建筑设计优化合理化建议书

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1、建筑设计优化合理化建议书关于建筑设计优化合理化建议书建筑工程在设计优化的过程中，我们可以提出合理化建议。店铺 为大家精心准备了建筑设计优化建议书，欢迎大家前来阅读。建筑设计优化建议书篇一本工程的结构设计咨询工作是在工程初步设计已经完成，并经建 设行政主管部门审批后介入的。进行的方式是介入后的结构设计全过程控制，包括对初步设计的修改完善，对施工图设计过程的控制和对 施工图成果的审核三个方面的工作内容。本工程位于山东淄博，地下一层车库，地上一二层营业、办公，三至十八层住宅，框架剪力墙结构，平板式筏形基础。工程抗震设 防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，地震基本加速度值为0.10g，剪力墙抗震等级为二

2、级，框架抗震等级为三级，设计使用年限为50年， 地基基础设计等级为甲级。本工程设计方案原为剪力墙结构，并已通过了建设行政主管部门 的审查。考虑到下部楼层为营业和办公，在咨询过程中首先探讨采用 框架剪力墙结构的可行性和优点，配合设计单位对结构方案进行了 调整，由剪力墙结构改为框架剪力墙结构，并合理的而布置剪力墙和 框架柱，优化了地基基础的设计方法，通过多次的设计计算、分析比 较、合理调整来满足规范规程的而要求，保证结构的性和经济性。在结构施工图设计过程中，多次与结构设计人员交流沟通，统一 了设计的做法和上机计算数据，事先控制保证了结构的施工图设计沿 着安全、合理、经济的思路进行，使最终的结构施工

3、图成果文件差错 少、质量优、经济性好。施工图绘制完成后，对结构设计的成果进行了审核，并提出了审 核意见。配合设计方对施工图审查咨询中心的审核意见进行了修改， 对部分审查意见与审查专家进行了沟通说明，修改后的施工图交付建 设单位。设计咨询工作和精益求精的结构设计保证了结构设计的技术质量 和经济质量，达到了使营业、办公空间布置的方便合理，地下车位的 增加，合理的混凝土用量，较低的用钢量等多方面效益。通过结构设 计的咨询优化，给投资方带来了很好的效益，使投资方非常满意。高层建筑项 目投资大，建设周期长，对其进行优化设计能够有效 的减少投资金，但是，由于设计变量、约束条件、计 算量过于庞大的 原因，高

4、层建筑的结构优化设计并未有效的展开。分析了高层建筑结 构和工程优化设计理论的发展趋势，研究了高层建筑结构优化设计中 存在的问题，并探讨了利用满应力设计法进行高层建筑的结构优化设 计的可行性。关键词：高层建筑;结构设计 ;优化设计高层建筑是随着社会生产的发展和人们的 需要而发展起来的，是 城市和工商业发展的结果，而 建筑技术的进步，轻质高强材料的出现 以及机械化、 电气化、计算机在建筑中的应用，又为高层建筑的发 展 提供了物质和技术基础。（一）高层建筑结构的发展趋势 第一，钢筋混凝土材料重新得到重视。20 世纪 9O 年代以来，美 国、日本等原来从高层钢结构起步 的国家开始大力发展钢筋混凝土结

5、构。与钢结构相 比，钢筋混凝土结构具有整体性好、刚度大、位移小、 舒适度佳、耐腐蚀、耐高温、耐火、维护方便等优点。此外，即使是在美、日等钢铁工业发达的国家，钢筋 混凝土造价 还是低于钢结构。特别是2040层区间的住宅，多采用钢筋混凝土 框架或框架一剪力墙 结构。我国的高层建筑中，绝大部分为钢筋混凝 土 现浇结构，只有少数采用了钢结构。轻混凝土、高强混凝土、钢管 混凝土、型钢混凝土等理论技术已经成熟 ，而非金属配筋、新型预应 力钢棒等混凝土增强材 料技术的不断发展，也为钢筋混凝土材料的重 新崛 起提供了条件。第二，组合结构的高层建筑发展迅速。采用组 合结构可建造比混 凝土结构更高的建筑，不但具有

