结构体系与布置优化
计算机组成原理指令集体系结构的设计与优化

计算机组成原理指令集体系结构的设计与优化计算机组成原理是计算机科学中的重要理论课程之一,它对于了解计算机的基本原理和内部结构起着重要的指导作用。
其中,指令集体系结构是计算机的核心组成部分之一,它决定了计算机能够执行的操作和运算方式。
本文将探讨指令集体系结构的设计与优化方法,以及其对计算机性能的影响。
一、指令集体系结构的定义与分类指令集体系结构是计算机硬件与软件之间的接口,它定义了计算机能够执行的指令和数据格式。
根据指令和数据的操作类型,指令集体系结构可以分为以下几类:1. 精简指令集(RISC)体系结构精简指令集体系结构采用简单的指令格式和操作方式,指令集的种类较少,每条指令的执行时间相对较短。
精简指令集体系结构的设计目标是提高指令执行速度和功耗效率,适用于大部分应用场景。
2. 复杂指令集(CISC)体系结构复杂指令集体系结构采用复杂的指令格式和操作方式,指令集的种类繁多,每条指令的执行时间相对较长。
复杂指令集体系结构的设计目标是提供更丰富的指令功能和编程灵活性,适用于特定应用场景。
3. 隐式数据流(VLIW)体系结构隐式数据流体系结构将多条指令捆绑在一起,共同操作一组数据,以提高指令级并行性。
隐式数据流体系结构的设计目标是充分利用硬件资源,提高指令的并行度和执行效率,适用于科学计算和嵌入式系统等领域。
二、指令集体系结构的设计原则指令集体系结构的设计涉及到多个方面的考虑,以下是一些常见的设计原则:1. 简洁性指令集应该尽量简洁,避免冗余和重复的操作。
简洁的指令集可以提高指令的执行效率和编程的方便性。
2. 完整性指令集应该具备足够的操作功能,能够满足各类应用的需求。
完整的指令集可以提高程序的编写效率和计算机的应用范围。
3. 兼容性指令集应该具备一定的兼容性,能够支持历史上的指令集和软件。
兼容的指令集可以方便用户迁移和使用已有的软件资源。
4. 可扩展性指令集应该具备一定的扩展性,能够支持后续的技术发展和硬件升级。
建筑结构设计范文示例与优化建议

建筑结构设计范文示例与优化建议建筑结构设计是保证建筑物稳定性与耐久性的重要环节。
本文将为您提供一些建筑结构设计范例,并提出一些建议以优化设计过程。
一、建筑结构设计范例示例1. 设计范例一:房屋结构设计设计目标:保证房屋结构稳定,符合国家相关规范要求。
设计过程:1)确定设计载荷:根据建筑用途和规模确定房屋的设计载荷,包括荷载、地震力、风力等。
2)选择合适的结构体系:根据房屋的使用功能和室内布局选择适合的结构体系,如框架结构、剪力墙结构等。
3)设计结构材料:根据房屋的荷载要求和设计寿命选择合适的结构材料,如钢筋混凝土、钢结构等。
4)进行结构分析和计算:使用结构分析软件进行房屋结构的受力分析和核算,保证结构的强度和刚度满足要求。
5)进行构件设计:根据结构分析结果,确定各构件的尺寸和配筋等细节设计,保证结构的稳定性和可施工性。
6)进行施工图设计:绘制出详细的施工图纸,标明各构件的布置与连接方式,便于施工过程中的实施。
2. 设计范例二:大型桥梁结构设计设计目标:确保桥梁结构安全舒适,满足大跨度、大荷载的要求。
设计过程:1)进行交通和地质勘测:考虑桥梁所处的交通条件和地质状况,确定设计参数,如设计荷载、地基承载能力等。
2)选择桥梁结构类型:根据跨度和荷载要求选择适合的桥梁结构类型,如梁桥、拱桥、斜拉桥等。
3)进行结构分析:对桥梁结构进行动力、静力和地震响应等分析,确定结构的稳定性和安全性。
4)进行构件设计:根据结构分析结果设计桥梁各构件,保证结构的强度和刚度满足要求。
5)进行施工图设计:绘制桥梁施工图纸,明确每个构件的尺寸和配筋方式,确保施工过程中的准确实施。
