浅谈建筑结构优化措施

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈建筑结构优化措施范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘 要】本文结合工程实际，重点从工程材料用量的角度出发，对结构设计中合理的建筑方案、计算假定、施工图绘制、构造措施等几方面进行了详细的论述，阐述了在保证结构安全性的前提下，如何优化设计，降低工程造价，为建筑的优化设计提供参考。

【关键词】混凝土；钢筋；成本；优化

引言

随着我国房地产行业的成熟发展，市场竞争变得日益激烈，建筑开发商讲究建筑品质的同时，也越来越注重建筑成本的控制，对于所开发项目的图纸（质量、进度、经济）方面要求也变得愈加苛刻：多种原因造成无论是方案还是施工图都经常性的做修改，出图时间的仓促紧迫，导致参与的设计师们面临诸多困难。对于结构工程师而言，合理且经济性的结构设计在项目建造成本控制中显得尤为重要。作为参与其中的结构设计人员，如何在满足相关规范的前提下，尽最大努力通过控制结构材料用量来降低建造成本，成为当前必须解决的一个课题。以下来浅谈一下建筑结构优化措施。

1 优化分析

目前中国地区的建筑结构类型大部分为钢筋混凝土结构，所用最多的建筑主体材料是混凝土和钢筋。下面通过结构设计的几个过程阶段来做材料用量的优化分析。

1.1 方案阶段

1.1.1 工程项目是否做的经济，除结构本专业要精心设计外，建筑方案是影响成本的关键所在，一旦方案体系确定，结构的含钢量，混凝土梁的调整就有限了。

1.1.2 基础选型方面是控制材料用量的非常重要的方面，要结合项目的所在地点，建筑主体本身，根据勘察报告，选用合适的持力层，按照“地尽其力，就近传递”的原则，采用多种方案比较，确定基础选型。

1.1.3 上部结构方案在满足建筑功能和空间要求的基础上，还需在提高结构整体性等方面下功夫，是结构布置用相对小的构件在截面尺寸形成较大的抗侧刚度，尽量明晰构件在结构抗侧和承重方面的作用，进而有限控制结构整体计算指标符合规范或规程要求。建筑平面尽量规则不超限。

1.2 结构设计

1.2.1 基础部分

桩基设计时，布桩应遵循“直接和就近”的原则，减少传力的路径和环节，严格控制布桩系数，不人为放大布桩系数。

1.2.2 地下室

（1）地下室底板有条件时应做成无梁板，利用承台或独立柱基作为柱帽，通过调整尺寸来优化钢筋。

（2）地下室顶板对于板厚和配筋从构造上有较高要求时（如作为嵌固端的地下室顶板、转换层等），可以考虑采用大板（不覆土，荷载较小时），或加腋大板（荷载较大时）。

（3）地下室顶板作为大屋面，有条件时采用结构找坡，既容易保证防水质量，也能减轻荷载，可以节省材料用量。

1.2.2 梁

（1）梁截面宽度选择时，应尽量避免四肢箍筋的宽度。

（2）梁截面高度受到限制时，可采取变截面高度梁，竖向加腋，水平加腋，加牛腿等措施

（3）梁与柱连接或与墙平面内连接时，框架梁面筋一般不全长拉通，另设架立钢筋，支座面筋长度取值，未连续梁时，梁面筋长度按常用的1/3跨度；为单跨时，梁面筋长度按1/2跨度（面筋原味标注处加括号，括号内数字为面筋长度）。

1.2.3 板

（1）板的混凝土强度等级尽量取低（混凝土强度等级低，则最小配筋率也低）。

（2）荷载不大时，尽量布置成单向受力板；板跨应按经济板配筋选取。

（3）板长边和短边之比>2时，按单向板计算 [1] ；其短边支座面筋按最小配筋率或计算，长向底筋按分部钢筋布置、面筋最小配筋率布置。

2.2.4 剪力墙

（1）纯人防墙不设置墙暗柱或构造暗柱（除边框构件外）。

（2）地下室外墙不设置墙暗梁、且也不设置基础梁（该处底板外挑≥500）。

（3）塔楼投影范围内的地下各层的剪力墙，不设置剪力墙约束暗柱，仅设置构造暗柱；塔楼投影范围外的地下各层一律为构造暗柱。

1.2.5 柱

（1）柱纵筋直径选择原则是，在四角放置最大限度的直径。

（2）柱箍筋一般最大限度等于最小体积配箍率。

（3）柱箍筋形式要最大限度减小重叠部分（允许用拉筋处，尽量不要箍筋）。

2.3 计算模型

2.3.1 荷载取值

（1）室外消防车道的活荷载，按消防车轮压取值。[2]

