混凝土结构优化设计方法探究

混凝土结构优化设计方法探究

梁蕊

锦州水务（集团）有限公司 辽宁锦州 121000

摘要：随着人们生活水平的不断提升，人们对住房的要求也越来越高，面对越来越复杂的居民建筑结构设计，设计人员对混凝土结构优化设计方法的探究越来越重视，不仅是因为结构设计是整个建筑建设过程中较为重要的一项，更是因为结构出现问题会严重影响到居住者的人身、财产安全，因此，建筑结构设计人员在设计图纸前应亲自进行实地考察，将前辈们的经验、教训充分吸取，并与现代高科技设计相结合，实现符合居住者实际需求的结构设计。本文通过分析混凝土结构优化设计方法，深入探讨建筑中混凝土的结构分析与设计要点。

关键词：混凝土结构；优化设计；方法

中图分类号： TU973 文献标识码：A

1建筑结构设计优化的必要性

1.1社会经济技术已随着社会发展不断进步，而高质量设计产品也逐渐成为业主的需求，混凝土结构优化设计的目的和手段也在不断发展变化。混凝土结构设计的整个过程始终包含着对结构的优化过程，整个过程是结构设计者核心价值的体现。

1.2建筑结构设计的整个过程中，根据实际情况合理使用优化后的结构设计方案，一方面可以有效提升建筑物的使用价值，另一方面可以使建筑物的经济价值及环保价值得以实现。一个好的结构优化设计方案，不仅能够降低建筑单位的资金投入，同时可将建设成本有效降低。混凝土结构优化设计与传统的混凝土结构设计相比，可在经济效益方面为企业带来更好的收益，在使用体验方面使用户得到更高的满意度。建筑优化设计与传统的建筑设计相比，能够为企业带来更好的经济效益、为用户提供更好的使用体验。通过对建筑结构设计过程中各种资源的优化配置，使结构布局得以有效结合，共同发挥更优作用。设计者通过对混凝土结构进行优化设计，协调好建筑物的良好设计效果、稳定性和可靠性等因素之间的关系，实现最佳的方案设计。

2混凝土结构优化设计方法

2.1单元结构布局设计的优化

建筑中最主要的结构设计当数独立的结构单元设计，此类结构设计的优化方法可分为两种情况探讨，一种情况可采用简单、规则的平面形式，有效控制建筑物平面的整体长度、突出部分的长度、承载力均匀分布情况；另一种情况，即竖向结构方面，可采用均匀、规则的形式，确保建筑的外挑与内收问题得到有效的控制。剪力墙结构的平面布局问题是混凝土结构设计工作人员应该重视的问题之一，为了使建筑整体结构受力的均匀性得到保证，需要将建筑在侧向力的影响下出现的位移控制在允许状态。满足建筑的各项基本结构功能，实现相对的集中化与均匀化的剪力墙的布置方案，尽量缩小恒载较高或者较大平面形式变化的部位的剪力墙间距。

2.2截面优化方法

经过科学计算的建筑物截面，不仅可以提升其稳定性和美观度，还可以增强截面构件的安全性和可靠性，结构设计人员必须重视建筑物结构的截面设计，这种细节优化最能体现建筑物的整体可靠性和安全性。混凝土结构设计人员可采用有限元的方法，通过对设计变量的应力特点和结构位移情况的计算，得到信息化的设备验算和统计所获得的设计数据，最终通过这些数据将需要调整的范围进行判断，从而优化设计该范围内的区域。

3高层混凝土结构优化设计

3.1制订科学合理的设计方案

在设计混凝土建筑结构的过程中，相关的工作人员需要制订科学合理的设计方案，这在一定程度上也有利于加强建筑结构的抗震性能。因为很多的混凝土建筑的结构通常都是采用框架结构，所以在开展施工建设之前，需要选择适合的框架结构，这都需要在制订设计方案之前进行排查和选择，然后将其列入设计方案中，提高设计的科学性和严谨性。在设计混凝土建筑结构中采用框架结构，相关工作人员可以通过计算从而实现成本投入的最小化，因此框架结构在建设工程项目中被广泛使用。

3.2混凝土框架结构设计要点

在建设混凝土的框架结构的过程中，需要有效提高建筑结构的抗震性能，因此需要注意以下要点：一是要对建筑的框架结构进行受力分析，工作人员要对混凝土建筑的结构的受力特点以及其在使用中的特点进行全面分析，这样才能进一步对其受力的情况进行准确计算，并画出其简图以及受力体系，再展开全方位的受力分析。二是需要分析混凝土建筑的框架结构各方面的特性，确保框架结构的硬度、稳定性以及延展性都达到抗震的标准。

3.3耐久性设计

当下人们的生活水平不断提高，对建筑的居住要求也逐渐提高，因此混凝土结构的耐久性设计极其重要，这直接影响到居住人们的使用条件。加强耐久性是建筑混凝土结构的设计方案中需要重视的内容，为了更好的设计出达到耐久性规定的要求，不仅需要混凝土结构设计人员充分考虑建筑周围的环境影响因素，还需要设计人员集中控制混凝土材料的造价与材料性能。

3.4合理选择结构体型

对于建筑混凝土结构设计而言，必须做好对独立结构单元、平面形状，以及结构各部分刚度与承载力的分析、计算、设计，这是确保建筑混凝土结构设计稳定性、安全性的重要保障。首先，在独立结构单元设计方面应准确划分单元结构，从实用性、美观性等方面进行结构布局设计。其次，在平面结构形状设计方面，遵循简单、规则性原则，合理控制长度，凸出不宜过大 ；在竖向形状设计上应保持规则、均匀，不可出现外挑与内收过大问题。最后，在刚度与承载力优化设计方面，应确保刚度、承载力分布高度均匀，不可使用竖向布置不规则、不合理的结构设计。在结构体型选择设计时，应对结构概念予以高度重视，并将其贯彻在设计与建设的整个过程，进而保证建筑混凝土结构在满足实用美观性的同时，在平面与竖向实现简洁、规则，并且具备合理刚度与承载力。

3.5细节处理

针对混凝土框架建筑结构设计不但要与地方相关规定一致，还要达到工程建筑各方面的标准，显示设计类型、功能特征等。所以在实施结构设计时，不能出现违反规定和设计问题，严格掌控抗震构造措施和结构设计标准中的要点与注意事项。建筑结构布置和楼层也会在一定限度上影响建筑防震作用。但是运用相同级别的混凝土实施施工建设可以降低建筑防震功能受到的影响。另外，还要控制柱的长度，改善具体结构的地震响应和计算模型，引起充分重视。例如在进行构件的最小配筋率验算时，要依照实际情况来予以实施；假使发生建筑结构布局不合理的情况，要立即针对建筑结构设计实施科学化改变，并制定有效对策来重新进行统筹安排。

结束语

在社会经济发展及住房高质量需求推动作用下，社会各界对于建筑混凝土结构设计水平提出了更高要求。随着设计手段、方法不断提升进步，如何采取有效手段实现对建筑混凝土结构设计有效优化，成为建筑设计企业必须深入考虑的问题，而强化建筑混凝土结构设计质量也是现代社会对建筑的重视。通过采取有效手段实现对建筑混凝土结构的有效优化，可为提高建筑工程整体建设质量提供保障。鉴于此，上文在充分结合相关文献研究及笔者多年工作实践经验情况下，主要就建筑混凝土结构优化设计方法展开探究，以供广大同行参考。

参考文献

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