二、建筑结构设计优化建议1. 采用先进的结构分析软件:利用现代化的结构分析软件进行结构的受力分析和计算,可以提高设计的精确性和效率。
2. 结构材料选用优化:选择合适的结构材料,如高强度钢材、高性能混凝土等,可以提高结构的强度和耐久性。
3. 结构体系优化:针对不同建筑用途和功能,选择合适的结构体系,如剪力墙结构、框架结构等,可以提高结构的稳定性和经济性。
建设方案中的工程结构设计与优化

建设方案中的工程结构设计与优化一、引言在建设项目中,工程结构设计与优化是至关重要的环节。
一个良好的工程结构设计能够确保建筑物的稳定性、安全性和经济性,同时也能够提高工程的可持续性。
本文将探讨建设方案中的工程结构设计与优化的相关内容。
二、工程结构设计的基本原则1. 安全性原则在工程结构设计中,安全性是最基本的原则。
工程结构设计师应该根据建筑物的用途和荷载条件,合理确定结构的强度、稳定性和抗震能力,确保建筑物在正常使用和极端情况下都能够安全稳定地运行。
2. 经济性原则经济性是工程结构设计的另一个重要原则。
在满足安全性的前提下,工程结构设计师应该尽可能减少材料的使用量和工程的成本,提高建筑物的经济效益。
通过合理的结构设计和材料选择,可以实现节约资源、降低能耗的目标。
3. 可持续性原则可持续性是现代建设项目中越来越重要的考虑因素。
工程结构设计师应该注重减少对环境的影响,选择可再生材料和绿色建筑技术,提高建筑物的能源效率和环境适应性,实现可持续发展的目标。
三、工程结构设计的优化方法1. 结构形式优化结构形式优化是指通过对建筑物结构形式的选择和调整,达到最优结构设计的目的。
在设计初期,工程结构设计师应该根据建筑物的功能和使用要求,结合荷载特点和施工条件,选择最适合的结构形式,如框架结构、桁架结构、悬挂结构等。
通过优化结构形式,可以提高建筑物的稳定性和经济性。
2. 材料选择优化材料选择是工程结构设计中的关键环节。
工程结构设计师应该根据建筑物的用途和荷载条件,选择合适的材料,如钢结构、混凝土结构、木结构等。
在材料选择时,需要考虑材料的强度、耐久性、施工性能和环境影响等因素。
通过合理的材料选择,可以提高建筑物的安全性和可持续性。
3. 结构参数优化结构参数优化是指通过对建筑物结构参数的调整和优化,达到最优结构设计的目的。
在设计过程中,工程结构设计师应该根据结构的受力特点和荷载条件,合理确定结构的截面尺寸、跨度、高度等参数。
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。
土木工程结构设计与优化

土木工程结构设计与优化土木工程结构设计与优化是指通过合理的结构设计和优化技术,确保土木工程的安全性、可持续性和经济性。
在土木工程中,结构设计和优化是非常重要的环节,它直接影响工程的质量和成本。
土木工程结构设计主要包括以下几个方面:结构材料的选择、结构的布置、结构的荷载分析和结构的计算。
首先,结构设计师需要根据工程的具体要求和环境条件选择合适的结构材料。
常见的结构材料包括钢、混凝土、木材等,根据工程的特点和需求选择合适的材料可以提高结构的强度和稳定性。
其次,结构的布置是指结构件的空间布置和相互连接方式的选择。
合理的结构布置可以减少材料的使用量、加强结构的稳定性,提高工程的经济效益。
再次,结构的荷载分析是指针对工程所承载的荷载进行合理分析和计算。
荷载分析是结构设计的基础工作,通过对各种荷载进行分析,确定结构的强度和刚度要求,为结构计算提供准确的数据。
最后,结构的计算是指根据结构的几何形状和荷载情况,采用力学原理和计算方法进行结构的力学分析和计算。
