《關于高層建筑混凝土結構優(yōu)化設計探析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、關于高層建筑混凝土結構優(yōu)化設計探析　　摘要：本文主要是結合筆者工作經驗闡述了結構優(yōu)化措施，以促進高層建筑混凝土結構設計的優(yōu)化完善。關鍵詞：高層建筑；混凝土結構；優(yōu)化設計，安全中圖分類號：TU97文獻標識碼：A一、高層建筑混凝土結構的設計方法1健全單元結構的布局設計獨立的結構單元設計，指的是高層建筑當中的關鍵結構設計內容，這種結構設計工作一般都適合選取規(guī)則、簡潔的平面形式。然而，平面的突出部分的長度和整體長度應管控在適當?shù)姆懂牣斨?，并且有呈現(xiàn)出均衡分布的剛度、承載力。與此同時，豎向結構宜選用規(guī)則、均勻的形式

2、，從而確保建筑的內收、外挑問題能得到有效的管理與控制。為此，設計人員應在制作結構設計方案階段就以概念設計知識及其理念作參照，基于滿足建筑的美觀度及適用性之上開展優(yōu)化設計工作，從而促使它的豎向布局與平面布局能均勻、簡單、具有規(guī)則性，確保其承載力與結構剛度分布合理，進而防止建筑獨立結構單位產生太集中的應力或者塑性變形，所以掌握好建筑平面及豎向布置的連續(xù)性、均勻性、規(guī)則性，控制建筑物的長寬比、高寬比、局部外伸尺寸等指標盡可能滿足《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3-72010）的相關要求，是結構優(yōu)化設計之根

3、本。2優(yōu)化高強的混凝土與鋼筋使用由于高層建筑建設得消耗大量鋼、混凝土等材料，因此如果鋼與混凝土的強度太大，會直接導致建筑材料造價超過限定范圍，與此同時還會提高其他構件的造價，促使建筑建設的經濟效益降低。就以軟土地基之上的高層建筑設計作為實例，這類結構地基由于承受了高荷載，因此為合理優(yōu)化好建筑當中每一構件的截面尺寸，設計人員應當對高強度的鋼筋與混凝土的使用進行優(yōu)化，減小建筑結構的重量，從而大大減小建筑中所有構件的界面尺寸，減少工程地基處理工作的造價。3科學合理地設計剪力墻平面結構1）高層剪力墻結構的布置都應

4、盡可能遵循簡潔、規(guī)則的原則，保證結構的質心與剛心接近，尤其是剪力墻的方案布置、墻肢的長短等均應合理。在剪力墻布置方案上必須要堅持對稱、均勻、周邊、分散的原則，且墻片不宜過長，剪力墻盡可能避免短肢和“一”字型抗震墻，組成“L”“T”字型，均勻布置在平面上，形成較大的筒體，同時盡可能削弱核心筒墻體剛度，加強周邊墻體布置，組合成合理的形狀，達到整體剛度均勻，同時墻體布置應注意墻體剛度重心與平面質量重心相接近。72）墻布置的優(yōu)劣直接關系到整個結構的經濟指標。應盡量減少剪力墻數(shù)量，且各墻肢布置時應考慮如何減少邊緣構

5、件，以期通過布置較少的抗側力構件獲得滿足規(guī)范要求的抗側、抗扭剛度。如小高層剪力墻結構，由于建筑結構高寬比小，剛度大，抗震墻布置盡可能兩三間布置一道，用跨高比較大的連梁聯(lián)系在一起組成剛度較弱的聯(lián)肢梁，從而降低總體剛度、加大層間位移，達到優(yōu)化設計的目的。4優(yōu)化設計女兒墻在設計屋面高大的女兒墻的過程中，因為很難直接地加入到高層建筑主體結構的探索隊伍中去，所以一定要開展周密、嚴格的計算工作，從而求算出精確的女兒墻的自重。假使女兒墻不高但也能達標，那么其給建筑結構安全帶來的影響會比較小。假使女兒墻的高度在上升過程當

6、中會出現(xiàn)較為明顯的風荷載效應及地震荷載效應，那么其也許會給建筑結構的安全性造成一定的影響。事實上，當女兒墻高度值較大時，務必要選取專業(yè)的軟件以及科學合理的手段把其承受的水平荷載求算出來，而針對配筋的求算則需參考支承于屋頂?shù)膽冶郯?，并使用雙層鋼筋。實際上，高層建筑主體結構同屋面女兒墻二者間有著極大的關聯(lián)性，為此和屋面女兒墻相連的墻抑或是框架梁一定得達到與之相對應的強度標準。5混凝土結構的干縮變形控制7在國家制定的有關高層建筑結構設計標準當中層明確規(guī)定：建筑室內現(xiàn)澆框架結構的伸縮縫間距一定要不超過55mm，但

7、是現(xiàn)澆剪力墻結構的伸縮縫間距則與之不同，其得不超過45mm。事實上，在室外要嚴控混凝土結構的伸縮縫，并遵循以下幾大設計要求：1）結構控制：采用合理、科學布局混凝土后澆帶的設計方案以有效處理好高層建筑混凝土結構的干縮變形問題。換言之，就是把大樓板面積等額分成幾個小區(qū)格，并依據(jù)一定秩序校準小區(qū)格的混凝土，等到其干縮變形徹底完畢后，再校準區(qū)格之間的預留區(qū)域內的混凝土，從而順利地處理好混凝土結構的干縮變形問題；2）干縮裂縫:在現(xiàn)澆混凝土的凝固硬化時往往會衍生出一定的收縮應力，而建筑結構當中會產生不規(guī)則的或者規(guī)則的

8、干縮裂縫。一般而言，建筑結構形式的長度值與干縮裂縫之間的關系成正比，形式愈長，干縮裂縫愈大。因此，在設計混凝土過程中務必要管控好結構形式的長度值。二、高層建筑混凝土結構的優(yōu)化設計措施1結構安全性1)設計人員應當在保證建筑各項功能的同時，通過考慮結構自身的抗震性能及外部人為因素可能造成的結構破壞，有目的地將高層建筑的抗震等級提升。同時，還要從整體上，加強結構設計的穩(wěn)定性與牢固度，避免將磚砌體承重或者裝配式的混凝土結構應用于高層的