建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施大全11篇

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篇（1）

對(duì)建筑工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)一直是建筑師們共同的目標(biāo),任何一幢建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案提出之后，從結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)件布置開(kāi)始就已經(jīng)存在是否優(yōu)化的問(wèn)題，再加上隨后的每一個(gè)設(shè)計(jì)程序也都需要結(jié)構(gòu)工程師去進(jìn)行精心思考、準(zhǔn)確計(jì)算和合理選用建筑材料等全過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能最終產(chǎn)生優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)不應(yīng)僅僅在結(jié)構(gòu)本身，而是應(yīng)包括建筑的各方面，比如，提高建筑空間利用率、增加建筑投入使用后的舒適度和提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益等。為此，科學(xué)地確定建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)幾項(xiàng)基本原則并有效地按照這些基本原則去進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是非常重要的。

一、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性

為了達(dá)到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，工程設(shè)計(jì)人員必須在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的理性分析，采用合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)理念和方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得能有效地控制工程造價(jià)，滿足投資方的經(jīng)濟(jì)要求。通過(guò)以往的優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，相比于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)通常可以達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。但是在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，很多因素都制約了優(yōu)化設(shè)計(jì)的開(kāi)展和實(shí)施。比如，工程的設(shè)計(jì)進(jìn)度的要求，使得設(shè)計(jì)人員根本無(wú)暇顧及到結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)要求，再者，由于知識(shí)水平的限制，傻瓜化的設(shè)計(jì)軟件使得年輕設(shè)計(jì)人員對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理解缺乏，更談不上有效合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，大部分設(shè)計(jì)人員在所謂優(yōu)化設(shè)計(jì)中總著眼于局部部位而忽略了結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，沒(méi)有從總體布局上考慮造價(jià)的控制。為此，為了降低工程造價(jià)的成本，提高設(shè)計(jì)人員在工程建設(shè)過(guò)程中對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)把握非常必要，只有加強(qiáng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的有效結(jié)合，通過(guò)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，達(dá)到降低工程造價(jià)的目的，創(chuàng)造更大的社會(huì)效益。

二、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

1.局部?jī)?yōu)化與整體優(yōu)化

每個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)都是包含其復(fù)雜性和層次性兩個(gè)特點(diǎn)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。從復(fù)雜性來(lái)講包括結(jié)構(gòu)選型、材料、構(gòu)件選用等方面；從層次性來(lái)講包括建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、設(shè)備安裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)等,其每個(gè)系統(tǒng)下面又包含多個(gè)子系統(tǒng)。設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)每個(gè)小的分系統(tǒng)或子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)際上等于割斷了各局部之間的橫向聯(lián)系,最終疊加而成的工程并不一定能夠?qū)崿F(xiàn)最終的整體最優(yōu)化。因此,對(duì)于任何建筑來(lái)說(shuō)必須對(duì)其全局進(jìn)行優(yōu)化才能實(shí)現(xiàn)真正的優(yōu)化。

2.分段優(yōu)化與壽命期優(yōu)化

任何工程項(xiàng)目在其壽命期內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)中都有很多方案可供選擇,即每個(gè)階段都存在優(yōu)化方案,設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)各階段性質(zhì)來(lái)決定對(duì)應(yīng)的優(yōu)化方法,即對(duì)工程壽命期優(yōu)化,才能最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目在每個(gè)階段優(yōu)化,但又不影響最終整個(gè)壽命期的優(yōu)化。

3.樁基優(yōu)化

樁基分為預(yù)制樁與灌注樁兩種,由于灌注樁在成樁過(guò)程中其質(zhì)量難以把握,且其施工周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于預(yù)制樁,因此在滿足沉降控制、上部承載以及基礎(chǔ)總重的前提下應(yīng)盡可能使用預(yù)制樁,同時(shí),由于一般情況下隨著基礎(chǔ)深度增加,地基土對(duì)樁身的側(cè)摩阻力及樁端阻力都隨之增大,因此應(yīng)盡可能選用較大長(zhǎng)度的樁和樁位。為了能夠盡量減少基礎(chǔ)底板厚度以及鋼筋用量應(yīng)盡量采用軸線樁,使其盡量布置在剪力墻之下。

4.基礎(chǔ)優(yōu)化

在采用軸線樁的前提下,應(yīng)盡量選用條形承臺(tái),若建筑物沒(méi)有地下室時(shí)則應(yīng)僅布置條形承臺(tái)梁,有地下室時(shí)則應(yīng)采用條形承臺(tái)梁加止水底板,若建筑高度較低則承臺(tái)梁高可以同地下室止水板厚度相同,建筑高度較高則其梁高應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。止水板的荷載取值一般應(yīng)根據(jù)其上部結(jié)構(gòu)總重的20%與水浮力之和與上部結(jié)構(gòu)總重的30%中大者來(lái)做為計(jì)算依據(jù),但目前有人認(rèn)為該值應(yīng)以最不利水位來(lái)考慮水浮力,而地基土對(duì)地下室底板的作用占上部結(jié)構(gòu)比例應(yīng)根據(jù)沉降計(jì)算結(jié)果區(qū)別對(duì)待,其取值范圍應(yīng)在5%～20%之間。

5.上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

上部結(jié)構(gòu)模型的建立以及優(yōu)化應(yīng)從合理的剪力墻布置開(kāi)始,并應(yīng)遵循剪力墻平面分布均勻、對(duì)稱且樓層平面剛度中心與樓層結(jié)構(gòu)重心相結(jié)合的原則,以盡量減小水平地震和風(fēng)荷載作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；若建筑房型允許應(yīng)優(yōu)先采用大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu),并適當(dāng)加長(zhǎng)剪力墻墻肢長(zhǎng)度,其既可以減少剪力墻墻肢總數(shù)也可以實(shí)現(xiàn)在樓層側(cè)向剛度相同的情況下可以大大減少剪力墻的混凝土用量,同時(shí)由于在剪力墻結(jié)構(gòu)中鋼筋用量最大的部位是暗柱,采用大開(kāi)間剪力墻可以在很大程度上減少暗柱的鋼筋用量；但若建筑物所處地質(zhì)條件較差但建筑對(duì)抗震要求較高的地段則應(yīng)盡量避免大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)；在墻柱都確定好后,連梁(跨高比小于5)的高度一般取窗頂與樓層之間的高度,而跨高比大于5的跨度較大的框架梁其高度則取跨度的1/12即可；對(duì)于建筑樓板厚度除應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)定外,重要就是準(zhǔn)確輸入樓層層高及層數(shù)以正確計(jì)算各樓層對(duì)應(yīng)的荷載；在這些基本構(gòu)件確定之后則應(yīng)進(jìn)行人工修改、干預(yù)諸如梁端鉸接設(shè)置、框支梁柱定義、混凝土容重、風(fēng)荷載等相關(guān)定義及參數(shù),盡量達(dá)到計(jì)算模型與實(shí)際建筑匹配；之后則應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行電算,并必須分析電算結(jié)果的合理性。

6.建筑與結(jié)構(gòu)專業(yè)的協(xié)調(diào)

設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)與建筑平面密切配合,以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、美觀實(shí)用的結(jié)果。建筑墻柱布置應(yīng)滿足建筑物平面功能要求；各房間開(kāi)間進(jìn)深等應(yīng)盡量統(tǒng)一便于構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化；建筑體系應(yīng)盡量簡(jiǎn)單,墻柱不易錯(cuò)位,截面面積不宜出現(xiàn)明顯變化,同樓層內(nèi)標(biāo)高應(yīng)盡量一致,不宜設(shè)置錯(cuò)層即夾層結(jié)構(gòu)；樓梯電梯等不宜布置在受力復(fù)雜或應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角部位,非承重構(gòu)件應(yīng)盡量選用輕質(zhì)材料,承重構(gòu)件選用高強(qiáng)材料實(shí)現(xiàn)減輕結(jié)構(gòu)自重,建筑整體布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)則,并盡量保持建筑質(zhì)心、剛心盡量重疊,防止發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

7.結(jié)構(gòu)與給排水專業(yè)的協(xié)調(diào)

由于給排水專用房屋內(nèi)含有設(shè)備及設(shè)備基礎(chǔ),其荷載往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他房間,因此,水泵間應(yīng)盡量設(shè)置在地下室或半地下室內(nèi)；給排水房間內(nèi)管道數(shù)量多、粗細(xì)不均,因此應(yīng)確保預(yù)留孔洞及預(yù)埋件位置及尺寸準(zhǔn)確,并對(duì)樓板孔進(jìn)行局部加強(qiáng),同時(shí)應(yīng)盡量避免水平管道穿過(guò)梁柱；管道穿過(guò)承重墻時(shí)應(yīng)采取加固措施；應(yīng)盡量保證結(jié)構(gòu)布置為管網(wǎng)系統(tǒng)創(chuàng)造條件,避免出現(xiàn)管道繞梁繞柱現(xiàn)象；建筑內(nèi)尤其是高層建筑內(nèi)空調(diào)設(shè)備通常與電梯、樓梯、衛(wèi)生間等布置在核心區(qū)域,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮該類房間內(nèi)樓面負(fù)荷,避免該類房間內(nèi)由于管道多出現(xiàn)超載現(xiàn)象,另外由于設(shè)備層層高不同于標(biāo)準(zhǔn)層,且內(nèi)部應(yīng)力集中,因此應(yīng)著重考慮該房間內(nèi)抗震加固措施。

8.結(jié)構(gòu)與電氣專業(yè)協(xié)調(diào)

電氣管線若以導(dǎo)線在金屬管內(nèi)沿墻或樓板暗裝則對(duì)于預(yù)制結(jié)構(gòu)帶來(lái)很大困難,因此穿過(guò)梁的垂直管線應(yīng)在預(yù)制時(shí)在梁內(nèi)預(yù)留孔洞,并要保證梁寬與墻厚盡量一致,若不一致則應(yīng)要求墻的一側(cè)與梁的側(cè)面平齊,以確保穿梁管線不外露于墻外；電梯機(jī)房?jī)?nèi)空洞、預(yù)埋件非常多其荷載相應(yīng)增大,因此該房間內(nèi)應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算來(lái)確定其強(qiáng)度,另外電梯井道一般除受豎向荷載外還受水平力作用,因此應(yīng)單獨(dú)校核其強(qiáng)度尤其是洞口處強(qiáng)度。建筑物尤其是高層建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,設(shè)計(jì)人員不僅要研究建筑地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的共同工作性,還應(yīng)與各專業(yè)密切配合、協(xié)調(diào),確保計(jì)算的準(zhǔn)確性等方面實(shí)現(xiàn)建筑物的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

篇（2）

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以規(guī)范結(jié)構(gòu)要求、將產(chǎn)品的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全得到保證，還可以通過(guò)科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合理的構(gòu)造方式、正確的計(jì)算方法來(lái)達(dá)到節(jié)約造價(jià)成本、將材料的性能得到充分發(fā)揮的效果。隨著建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的越來(lái)越大，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)成了當(dāng)今時(shí)代的主題。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基本要求

1.1滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體功能

在現(xiàn)階段，實(shí)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的根本原因是給人們帶來(lái)更舒服、優(yōu)質(zhì)的生活住所，為住戶追求更高的生活質(zhì)量提供便利條件。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速前進(jìn)，人們的整體生活水平也得到了大幅度的提升，在這種條件下，人們對(duì)建筑的整體外觀造型、舒適度和實(shí)用性提出了更高的要求，滿足大眾的需求是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。

1.2建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體效益需得到提升

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)而言，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還要注重經(jīng)濟(jì)效益的提升。建筑企業(yè)首先應(yīng)對(duì)工程項(xiàng)目的成本進(jìn)行有效的控制，選擇新型、標(biāo)準(zhǔn)的施工材料，施工所用原料要合理預(yù)估，避免浪費(fèi)；其次要提高施工人員的施工技術(shù)和能力，減少成本的投入，避免出現(xiàn)工程原料和人力資源浪費(fèi)情況的出現(xiàn)，緊跟國(guó)家號(hào)召力，節(jié)約減排。真正實(shí)現(xiàn)從建筑結(jié)構(gòu)選材方面實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到客戶的滿意，其實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

1.3提倡環(huán)保設(shè)計(jì)理念

隨著我國(guó)環(huán)保、節(jié)能理念的推廣和普及，建筑企業(yè)的發(fā)展也應(yīng)適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，將綠色、環(huán)保的理念應(yīng)用到實(shí)際的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展出分力。在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在：第一，在對(duì)材料的選擇應(yīng)采用節(jié)能型、環(huán)保型的；第二，對(duì)于設(shè)備應(yīng)用方面，應(yīng)進(jìn)行合理優(yōu)化；第三，門窗等一系列硬件材料的選擇上，應(yīng)注重環(huán)保；第四，合理利用原料，采用循環(huán)利用原則，避免二次污染的產(chǎn)生。

1.4對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的安全要素要進(jìn)行綜合、科學(xué)的考核

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)而言，不僅要考慮經(jīng)濟(jì)效益和功能，更要重視結(jié)構(gòu)的安全性能和使用性能，沒(méi)有安全優(yōu)化的建筑結(jié)構(gòu)，其他都是空談。所以，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取優(yōu)化方案，綜合考核，將防患措施做到位，避免故障的出現(xiàn)。在保證質(zhì)量和安全的基礎(chǔ)上再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益的提升。

2.進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法、思路

2.1重視優(yōu)化設(shè)計(jì)理念的可行性和科學(xué)性

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)而言，它的最終設(shè)計(jì)效果的質(zhì)量一直影響著整體的優(yōu)化方案，所以，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的制定時(shí)，必須注重其可行性和科學(xué)性，避免質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。在實(shí)際中，進(jìn)行優(yōu)化方案的制定時(shí)，應(yīng)注重以下原則：第一，樹立全局意識(shí)，從全面出發(fā)，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系應(yīng)充分考慮，將結(jié)構(gòu)的承載能力得到提高，發(fā)揮其性能作用，增加利用率；第二，對(duì)于建筑配件的選擇和運(yùn)用方面，應(yīng)采用合理科學(xué)的方法，確保配件的利用率得到最大程度的發(fā)揮，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，降低成本投入，加大收益；第三，再進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)做到簡(jiǎn)易性和安全性并存，以降低在施工過(guò)程中因計(jì)算誤差造成的損失和故障；第四，對(duì)于外力的影響應(yīng)該充分考慮在設(shè)計(jì)范圍中，應(yīng)明確細(xì)節(jié)構(gòu)件的不當(dāng)就會(huì)帶來(lái)不必要的損失，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮全面，否則就會(huì)造成原料的浪費(fèi)、降級(jí)效益的低下，還會(huì)給以后的建筑工程埋下隱患。