结构的计算是验证结构设计的合理性和安全性的重要手段,通过对结构进行力学计算,可以判断结构是否能够满足强度、稳定性和振动要求。
土木工程结构优化是指在满足设计要求的前提下,通过优化设计参数和结构的改进,进一步提高结构的性能和经济效益。
结构优化主要包括以下几个方面:材料优化、几何形状优化、结构拓扑优化和结构布局优化。
首先,材料优化是通过改变结构材料的性能和本构关系,提高结构的强度和稳定性。
常见的材料优化手段包括添加增强材料、改变材料的内部结构等。
其次,几何形状优化是通过改变结构几何形状,提高结构的刚度和强度。
常见的几何形状优化手段包括变截面、变角度等。
再次,结构拓扑优化是指通过改变结构的拓扑形态,提高结构的性能。
常见的结构拓扑优化手段包括添加或删除结构元素、改变结构的连接方式等。
最后,结构布局优化是指通过改变结构的布局方式,提高结构的效能。
常见的结构布局优化手段包括调整结构的位置、改变结构的杆件长度等。
结构体系的优化要点

结构体系的优化要点摘要:结构优化的关键是结构体系的确定,包括平面布置、体型、层高、总高等因素的控制,笔者根据多年的工程设计、咨询经验,针对一些不确定性因素,总结出以下一些方案设计阶段主要控制原则以及结构体系、类型、布置的确定原则。
关键词:结构体系;结构类型;结构布置;地下室;原则1、结构体系的优化可分三个层次●方案设计阶段,确定最合理的结构体系,一般是偏定性和功能需求的,主要在结构类型、平面布置、立面造型、柱网尺寸等方面提出结构设计工程师的建议和要求;●初步设计阶段,结构体系的深化,专注于技术问题,如抗震、抗风等,对高层结构,主要体现为结构的刚度,重量和造价的最优搭配;●施工图设计阶段,承载能力优化,微调结构的布置和尺寸。
2、方案设计阶段主要控制原则2.1建筑平面布置上力求方正,遵循简单、规则、对称的原则,尽量避免出现平面不规则,控制平面长宽比,突出部分长度l不宜过大,l、L等值宜满足《高层建筑混凝土结构技术规程》表3.4.3的规定,不宜采用角部重叠或细腰形的平面布局等等,如下图所示的平面布置应避免。
(尽量避免出现平面不规则,这就可以少布置或不需要布置抗扭构件,从而降低钢筋含量;结构越长,为克服扭转影响,建筑两端需要增加刚度,布置较长的剪力墙,较大的梁、柱及较多的钢筋,因此造价越高。
)2.2建筑物的体型规整,结构的侧向刚度和水平承载力沿高度宜均匀变化,层高相差不要太大,不宜出现如下典型情况。
(避免因为层间刚度比不满足规范要求而增加抗侧力构件,从而提高钢筋用量)2.3选用合理的高宽比。
建筑结构的高宽比宜按《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.3.2条的规定,例如A级高度钢筋混凝土高层建筑结构在抗震设防烈度6、7度时,剪力墙结构、框架-剪力墙结构高宽比不宜超过6,框架结构高宽比不宜超过4。
2.4.按照高度分界点控制建筑物高度。
建筑物高度、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,尽量通过优化层高、标准层面积、楼层数,使建筑物高度按照高度分界点控制。
装配式建筑结构体系的设计与优化

装配式建筑结构体系的设计与优化随着现代建筑技术的不断进步和发展,装配式建筑结构体系逐渐成为了建筑行业中的热门话题。
本文将探讨装配式建筑结构体系的设计与优化,介绍其概念、特点以及在实际应用中的优势,并分享一些相关案例。
一、概念及特点装配式建筑结构体系是指通过工厂化生产方式制造出具备完整功能和使用性能要求的模块或组件,在现场通过简单拼接、组合而成的一种建筑结构体系。
相比于传统施工方式,其具有以下几个特点:1.节约时间和人力资源:装配式建筑结构体系采用工厂化生产,可以大幅度缩短施工周期。
