如何能做结构设计优化.doc

如何做结构设计优化一、结构设计优化必不可少设计优化对于成本控制来说具有极端重要性,不可不察。而设计优化往往是被忽略的,更多的则是不具备这个能力。设计优化主要是从成本控制的角度对原设计进行排查,排除设计的盲区和死角,发现差错、纠正不足,降低不安全因素,为您找回流失的成本。剔除原来设计中的虚高的,无用的,不安全的,不合理的成本。结构设计优化,也如同人减去多余脂肪,达到健美目的,杜绝不必要的浪费。加大构件截面,提高配筋率,并不一定增加结构的安全度,有时反而是坏事,如增加建筑自重,形成超筋破坏等反作用。结构设计优化并不是单纯的“挑毛病”,而是通过交流、沟通,找到更为合理、更经济的设计。结构设计的优化,不是以牺牲建筑适用性、结构安全度和抗震性能来求得经济效益。在所有的设计优化中,结构设计优化空间最大,结构成本的弹性和离散性大,最有成本控制的意义,是优化的重点。二、结构设计优化重点结构设计优化根据优化深度难易分几个层次,一是结构体系与基础类型的优化与比选;二是规范方面解理错误的纠正;三是结构说明不适用条款的修正;四是钢筋构造不合理的改正;五是设计图纸纠错。结构优化不是单方面以降低成本减少含量钢量为目的,结构优化是对原结构设计改进,不是追求局部最优,而是为了达到整体最优。通过对多种结构方案进行选型和经济分析,提供决策依据;对影响结构的因素(如地勘、安评报告等)进行分析,统一技术措施;对构件截面及布置等进行调整,对荷载、计算参数等进行复核。注重概念设计,从宏观上控制结构安全,根据力学概念和工程经验进行判断。结构设计优化有“尺寸优化,形状优化,拓扑优化,布局优化、配筋优化、构造优化“等。结构设计优化着重于以下几个方面:1、选择规则的平面方案和立面方案,避免过大的外挑和内收,避免应力的突变,避免薄弱层,保持受力的均衡。尽量不设转换层,尤其是高位转换,同一建筑不要做多功能多用途设计。这受制于建筑设计。建筑设计往往追求外观的新奇现代,天马行空,不计成本,也不考虑抗震等因素。越是复杂的不规则的建筑造型其抗震性能下降建筑成本增加。应该追求简约而美的设计理念,摒弃复杂而丑的设计风格。2、刚度与延性的平衡。结构刚度大,含钢量高,延性反而差,地震反应大,抗震性能低。延性的本质是提高结构的变形能力,控制结构整体破坏形态。可以通过减少刚度增加延性既提高抗震能力又能节约钢筋。3、如结构体系的选择对造价影响甚大,如异形柱框架比普通框架含钢量大;短肢剪力墙含钢量比普通剪力墙结构高。4、选择合理的基础形式,基础形式有独基、条基、桩基、筏基、基础梁、承台等,一般选择复合基础,即几种基础类型的组合,组合种类不宜过大,基础体系应简洁,如“承台+筏板”、“基梁+筏板”、“承台+基梁”等,尽量设计成无梁板。当底板采用梁板式时,基础梁计算应充分考虑承台的作用。特别是裂缝宽度计算时,梁取承台边处的弯矩进行控制,承台算至柱边。5、地下车库顶板的结构形式有:十字梁、井字梁、无梁板、大跨度梁板、预应力有梁楼盖和空心楼盖等。空心楼盖可以减少含钢量和砼用量,其缺点是板厚增加导致层高变小。如果地下室顶板作为嵌固层则不宜采用空心楼盖。6、剪力墙结构,墙(包括墙柱、墙身、墙梁)占上部结构钢筋用量的60%左右,其中,墙柱钢筋比例最高,约占上部钢筋用量的40%左右,这是优化的重点,优化内容包括墙柱的设置、截面、纵筋和箍筋拉筋,均