协商，发展商同意修改，修改后的平面布置(如图2 所示)。
但对首层商业区降低层高的建议因牵连过多，最后决定维持不变。
图 2 标准层平面图(优化后)
(2)以图2分析，剪力墙布置，核心筒位置的墙体布置似乎偏多，刚度偏大。
经建模初算，其部分计算数据如表1所示:
由表中数据分析可知，结构平面布置中的核心筒处，其剪力墙数量有消减的余地。
适当消弱结构中部的刚度，除了对控制结构扭转效应有利外，更直接的效果就是降低造价。
假设所有墙厚均为200 mm ，仅削去核心筒处的部分墙体(如图2 所示) ，就可减少混凝土用量:
0.96×(3.9＋5.1＋3.6＋30×2.9)≈95.6m3
以及扣除原有墙体内的大量钢筋，其经济性是十分可观的。
另外，本工程为高层建筑，核心筒以外的其它墙肢，其长度可每隔5～7 层缩短一次，但应检查控制值(如位移比、轴压比等)是否满足规范要求和确保墙肢长度大于墙厚的8 倍，避免墙体演变为短肢剪力墙。
(3)板中受力钢筋不同强度等级的使用比较。
本工程大部分板块的板跨都不大，计算后发现基本为构造配筋，即由最小配筋率控制，而最小配筋率与钢筋强度等级直接相关。
本工程标准层的梁板砼强度等级采用C30 ，对比如下:
一级钢:ρmin = max｛0.2％，0.45ft/fy｝= 0.31％
三级钢: ρmin = max｛0.2％，0.45ft/fy｝= 0.20％
目前，市面上三级钢与一级钢的价位相差不多，三级钢与一级钢的强度比f y3/f y1 = 1.714 ，
当结构采用大板且为受力控制时，三级钢的优越性更明显；再者，用三级钢还有个好处，就是支座筋相对不易被踩下去，而底筋不需要弯钩，可减少施工工序。
(4) 本工程- 1～11 层，其剪力墙混凝土强度等级采用C45 ，往上约每隔5 层变化一次，直到为C30 时不再变化。
分析表1 ，本工程若把墙最高砼强度等级再适当提高(如采用C60) ，降低轴压比后，有部分墙肢其长度可进一步缩减。
发展商出于对整个楼盘统一技术措施的考虑，且经初步估算后，工程造价已在可接受范围，故仍控制墙砼的最高强度等级为C45.
4 总结优化方法和途径
4. 1 形状优化比尺寸优化更有意义
在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀，平面长度不宜过长，突出部分长度l 不宜过大(图3)；L、l 等值宜满足表 2 的要求；高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。
相信大部分的结构工程师都曾遇过类似情况:当一幢高层建筑的结构平面布置和竖向布置简单、规则、均匀，那么其各项指标的校核验算会很容易满足规范的要求，反之，则需花一番苦功才能令各项指标勉强满足规范要求。
结果可能是墙柱截面尺寸大得惊人，单位面积重量严重超标，不仅造价上去了，而且还影响部分建筑功能的使用。
笔者认为，结构设计人员一定要注重概念设计，在建筑方案阶段就应积极介入，运用自己的专业知识提出建议，在满足美观、适用的前提下，尽可能使建筑结构的平面布置和竖向布置简单、规则和均匀。
这样一来，结构体系就会具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。
只有这样，到扩初设计和施工图设计阶段的截面尺寸优化才会有实质性的意义。
表 2 L 、l 的限值
4. 2 剪力墙的平面布置
主要应注意以下几点:
(1) 在结构平面布置中，在满足建筑功能的基础上，剪力墙宜沿周边均匀、相对集中布置。
在建筑物的楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位宜布置剪力墙，其间距不宜过大。
(2) 剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式。
(3) 剪力墙墙肢截面宜简单、规则，剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。
(4) 设计中应注意尽量减少短肢剪力墙的数量，不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
4. 3 合理使用高强砼和高强钢筋
建筑的总造价包括上部结构的材料、基础及施工等费用，构件的截面尺寸和用钢量对造价的影响很大，设计中合理使用高强钢筋(如梁、板筋采用三级钢) 可有效降低用钢量，节约成本。
如果高层建筑位于深厚软弱地基上，由于作用于地基上的荷载很大，合理使用高强砼和高强钢筋优化构件截面尺寸，减轻结构自重，将会降低基础施工的难度和造价，取得显著的经济效果。
同时，对于地震区的高楼，地震作用的大小几乎与建筑自重成正比，减轻自重能够减小结构的地震荷载，有利于提高结构的安全度。
笔者认为，在设计中合理的使用高强砼和高强钢筋，能快速、有效的减少墙、柱、梁、板等构件的截面尺寸，降低用钢量，减轻建筑自重，最终达到降低造价的目的。
5 结束语
从以上综述，优化设计，关键是要有整体和局部的概念，要从整体入手，落实到局部，整体和局部“两手抓”。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。