在施工过程中,需要较少的人力资源参与,大大降低了人力成本。
2.提高质量和安全性:由于模块或组件是在工厂环境下制造并经过质量控制后运送到现场进行安装,所以其质量更易得到保证。
同时,在施工现场减少了很多临时设备和作业环境对工人的影响,施工安全性得到了提升。
3.灵活性和可重复使用性:装配式建筑结构体系可以根据需求进行灵活组合,满足不同建筑形态和功能需求。
同时,由于组件之间的连接方式采用可拆卸结构设计,使得这些组件可以被重复使用。
4.环保与节能:装配式建筑结构体系采用预制方式生产和安装,减少了材料浪费和碳排放,并且其模块或组件具备隔热、保温等特性,有利于节能降耗。
二、设计原则与方法在进行装配式建筑结构体系的设计时,需要遵循一些基本原则和方法:1.整体性原则:装配式建筑结构体系应该具备一个统一的整体思想,并且在不同模块或组件之间有良好的衔接。
这样才能保证整个建筑具备稳定的结构性能。
2.标准化设计:在设计过程中要充分考虑到批量化生产以及模块化组合的需求,并优化各个部件之间的尺寸、连接方式等参数。
只有通过标准化设计,才能实现效率最大化。
3.工艺可行性:设计时要考虑到实际生产中使用的加工设备和工艺流程,并结合这些因素进行设计。
只有做到与工厂生产环境和现场安装条件相适应,才能保证后续施工的顺利进行。
4.适应性和灵活性:在设计过程中要充分考虑到建筑的多样化需求。
系统体系结构设计与优化

系统体系结构设计与优化随着信息技术的快速发展和应用的广泛普及,系统体系结构设计和优化变得愈发重要。
一个优秀的系统体系结构可以提高系统的可靠性、灵活性和性能,从而满足用户的需求。
本文将讨论系统体系结构设计的基本原则、常用方法以及优化策略,帮助读者理解并实践系统体系结构设计与优化。
一、系统体系结构设计的基本原则无论是大型企业级应用系统还是小型嵌入式系统,系统体系结构设计的基本原则是相似的。
以下是一些常见的设计原则:1. 模块化:将系统分解为互相独立的模块,每个模块负责一个特定的功能。
模块之间通过定义良好的接口进行通信,以实现低耦合、高内聚的设计。
2. 可扩展性:系统应具有良好的可扩展性,以适应未来的增长和变化。
通过使用松散耦合的设计和可插拔的组件,系统能够方便地添加新的功能和模块。
3. 可靠性:系统应具备高可靠性,以确保在各种环境下正常运行。
通过使用冗余设计、错误检测与恢复机制等技术可以提高系统的可靠性。
4. 性能:系统应具备高性能,以满足用户的需求。
通过进行性能测试和优化,以及采用合适的硬件和软件架构,可以提高系统的响应速度和处理能力。
5. 安全性:系统应具备良好的安全性,以保护用户的数据和隐私。
通过使用加密技术、访问控制机制等手段,可以防止未经授权的访问和信息泄露。
二、系统体系结构设计的常用方法系统体系结构设计的方法有很多,下面介绍几种常用的方法和模型。
1. 分层模型:将系统分解为多个层次结构,每个层次实现不同的功能。
分层模型可以提高系统的可维护性和扩展性。
2. 客户端-服务器模型:将系统分为客户端和服务器两部分,客户端负责用户界面和数据展示,服务器处理业务逻辑和数据存储。
这种模型可以实现分布式计算和资源共享。
3. 微服务架构:将系统拆分为一系列小型的、独立运行的服务,每个服务负责一个特定的功能。
微服务架构可以实现敏捷开发和部署,提高系统的可扩展性和灵活性。
三、系统体系结构优化的策略系统体系结构优化是为了提高系统的性能和可靠性,以下是一些常用的优化策略:1. 缓存优化:通过合理使用缓存,减少系统对后端资源的访问,提高系统的响应速度和吞吐量。