2.2從方案制定和施工圖設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

方案制定階段是建筑結(jié)構(gòu)的理念設(shè)計(jì)，應(yīng)該從各個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。首先應(yīng)該注重對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系的抉擇，對(duì)于多層辦公樓的建筑工程而言，結(jié)構(gòu)的可選擇性較多，比如框架結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)或者框剪結(jié)構(gòu)等等，這就要根據(jù)設(shè)計(jì)師的整體四維、建筑功能的需求和經(jīng)濟(jì)利益綜合考慮，選擇最優(yōu)的符合現(xiàn)狀的結(jié)構(gòu)體系。其次是建構(gòu)的形體設(shè)計(jì)和控制，要注重抗震理念，在現(xiàn)階段進(jìn)行建筑的施工時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面必須有安全保障，應(yīng)進(jìn)行全方位的考量。在形體進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)以規(guī)則為主，測(cè)力構(gòu)件布置要對(duì)稱，截面尺寸應(yīng)自下而上向小的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變，來(lái)避免承載能力不夠發(fā)生的突變。例如，在對(duì)一棟居民樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，抗震防裂能力應(yīng)為8度，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)為剪力墻形態(tài)，每個(gè)建筑單元之間都應(yīng)該留有消防通道，把上方墻體用填充墻代替，這樣就降低了由結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換造成的構(gòu)件不聯(lián)系現(xiàn)狀，所以規(guī)則性的結(jié)構(gòu)形態(tài)可以帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。施工圖設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化，是指對(duì)水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件的整體優(yōu)化。在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行操作時(shí)，墻柱截面不應(yīng)該過(guò)大，可以很大程度上減少用鋼量，降低成本的同時(shí)也保證了質(zhì)量。墻柱在進(jìn)行配筋時(shí)，應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的韌性，以達(dá)到控制截面的效果。

2.3設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)提升自身的綜合素質(zhì)和設(shè)計(jì)水平

在建筑行業(yè)里，設(shè)計(jì)人員的整體設(shè)計(jì)水平和素質(zhì)能力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)有很大的決定作用。隨意設(shè)計(jì)人員應(yīng)該大大的提升業(yè)務(wù)素養(yǎng)和設(shè)計(jì)能力，以確保設(shè)計(jì)工作的完美完成，提升措施主要為：第一，建筑企業(yè)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)自己藝術(shù)學(xué)、美術(shù)學(xué)、建筑學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)，結(jié)合實(shí)際工作融會(huì)貫通。把它們緊密結(jié)合，已實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的完美方案，設(shè)計(jì)出來(lái)的成果可滿足人們的要求，符合大眾眼光。第二，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備全局控制能力和意識(shí)，充分理解和考慮住戶的需求，從實(shí)際情況出發(fā)，展開(kāi)多方位的設(shè)計(jì)，達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和造型全面的掌握；第三，設(shè)計(jì)工作必須加強(qiáng)自身的責(zé)任感和任務(wù)感，發(fā)揮自身的最大潛能，實(shí)現(xiàn)小投入大回報(bào)的效果，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本，經(jīng)濟(jì)效益的最大化。第四，設(shè)計(jì)工作人員對(duì)于施工的流程必須正確把握，確保設(shè)計(jì)可以在施工中順利開(kāi)展。第五，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行及時(shí)總結(jié)，并將設(shè)計(jì)特長(zhǎng)得到有效利用。第六，是設(shè)計(jì)人工作員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的各節(jié)點(diǎn)的抗震能力和和承受力度明確清晰，對(duì)施工材料懂得如何進(jìn)行合理選擇，準(zhǔn)確把握各種結(jié)構(gòu)的不同尺寸。第七，是設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)中應(yīng)該具備創(chuàng)新精神，通過(guò)以往的工作不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，努力創(chuàng)新優(yōu)化模式，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)結(jié)果的完美呈現(xiàn)。

因此，通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)工程的低投入、高收入是明智之舉，正確處理好施工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益的完美統(tǒng)一是成本控制的關(guān)鍵。對(duì)建筑工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是工程師和設(shè)計(jì)師的共同目標(biāo)，它是系統(tǒng)的、全面的、科學(xué)個(gè)過(guò)程，不能只片面的強(qiáng)調(diào)降低投資，而應(yīng)注重技術(shù)、投資和效益綜合考慮。在建筑工程中影響成本投入建筑質(zhì)量條件有很多，必須充分考慮各個(gè)環(huán)節(jié)，力求優(yōu)化每個(gè)節(jié)點(diǎn)，才能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)完美結(jié)果，促進(jìn)我國(guó)建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義，必須通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的環(huán)保、安全、可使用性的綜合考慮來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該有全局觀念，時(shí)刻把握設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，以提高優(yōu)化設(shè)計(jì)的利用性，需要設(shè)計(jì)人員擁有較高的業(yè)務(wù)素養(yǎng)和設(shè)計(jì)能力。提高原料的利用率、優(yōu)化配置，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展的小投入高回報(bào)。

參考文獻(xiàn)

篇（3）

中圖分類號(hào)：TU24文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展，建筑市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力也在不斷的加強(qiáng)。為了有效的保證建筑施工企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之位，使得人們可以居住的更加舒適和安全，相關(guān)的施工單位必須要對(duì)施工的設(shè)計(jì)和方法進(jìn)行不斷的研究。因此，在房屋建筑項(xiàng)目中，其結(jié)構(gòu)的資金投入入占總體投入比相對(duì)較高，利用對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷優(yōu)化，不但可以保證房屋建筑的質(zhì)量安全，同時(shí)還可以減少項(xiàng)目資金投入，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。在設(shè)計(jì)人員進(jìn)行房屋建筑規(guī)劃時(shí)，自建筑預(yù)案形成以后，房屋的結(jié)構(gòu)從選取到布置就包含能否優(yōu)化的相關(guān)事情，再加之后續(xù)施工的細(xì)致規(guī)劃、精確計(jì)算，就可以對(duì)建筑施工的整體過(guò)程進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性

在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，采用合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的實(shí)際使用價(jià)值，還能夠很好地實(shí)現(xiàn)建筑物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值。此外，好的結(jié)構(gòu)方案還可以最大程度上減少建設(shè)單位的資本投入，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，還可以保護(hù)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保相結(jié)合的良好經(jīng)營(yíng)模式。因此，合理地使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠更好地實(shí)現(xiàn)建筑物的綜合效益。建設(shè)單位開(kāi)發(fā)建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑物的高質(zhì)量和長(zhǎng)期使用。況且建筑物只有在保證良好質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其美觀、耐用、新穎等特點(diǎn)，才能夠滿足不同人群的需要，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案相比，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模式可以降低建筑成本。其采用的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施可以有效地實(shí)現(xiàn)建筑施工中各個(gè)資源的合理配置，以及各項(xiàng)建筑材料的充分利用，并且協(xié)調(diào)好房間的布局，使得這些布局能夠有效的結(jié)合，共同發(fā)揮其使用功能。合理的利用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，在確保建筑物安全性能的前提下能夠充分的體現(xiàn)出其創(chuàng)新性。此外，這種技術(shù)還能夠幫助設(shè)計(jì)人員選擇最為合理的設(shè)計(jì)方式。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的措施

2.1、對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以分為以下幾個(gè)階段：（1）是對(duì)變量的選擇。一般情況下，建筑師決定的最終建筑設(shè)計(jì)方案起到重要的作用，這些重要的建筑數(shù)值均可以作為變量供建筑設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇。例如:工程參數(shù)的參考，包括對(duì)房屋價(jià)格的參考、對(duì)于其損失的參考等等。設(shè)計(jì)人員若能夠?qū)⒆兓容^小或考慮因素較少的參數(shù)作為設(shè)計(jì)的參考，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和編程難度將會(huì)大大降低，設(shè)計(jì)人員也能夠更快的找到最符合設(shè)計(jì)目標(biāo)的數(shù)據(jù)。（2）是對(duì)函數(shù)的確定。設(shè)計(jì)人員要選擇出最符合配筋率和房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的一組函數(shù)，進(jìn)而在最大程度上降低建設(shè)成本。（3）是對(duì)施工條件的衡量。想要進(jìn)一步確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就需要從房屋的受力限度、變形限度、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸、結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的限度、房屋的結(jié)構(gòu)體系等方面考慮。在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該結(jié)合建筑使用方案和房屋的施工條件，分析出實(shí)際設(shè)計(jì)中存在的約束性條件，并且要確保解決這些約束性條件的方案要符合我國(guó)現(xiàn)行的規(guī)范規(guī)定，以保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到最優(yōu)。

2.2、建筑和設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能保證建筑的結(jié)構(gòu)同整體平面的配合緊密，從而實(shí)現(xiàn)造型美觀、結(jié)構(gòu)合理的效果。在進(jìn)行建筑柱及墻的布設(shè)時(shí)，應(yīng)同房建平面的功能需求相一致，每個(gè)房間的進(jìn)深、開(kāi)間都應(yīng)保持統(tǒng)一。建筑系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)潔，墻與柱不可以出現(xiàn)錯(cuò)位情況，每一層的高度及截面面積應(yīng)相同。進(jìn)行樓體或電梯的設(shè)計(jì)時(shí)，其應(yīng)力集中或受力方向較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域，承重構(gòu)件應(yīng)盡可能選取高強(qiáng)建材，從而降低自重，而非承重的構(gòu)建應(yīng)選用質(zhì)量較輕的建材。整體建筑在布局方面應(yīng)保證重心、剛心及質(zhì)心交疊，預(yù)防出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)情況。

2.3、結(jié)構(gòu)和排水同時(shí)優(yōu)化

因?yàn)榻ㄖ械慕o排水專用房間包含了大量的機(jī)械設(shè)備，其荷載強(qiáng)度也較普通的房屋較大。所以，盡可能將水泵房設(shè)置在地下室區(qū)域中。給排水房間中的管道較多，粗細(xì)不一，所以，應(yīng)保證預(yù)留的孔徑尺寸及預(yù)埋的深度符合標(biāo)準(zhǔn)，并且對(duì)樓板的穿孔位置進(jìn)行加固。另外，盡可能降低水平方向的管線貫穿柱、梁等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的幾率。如果管道貫穿房屋建筑的承重墻，應(yīng)進(jìn)行加固維護(hù)。盡可能確保結(jié)構(gòu)的布設(shè)同管網(wǎng)體系相協(xié)調(diào)，預(yù)防管道繞柱或梁的情況。

2.4、對(duì)結(jié)果分析進(jìn)行優(yōu)化

結(jié)果分析是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中非常重要的一步，它直接關(guān)系到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的最終選擇。程序運(yùn)算的結(jié)果只是為房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考依據(jù)和備選方案，并非最終結(jié)果。由于上述模型函數(shù)主要體現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)成本上的優(yōu)化，在結(jié)果分析時(shí)，設(shè)計(jì)者需要把更多的因素納入思考范疇中，在詳細(xì)地比較分析基礎(chǔ)上，選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。前文已經(jīng)提到，現(xiàn)代社會(huì)的建筑，不僅要滿足實(shí)用功能，同時(shí)還需要滿足使用者的審美需求。造價(jià)成本和工程質(zhì)量不再是優(yōu)化設(shè)計(jì)的唯二標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)者需要從安全性、耐久性、使用功能、經(jīng)濟(jì)效益、施工要求、美觀程度，以及和周圍環(huán)境的和諧統(tǒng)一等方面進(jìn)行全方位多角度的考慮，要分析各種因素的影響，從使用者、建設(shè)方等多個(gè)角度考慮，綜合各方意見(jiàn)進(jìn)行比較。任何考慮上的偏頗和疏漏都有可能造成建筑設(shè)計(jì)上的缺陷，從而影響建筑的正常使用。必須平衡使用各種資源，才能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。

2.5、概念設(shè)計(jì)優(yōu)化

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法多種多樣，每一種方法有其適用性，要根據(jù)不同的建筑設(shè)計(jì)效果和建筑環(huán)境來(lái)決定。在選擇合理的優(yōu)化方案過(guò)程中要對(duì)房屋建筑工程的實(shí)際情況進(jìn)行了解和分析，保證優(yōu)化方式的適用性和經(jīng)濟(jì)性。概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中常用到的一種方法，可以通過(guò)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇靈活的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于已經(jīng)確定結(jié)構(gòu)布置的房屋，會(huì)在考慮相同荷載作用的情況下選擇不同的分析方法。房屋建筑的設(shè)計(jì)選用的設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)、選擇用的建筑材料和荷載標(biāo)準(zhǔn)值得去法等都有很大的不確定性，在實(shí)際工程過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)不符合的情況。這些因素的影響性可以通過(guò)設(shè)計(jì)人員來(lái)判定。經(jīng)驗(yàn)豐富的房屋建筑設(shè)計(jì)人員，可以根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)和以往的數(shù)據(jù)作為參考，對(duì)房屋建筑的情況進(jìn)行全面綜合的考慮，然后做出合理正確的判斷。把工程中“人”的靈活性和智能型發(fā)揮的淋漓盡致。房屋建筑結(jié)構(gòu)中概念優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)是設(shè)計(jì)人員的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)，理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)越豐富的設(shè)計(jì)人員越能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。房屋概念優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)積累，經(jīng)驗(yàn)越豐富的設(shè)計(jì)人員，就越能實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

在目前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在建筑行業(yè)中具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)用的意義。將這種優(yōu)化的模式充分的在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用出來(lái)，就可以在建筑土地價(jià)格上升的今天，以最低的建設(shè)成本實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的要求。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有效的控制建筑工程的造價(jià)，使得房屋建筑的成本實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得房屋結(jié)構(gòu)在整體上達(dá)到安全、舒適和經(jīng)濟(jì)的目的。這種建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式，不僅為建設(shè)單位帶來(lái)了比較客觀的經(jīng)濟(jì)利益，還能夠?yàn)閺V大住戶提供更多的戶型選擇，進(jìn)而有效地節(jié)約了建筑用地。

參考文獻(xiàn)

[1]龔強(qiáng).房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].江西建材,2014,13:25.