（2）小区室外花园面积较大（非消防道、在一层顶板），按单向板布置，其活荷载按梁、板分开计算：

（3）填充墙开窗门洞处，应尽量精确选取线恒载，不得随意加大。

1.3.2 设计参数

（1）框支层及以下一层按框支框架采用相应的抗震等级，其余层采用框架-剪力墙中的框架相应的抗震等级。

（2）仅控制地下室底板、顶板及外墙裂缝宽度；地面以上控制大跨度梁的裂缝宽度及挠度。

（3）结构重要性系数，对于使用年限100年及以上的构件，不应小于1.1；50年的不应小于1.0；对于使用年限为25年结构构件，应综合考虑材料的性能确定结构重要性系数，不小于0.95。[3]

1.3.3 结构分析

结构计算宏观指标如轴压比、周期、位移、剪重比、刚重比等应该控制在合适的范围内，既应符合规范的要求，同时也不要有太大的富余，以达到安全不浪费的目的。

1.4 施工图绘制

1.4.1 标准层梁配筋应多分段，对于跨度较短，水平力作用下，内力沿竖向变化交大时，应采用列表法，细分各层“短跨”梁的配筋。

1.4.2 如果需要双层双向拉通配筋时，拉通钢筋的直径尽量小（一般可小于最小配筋率），另附加钢筋的直径尽量大。

1.4.3 剪力墙暗柱纵筋直径一般选择原则是，在角点放置最大限度的直径，暗柱箍筋形式要最大限度减小重叠部分。

1.4.4 柱纵筋由最小配筋率控制时，应选取满足轴压比限值的柱截面：轴压比不满足时，优先提高砼强度等级（即不加大柱截面）。

1.4.5 地下室外侧墙一般采用分离式配筋方法配置外侧竖向筋；地下室顶、底板支座钢筋可在通长筋满足构造配筋率要求后，附加较大直径钢筋予以满足。

1.5 构造措施

1.5.1 厨房、卫生间等板跨不大时，墙下尽量不设梁，如需设梁时，100mm厚墙下梁宽尽量采用150mm。

1.5.2 建筑专业无特殊要求时，阳台的封口梁宽尽量用150mm。小阳台边，凸窗侧边砌墙时，不一定设置挑梁，可采用墙下局部加厚的做饭。

1.5.1 结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置，采取必要的结构和施工措施，尽量避免设置各类结构缝（伸缩缝、沉降缝、防震缝）。

1.5.4 建钢筋用量和砼用量双指标控制：

（1）竖向构件优先提高砼强度等级；

（2）水平构件中，尽量不要提高板的砼等级。

1.5.5 构件配筋由裂缝控制时：

（1）不要随意采用高强度钢筋；

（2）选择直径小而根数多的钢筋面积。

2 结语

项目设计的整个过程中，有各个专业设计师之间的配合，设计方需与开发商，咨询顾问，审查机构等外部单位之间的沟通，所有参与者应通力协作。遵循必要（保证建筑安全，抗震性能安全合理可行，满足建筑使用要求）的前提，使用合理（从概念设计入手，参考各种规范，选用多种方案进行比较，选择合理可行的）方法，来实现节省建筑材料、降低建造成本的目的。

建筑结构优化设计可以节省建筑材料，也可以节省劳动力，对于当今社会提倡的节能减排，低碳生活有很大促进作用。因此，优化工作应该坚持下去。

参考文献

[1]GB50010-2010，混凝土结构设计规范，2010年5月版

[2]GB50009-2012，建筑结构荷载规范，2006年11月版

[3]GB50017-2003，钢结构设计规范，2003年10月