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结构体系与布置优化结构优化设计是在满足规范要求、保证结构安全和建筑产品品质的前提下,通过合理的结构布置、科学的计算论证、适度的构造措施,充分发挥材料性能、合理节约造价的设计方法。
结构优化设计在当前竞争日益激烈的建筑设计市场成为大势所趋。
如何在满足建筑功能的前提下,保证结构安全并控制含钢量成为摆在结构设计工程师面前的现实课题。
本文总结了以往的设计经验,参考了相关文献,给出了结构优化设计的步骤和一些具体措施,供设计人员参考。
1结构优化设计的步骤笔者认为,结构优化设计的合理步骤应该是:①在方案阶段,通过与建筑专业的充分沟通,对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求,使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内,避免抗震审查,为降低含钢量争取主动权;②在初步设计阶段,通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础型式等内容的多方案技术经济性比较,选出最优方案,整体控制含钢量;③在具体计算过程中,通过精确的荷载计算、细致的模型调整,使结构达到最优受力状态,进一步降低用钢量;④在施工图阶段通过精细的配筋设计抠出多余钢筋,彻底降低含钢量。
在进行多方案的技术经济性比较时,应综合考虑材料费、模板费、基坑开挖降水支护费用、措施费、施工难易、工期长短等因素,与甲方协商后择优选用。
2结构体系与布置优化结构体系和布置对造价影响很大,应予重视。
1)应根据建筑布置、高度和使用功能要求选择经济合理的结构体系。
比如,异形柱框架比普通框架用钢量大,在可能的情况下尽量采用前者;短肢剪力墙比普通剪力墙含钢量高,在可能的情况下尽量采用后者。
2)应选择比较规则的平面方案和立面方案。
尽量避免平面凸凹不规则或楼板开大洞,控制平面长宽比,合理设缝,使结构刚度中心与质量中心尽量靠近。
竖向应避免有过大的外挑或内收,同时注意限制薄弱层、跃层、转换层等不利因素,使侧向刚度和水平承载力沿高度尽量均匀平缓变化。
3)应选择合理、均匀的柱网尺寸,使板、梁、柱、墙的受力合理,从而降低构件的用钢量。
柱网大则楼盖用钢量大,柱网小则柱子用钢量增大,应根据建筑实际情况和经验合理布置。
例如,住宅中小开间结构中墙柱的作用不能得到充分发挥,过多的墙柱还会导致较大的地震作用,可考虑采用大开间结构体系,既节约造价,又便于建筑灵活布置。
4)应选择经济合理的楼盖体系。
楼盖质量大,层数多,占整体造价比重高,对楼盖的类型、构件的尺寸、数量、间距等应进行对比分析,选择最优的方案。
一般住宅宜采用现浇梁板楼盖,预应力楼盖的预应力钢筋容易被二次装修破坏,井字梁楼盖影响室内美观,均不推荐。
办公楼等大空间结构宜采用十字梁、井字梁、预应力梁板方案。
双向板比单向板经济,应多做双向板。
板的厚度,双向板宜控制在短跨的1/35,单向板宜控制在短跨的1/30,此时板易满足强度和变形要求,经济性好。
5)剪力墙结构的优化空间很大,应下大力气优化。
剪力墙的布置宜规则、均匀、对称,以控制结构扭转变形。
在满足规范和计算的前提下应尽量减少墙的数量,限制墙肢长度,控制连梁刚度,剪力墙能落地的就全部落地不做框支转换层,平面能布置成大开问的尽量布置成大开间,墙体的厚度满足构造要求和轴压比的要求即可。
连梁刚度太大时可通过梁中开水平缝变成双梁、增大跨高比等措施降低连梁刚度。
尽量少用短肢剪力墙,限制“一”字墙,少做转换。
6)降低含钢量的小技巧:①楼电梯间不宣布置在房屋端部或转角处。
因其空间刚度较小,设在端部对抗扭不利,设在转角处应力集中。