篇（4）

框剪結(jié)構(gòu)是由框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)體系組成的一種結(jié)構(gòu)體系，是由延性較好的框架、抗側(cè)力剛度較大并帶有邊框的剪力墻和耗能性能良好的連梁共同組成的一種結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，框剪結(jié)構(gòu)由于其能為建筑使用提供較大的平面空間，又具有整體性好、抗震性能好及較大的抗側(cè)力剛度等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，特別是用于結(jié)構(gòu)平面和功能復(fù)雜的高層辦公樓、醫(yī)院病房及酒店等高層建筑。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中仍然存在著一些問(wèn)題有待進(jìn)一步的解決。本文將對(duì)建筑框剪結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施進(jìn)行了探討和思考。

1 工程概況

某高層建筑工程，主樓地下1層，地面19層，裙樓高3層，主樓總建筑面積18844 m2，裙樓總建筑面積8556 m2，建筑平面如圖1所示。

1.1 結(jié)構(gòu)承重體系設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)家抗震區(qū)劃圖，待設(shè)計(jì)建筑地區(qū)的基本烈度為7度，相應(yīng)地主樓結(jié)構(gòu)部分的抗震等級(jí)為二級(jí)，裙樓部分的抗震等級(jí)為三級(jí)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裙房部分主要考慮由恒載及使用活荷載等豎向荷載引起的荷載效應(yīng)，主樓部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅考慮豎向荷載效應(yīng)，還要考慮水平地震作用及風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的荷載效應(yīng)的組合。綜合考慮裙樓部分大空間的設(shè)計(jì)使用要求以及主樓部分的抗側(cè)移設(shè)計(jì)要求，裙房結(jié)構(gòu)承重體系采用鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)形式，主樓采用框架—剪力墻承重結(jié)構(gòu)體系。

本建筑結(jié)構(gòu)在主樓抗側(cè)力構(gòu)件設(shè)計(jì)中，剪力墻主要承擔(dān)水平作用，框架承擔(dān)少部分水平荷載作用和大部分豎向荷載作用。主樓平面形狀基本上為正方形，樓梯均設(shè)置在角部位置，為提高主樓結(jié)構(gòu)的抗扭能力，剪力墻結(jié)合樓電梯間設(shè)在主樓結(jié)構(gòu)的兩個(gè)對(duì)角位置，具體厚度根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變形限值，由剛度、承載力和延性三者間的最佳匹配決定。

1.2 建筑縫的處理設(shè)計(jì)

本建筑由主樓和裙房?jī)刹糠纸M成，在二者的連接部位需設(shè)置建筑縫。考慮到主樓部分高度較大、結(jié)構(gòu)有效重量大，裙房部分高度較低，因此二者間需設(shè)置防震縫和沉降縫。對(duì)于防震縫，為避免主樓和裙房間連接部位留出較大的寬縫，給裙房屋頂防水處理帶來(lái)困難，本建筑采用“抗”的方法，在結(jié)構(gòu)分析時(shí)，將主樓和裙房視為一個(gè)整體進(jìn)行抗側(cè)力設(shè)計(jì)計(jì)算；對(duì)于沉降縫，結(jié)合主樓需設(shè)一層地下室的建筑要求，設(shè)計(jì)中將主樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成樁基礎(chǔ)，而將裙房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成柱下條形基礎(chǔ)，通過(guò)兩類基礎(chǔ)的沉降變形計(jì)算，相應(yīng)調(diào)整和消除主樓和裙房?jī)刹糠值牟痪鶆虺两挡睢Ｊ┕r(shí)，在主樓和裙房連接部位預(yù)留1.5m寬后澆帶，通過(guò)施工手段局部調(diào)整高低兩部分間的沉降差。

1.3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》提供的場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，并考慮主樓和裙房間荷載分布的不均勻性特點(diǎn)，主樓部分結(jié)合地下室的設(shè)計(jì)采用深樁筏板基礎(chǔ)，以提高主樓結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，降低主樓部分的沉降變形。

裙房部分采用柱下條形基礎(chǔ)，通過(guò)修正條形基礎(chǔ)的寬度來(lái)調(diào)整基底反力，進(jìn)一步控制裙房部分的基礎(chǔ)沉降變形，使主樓結(jié)構(gòu)和裙房結(jié)構(gòu)在各自使用荷載作用下，能產(chǎn)生基本上一致的基礎(chǔ)沉降變形量。

2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

鋼筋砼框架—剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)中最常采用的承載體系之一，它同時(shí)具有框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面易于處理，以及剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大、整體性好、抗震能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。但鋼筋砼框—剪結(jié)構(gòu)是一個(gè)具有雙重承載體系的非常復(fù)雜的空間受力體系，力學(xué)分析難度較大，其優(yōu)化設(shè)計(jì)就更為復(fù)雜和難以實(shí)現(xiàn)。所以，盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此做過(guò)許多有益的嘗試，但框）剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)還存在很多具有重大工程意義和科學(xué)意義的課題。

2.1 框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)屬于具有多個(gè)多余約束的超靜定結(jié)構(gòu)，其荷載效應(yīng)不僅與外荷載大小有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料特征、幾何構(gòu)造特征有關(guān)。鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，即是在結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力分析完成后，根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定滿足荷載效應(yīng)水平要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何特征和配筋量的優(yōu)化結(jié)果，由此導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)的幾何特征和荷載特征發(fā)生變化，優(yōu)化結(jié)構(gòu)在現(xiàn)荷載作用下內(nèi)力分布特征發(fā)生變化，各構(gòu)件控制截面上的控制內(nèi)力也發(fā)生相應(yīng)變化，據(jù)此再進(jìn)行新一輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)迭代、漸進(jìn)的尋優(yōu)過(guò)程，計(jì)算結(jié)果雖不總能等價(jià)于整體優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，但通常能給出工程實(shí)用的滿意結(jié)果。

鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法的具體步驟為：

（1）初始選型：根據(jù)結(jié)構(gòu)平面、立面布置及建筑物設(shè)計(jì)使用功能，分析結(jié)構(gòu)所受的豎向荷載和水平荷載及其傳力路線，并考慮施工因素，歸并框架梁、柱的類型，初選梁柱的幾何尺寸；

（2）結(jié)構(gòu)分析：按照結(jié)構(gòu)的實(shí)際幾何構(gòu)造特征，計(jì)算結(jié)構(gòu)所受豎向荷載及水平荷載，對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間內(nèi)力分析。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，將截面尺寸相同的構(gòu)件的控制截面內(nèi)力，根據(jù)其大小進(jìn)行分類，并確定每一類構(gòu)件的設(shè)計(jì)控制內(nèi)力；

（3）截面優(yōu)化設(shè)計(jì)：針對(duì)每一種梁柱構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得出優(yōu)化約束條件下的結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造特征和配筋特征的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，從而構(gòu)成新的優(yōu)化意義上的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；

（4）收斂性判斷：在工程精度意義上選取一個(gè)較小的數(shù)值，作為檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)收斂性的條件，進(jìn)行收斂性判斷。若優(yōu)化結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)基本一致，則認(rèn)為優(yōu)化結(jié)構(gòu)是收斂的，可以轉(zhuǎn)入下一步的可行性判斷，否則轉(zhuǎn)回第（2）步重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)；

（5）可行性判斷：對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行一次內(nèi)力分析，檢驗(yàn)其可用性。若整體分析能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求，則可按此方案進(jìn)行配筋和構(gòu)造處理，作為最終的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。否則需根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析結(jié)果進(jìn)行局部調(diào)整，直到方案可用為止。

2.2 框—剪結(jié)構(gòu)的三階段優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

框—剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要涉及三個(gè)方面的優(yōu)化問(wèn)題：一是結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)防水平的決策，二是框架與剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，以及承載力、剛度與延性變形能力間的最佳匹配設(shè)計(jì)，三是框架——剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。

高層框—剪結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的協(xié)同工作問(wèn)題，主要是水平荷載在框架和剪力墻結(jié)構(gòu)之間的分配設(shè)計(jì)，因此剪力墻數(shù)量和位置的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵問(wèn)題。這里，我們將框）剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程分為三個(gè)階段進(jìn)行，對(duì)不同階段的不同問(wèn)題，采取不同的優(yōu)化準(zhǔn)則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（1）第一階段：最優(yōu)設(shè)防水平Id的優(yōu)化決策

根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析結(jié)果或地震區(qū)劃規(guī)定，在預(yù)測(cè)地震烈度概率分析基礎(chǔ)上，用模糊綜合評(píng)判法計(jì)算結(jié)構(gòu)的模糊延性向量和模糊抗震強(qiáng)度、損傷等級(jí)概率和震害損失的預(yù)估期望值E（Id），在滿足最大投資約束和最大損失約束條件下，使k1C（Id）+k2k3E（Id）達(dá)到最小，求出最優(yōu)抗震設(shè)防烈度Id。

（2）第二階段：剪力墻構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是結(jié)構(gòu)剛度與延性指標(biāo)的最佳組合，可用力學(xué)準(zhǔn)則進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要為結(jié)構(gòu)的自振周期和側(cè)向位移，結(jié)構(gòu)延性對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要為保持承載力前提下的變形能力。因此，可用結(jié)構(gòu)整體的側(cè)向位移量來(lái)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)的剛度和延性。我們根據(jù)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)層間位移和頂點(diǎn)總側(cè)移的限值來(lái)控制結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)和延性設(shè)計(jì)。

（3）第三階段：框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是一個(gè)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則，在一次整體分析完成之后，可按照前述方法對(duì)框）剪結(jié)構(gòu)中的框架部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（4）框）剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟：

1）分析結(jié)構(gòu)平面、立面布置特點(diǎn)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)選定剪力墻抗側(cè)力構(gòu)件的布置位置及幾何厚度；

2）根據(jù)結(jié)構(gòu)使用荷載特點(diǎn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)歸并框架結(jié)構(gòu)類型，并初步選定每一類型框架結(jié)構(gòu)梁柱構(gòu)件的幾何尺寸；

3）進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的空間內(nèi)力分析；

4）根據(jù)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算結(jié)果，檢查結(jié)構(gòu)的層間位移及頂點(diǎn)總位移是否滿足規(guī)范要求。若滿足規(guī)范要求，則轉(zhuǎn)入第5）步進(jìn)行判斷；若不滿足規(guī)范要求，則直接返回第1）步，進(jìn)行剪力墻水平截面面積的修正；

5）剛度最優(yōu)化判斷：比較結(jié)構(gòu)實(shí)際側(cè)移值和規(guī)范限值，若︳max（δ/h）-[ δ/h]︳/[δ/h]≤ε1且︳max（Δ/H）-[Δ/H]︳/[Δ/H]≤ε2，則轉(zhuǎn)入第6）步進(jìn)行計(jì)算；否則轉(zhuǎn)入第1）步，并用原剪力墻厚度乘以修正系數(shù)ζ=max{ζ1，ζ2}（ζ1=[δ/h]/max（δ/h），ζ2=[Δ/H]︳/max（Δ/H）），來(lái)修正剪力墻幾何尺寸，重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；

6）分別進(jìn)行剪力墻和框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)；

7）收斂性判斷：比較優(yōu)化結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)的接近程度，若優(yōu)化結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)基本一致，則認(rèn)為優(yōu)化結(jié)構(gòu)是收斂的，可以轉(zhuǎn)入下一步進(jìn)行可行性判斷，否則將優(yōu)化結(jié)構(gòu)作為原結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)回第3）步重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)；

8）可行性判斷：對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行一次內(nèi)力分析，檢驗(yàn)其可用性。若整體分析能夠滿足工程設(shè)計(jì)要求，則可按此方案進(jìn)行配筋和構(gòu)造處理，作為最終的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。否則需根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析結(jié)果進(jìn)行局部調(diào)整，直到方案可用為止。

3 工程實(shí)例

采用三階段優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)前述高層框-剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在正常承受災(zāi)害損失能力和投資能力較強(qiáng)時(shí)，最優(yōu)設(shè)防烈度為7.5度。后經(jīng)專家論證，并考慮到資金投入的難度，提高了權(quán)重系數(shù)k1，最優(yōu)設(shè)防水平按7度設(shè)計(jì)。圖2為主樓部分框剪結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置圖，表1所示為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。

4 結(jié)論

總之，框剪結(jié)構(gòu)融合了框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的各自特點(diǎn)，得到了很好的互補(bǔ)，合理的設(shè)計(jì)能夠突出該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，提高建筑的抗震性能和使用品質(zhì)。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該在整體考慮下進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，計(jì)算后在整體考慮概念中調(diào)整修改，不惜調(diào)整多次，這樣才能達(dá)到結(jié)構(gòu)整體受力分布更均勻，造價(jià)更經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

篇（5）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于居住環(huán)境和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，因此，合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)是勢(shì)在必行的，這樣才能滿足人們的需求，使我們的建筑更加具有較高的舒適度和穩(wěn)定性，不僅如此，還能實(shí)現(xiàn)民用建筑建設(shè)成本的最大化降低，使民用建筑不僅具有經(jīng)濟(jì)效益，還能滿足社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)最大化利益。

1 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及幾種常見(jiàn)的民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

民用建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須以民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則為參考標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，使民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加具有科學(xué)性和有效性，進(jìn)而使民用建筑結(jié)構(gòu)的使用周期和穩(wěn)定性得到保障，避免出現(xiàn)各種問(wèn)題在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，甚至是在使用過(guò)程中。

1） 經(jīng)濟(jì)適用原則： 在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要以建筑環(huán)境為依據(jù)，選擇適合的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和施工工藝，使施工環(huán)境與施工流程相符。 除了考慮適用性外，還必須考慮經(jīng)濟(jì)性，所選擇的建筑材料必須具有較高的性價(jià)比，實(shí)現(xiàn)工程成本的最大化節(jié)省，使施工單位的投入降到最低；

2） 安全堅(jiān)固原則： 在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該充分使用新的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)，不僅能夠確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性，還能保證其合理性，只要保證建筑結(jié)構(gòu)具有安全性和合理性，才能使人們的財(cái)產(chǎn)安全和建筑工程質(zhì)量得到保障，這樣建筑在使用時(shí)，不僅可以保證施工現(xiàn)場(chǎng)的安全，降低施工事故的發(fā)生率，還能確保使用的穩(wěn)定性；

3） 美觀實(shí)用原則： 現(xiàn)階段，人們生活水平逐步提升，人們的居住觀念也有了較大變化，不僅要保證建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性、 穩(wěn)定性、 安全性，還必須具有美觀性，只有在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到這一原則，才能與人們審美需求相符合。

1.2 幾種常見(jiàn)的民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)民用建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，必須是建筑具有足夠的使用空間，確保建筑物的相對(duì)穩(wěn)定性及設(shè)計(jì)的合理性，與人們的要求相符。