6、 优异的静、动力工作性能，而且能大 量节约钢材、降 低工程造价和加快施工进度。在不同的情况下，可 以 取代钢筋混凝土结构和钢结构，科技含量也较高， 对环境污染也较少， 已广泛应用于冶金、造船、电力、 交通等部门的建筑中，并以迅猛的 势头进入了桥梁工程和高层与超高层建筑中。在强震国家日本，组合结构高层建 筑发展迅速，钢筋混凝土组合柱应用 广泛。由于钢管内混凝土处于三 轴受压状态，能提高承载力，从而可节约钢材。而香港的中国银行采 用巨形组合柱的建筑设计方法，获得了十分可观的 经济效益。随着混 凝土强度的提高以及构造和施工 技术上的改进，组合结构在高层建筑 中的应用可望进一步扩大。第三，新型结构形式

7、的应用不断增加。框架体系、剪力墙体系和 框架一剪力墙（支撑）体系是高层建筑的传统结构体系。筒体结构出现于 20世纪60年代，它的问世对高层建筑的发展有重要影响。根据筒体 的不同组成方式，分为框筒体系、筒中筒体系 和多束筒体系 3 种类型 筒体最主要的受力特点是 它的空间受力性能。无论哪一种筒体 ，在水 平力作用下都可以看成固定于基础上的箱形悬臂构件 ，它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力，并 具有很好的抗扭刚度。因此，该种体系广泛应用于 多功能、多用途、 层数较多的高层建筑中。而 20 世纪 80 年代发展起来的巨形结构（巨 形桁架、巨形框架）、应力蒙皮结构、隔震结构等也都已经开始了广

8、泛 的应用。第四，智能建筑的发展异军突起。现代建筑技术和高新技术产业 的结合促成了智能建筑的产生，在高层建筑中有更广阔的应用前景。 智能建筑是建筑、装备、服务和经营四要素各 自优化、相互联系、全 面综合并达到最佳组合 ，以获得高效率、高功能与高舒适的建筑物。 智能建筑是通过对建筑物的 4 个基本要素，即结构、系统、服务和管 理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的 幽雅舒适、便利快捷 高度安全的环境空间。智能建筑的构成至少必须 具备三大系统：设备管理 自动化系统、通讯网络系统、办公 自动化系 统，并以此应用现代4C技术构成智能建筑结构与系统，结合现代化的 服务

9、与管理方式给人们提供一个安全、舒适的生活、与工作环境空间。（二）工程优化设计理论的发展第一，工程设计软科学的发展。实际上，人们在处理事物时都会 遇到硬、软两种因素。硬因素就是有实体的物质系统中的一些因素 ;软 因素就是精神意识系统中的一些因素。软科学和硬科学的区分是相对 的，不应该也不可能给出截然划分的界限。目前的工程设计主要侧重 于力学分析，具有硬科学的性质。力学分析只是荷载决定后计算结构 力学反应的一种手段，是工程设计所使用的工具之一。在工程设计中，更 重要的是必须进行很多运筹、决策和规划的工作，这些工作具有软科 学的特点。所以，工程设计应该是硬科学和软科学的结合 ，这就需要 建立全面的、

10、崭新的工程设计理论。在土建工程设计的前期，有许多 重大的问题需要进行科学的决策，包括工程项目的可行性论证、工程 项 目的总体规划及功能优化、结构的造型、结构设防水平的决策等。 所有这些前期的决策工作，其影响都远大于目前的以结构计算为主的 优化设计工作。第二，工程项目功能优化的发展。在经过可行性论证决定了工程 项 目的任务、规模、建设地点、建设分期等重大问题之后，就需要考 虑工程建设的总体布局及规划，这也是一个重大的决策，直接影响工 程的社会和经济效益、运行的功能和对环境的美学效应。在优化整个 工程项 目的功能时，可以利用价值工程的某些概念和手段来改善现有 的方法。价值工程是一门软科学，依靠集体

11、智慧有组织地研究系统的 功能，揭示系统中的必要功能与总成本间的最佳匹配。价值工程的基 本观点是对产品及其各个组成部分进行功能分析，在很多情况下，这 样做都是很有好处的，因为人类制造任何产品，实际上是为了使用该 产品的功能，例如，兴建电视塔、水塔等高耸构筑物是为了求得一个 工作高度，兴建房屋是为了提供一个工作、生活和娱乐的空间，兴建 桥梁是为了求得一个跨越的媒介，兴建雕塑是为了美学享受或某种纪 念。在进行工程项目的总体规划时，从功能出发，可以开拓视野，减 少习惯的束缚。第三，工程结构系统全局优化的发展。各个结构独立优化和拼凑 而成的工程系统并不一定优化 ，只有当工程系统中各个结构之间不存 在任何