②框架结构层刚度较弱时,加大柱尺寸或梁高都可显著增大层刚度,而提高混凝土强度效果不明显。
③柱的截面尺寸,多层宜2层~3层调整一次,高层宜结合混凝土强度的调整每5层~8层调整一次。
④多层框架结构位移超标时,可布置少量剪力墙使其满足要求。
此时仍按框架结构确定抗震等级,剪力墙抗震等级可为三级且不设底部加强区,同时框架部分还宜满足不计入剪力墙时框架的承载力要求。
⑤剪力墙的窗下墙尽量用填充墙,可延长周期并节约造价。
⑥剪力墙结构仅少量墙肢不落地、做框支转换且其负荷面积占楼层面积范围很小时(≤10%),可按仅个别构件转换考虑,不必把整个层都作为转换层。
⑦填充墙的上下在不影响美观和使用的情况下尽可能设梁。
分隔墙下可不设梁,配筋上加强即可。
⑧外挑阳台挑出长度大于1.2m时优先考虑梁板式受力体系。
⑨梁的截面尽量按正常截面取,少做宽扁梁,配筋率也应控制在1.5%以内。
⑩尽量避免梁宽≥350mm,否则箍筋按构造要求需采用4肢箍,造成箍筋用量增加。
(11).楼梯构件,梯板跨度大于3m或活载较大时,优先考虑梁式楼梯。
(12).爹建筑构件,包括装饰构件,优先采用钢筋混凝土结构。
3材料优化材料自重对结构受力影响较大,应尽量选用轻型材料。
如填充墙、隔墙采用轻质材料,可显著减轻自重,降低含钢量。
混凝土价格相对便宜,可适当提高混凝土强度等级以减少钢筋用量,但混凝土强度等级越高越容易开裂,所以也不能太高。
一般建议梁板混凝土等级取C30,墙柱混凝土等级取C25—弭O(断面与标号间取最优值),转换层水平构件取C40,非承重构件取C20,基础取C30,--C35,垫层取C15。
一般楼层越高受力越小,故混凝土强度等级宜从下到上逐渐减小。
为便于施工,同一楼层各构件最好采用同一等级混凝土。
关于钢筋的优化,将在配筋设计部分论述。
4荷载优化荷载输入值的计算是否准确,关系到整个工程的含钢量是否正常。
荷载的计算应尽量精确,做到不漏算、不重算、不多算、不错算。
荷载取值应严格按照最新版荷载规范取用,不要擅自放人。
对于一些特殊功能的建筑,应会同甲方共同测算荷载的取值。
填充墙上门窗开洞面积较大时,应扣洞口部分的重量。
地面、楼面、屋面、填充墙、隔墙、构架、线条等恒载取值应按建筑做法和大样详细计算。
对于GB 50009-2001第4.1.2条所列可折减的项目,应严格按所列系数折减,尤其是消防车活载。
通过检查PKPM总信息中单位面积质量数值可以判断出荷载输入是否正常。
一般设计较合理的住宅结构,单位面积的荷载标准值为:框架结构1 lkN/m2~13 kN/m2,框剪结构13 kN/m2~16 kN/m2,剪力墙结构14kN/m2~18kN/m2。
5设计参数优化设计参数直接影响着含钢量的变化,因此必须弄清楚每个参数的内涵,正确地选用。
笔者总结经验、参考文献后给出以下建议:1)普通柱按单偏压计算,双偏压校核,异型柱才按双偏压计算。
按双偏压计算时柱钢筋用量显著增加。
2)偶然偏心和双向地震不同时考虑。
考虑双向地震影响会使结构用钢量增加。
一般较规则的结构,扭转效应较小,可只计算单向地震力(考虑偶然偏心影响),不考虑双向地震影响。
但如果结构的质量和刚度分布明显不对称、扭转严重时,应计入双向水平地震作用下的扭转影响。
如何判断结构是否扭转严重,作者赞同文献[3】的看法,即当楼层最大弹性水平位移(或层间位移)与该层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的比值A级高度大于1.4、B级高度或复杂高层大于1.3时,可认为结构扭转比较明显,需要考虑双向地震作用。
多层结构参考高层取值。