1） 磚混結(jié)構(gòu)： 在建筑物中，磚墻或其他類砌體為豎向受力構(gòu)件，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為橫向受力構(gòu)件，主要承受的壓力來(lái)源于屋面、 樓面和梁，此種結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)。 試用范圍為多層建筑、 房間面積較小或是開(kāi)間進(jìn)深不大的低層。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，主要的受力構(gòu)件就是墻體，因此，墻體必須具有抗震性和足夠厚度以及穩(wěn)定性。 同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該考慮施工過(guò)程的方便性與快捷性，以最短工期確保施工工作的順利進(jìn)行；

2） 框架結(jié)構(gòu)：在建筑物中，框架主要由梁和鋼筋混凝土組成，這種結(jié)構(gòu)體系可以承擔(dān)側(cè)向水平力和豎向荷載。 在平面布置中，框架結(jié)構(gòu)較為靈活，有利于較大空間的布置，且具有良好的抗彎能力和抗震性能，可以進(jìn)行多功能使用。 由于構(gòu)件截面尺寸有限，框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)房層高度上也受到影響；

3） 剪力墻結(jié)構(gòu)： 側(cè)向水平力荷載和豎向荷載是由鋼筋混凝土墻來(lái)承擔(dān)，這種結(jié)構(gòu)體系就是剪力墻結(jié)構(gòu)。 鋼筋混凝土墻具有承受荷載和分割空間的雙重作用。 由于鋼筋混凝土墻為主要受力構(gòu)件，所有此結(jié)構(gòu)具有較多優(yōu)點(diǎn)，比如較強(qiáng)的整體性、 較好的抗震性與較大的剛度，且剪力墻結(jié)構(gòu)具有較大的適用范圍，有利于建筑物的高層設(shè)計(jì)。 但是，由于受到間距影響，剪力墻具有較大的開(kāi)間距，因此，結(jié)構(gòu)的靈活性比較差；

4） 簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)： 在現(xiàn)代建筑中，簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高層建筑中，具有較強(qiáng)的防震能力和較好的剛度結(jié)構(gòu)。 簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)的主要組成部分就是框筒結(jié)構(gòu)和核心筒組成，此種結(jié)構(gòu)具有較好的整體性、 較大的抗側(cè)剛度和靈活性，且使用空間比較大。 對(duì)于來(lái)自水平的荷載，簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)有效的抵抗，因此，對(duì)于超高層建筑較為適合。

2 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的相關(guān)問(wèn)題

1） 如今，在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，很多不合理設(shè)計(jì)現(xiàn)象存在較多，多數(shù)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，以最大化的使用空間為主要目的，而忽視了防震墻的設(shè)計(jì)，使建筑物在使用過(guò)程中，存在較大的安全隱患；2） 設(shè)計(jì)方案與施工不相符，在實(shí)際施工過(guò)程中，一旦存在此種問(wèn)題時(shí)，施工人員就會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行擅自更改，致使設(shè)計(jì)過(guò)于粗糙簡(jiǎn)單，使建筑施工存在較大不合理性； 3） 設(shè)計(jì)圖紙存在較多漏洞，沒(méi)有詳細(xì)標(biāo)注安全等級(jí)、 耐火等級(jí)及消防等，使得建筑結(jié)構(gòu)與實(shí)際施工存在差異，不能滿足居住標(biāo)注。

3 民用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施

3.1 保證和提升設(shè)計(jì)質(zhì)量

現(xiàn)階段，在民用建筑結(jié)構(gòu)中存在較多問(wèn)題，比如設(shè)計(jì)粗糙、 標(biāo)注不全、 違反規(guī)范條文等，在施工之前，這些問(wèn)題都應(yīng)該得到解決，因此，對(duì)設(shè)計(jì)人員具有較高要求，必須具有較強(qiáng)的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)知識(shí)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該定期參加各種專業(yè)培訓(xùn)，使自身的責(zé)任心和專業(yè)水平得到提升，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，能夠端正態(tài)度，使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平不斷提升。 在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案選擇時(shí)，必須嚴(yán)格審查設(shè)計(jì)方案的資質(zhì)和相關(guān)證書，不僅可以從源頭上保證整個(gè)工程的質(zhì)量和安全性，還能使建筑結(jié)構(gòu)具有較高的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.2 民用建筑結(jié)構(gòu)模型的優(yōu)化

民用建筑結(jié)構(gòu)的好壞，與國(guó)計(jì)民生息息相關(guān)，即建筑工程與人民群眾具有緊密聯(lián)系，因此，在設(shè)計(jì)民用建筑結(jié)構(gòu)模型時(shí)，應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理性優(yōu)化，保證房屋的各個(gè)細(xì)節(jié)都能得到合理性優(yōu)化，比如圍護(hù)結(jié)構(gòu)、 結(jié)構(gòu)體系等，使建筑具有較好的承重能力。 在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)模型時(shí)，經(jīng)濟(jì)性原則、 安全性原則是不可忽視的，同時(shí)，想要最大化實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，必須使建筑結(jié)構(gòu)成本降到最低。

3.3 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的提高

如今，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，而多數(shù)民用建筑結(jié)構(gòu)缺乏相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理現(xiàn)象比較嚴(yán)重。 因此，合理科學(xué)的民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能保證建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。 在進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇的結(jié)構(gòu)類型必須具有合理性。 現(xiàn)階段，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的較為廣泛，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，此結(jié)構(gòu)具有工期短、 質(zhì)量輕、 強(qiáng)度高等特點(diǎn)，與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的提高是相吻合的。

3.4 進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程

雖然利用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算和分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的模型函數(shù)存在一定的優(yōu)勢(shì)比如簡(jiǎn)單易行，但是利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行分析操作的同時(shí)要先做一個(gè)計(jì)算機(jī)的編程，建立好這個(gè)編程才能進(jìn)行運(yùn)算，進(jìn)行建立計(jì)算機(jī)編程的操作也是需要一定的資費(fèi)的，因此也要合理設(shè)計(jì)所建立的計(jì)算機(jī)編程，使其能夠合理計(jì)算并分析出函數(shù)模型的結(jié)果，此外，也要考慮到建立計(jì)算機(jī)的編程所需要的費(fèi)用，合理運(yùn)用經(jīng)費(fèi)，保證操作的合理性、科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性。

3.5 實(shí)例分析

在運(yùn)用上述優(yōu)化理論對(duì)某七層民用建筑工程設(shè)計(jì)中，將建筑工程所處地區(qū)的水文地質(zhì)、溫濕度、風(fēng)向風(fēng)速及降水量等因素進(jìn)行了全面分析，并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作。包括：1）建筑基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)優(yōu)化，針對(duì)高層較低設(shè)計(jì)較大基礎(chǔ)拉梁，保證建筑抗震結(jié)構(gòu)及拉梁正負(fù)彎矩與建筑上部混凝土框架處于一致?tīng)顟B(tài)。2）基礎(chǔ)荷載設(shè)計(jì)優(yōu)化，因該建筑層數(shù)不多，在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，只需考慮到風(fēng)荷載問(wèn)題。3）框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，應(yīng)用準(zhǔn)則法，通過(guò)遞推公式，最終獲得優(yōu)化結(jié)構(gòu)。4）計(jì)算周期設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算周期進(jìn)行一定的折減.如填充墻砌體屬于輕質(zhì)型，則折減系數(shù)控制在 0.7～0.8 范圍內(nèi)；如填充墻砌體為重質(zhì)型，則其折減系數(shù)控制在0.6～0.7 范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，設(shè)計(jì)和優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在不斷探索和改革的基礎(chǔ)上，使民用建筑結(jié)構(gòu)更能符合設(shè)計(jì)要求，更具有合理性和科學(xué)性，與當(dāng)今社會(huì)的環(huán)保理念并駕齊驅(qū)。 想要優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)和能力也是必不可少的環(huán)節(jié)，能夠保證設(shè)計(jì)方案的合理性、 科學(xué)性、 安全性及可持續(xù)性。

篇（6）

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力也逐漸增強(qiáng)。為了確保民用建筑的安全、外觀，相關(guān)施工企業(yè)就應(yīng)對(duì)施工設(shè)計(jì)及方法進(jìn)行深入研究。因?yàn)槊裼媒ㄖㄔO(shè)中，其結(jié)構(gòu)的資金投入占總體投入比相對(duì)較高，所以，在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅僅要注重建筑的質(zhì)量和功能的形成，還應(yīng)該在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)建筑的成本節(jié)約和空間優(yōu)化，以更好的現(xiàn)有的資源，發(fā)揮最大的使用功效。而這一切都要靠相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1 房屋建筑中結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)于建筑的要求也不斷的呈現(xiàn)多樣化發(fā)展的趨勢(shì)，也就是說(shuō)現(xiàn)代人們?cè)谌丝诤屯恋孛苋找嫱癸@的情況下，對(duì)于建筑的成本控制的考慮也是非常重要的。所以，在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅僅要注重建筑的質(zhì)量和功能的形成，還應(yīng)該在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)建筑的成本節(jié)約和空間優(yōu)化，以更好的現(xiàn)有的資源，發(fā)揮最大的使用功效。而這一切都要靠相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化可以全面發(fā)揮機(jī)械設(shè)備及建材的性能，同以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化可以降低工程造價(jià)的資金投入，為企業(yè)贏取更高的收益。同時(shí)，還能夠把房屋結(jié)構(gòu)中的各個(gè)單元進(jìn)行有機(jī)整合，提高建筑的質(zhì)量，保證人們的居住安全。所以，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化是保證民用房屋經(jīng)濟(jì)性更好、適用性更強(qiáng)的重要方法之一。目前來(lái)看，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論已經(jīng)逐漸的進(jìn)入了我國(guó)的建筑領(lǐng)域，其主要的意義在于對(duì)建筑過(guò)程中的建筑環(huán)境和品質(zhì)進(jìn)行全面的綜合，以保證用戶的實(shí)際使用感受得到提升。在這個(gè)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制和管理就必須要結(jié)合使用一定的經(jīng)濟(jì)適用原則。但是，在現(xiàn)實(shí)的施工設(shè)計(jì)優(yōu)化中，因?yàn)槭艿蕉喾矫鏃l件的限制，施展起來(lái)十分困難，無(wú)法充分發(fā)揮其優(yōu)越性。例如：一些施工企業(yè)過(guò)于追趕工程進(jìn)度，從而導(dǎo)致對(duì)房屋的設(shè)計(jì)效果造成影響；很多年輕的項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員因?yàn)槿鄙俟ぷ鹘?jīng)驗(yàn)，無(wú)法進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化；還有的設(shè)計(jì)人員因?yàn)閷?duì)建筑部分的過(guò)分關(guān)注，從而對(duì)整體建筑的設(shè)計(jì)預(yù)案造成忽略，影響了整體造價(jià)。從中可以看出，建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員應(yīng)把施工技術(shù)同經(jīng)濟(jì)收益緊密的聯(lián)系起來(lái)，唯有規(guī)劃出切實(shí)可行、效果良好的設(shè)計(jì)預(yù)案才可以保證企業(yè)獲取最大收益。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

2.1 整體優(yōu)化和局部?jī)?yōu)化任一項(xiàng)目建筑的設(shè)計(jì)都具備層次性及復(fù)雜性兩方面的特點(diǎn)。以層次性看來(lái)，其一般包含建筑的設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)體系及安裝設(shè)計(jì)體系等，每一個(gè)體系內(nèi)又囊括了多個(gè)下屬體系。進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)各個(gè)下屬系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，將各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)沖破，疊加工程；以復(fù)雜性看來(lái)，其一般包含建筑原料選取、零部件選取、結(jié)構(gòu)類型選取等內(nèi)容。所以，對(duì)于任一房屋建筑來(lái)講，就應(yīng)從整體進(jìn)行優(yōu)化，方可真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2.2 壽命優(yōu)化和分階段優(yōu)化每一個(gè)項(xiàng)目工程在限定的使用期限中，每一環(huán)節(jié)都有多種設(shè)計(jì)方案供以挑選，也就是每個(gè)階段都可以進(jìn)行方案優(yōu)化。房屋設(shè)計(jì)人員應(yīng)該依據(jù)各個(gè)階段的性質(zhì)對(duì)優(yōu)化方法進(jìn)行確定，從而對(duì)整體工程的壽命進(jìn)行優(yōu)化，保證建筑的施工質(zhì)量，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。

2.3 樁基礎(chǔ)優(yōu)化樁基礎(chǔ)可以劃分為灌注樁及預(yù)制樁兩種樁型。因?yàn)楣嘧对谑┕r(shí)質(zhì)量較難控制，并且操作復(fù)雜，時(shí)間較長(zhǎng)。所以，如果在沉降符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)利用預(yù)制樁進(jìn)行施工。另外，因?yàn)樵谄胀顩r下，伴隨著樁基的不斷深入，土壤對(duì)樁身的作用及摩擦也隨之增大，所以，應(yīng)盡量選取長(zhǎng)度較大的預(yù)制樁。

2.4 對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化想要對(duì)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型建立及優(yōu)化，首先應(yīng)合理布設(shè)剪力墻。保證剪力墻的質(zhì)量均勻，使對(duì)稱樓層的平面剛度中心點(diǎn)同樓層的結(jié)構(gòu)重心相重合，從而削減地震、風(fēng)力等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。假如房屋類型允許，盡可能應(yīng)用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造，同時(shí)增加剪力墻的墻肢長(zhǎng)，這樣，不但可以縮減墻肢的數(shù)量，同時(shí)還能夠在保證剛度符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上降低混凝土使用數(shù)量。另外，因?yàn)榧袅χ械陌抵话銘?yīng)用鋼筋建材，如果應(yīng)用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造能夠縮減鋼筋的使用該數(shù)量。然而，假如建筑所在地區(qū)的地質(zhì)情況較差，而建筑對(duì)抗震性能的要求較高，那么，就不應(yīng)采用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造。

2.5 結(jié)構(gòu)同建筑的協(xié)調(diào)優(yōu)化在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能保證建筑的結(jié)構(gòu)同整體平面的配合緊密，從而實(shí)現(xiàn)造型美觀、結(jié)構(gòu)合理的效果。在進(jìn)行建筑柱及墻的布設(shè)時(shí)，應(yīng)同房建平面的功能需求相一致，每個(gè)房間的進(jìn)深、開(kāi)間都應(yīng)保持統(tǒng)一。建筑系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)潔，墻與柱不可以出現(xiàn)錯(cuò)位情況，每一層的高度及截面面積應(yīng)相同。進(jìn)行樓體或電梯的設(shè)計(jì)時(shí)，其應(yīng)力集中或受力方向較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域，承重構(gòu)件應(yīng)盡可能選取高強(qiáng)建材，從而降低自重，而非承重的構(gòu)建應(yīng)選用質(zhì)量較輕的建材。整體建筑在布局方面應(yīng)保證重心、剛心及質(zhì)心交疊，預(yù)防出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)情況。