12、横向约束时，各结构的独立优化才形成工程系统的优化。只有 从大系统全局进行优化，才能真正收到优化的效果。近些年，在解决 抗灾结构优化设计方法的实用化问题上，研究者以设防烈度 ，d 作为 优化参数，并且比较容易和切实地将结构造价c（, d）和损失期望（,d） 表为结构设计方案（，d）的函数，原因在于现行规范将抗灾结构的失效 简化为单失效模式 ，并地震烈度度量结构抗力和地震的作用，这就使 结的优化得到了极大的简化。此外，现行规范得以理地提出了三级失 效准则。结合这两个举措 ，就 成了国内外所共识的“小震不坏，中震 可修，大震倒”的设计原则。第四，工程项 目全寿命优化的发展。以往的优 设计理论针对的都

13、 是具体的结构，而在工程实际中，一般都是整个工程大系统的优化设 计问题，其由 多子系统或者结构组成，具有高维数、多目标、变量种 类多、约束耦合复杂等难点，故其子系统的独立优化并不能带来整个 大系统的优化方法。实际的工程系统优化模型往往预先不知道，需要 通过子系统或者结构的具体优化模型来构造大系统的全局优化模型。 工程的全系统全寿命优化就是考虑了工程系统中的动态可靠度与模糊 因素，在各个阶段的优化中都应该以工程项 目的全局作为优化对象， 而各个单元的优化必须在总体全局优化的指导下进行。这是一个从工 程项目可行性开始，直至工程设施报废全过程的优化体系，优化 目标 不仅包括近期的投资和效益，还包括长

14、远的经济和社会效益，后者包 括服役期间使用单位企事业运营的直接经济效益的期望值和遇到灾害 时工程失效带来的损失的期望值。（三）高层建筑结构优化设计中存在的问题目前 ，结构优化的应用远远落后于理论进展 ，特别是高层建筑土 木建筑结构的优化设计应用还不普遍。其主要原因有：第一，只重视结构尺寸的优化，即在给定结构的几何形状、拓扑 和材料的情况下，求出满足约束条件的最优构件截面，而忽视结构整 体的优化。已有的研究结果表明，形状优化比尺寸优化更有意义。单 纯的尺寸优化无法接近最优的结果，因此，也就不能完全令人信服。 设计人员较普遍地认为，结构设计只要结构方案和布置合理，上部结 构又有 比较成熟的计算机软

15、件进行分析计算，构件截面只要通过计算 结果满足规范即可，认为上部结构相对下部结构，即地基基础部分 ， 特别是软土地基的意义不大，因此对上部结构截面的优化所能达到的 经济效益未予以充分的重视。第二，优化的目标还不能完全符合工程的需要。 由于实际结构问 题往往十分复杂，存在设计变量多、 约束条件多、受建筑功能限制较 大等难点 ，多种因素甚至不确定性因素使得目标函数在建立后只能得 到 相对最优解。而且，目前尚没有实用的高层建筑优 化分析软件，而 应用现有的各种计算机分析软件进 行截面优化并不是简单的几次尝试 就能达到效果 的，因此 ，无论是机时，还是设计进度，都较难允许实 施这种优化方法。很多高层建

16、筑设计项目，结构方案和布置还是比较 合理的，其构件截面也是同类型结构中常用的尺寸，但是计算分析后 还存在某些薄弱环节，为了改善这种受力状况，增大构件截面却未能 得到明显改善，反而增加了材料耗量。第三，离散变量优化问题。建 筑物尺寸以及钢筋、型钢规格型号等都不是连续变化的，因此，传统 的优化方法，如各种梯度算法、对偶算法等解析算法均无法胜任。而且，由于问题的规模较大，随之带来的计算量急 剧增加的“组合爆炸”问题也会使计算量急剧增加。（四）高层建筑结构优化设计的方法对高层建筑结构方案进行优化采用何种方法，首先应分析这一问 题的目标函数、目标函数中的各种变量，这些变量之间的各种数学解 析关系以及与各种变量。有关的约束条件，在分析的基础上是采用间接优化还是直接优化 方法来确定。高层建筑结构方案优化的目标就是材料耗量，材料耗量 决定于构件的截面尺寸大小，截面尺寸必须满足通过力学分析得到各 构件内力后的强度计算及位移变形等条件。因此，目标函数很难用