当结构扭转位移比超限时,可通过以下措施作调整:①调整平面布置,使质心与刚心尽量接近;②加强结构外边一圈构件刚度,提高抗扭能力;③加大墙、柱、梁截面,改变层间刚度与楼层刚度比;④改变墙、柱的方向,使x、y向刚度接近,尽量使位移比小于1.3,这样就不用考虑双向地震作用了。
3)计算位移角时可不考虑偶然偏心,有利于满足规范限值要求,见《高层建筑混凝土结构技术规程》ts]4.6.3条。
4)竖向构件考虑活荷载折减,可降低用钢量。
反映在PlUM计算参数中就是:柱、墙和传到基础的活荷载在SATWE中折减(在PM中一般不折减)。
5)梁柱重叠部分考虑刚域影响,可降低梁的配筋,不考虑刚域影响时梁负筋应按柱边弯矩配筋。
6)梁设计弯矩放大系数及配筋放大系数取1.0。
楼面本身荷载和梁荷均已经乘以大于1的分项系数,梁计算中即使不放大也已经存在安全储备,没有必要再对弯矩放大系数及配筋放大系数进行放大。
在后期施工图设计时再针对薄弱的部分比如悬挑梁等进行适当的放大,提高其安全储备。
7)梁刚度放大系数,中梁宜取2.0,边梁宜取1.5。
梁刚度放大系数主要反映现浇楼板作为梁的有效翼缘对楼面梁刚度的贡献。
由于刚度大小直接影响内力分配,不考虑该系数将使梁配筋偏小,考虑不当会使构件配筋不准确,都不利于结构安全。
8)周期折减系数直接影响到竖向构件的配筋,如果盲目折减,势必造成结构刚度过大,吸收的地震力也增大,最后导致墙柱配筋增大。
周期折减系数应根据填充墙实际分布情况慎重选择,纯剪力墙结构自振周期可以不折减(取1.O)。
9)PKPM中如次梁单独输入,则PKPM默认对次梁不调幅,此时应将其改为“调幅梁”,可节约部分钢筋。
10)剪力墙连梁跨高比大于5时,受力特征己变成受弯为主,应按框架梁输入并且不能定义为连梁。
当梁一端与剪力墙平面外相接时不论跨高比为多少都不应定义为连梁。
11)减小结构扭转可降低用钢量,故应尽力调整计算模型使最大位移与层平均位移之比、最大层问位移与平均层间位移之比小于1.3,并使第一、第二振型为平动,第一扭转周期与第一平动周期之比小于0.85。
12)楼层层间最大位移与层高之比△u/h比规范限值略小即可,且两个主轴方向位移角计算结果越接近越好。
如框架结构位移角限值为1/550,实际结构X、y向最大层间位移角为1/(560,---,580)时较经济。
结构越刚,地震反应越大,含钢量越高,延性越差。
另外,各个楼层之间的弹性位移角最好均匀变化,不要突变。
13)对框架一抗震墙结构框架部分的底层柱底,可不乘以弯矩放大系数,见《建筑抗震设计规范》t616.2.3条条文说明。
14)对于上海地区工程,《上海市建筑抗震设计规程》6.1.19条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的楼层侧向(剪切)刚度不宜小于上部楼层侧向(剪切)刚度的1.5倍。
据此可放宽对地下室的刚度要求,节约部分钢筋。
15)检查PKPM的总信息、位移、周期、地震力与振型输出文件,查看各个指标是否控制在合理范围内:如轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期、刚重比、层间受剪承载力比、有效质量比、超筋信息等。
如均在合理范围内,说明结构设计较合理,否则应继续优化。
16)设计较合理的结构,基本上符合以下规律:(1)柱、墙的轴力设计值绝大部分为压力;(2)柱、墙大部分构件为构造配筋;(3)底层柱、墙轴压比大部分比规范限值小0.15以内;(4)梁基本上无超筋;(5)剪力墙符合截面抗剪要求;(6)梁抗剪不满足要求的截面和抗扭超限截面没有或很少;(7)大部分构件的配筋率在表1范围内。
6基础设计优化基础造价占结构造价比重最大,基础的节省将对整个工程造价的降低起决定性的作用。