2.6 結(jié)構(gòu)同排水的協(xié)調(diào)優(yōu)化因?yàn)榻ㄖ械慕o排水專用房間包含了大量的機(jī)械設(shè)備，其荷載強(qiáng)度也較普通的房屋較大。所以，盡可能將水泵房設(shè)置在地下室區(qū)域中。給排水房間中的管道較多，粗細(xì)不一，所以，應(yīng)保證預(yù)留的孔徑尺寸及預(yù)埋的深度符合標(biāo)準(zhǔn)，并且對(duì)樓板的穿孔位置進(jìn)行加固。另外，盡可能降低水平方向的管線貫穿柱、梁等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的幾率。如果管道貫穿房屋建筑的承重墻，應(yīng)進(jìn)行加固維護(hù)。盡可能確保結(jié)構(gòu)的布設(shè)同管網(wǎng)體系相協(xié)調(diào)，預(yù)防管道繞柱或梁的情況。

篇（7）

中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市人口不斷增加，建筑用地資源非常緊張，在這種情況下，高層建筑以其大容積率得以在城市中快速發(fā)展起來(lái)。高層建筑垂直高度較大，而且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，這就需要選擇適宜的結(jié)構(gòu)形式，來(lái)確保高層建筑的穩(wěn)定性。目前框剪結(jié)構(gòu)不僅能夠有效的確保使用空間的最大化，而且抗側(cè)力剛度也較好，所以在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得以廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，確保建筑結(jié)構(gòu)能夠更好的滿足建設(shè)可靠性的要求。

1框架剪力墻結(jié)構(gòu)概述

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，即框剪結(jié)構(gòu)，是在框架結(jié)構(gòu)布局中，應(yīng)用一定數(shù)量的剪力墻來(lái)構(gòu)成靈活自由的利用空間，從而滿足不同建筑功能的要求。這種結(jié)構(gòu)要具備足夠的剪力墻、相當(dāng)大的剛度、以及框剪結(jié)構(gòu)的受力特性，這就需要把兩種具有不同抗側(cè)力的框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)組成新的受力形式，所以它的框架與其他純框架結(jié)構(gòu)中的框架不同，剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)中和剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻也不盡相同。

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)重新組成的結(jié)構(gòu)體系，框架和剪力墻等豎向承重單體一起承擔(dān)著豎向荷載，而水平荷載主要由具有較大剛度抗側(cè)力單元的剪力墻來(lái)承擔(dān)。這種結(jié)構(gòu)體系不僅具備了框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)處，而且在某種程度上達(dá)到了揚(yáng)長(zhǎng)避短的目的，使建筑功能要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到更好的協(xié)調(diào)。根據(jù)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的概述可以得知，這種結(jié)構(gòu)不僅具有框架結(jié)構(gòu)布置靈便、使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，而且也有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力，因而被高層辦公建筑和旅館建筑廣泛應(yīng)用。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1結(jié)構(gòu)布置。在高層住宅的框架 － 剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻與普通剪力墻結(jié)構(gòu)相比存在一定的差異。下部樓層中，剪力墻的位移較小，因此，可以拉著框架按照彎曲型曲線變形，由剪力墻承受大部分水平力;而在上部樓層，剪力墻的位移會(huì)越來(lái)越大，并且呈現(xiàn)出外側(cè)的趨勢(shì)，因此，框架趨于內(nèi)收，拉著剪力墻按照剪切型曲線變形。框架除了負(fù)擔(dān)外負(fù)荷產(chǎn)生的水平力，還需要負(fù)擔(dān)拉動(dòng)剪力墻的附加水平力，而剪力墻不會(huì)承受任何的荷載水平力，還因?yàn)榻o框架一個(gè)附加水平力，而承受負(fù)剪力。因此，在上部樓層，即使外荷載產(chǎn)生的樓層剪力很小，框架中也會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大的剪力。作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，剪力墻在結(jié)構(gòu)中的作用是非常巨大的，如果在設(shè)計(jì)時(shí)，僅僅在一個(gè)主軸方向布設(shè)剪力墻，很可能造成兩個(gè)主軸方向抗側(cè)剛度的巨大的差異，在沒(méi)有設(shè)置剪力墻的主軸方向，會(huì)因?yàn)閯偠炔蛔悖瑹o(wú)法與另一個(gè)主軸方向相互協(xié)調(diào)，在振動(dòng)作用下容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)破壞。因此，該工程設(shè)計(jì)中，在兩個(gè)主軸方向都布置了剪力墻，形成了雙向抗側(cè)力體系，可以有效減少層間側(cè)移。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

（1）對(duì)于剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該按照主軸的方向或者是其他的方向進(jìn)行雙向的布設(shè)，這樣能夠進(jìn)一步優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)，為了更好地體現(xiàn)抗震的性能，不能進(jìn)行單向的剪力墻設(shè)計(jì)，同時(shí)還要盡量把兩個(gè)方向上的抗側(cè)剛度保持相對(duì)比較接近的水平上，這樣能夠增強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)在空間上的性能和表現(xiàn)，能夠?qū)⒓袅Y(jié)構(gòu)的性能得以充分的發(fā)揮，從而使得可用的空間進(jìn)一步加大，同時(shí)剪力墻的密度不能過(guò)大，使其在側(cè)向剛度上有比較好的表現(xiàn)。

（2）在剪力墻的肢截面設(shè)計(jì)上應(yīng)該盡量確保其具有比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，剪力墻各個(gè)方面的剛度不應(yīng)該有太大的差距，同時(shí)剪力墻的門窗洞口不應(yīng)該出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象，將其進(jìn)行成列的布置，使得墻肢結(jié)構(gòu)和連梁結(jié)構(gòu)都非常的明顯，同時(shí)還要按照一定的規(guī)則對(duì)應(yīng)力進(jìn)行一定的控制，還要能夠很好地符合設(shè)計(jì)圖紙的要求，設(shè)計(jì)最終要達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，保證其安全性和可靠性，在各個(gè)部分的強(qiáng)度上也不能出現(xiàn)非常大的差異，如果剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了施工和設(shè)計(jì)上的失誤要在剪力墻的內(nèi)部將配筋設(shè)計(jì)成框架的形式。

（3）對(duì)于較長(zhǎng)的剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)該按照相關(guān)的要求開(kāi)設(shè)洞口，將其的程度均勻地分成若干段，墻段之間可以采用弱連梁進(jìn)行連接，每段墻的高度都應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的控制，其與總高度的比值要在2 以上，這樣可以很好的防止剪力出現(xiàn)減弱的狀況，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該框架柱的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）剪力墻的特點(diǎn)是平面內(nèi)剛度及承重力大，而平面外度及承載力都相對(duì)很小，應(yīng)控制剪力墻平面外的彎矩，保證剪力墻平面外的穩(wěn)定性。當(dāng)剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時(shí)，應(yīng)采取足夠的措施減少梁端部彎矩對(duì)墻的不利影響。

（4）在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注重抗震的作用，盡量避免單向布置，按照雙向布置的原則，使受力方向的抗側(cè)剛度逐漸接近，形成一個(gè)良好的空間結(jié)構(gòu)。利用空間的充足性，減輕結(jié)構(gòu)的重量。剪力墻的門窗洞口要成列布置，墻肢截面簡(jiǎn)單，與連梁分布規(guī)則，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)洞或者疊合錯(cuò)洞的情況下，腔內(nèi)的配筋要形成框架的形式。由于剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度受布置結(jié)構(gòu)影響較大，如果出現(xiàn)突變的情況，對(duì)抗震非常不利，在對(duì)剪力墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要堅(jiān)持從上到下連續(xù)布置的原則，改變墻體的厚度和混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，減小側(cè)向沿高的高度。站在多種角度，從多方面出發(fā)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，注重和考慮抗震等級(jí)平均軸壓比帶來(lái)的影響及其穩(wěn)定性的相關(guān)要求。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算優(yōu)化

在剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算方面進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則、連梁超出限值的調(diào)整原則、樓層最大位移和層高之比的調(diào)整原則、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期和以平動(dòng)為主的第一自振周期之間的比例調(diào)整原則，使計(jì)算結(jié)果無(wú)限地接近規(guī)范值。

剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度不宜過(guò)大，在滿足樓層最大層間位移與層高之比滿足規(guī)范的基礎(chǔ)上，以規(guī)范規(guī)定的樓層最小剪力系數(shù)為目標(biāo)，使計(jì)算結(jié)果無(wú)限接近規(guī)范值；控制好結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的自振周期T1之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍。剪力墻連梁是否超限；剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)的軸壓比是否滿足規(guī)范要求。

結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)針對(duì)不同的項(xiàng)目進(jìn)行合理的分析，選擇與實(shí)際情況最接近的受力模型并充分了解所使用軟件，合理選用計(jì)算參數(shù)，只有這樣才能夠做到結(jié)構(gòu)安全，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使土地利用率大幅度提高，土地資源越來(lái)越貧乏，高層建筑成為建筑業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)，剪力墻由此誕生。相對(duì)于其他建筑結(jié)構(gòu)而言，剪力墻外觀精美，經(jīng)濟(jì)適用，并且受到廣大開(kāi)發(fā)商和業(yè)主的喜愛(ài)，在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，經(jīng)濟(jì)發(fā)展刺激著人們的生活需求，剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。

參考文獻(xiàn)

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[2]GB50011－2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

篇（8）

中圖分類號(hào):TLl973.16

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1008-0422(2010)05-0165-02

1　引言

近幾年來(lái),小高層住宅建筑中短肢剪力墻這種結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越多,短肢剪力墻是較常用的構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)形式平面布置時(shí)利用樓梯間、電梯間、山墻、分戶墻布置一般剪力墻,其余布置短肢剪力墻。這種布置既使廳和臥室沒(méi)有突出的梁柱,又能通過(guò)調(diào)整剪力墻的位置滿足現(xiàn)代居住空間的要求,因此深受開(kāi)發(fā)商和住戶的青睞。

短肢剪力墻特別是墻長(zhǎng)不大于5倍墻厚的墻肢的抗震性能,從受力特性到構(gòu)件的安全儲(chǔ)備有別于普通剪力墻的性能。因此,設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的是把握“二階段三水準(zhǔn)”的設(shè)計(jì)原則,針對(duì)具體工程、具體問(wèn)題采取符合結(jié)構(gòu)概念的設(shè)計(jì)方法,滿足規(guī)范精神。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣不盡如人意之處,或結(jié)構(gòu)偏保守、或安全系數(shù)較低,或造價(jià)不合理等等,因此,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)合理?xiàng)l件下的優(yōu)化設(shè)計(jì)便成了設(shè)計(jì)中的必不可少的程序。

2　小高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化過(guò)程分析

某結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案布置參見(jiàn)圖1,本結(jié)構(gòu)方案剪力墻布置不合理,造成剛度過(guò)大且不均勻,重量增加導(dǎo)致地震反應(yīng)增強(qiáng),并使上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)造價(jià)提高,因此,必須對(duì)此方案進(jìn)行優(yōu)化,使結(jié)構(gòu)更加安全科學(xué)合理。

優(yōu)化的結(jié)構(gòu)方案應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度均勻?qū)ΨQ,短肢剪力墻雙向布置,盡量拉通、對(duì)直。豎向布置中,力求規(guī)則均勻,避免有過(guò)大的外挑、內(nèi)收,以及樓層剛度沿豎向突變,使整個(gè)房屋的抗側(cè)剛度中心靠近水平荷載合力的作用線,以免房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

根據(jù)建筑的平面布置,在房間、樓梯間、電梯問(wèn)的四角采用z形、L形T形或異形的墻肢。在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)注意同周期的關(guān)系,使結(jié)構(gòu)的第一自振周期避開(kāi)場(chǎng)地特征周期,以免地基與結(jié)構(gòu)形成共振或類共振。既保證結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震荷載作用下的變形控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi),又要保證建筑物有相對(duì)合理的自振周期,做到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、合理,經(jīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)后的平面布置見(jiàn)圖2。

3　兩種方案的分析與比較

3.1　分析軟件介紹

SATWE是專門為多、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)而研制的空間結(jié)構(gòu)有限元分析軟件,適用于各種復(fù)雜體型的高層鋼筋混凝土框架、框剪、剪力墻、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)等,也適用于混凝土一鋼混合結(jié)構(gòu)和高層鋼結(jié)構(gòu)。

3.1.1　SATWE的計(jì)算模型

SATWE是用墻元來(lái)模擬剪力墻。SATWE中的墻元是在板殼單元的基礎(chǔ)上構(gòu)造出的一種通用墻元,它采用靜力凝聚原理將由于墻元的細(xì)分而增加的內(nèi)部自由度消去,將其剛度凝聚到邊界節(jié)點(diǎn)上,從而保證了墻元的精度和有限的出口自由度,而且墻元的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有空間全部6個(gè)自由度,可以方便地與任意空間梁、柱單元連接,而無(wú)需任何附加約束,同時(shí)也降低了剪力墻的幾何描述和板殼單元?jiǎng)澐值碾y度,提高了分析效率。

板殼單元是目前模擬剪力墻的最理想單元,SATWE選用這一單元并對(duì)墻元的細(xì)分和墻上開(kāi)洞作了自動(dòng)化處理。

3.1.2　sATWE在對(duì)樓板的處理上采用了四種不同的假定

①剛性樓板:假定樓板平面內(nèi)無(wú)限剛,忽略樓板平面外剛度。其中“假定樓板整體平面內(nèi)無(wú)限剛”多用于常規(guī)結(jié)構(gòu);

“假定樓板分塊平面內(nèi)無(wú)限剛”適用于多塔式錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。

②彈性樓板6:“彈性樓板6”采用殼單元真實(shí)計(jì)算樓板平面內(nèi)和平面外剛度,適用于板柱結(jié)構(gòu)和板柱一抗震墻結(jié)構(gòu)。

③彈性樓板3:“彈性樓板3”假定平面內(nèi)剛度無(wú)窮大,面外剛度真實(shí)計(jì)算。適用于厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。

④彈性膜:“彈性膜”采用殼單元真實(shí)計(jì)算樓板平面內(nèi)剛度,忽略樓板平面外剛度,適用于空曠的工業(yè)廠房和體育場(chǎng)館結(jié)構(gòu)、樓板局部開(kāi)大洞結(jié)構(gòu)、樓板平面較長(zhǎng)或者有較大的凹入以及弱連接結(jié)構(gòu)。

為提高計(jì)算效率,在保證一定的分析精度的前提下,針對(duì)不同類型的工程,采用不同的樓板假定。

3.2　結(jié)果分析

從構(gòu)件力學(xué)特性上來(lái)說(shuō),短肢剪力墻的肢長(zhǎng)與肢厚比≥5,更接近于剪力墻,故計(jì)算時(shí)將短肢剪力墻作為剪力墻而不是柱考慮應(yīng)更合理。SATWE采用的是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)有V1個(gè)自由度的殼元基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元模擬剪力墻墻元不僅具有平面內(nèi)剛度也具有平面外剛度,可以較好地模擬工程中剪力墻的真實(shí)受力狀態(tài),計(jì)算結(jié)果較精確:同時(shí),對(duì)樓板SATWE可以考慮其彈性變形。雖然主樓結(jié)構(gòu)平面較規(guī)則,立面也無(wú)剛度突變現(xiàn)象,但由于剛度較大的電梯井處簡(jiǎn)體有點(diǎn)偏置,會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的影響。為了計(jì)算準(zhǔn)確,地震作用計(jì)算考慮了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)和5%偶然偏心的影響,取了20個(gè)振型計(jì)算。

3.2.1　自振周期的控制

考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的自振周期(計(jì)算時(shí)自振周期折減系數(shù)取0,95),如表1(只列了前8個(gè))所示。從表1可得,優(yōu)化方案結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T4=0.6545s,平動(dòng)為主的第一自振周期T1=2.0836s,T4/T1=0.3141

3.2.2　結(jié)構(gòu)位移的控制

風(fēng)荷載、地震荷載作用下最大層間位移角(應(yīng)≤1/1000)、最大水平位移與層平均位移的比值(不宜大于1.2,不應(yīng)大干1.5)及最大層間位移與平均層間位移的比值(不宜大于1.2,不應(yīng)大于1.5)見(jiàn)表2、表3。從表2、表3中可以看出結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規(guī)范限值。

3.2.3　剪重比、剛重比控制

剪重比是反映結(jié)構(gòu)承受地震作用大小的指標(biāo)之一。地震力計(jì)算不能偏大,但也不能太小,因?yàn)槎讨袅Ρ旧淼挚沟卣鸬哪芰^差。如果短肢剪力墻分配的地震力太大,則很有可能不滿足要求。新方案x方向的最小剪重比為0.84%,Y方向的最小剪重比為0.83%,根據(jù)“抗震規(guī)范”第5.2.5條及第5.1.4條要求的X、Y向樓層最小剪重比均為0.8%～1%。

剛重比是影響重力二階(p～)效應(yīng)的主要參數(shù),且重力二階效應(yīng)隨著結(jié)構(gòu)剛重比的降低呈雙曲線關(guān)系增加。高層建筑在風(fēng)荷載或水平地震作用下。若重力二階效應(yīng)過(guò)大則會(huì)引起結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌,故控制好結(jié)構(gòu)的剛重比,則可以控制結(jié)構(gòu)不失去穩(wěn)定。新方案×方向、Y方向的剛重比均滿足“高規(guī)”第5.4.4條的規(guī)定,所以各層均滿足要求。結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的剪重比、剛重比見(jiàn)表4。

3.2.4　軸壓比控制

軸壓比是體現(xiàn)墻肢抵抗重力荷載代表值作用下的能力。為了控制在地震力作用下結(jié)構(gòu)的延性,新的“高規(guī)”和“抗震規(guī)范”對(duì)剪力墻均提出了軸壓比的計(jì)算要求。“規(guī)范”對(duì)短肢剪力墻(尤其一字墻肢)要求更高一些。原方案底部剪力墻最大軸壓比為0.58,新方案底部剪力墻最大軸壓比為0.59,上述方案出現(xiàn)的短肢剪力墻軸壓比小于規(guī)范規(guī)定值,即滿足要求。

3.3　優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)比較

為了與工程實(shí)際情況相符,假設(shè)混凝土的成本與混凝土的體積成正比,鋼筋的成本與鋼筋的體積成正比。在總造價(jià)上,暫不考慮模板及樓板等工程的造價(jià)影響,材料的單方造價(jià)混凝土為280元/m3,鋼筋為3760元/t。表5為方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總,由表5知,方案二比原結(jié)構(gòu)在總造價(jià)上要節(jié)約17.6%。

通過(guò)以上兩種方案的電算分析指數(shù)表明,方案二的豎向結(jié)構(gòu)體系的截面面積雖然較小,但仍可保證滿足承載力、剛度、位移的要求。顯而易見(jiàn),優(yōu)化后的方案不僅節(jié)約了業(yè)主的投資費(fèi)用,更重要的是節(jié)約了資源。

3.4優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中其它應(yīng)注意的事項(xiàng)

本文針對(duì)小高層住宅樓的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),在比原設(shè)計(jì)方案節(jié)省投資19.3%的情況下,使結(jié)構(gòu)受力更合理,整體變形能力和結(jié)構(gòu)吸能能力對(duì)抗震更為有利,但設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

1)剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)是建筑平面外邊緣及角點(diǎn)處的墻肢,因而設(shè)計(jì)時(shí)在以上部位布置L型或一z字型短肢墻,受條件所限也出現(xiàn)了少量一字型短肢墻。設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格控制其軸壓比

2)小高層建筑中的連梁是一個(gè)耗能構(gòu)件,對(duì)抗震不利。多、小高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中允許連梁的剛度有所下降,但應(yīng)注意短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中,墻肢剛度相對(duì)較小,連接各墻肢的梁已類似普通框架梁,而不同于一般剪力墻間的連梁,不應(yīng)在計(jì)算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調(diào),使其設(shè)計(jì)內(nèi)力降低,應(yīng)按普通框架梁的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述,從這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化中,可以發(fā)現(xiàn)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)小高層住宅合理的結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置對(duì)工程的安全、經(jīng)濟(jì)性的影響是重大的,只有對(duì)結(jié)構(gòu)整個(gè)體系的承載能力、性能以及對(duì)結(jié)構(gòu)分體系與結(jié)構(gòu)構(gòu)件相互作用的關(guān)系了解透徹,才能避免只依賴規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)、計(jì)算程序的設(shè)計(jì)習(xí)慣,從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)安全、科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

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[3]林同炎,結(jié)構(gòu)概念和體系[M].北京:

中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

篇（9）

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,高層建筑已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟,而高層建筑中也出現(xiàn)了很多地下室及地下車庫(kù)。在地下室設(shè)置設(shè)備用房、消防水池和汽車停車位,這樣不僅可以使地下室的作用得到充分發(fā)揮,同時(shí)又能滿足基礎(chǔ)埋深的要求,此外，許多地下室還經(jīng)常被用作人防地下室,戰(zhàn)時(shí)為人們的安全提供了棲身之所。因此,在現(xiàn)在的高層建筑設(shè)計(jì)中,地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就顯得格外重要。在設(shè)計(jì)中往往會(huì)遇到上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位問(wèn)題，一般都是嵌固于地下室頂板內(nèi)，地下室頂板就相當(dāng)于一個(gè)水平約束支座,它的剛度越大,對(duì)上部結(jié)構(gòu)約束的越牢固。所以,地下室頂板厚度不宜太小,一般應(yīng)大于等于160mm。當(dāng)然作為人防地下室頂板其厚度應(yīng)適當(dāng)增加。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5001- 2010，作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)地下室頂對(duì)樓板厚度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、樓層側(cè)向剛度等都有相應(yīng)要求,一般情況子下，地下室應(yīng)在兩層以上。規(guī)范還明確規(guī)定, 地下室樓層的樓板最常見(jiàn)的是梁板結(jié)構(gòu)。

一．地下室頂板作為嵌固端的條件及技術(shù)措施

為了滿足地下室頂板能作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位，必須滿足以下要求:

1.應(yīng)盡量避免在地下室頂板開(kāi)設(shè)比較大的洞口,并且樓板一般應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),其樓板厚度應(yīng)大于等于180 mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)大于C30,采用雙層雙向配筋,且每個(gè)方向的最小配筋率不宜小于0.25%。

2.地下室柱每側(cè)所配的縱向鋼筋面積,在滿足計(jì)算要求的同時(shí),不應(yīng)小于其上面一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍，地下室柱中的縱向鋼筋應(yīng)錨固于頂板的框架梁內(nèi)，不應(yīng)向上延伸,同樣地下室剪力墻的配筋也不應(yīng)大于地上一層對(duì)應(yīng)剪力墻的配筋。

3.考慮到地下室柱的下端出現(xiàn)塑性鉸，而梁柱節(jié)點(diǎn)出沒(méi)有出現(xiàn)塑性鉸。常用的方法有加強(qiáng)地下室頂板梁抗彎曲能力，提高地下室柱頂?shù)某休d能力，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)柱底的嵌固。

4.由于地下室的邊柱及角柱,它只有一面與梁相連,為確保該梁端截面的實(shí)際彎矩承載力大于該柱下端實(shí)際承載力的要求,可采用增大梁截面面積,或增大梁截面梁配筋率的方法。

二、高層建筑地下室樓蓋的結(jié)構(gòu)形式

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷提高，房地產(chǎn)行業(yè)逐漸地發(fā)展起來(lái)，而房地產(chǎn)大多數(shù)都是針對(duì)住宅的出售，要在日益競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)混下去，就必須有所創(chuàng)新，這就要求設(shè)計(jì)人員要有創(chuàng)新的理念，當(dāng)代高層建筑日益增多，而高層建筑的地下室頂板的設(shè)計(jì)是一個(gè)相對(duì)較新穎的設(shè)計(jì)，地下室頂板的結(jié)構(gòu)形式目前都包括雙向密肋樓板,傳統(tǒng)的梁板式樓板，空心樓板及預(yù)應(yīng)力無(wú)梁樓板。

現(xiàn)澆空心樓板是最近幾年剛剛興起的一種結(jié)構(gòu)形式，它通常都用于跨度比較大的建筑結(jié)構(gòu)中，用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的梁板式結(jié)構(gòu)，空心樓板比傳統(tǒng)的樓板鋼筋用量減少了，自重降低了，同時(shí)層高也降低了，從而降低了綜合造價(jià)。現(xiàn)在的教學(xué)樓，辦公樓，商場(chǎng)，地下停車場(chǎng)及醫(yī)院都廣泛應(yīng)用空心樓板結(jié)構(gòu)。無(wú)梁樓蓋是把原來(lái)受集中力的梁分散成無(wú)數(shù)個(gè)工字型結(jié)構(gòu)體系，這樣使得結(jié)構(gòu)的樓層凈高增大，節(jié)省了材料，降低了造價(jià)，抗壓能力更強(qiáng)，抗沖擊性能提高，結(jié)構(gòu)布局更合理。無(wú)梁樓蓋使得結(jié)構(gòu)空間不再受梁的束縛，可以布置的更加隨意。

在地下室頂板的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常要對(duì)無(wú)梁樓蓋和梁板式樓蓋進(jìn)行比較,比較誰(shuí)更經(jīng)濟(jì)，以此作為選擇樓蓋方案的依據(jù)之一。無(wú)梁樓蓋的組成部分包括樓板、柱和柱帽，樓面荷載直接由板傳給柱及柱下基礎(chǔ)。無(wú)梁樓蓋的特點(diǎn)是板比較厚，因此樓蓋比較重，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗浮能力有利，在施工過(guò)程中，采用無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式省磚模、樓面鋼筋綁扎和設(shè)備安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，從而提高了施工速度。因此，無(wú)梁樓蓋在地下室底板的應(yīng)用越來(lái)越廣泛了，無(wú)梁樓蓋的混凝土的總用量減少，自重降低；支承樓板的柱、墻、基礎(chǔ)和樁的荷載相應(yīng)減少，豎向構(gòu)件截面變小，減少配筋，節(jié)省豎向構(gòu)件費(fèi)用；有利于水平管線、空調(diào)的安裝；降低了層高，提高了凈高度，降低了豎向水、電、風(fēng)、電梯使用費(fèi)。

三、無(wú)梁樓蓋的受力特點(diǎn)和計(jì)算方法

一般框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，讓柱和梁的寬度相等,這樣我們就可以近似的認(rèn)為柱和梁間能夠直接傳遞彎矩、剪力和軸力。而無(wú)梁樓蓋和柱作為等代框架的情況卻略有不同:因?yàn)樗旱膶挾冗h(yuǎn)遠(yuǎn)大于柱寬,通常稱之為“扁梁”。故僅有相應(yīng)于柱寬的那部分荷載所產(chǎn)生的彎矩可以直接通過(guò)板傳給柱,而其余部分都要通過(guò)扭矩進(jìn)行傳遞；這時(shí)可以取柱兩側(cè)與柱等寬的板作為扭臂,這樣柱寬以外的那部分荷載產(chǎn)生的彎矩就能使扭臂受扭,扭臂再將這些扭矩傳遞給柱,使柱端承受彎矩作用。無(wú)梁樓蓋利用長(zhǎng)短跨分別進(jìn)行荷載的傳遞，長(zhǎng)跨方向?yàn)槠渥畈焕膹澗胤较颍瑹o(wú)梁樓蓋與柱之間僅通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接，故連接性能不好，不能承受較大的水平荷載，由于剪力和彎矩都集中在柱的周圍，所以容易發(fā)生剪切破壞和彎曲破壞。

無(wú)梁樓蓋的計(jì)算方法大致分為按彈性分析的精確算法，如經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法和等代框架法，還有按塑性理論分析的極限平衡法。當(dāng)前的計(jì)算中基本上都采用等代框架法和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法。等代平面框架法是將整個(gè)結(jié)構(gòu)劃分成縱、橫柱列兩個(gè)方向，并分別將其視為縱向等效框架和橫向等效框架，在水平荷載下，等代梁的寬度一般取板跨之間中心線距離的二分之一，在豎向荷載下，則取各板跨的中心線距離，由于結(jié)構(gòu)經(jīng)常受豎向荷載的作用比較普遍，故等代梁的寬為各板跨的中心線距離；等代梁高按板厚計(jì)算。在計(jì)算出等代框架的彎矩后，按照相應(yīng)的分配系數(shù)將計(jì)算出的總彎矩分別分配給柱上板帶和跨中板帶。對(duì)于同一工程需沿橫向和縱向兩個(gè)主軸方向分別加載計(jì)算。

等代空間框架法把結(jié)構(gòu)劃分成按縱、橫兩向組成的交叉體系，令與柱子形成空間框架，利用空間桿系的受力情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算，可同時(shí)計(jì)算出兩個(gè)主軸方向的計(jì)算結(jié)果，且不需要再將彎矩值逐一進(jìn)行分配，計(jì)算不僅比等代平面框架法方便快捷且更為精確。肋梁劃分時(shí)，如果劃分的網(wǎng)格越小，則計(jì)算結(jié)果就越準(zhǔn)確合理，但不宜過(guò)小，過(guò)小時(shí)柱上板帶的負(fù)彎矩會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，故網(wǎng)格劃分寬度應(yīng)恰當(dāng)，一般取梁寬1000mm左右比較合適，取梁高等于板厚。等代平面框架法和等代空間框架法都應(yīng)該考慮活荷載的不利布置，且等代梁的自重最好直接輸入，不宜采用程序自動(dòng)計(jì)算。等代框架法的應(yīng)用不受跨度、荷載等條件的限制，有較廣泛的適用性。

經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法是最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法之一，它不需要借助任何其他的計(jì)算工具而直接利用手算，因而備受光大設(shè)計(jì)人員的青睞。但該法只對(duì)規(guī)則結(jié)構(gòu)適用，如果是不規(guī)則結(jié)構(gòu)則會(huì)出現(xiàn)較大誤差。無(wú)梁樓蓋的內(nèi)力應(yīng)符合下列條件：1.活荷載為均布荷載，且小于恒荷載的3倍；2.每個(gè)方向的跨度最少為3跨；3.每個(gè)區(qū)格的長(zhǎng)、短邊之比應(yīng)小于1：5；4.相同方向上的最大、最小跨度比應(yīng)小于1:2；5.當(dāng)柱網(wǎng)不規(guī)則時(shí)，柱軸線不宜偏離的值過(guò)大，一般不應(yīng)大于跨度的10％。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算無(wú)梁樓蓋內(nèi)力時(shí)，只需算出兩個(gè)方向板的總彎矩Mox和Moy，再分別乘以彎矩分配系數(shù)，柱上板帶和跨中板帶分別為乘以0.5和0.17，跨中正彎矩分別乘以0.18和0.15，這樣就能得到各截面的彎矩設(shè)計(jì)值。x、y向板的總彎矩設(shè)計(jì)值分別為：Mox＝qly（lx－2C3）28；Moy＝qlx（ly－2C3）28。值得注意的是，Mox（Moy）相當(dāng)于簡(jiǎn)支梁在均布荷載作用下的跨中彎矩。

四．地下室頂板及后澆帶防水

1.試水試驗(yàn)

一般地下室頂板是由底板，墻壁同強(qiáng)度等級(jí)和抗?jié)B等級(jí)的混凝土澆筑，嚴(yán)格控制施工過(guò)程中混凝土澆筑的地下室頂板質(zhì)量。同時(shí)，蓄水試驗(yàn)是檢測(cè)混凝土自防水的一個(gè)重要手段，且施工往往不夠重視地下室地板的防水檢測(cè)。應(yīng)根據(jù)地下室外墻來(lái)進(jìn)行地下室頂板的試水檢驗(yàn)，尤其是設(shè)有反梁的頂板更加不容忽視，這是因?yàn)樵诜戳翰课缓苋菀仔纬身敯濉八亍爆F(xiàn)象，抓緊對(duì)滲漏部位進(jìn)行修補(bǔ)、補(bǔ)漏處理。可以按照施工的需要分段分片進(jìn)行蓄水試驗(yàn)，但要確保地下室頂板的全部部位都進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.防水層施工

柔性防水層采用的防水材料具有一定的柔韌性和較大的伸長(zhǎng)率，如防水卷材，有機(jī)防水涂料組合物的防水層。因?yàn)榈叵率翼敯逍枰芎竦母采w土包括植物土壤，而植物根系對(duì)防水層有著很強(qiáng)的刺穿作用，因此一般的防水卷材不宜被使用。具體做法是：首先找平層，在面層表面涂刷具有滲透結(jié)晶型防水涂料或2mm厚聚氨脂涂膜防水層，然后用厚度大于1mm的高密度防水卷材進(jìn)行鋪設(shè)。卷材使用焊接工藝，加蓋C15細(xì)石混凝土40mm厚硬質(zhì)保護(hù)層和60mm厚碎石排水層，最后鋪設(shè)植物土。為了減少地下室頂板負(fù)載和節(jié)省材料，節(jié)省施工時(shí)間，這種新材料可用于泡沫混凝土（包括防水層和保護(hù)層的效果）做找坡層或保護(hù)層。應(yīng)采用較強(qiáng)的抗穿刺性的高密度防水卷材做防水層。

后澆帶防水.許多工程中的后澆帶，都要求必須等到結(jié)構(gòu)封頂，有的甚至更晚才能進(jìn)行封閉，所以在后澆帶封閉前，必須對(duì)后澆帶進(jìn)行防水處理。中南地區(qū)通常采用的后澆帶防水做法參見(jiàn)《中南地區(qū)通用建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)》(88ZJ311)。在實(shí)際施工當(dāng)中，不同工程要作不同程度的調(diào)整。

后澆帶支模.留置后澆帶時(shí)，后澆帶兩側(cè)的模板要求既要牢固緊密，還要易拆除。如果使用一次性單層鋼板網(wǎng)，經(jīng)常導(dǎo)致混凝土及混凝土漿流入后澆帶，不易清理。施工過(guò)程中可采用以下做法：梁板底筋在支模處用防水水泥砂漿做成寬約5cm的陰攔壩，這樣可以避免混凝土從底筋下涌入后澆帶。有些較深、較厚、不易清理的梁板，通常采用雙層網(wǎng)作一次性模板，雙層網(wǎng)中一層為鋼板網(wǎng)，另一層為細(xì)網(wǎng)眼鐵絲網(wǎng)，可先將兩層網(wǎng)片綁扎固定在一起。采用定型鋼筋支撐，定型鋼筋與底筋、面筋焊接固定。條件許可時(shí)，也可采用一次性模板，如快易收口網(wǎng)等。

五、地下室頂板裂縫的成因及解決方法

1. 結(jié)構(gòu)方案的選擇有誤

大多數(shù)的地下室頂板都是梁板結(jié)構(gòu)或平板結(jié)構(gòu)形式。 自從20世紀(jì)80年代以后，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板結(jié)構(gòu)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)許多預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)單位為了自己的利益，也強(qiáng)烈建議使用這種方案，所以，許多設(shè)計(jì)師產(chǎn)生一種錯(cuò)誤的理解，即平板結(jié)構(gòu)可以很大程度降低工程成本。事實(shí)上，如今之所以有這么多的平板結(jié)構(gòu)是因?yàn)樗[含了其能降低層高的有利條件。由于較低的層高會(huì)節(jié)省空間，從而降低了工程成本。在層高相同的條件下，預(yù)應(yīng)力平板結(jié)構(gòu)并沒(méi)有比梁板結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)。

2.設(shè)計(jì)方案變更

在高層建筑中地下室的設(shè)計(jì)中，尤其是大面積的地下室，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)需要增加多道剪力墻的設(shè)計(jì)變更。對(duì)于這種長(zhǎng)和寬都很大的預(yù)應(yīng)力混凝土頂板，如果有很多大型的剪力墻結(jié)構(gòu)，就會(huì)限制混凝土收縮而導(dǎo)致的頂板開(kāi)裂。如果忽略由于剪力墻的收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，只是按原來(lái)的設(shè)計(jì)一味控制裂縫，而且沒(méi)有增加有效的結(jié)構(gòu)措施，這將會(huì)是地下室頂板產(chǎn)生裂縫的重要因素。

3. 預(yù)應(yīng)力筋張拉引起施工裂縫

大面積的地下室頂板上一般都會(huì)有覆土，有的高達(dá)數(shù)米厚，有的因綠化要求，還有假山，要較高的防滲要求，預(yù)應(yīng)力混凝土平板按不產(chǎn)生裂縫原進(jìn)行設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量是按照能夠抵消頂板承受的所有載荷確定的。當(dāng)對(duì)頂板施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，上層覆土荷載通常不包括在預(yù)應(yīng)力內(nèi)，因此，地下室的天花板和消防車道引起的恒載和活載往往比結(jié)構(gòu)的自重要大得多。當(dāng)張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，如果板面的分布鋼筋較少，易導(dǎo)致大倒拱，致使板面開(kāi)裂，因此，預(yù)應(yīng)力施加時(shí)，應(yīng)充分考慮板頂所能承受的荷載，逐次進(jìn)行張拉。

地下室頂板裂縫的處理方法如下：

1.對(duì)于大面積地下室頂板出現(xiàn)的裂縫，應(yīng)根據(jù)其是否危及到結(jié)構(gòu)的安全，采取有效的處理措施。如果裂縫寬度小于0.3mm，并且沒(méi)有貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)承載力及強(qiáng)度影響不大，那么此類裂縫可先不做處理；寬度若是大于 0.3mm 的裂縫，時(shí)間久了會(huì)引起鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)承載力，故應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行封閉。

2.對(duì)于地下室頂板采用平板結(jié)構(gòu)的，該結(jié)構(gòu)最長(zhǎng)見(jiàn)的是采用等代框架進(jìn)行彈性分析，并以此分析為依據(jù)驗(yàn)算承載力和裂縫。等代框架在計(jì)算承載力時(shí)不允許開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)是可行的，裂縫在它的某些部分用于分析時(shí)可能是不安全的。對(duì)于結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)裂縫時(shí)，它的內(nèi)力將會(huì)進(jìn)行重分布。不管是預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的彎矩還是內(nèi)力重分布都會(huì)使平板跨中截面的彎矩增大，僅僅按照彈性分析得到的跨中彎矩來(lái)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的承載力是不安全的，一般跨中的設(shè)計(jì)彎矩不應(yīng)小于按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的彎矩的一半。對(duì)于按計(jì)算配筋開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)，要進(jìn)行承載力校核，若承載力不符合要求，則在原有的混凝土基礎(chǔ)上附加一層混凝土，并加強(qiáng)構(gòu)造配筋，使得結(jié)構(gòu)的承載能力和抗裂能力得到提高。

結(jié)束語(yǔ)

地下室作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，必須保證其具有良好的承載力，而上部結(jié)構(gòu)一般都是嵌固在地下室頂板中，所以，地下室頂板的設(shè)計(jì)就顯得非常重要，不但應(yīng)具有很好的防水性能，還要有很好的抗裂能力，做好地下室頂板的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是確保整個(gè)結(jié)構(gòu)安全的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯小美.大底盤地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性探討[J].廣東土木與建筑，2008（4）.

篇（10）

中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

民用建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性與其自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密切相關(guān)，民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若是不科學(xué)，將直接影響到工程的整體施工質(zhì)量。當(dāng)前在民用建筑建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍存在許多問(wèn)題，嚴(yán)重制約了建筑行業(yè)的良性發(fā)展。

一、關(guān)于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題分析

1.設(shè)計(jì)深度不符合要求。圖紙的設(shè)計(jì)中，部分設(shè)計(jì)人員為了個(gè)人的方便，減少工作量，從以往的老舊設(shè)計(jì)圖紙上截取內(nèi)容，再對(duì)尺寸和外形進(jìn)行一定程度的修改，便應(yīng)用到施工過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的東拼西湊最終導(dǎo)致建筑物的整體結(jié)構(gòu)并不契合。而有些設(shè)計(jì)人員的問(wèn)題則是設(shè)計(jì)十分粗糙簡(jiǎn)單。按照規(guī)定，施工圖中應(yīng)包含有系統(tǒng)圖和大樣圖以及剖視圖，但由于設(shè)計(jì)人員偷工減料，使得這些圖示漏失，并且還對(duì)應(yīng)當(dāng)在圖紙中反應(yīng)出來(lái)的問(wèn)題僅用“見(jiàn)圖集”來(lái)表示，更有甚者直接將責(zé)任推給設(shè)備廠家。另外在設(shè)計(jì)中按照規(guī)定應(yīng)當(dāng)把建筑的設(shè)計(jì)依據(jù)、安全等級(jí)、設(shè)計(jì)參數(shù)和耐火等級(jí)防火消防處理等進(jìn)行解釋說(shuō)明，但常常被忽略。因此民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程就不能全面展示出來(lái)，對(duì)后期施工帶來(lái)極大麻煩，而最終影響的則是整個(gè)建筑本身的質(zhì)量。

2.地基設(shè)計(jì)和承載柱截面高度設(shè)計(jì)問(wèn)題。地基是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，優(yōu)秀的地基設(shè)計(jì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方向有直接的影響。如果對(duì)修建民用建筑的地址情況進(jìn)行充分的勘察便進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，極有可能導(dǎo)致后期施工過(guò)程中出現(xiàn)地基軟弱、承載力不夠使工程出現(xiàn)安全問(wèn)題。在對(duì)民用建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，荷載值的計(jì)算不去根據(jù)規(guī)范的折減系數(shù)，則直接導(dǎo)致計(jì)算結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確率十分低。這一系列的地基設(shè)計(jì)問(wèn)題常常是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中容易被忽視的。墻柱截面高度設(shè)計(jì)問(wèn)題常出現(xiàn)在抗震設(shè)防烈度6度及以上抗震設(shè)防區(qū)域。設(shè)計(jì)人員在受力分析時(shí)，忽略節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪計(jì)算。這樣做使得柱頂?shù)目辜魪?qiáng)度不合格，建筑骨架--柱子因此產(chǎn)生裂縫，最終結(jié)果則是降低了建筑的耐久性。一旦遭遇地震，墻柱極易發(fā)生受剪破壞，危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、關(guān)于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施分析

1.對(duì)民用建筑設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行完善：設(shè)計(jì)圖紙可以說(shuō)是建筑結(jié)構(gòu)的重要表現(xiàn)載體之一，同時(shí)也是建筑項(xiàng)目在施工過(guò)程中的基礎(chǔ)所在。換句話來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)圖紙中所出現(xiàn)的任何問(wèn)題都會(huì)在建筑施工中數(shù)倍的反應(yīng)出來(lái)，造成不可逆的后果。因此，在開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程當(dāng)中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范展開(kāi)工作，設(shè)計(jì)師決不能貪圖方便而省略對(duì)關(guān)鍵信息的標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)識(shí)。同時(shí)，對(duì)于較為復(fù)雜、以及細(xì)微的結(jié)構(gòu)區(qū)域而言，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加以重點(diǎn)關(guān)注。總而言之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員需要始終保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙完成之后，需要重視對(duì)圖紙的自我審核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙中的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際情況加以修正，以此種方式來(lái)保障民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的完善性與科學(xué)性。

2.重視概念設(shè)計(jì)

（1）在進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量起到了較大的促進(jìn)作用。但是，當(dāng)前的設(shè)計(jì)人員在對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)概念設(shè)計(jì)的重視不夠，導(dǎo)致其不能夠全面的對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和考慮，從而造成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的片面性。片面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在后續(xù)工程施工的應(yīng)用中就會(huì)顯示出弊端，從而對(duì)工程施工的順利進(jìn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，難以有效提高工程施工的質(zhì)量和效率。

（2）當(dāng)前，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮概念設(shè)計(jì)的影響。概念設(shè)計(jì)主要是指依據(jù)整體結(jié)構(gòu)與局部結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、力學(xué)關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行充分考慮，從中得出基本的設(shè)計(jì)思想，從整體的角度來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以保證對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的有效控制。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)突破傳統(tǒng)重計(jì)算的設(shè)計(jì)方法，充分運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的考慮和分析，以從整體上掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想，從而保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，關(guān)系到民用建筑物的穩(wěn)定性，因此，在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要對(duì)影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的因素進(jìn)行全面的考慮和分析，以保證設(shè)計(jì)的有效性。對(duì)于基礎(chǔ)埋深問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)際的水文地質(zhì)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證滿足結(jié)構(gòu)受力的基礎(chǔ)上，因地制宜，全面考慮地下水位的變化對(duì)建筑結(jié)構(gòu)浮力的影響及凍土對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞，以確定基礎(chǔ)埋深。要根據(jù)實(shí)際情況保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)墻體受力的均勻性，避免出現(xiàn)裂痕。以降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工建設(shè)的成本費(fèi)用。

4.對(duì)民用建筑主體上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行的科學(xué)性優(yōu)化。建筑的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)建立相應(yīng)的模型并進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化。整個(gè)過(guò)程最先一步就應(yīng)當(dāng)合理地設(shè)置剪力墻，保證剪力墻整體的質(zhì)量是均勻的，這樣能將樓層中平面剛度的中心點(diǎn)重合于樓層整體的結(jié)構(gòu)重心，從而減少地震或者風(fēng)力等對(duì)其的破壞性。在建設(shè)時(shí)如果條件允許，要盡可能地對(duì)剪力墻進(jìn)行大開(kāi)間的構(gòu)造，加長(zhǎng)剪力墻的墻肢長(zhǎng)度，這樣就能減少墻肢的數(shù)量，還能在符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上減少混凝土的使用。另外，剪力墻里的暗柱是拿一般性鋼材鑄造而成，如果采用較大的剪力墻就可以減少相對(duì)的鋼筋使用數(shù)量，減少相應(yīng)的成本。然而如果建筑的本身不具有相應(yīng)的條件，而且對(duì)于抗震抗壓的要求較高，就不得構(gòu)造過(guò)大的剪力墻。

5.提高民用建筑結(jié)構(gòu)抗震能力，首先各地區(qū)要根據(jù)所處區(qū)域的地質(zhì)特征，提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的破壞性更強(qiáng)的地震災(zāi)害。科技、地震、建設(shè)等部門要嚴(yán)格建筑技術(shù)規(guī)范，從建房選址、規(guī)劃設(shè)計(jì)、材料選用、施工保障等方面加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督檢查，確保各類建筑設(shè)施符合抗震設(shè)防要求。同時(shí)要積極推廣研發(fā)符合本地建筑物特點(diǎn)的抗震減災(zāi)新技術(shù)、新工藝、新材料。積極借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，推廣應(yīng)用到各類建筑設(shè)施中。尤其是在重點(diǎn)設(shè)防地區(qū)，即使成本高一些，也要堅(jiān)持使用抗震能力更強(qiáng)的新技術(shù)、新工藝、新材料。要堅(jiān)決杜絕不安全建筑材料使用，要科學(xué)選材，新材料的使用要嚴(yán)格把關(guān)，進(jìn)行抗震測(cè)試和檢驗(yàn)，提高可靠性。需要提供相應(yīng)的出廠證明等材料，安排專人對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，將質(zhì)量安全責(zé)任落實(shí)到人，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，做到有據(jù)可查。另外，民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的實(shí)施者和管理者，對(duì)建筑的抗震能力起到最大的影響。每個(gè)工作人員的工作成果都會(huì)對(duì)建筑抗震能力起到直接或間接的影響，因此，民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵在于提高工作人員的整體素質(zhì)，工作人員素質(zhì)的提高，必將帶領(lǐng)工程質(zhì)量的整體提升。

民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)化的工程，不能有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)。正如人體的骨骼構(gòu)造一樣，一處出現(xiàn)問(wèn)題，那么其功能也就有喪失的部分。因此為了最終的建筑成品能讓民眾感到滿意，為民眾帶來(lái)舒適和安全的體驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)當(dāng)以極強(qiáng)的專業(yè)素養(yǎng)和責(zé)任感對(duì)每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)盡心盡力，嚴(yán)格要求每一個(gè)計(jì)算步驟。

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篇（11）

中圖分類號(hào)： TU398+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

引言：剪力墻體系結(jié)構(gòu)高層建筑中正在逐漸代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，剪力墻體系的主要作用是承受建筑物豎直和水平方向的各種荷載引起的內(nèi)力，對(duì)于其他結(jié)構(gòu)的水平力也可以很好地控制。目前，剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用于高層建筑中。對(duì)剪力墻體系的深入研究對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)有著重要的意義。

1 高層建筑物的受力特點(diǎn)與支撐件

對(duì)于高層建筑而言，越高所承受的豎直壓力就越大，水平風(fēng)荷影響也越大，所承受的外力主要就是水平和垂直方向。對(duì)于比較低的建筑來(lái)說(shuō)，高度較低，地基面積較大，相對(duì)而言所受的風(fēng)荷及地震影響就很小，在高層建筑上，水平荷載產(chǎn)生的傾覆力會(huì)很大，設(shè)計(jì)人員主要考慮的問(wèn)題是水平荷載，軸向變形及結(jié)構(gòu)延性等方面。

1.1 水平載荷

建筑物的高度達(dá)到一定數(shù)值后，它們?cè)谪Q直方向上承載的荷載變化量并不大，所承受的風(fēng)荷載以及地震作用的水平荷載會(huì)呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，建筑物的結(jié)構(gòu)特性不同，風(fēng)荷載及地震水平荷載則會(huì)隨之發(fā)生較大變化。

1.2 軸向變形

建筑物越高，豎向荷載越大，豎向荷載越大，連接柱中的軸向變形就會(huì)越大，相應(yīng)的，連續(xù)梁的彎矩所受影響就會(huì)越大，預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度也會(huì)受影響而有所改變，由此可見(jiàn)，在施工時(shí)必須計(jì)算出軸向變形值，并及時(shí)調(diào)整下料長(zhǎng)度。

1.3 結(jié)構(gòu)側(cè)移

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵之一是結(jié)構(gòu)側(cè)移的控制，樓房越高，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移就會(huì)越大，對(duì)于樓房的穩(wěn)定性威脅也就越大，因此，高層建筑物的結(jié)構(gòu)側(cè)移一定要嚴(yán)格控制，以確保樓房的穩(wěn)定性。

1.4 結(jié)構(gòu)延性

相對(duì)于低層建筑而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)柔和性較好，在地震侵襲發(fā)生較大震動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的變形。建筑物在塑性變形階段中對(duì)變形能力的要求相對(duì)較高，要想保證結(jié)構(gòu)延性，必須在建筑設(shè)計(jì)中采取一定的措施。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑中主要承擔(dān)豎直方向重力與水平方向荷載，剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既要安全合理，又要考慮經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。設(shè)計(jì)過(guò)程中，各種位移限制值都要滿足，結(jié)構(gòu)構(gòu)件中抗側(cè)力構(gòu)件的作用也要充分考慮到。設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的數(shù)量也要滿足位移限制值相關(guān)規(guī)范的要求，數(shù)量應(yīng)該盡量少，但又不能影響基本振犁的要求。建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)所承受的傾覆力矩應(yīng)不小于總數(shù)的一半。

2.1 調(diào)整樓層最小剪力系數(shù)方面的原則

設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)的布置要盡量減小，大開(kāi)間的剪力墻結(jié)構(gòu)布置是最好的設(shè)計(jì)方案，側(cè)向剛度結(jié)構(gòu)可以達(dá)到較為理想的狀態(tài)。樓層間的剪力系數(shù)盡量小，但不能超出規(guī)范的極限范圍，短肢剪力墻承受的地震傾覆力矩于整體總底部承受的地震傾覆力比要小于或等于1:4，這樣既可以減輕結(jié)構(gòu)自重，同時(shí)降低了地震帶來(lái)的危害又可以節(jié)約用費(fèi)。

2.2 調(diào)整樓層間最大位移與層高之比方面的原則

規(guī)范規(guī)定的最大的樓層間的位移在計(jì)算的時(shí)候，如果樓層地區(qū)地震比較頻繁，所用的標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層計(jì)算可以保留在結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形，應(yīng)該計(jì)入扭轉(zhuǎn)變形在以彎曲變形為主的高層建筑中。高層建筑重點(diǎn)考慮的方面就是樓層間的扭轉(zhuǎn)和剪力變形。結(jié)構(gòu)的剪切變形由豎向構(gòu)建的數(shù)量決定著，在建設(shè)施工中，有足夠多數(shù)量的構(gòu)件還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更要考慮構(gòu)建的布局是否合理，如果不合理，就會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的扭轉(zhuǎn)變形，樓層間的位移就達(dá)不到要求。因此，對(duì)于高層建筑而言，不能只是以樓層間的位移來(lái)確定豎向構(gòu)件的剛度，而應(yīng)該盡量減小扭轉(zhuǎn)變形。

2.3 調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)連續(xù)超限方面的原則

剪力墻結(jié)構(gòu)的連續(xù)跨高比太小會(huì)導(dǎo)致彎矩出現(xiàn)及剪力過(guò)大，超過(guò)規(guī)范限度，跨高比一般大于或等于2.5。規(guī)范規(guī)定，在跨高比小于5的時(shí)候，連續(xù)梁不能夠拆減。跨高比的正確選擇，可以很好地避免彎矩及剪力過(guò)量，可保持在規(guī)定范圍內(nèi)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如果可以有效合理的用上這些，可以大大降低工程成本。

剪力墻結(jié)構(gòu)不只應(yīng)該符合相關(guān)規(guī)定，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮多方面的因素，建筑物的平面、立面應(yīng)盡量均勻，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離房屋中心，以保證房屋整體的抗扭。

3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

剪力墻的剛度較大，整體性較好，容易達(dá)到承受的荷載要求。設(shè)計(jì)師主要考慮以下幾個(gè)方面：

3.1 剪力墻界面的厚度要求

剪力墻厚度盡量小的優(yōu)點(diǎn)主要是保證剪力墻平面的剛度及其穩(wěn)定性。當(dāng)剪力墻相較于墻體平面外面時(shí)，相交處可以作為剪力墻的支撐，對(duì)于平面外的剛度與未穩(wěn)定性有很好的保證。剪力墻最小厚度確認(rèn)時(shí)，計(jì)算依據(jù)主要是建筑物層高及無(wú)支長(zhǎng)度中的較小值。進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，底部加強(qiáng)區(qū)根據(jù)地震的具體大小情況來(lái)設(shè)計(jì)，地震越大，底部加強(qiáng)區(qū)所占層高或者無(wú)支長(zhǎng)度總面積比較越大，且面積一般不小于160mm。非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，底部加強(qiáng)區(qū)一般不會(huì)大于層高或無(wú)支長(zhǎng)度的百分之25%。

3.2 剪力強(qiáng)結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度等級(jí)要求

剪力墻中混凝土要求相對(duì)較高，等級(jí)最少要為C20，如果剪力墻結(jié)構(gòu)中帶有筒體與短肢，那么其中的混凝土強(qiáng)度最少要為C25。

3.3 剪力墻結(jié)構(gòu)在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)造邊緣的構(gòu)件在剪力墻墻肢中是必不可少的。在非抗震設(shè)計(jì)中，其墻端部位的構(gòu)件配置及鋼筋配置都要符合相關(guān)的規(guī)定要求。

3.4 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮豎向分布時(shí)鋼筋配筋率的最小值，主要作用就是保證混凝土墻體在受到彎力較大時(shí)出現(xiàn)裂縫時(shí)不至于立刻達(dá)到抗彎承載力的極限，還可以防止斜裂縫出現(xiàn)后發(fā)生脆性剪拉破壞。

3.5 剪力墻結(jié)構(gòu)開(kāi)洞構(gòu)造設(shè)計(jì)。若是剪力墻結(jié)構(gòu)中開(kāi)洞較小，其影響較小在計(jì)算時(shí)可不必考慮在內(nèi)。為了保證剪力墻結(jié)構(gòu)截面的承載力，要在鋼筋切斷集中處將洞口補(bǔ)足，并且鋼筋直徑最小要達(dá)到12mm。

3.6 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)體系受到的豎直方向荷載比較大，豎直荷載包括建筑整體的自身重量及樓面荷載產(chǎn)生的影響。由于荷載的存在，豎直方向會(huì)產(chǎn)生軸力，是連續(xù)梁內(nèi)出現(xiàn)彎矩。計(jì)算時(shí)依據(jù)的是其受力面積。若是水平荷載，其計(jì)算就要按平面考慮了。剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算工作比較復(fù)雜且工作量較大，在建筑施工時(shí)，要針對(duì)不同的剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種抗剪性能較好的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮建筑施工的具體情況，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免豎向剛度突變，確保其剛度。

4 結(jié)束語(yǔ)

剪力墻結(jié)構(gòu)體系的重要度在建筑施工中占有相當(dāng)大的比重，近年來(lái)，高層建筑飛速發(fā)展，呈上升趨勢(shì)。剪力墻結(jié)構(gòu)得到更為廣泛的應(yīng)用。目前我國(guó)設(shè)計(jì)人員正在朝著剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)深度方向努力。但是相對(duì)與國(guó)外設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)說(shuō)，我們還存在著很多方面的不足之處，還有很多需要改進(jìn)的地方，上升空間也比較大。因此，我們需要投入更多的精力與時(shí)間做好剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。筆者也會(huì)一直努力。

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