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浅析民用建筑砼结构设计的优化 　　摘要：随着城镇化进程的逐步加快，从发展现状来看民用建筑的高层化、智能化、多功能化都得到了充分的实践，这不仅满足了人们对于民用建筑的多元化需求，同时也推动了城市的现代化建设；但是民用建筑也越来越商品化，投资方也希望利润最大化。由此给结构工程师带来新的挑战，结构设计既要满足安全、合理、符合国家规范，还要经济、节能、降低造价。砼结构作为主要建筑结构形式，对砼结构进行优化设计也十分必要。本文就民用建筑砼结构优化设计的必要性进行简要的论述。 　　关键词：民用建筑；砼结构设计；优化；必要性 　　在大量的实践中，砼结构抗震性能较好且实用性较强，适用范围较广，因而得到了广泛的运用。但是，在绿色经济的发展背景下，激烈的市场竞争下优化砼结构设计也势在必行，在具体的实施中从各个环节进行优化，提高建筑的安全性、合理性、经济性为人们的居住营造舒适、安全的环境。 　　一、优化民用建筑砼结构设计的必要性 　　结构设计是建筑施工图设计中的重要环节，结构设计首要前提是安全性，然后才能考虑舒适性、经济性等问题，科学的结构设计具有较强的可行性，且在成本控制上非常有利，但是从目前民用建筑砼结构设计的现状来看，片面的沿用之前的设计方法不利于成本控制，这对于企业的长远发展非常不利。在信息化的发展背景下，部分结构工程师对于设计软件的依赖程度逐渐增加，其设计出来的方案在具体的实践中无法发挥出应有的引导作用，再加上个人工作经验的不足，在细节的完善和设计中或多或少存在一些瑕疵。针对这种现状，优化民用建筑砼结构，便于更好的提高建筑结构设计的合理性及科学性，逐步将结构优化设计理念渗透到具体的工作中。 　　二、工程实例 　　1、工程概况 　　某住宅小区，由商业，住宅组成。商业：框架结构4层，住宅：抗震墙结构18层；8度0.3g设防，场地类别Ⅲ类，基本风压为0.30kN/m2；商业首层层高为4.5m，其余层高为4.2m；住宅首层层高为4.5m，二层层高为4.2m，其余各层层高均为3.0m。 　　2、问题的提出和优化 　　原设计在2013年初完成，业主方在拿到施工图之后，经造价咨询造价偏高，比同区域同形式的建筑造价高出20%以上。业主方便提出优化施工图设计。 　　（1）原设计商业体型L型，B/Bmax=16700/33600=0.4970.30，规则性判断为凹凸不规则； 计算资料显示，在考虑偶然偏心下的最大层间位移与平均层间位移的比值为1.3，规则性判断为扭转不规则。显然，本工程已有两项超出规范要求，按要求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。一层柱截面900*900，梁400*850，砼强度等级C45，柱配筋率5.6%；框架梁配筋率超2%；根据笔者的经验，若不优化平面形状及结构形式，盲目采取加强措施，必然要增加造价。 　　（2）对住宅建筑图的分析，建筑呈正方形，但Y向有效楼板宽度小于50%，规则性判断为楼板局部不连续；抗震墙位置较合理，但抗震墙截面过厚，抗震墙截面尺寸：地下室～十三层400mm；十四、十五层300mm；十六、十七层200mm；结构本身自重加重、刚度偏大促使地震力增大，配筋率增加，导致砼用量增加，边缘构件、墙身配筋过高。 　　砼强度等级地下室～十三层C50， 十四、十五层C45，其余层C40。据笔者当地项目以往经验，此项目指标有所偏高。减薄抗震墙厚度，优化抗震墙布置，在各项指标满足规范的要求下，尽量减薄抗震墙厚度，经复核计算，抗震墙厚度调整为：地下室～二层400mm；三层～九层350mm；十层～十二层250mm。十三层～十七层200mm。砼强度等级梁板调整为地下室～二层C35，其余C30. 　　在保证安全，符合国家规范的前提下， 减少砼用量及扣除原有墙体内的大量钢筋，其经济性是十分可观的。 　　（3）板中受力钢筋不同砼强度等级的使用比较。本工程大部分板块的板跨都不大，计算后发现基本为构造配筋，即由最小配筋率控制，而最小配筋率与砼强度等级直接相关。对比如下： 　　三级钢、C45：ρmin=max{0.2%，0.45ft/fy}=0.225% 　　三级钢、C30：ρmin=max{0.2%，0.45ft/fy}=0.20% 　　而且砼强度过高，导致水化热过大，楼板开裂过多影响使用；故合理降低砼等级对各方面都是有益的。 　　经过以上几项调整造价明显降低，安全保证，业主满意。 　　三、总结优化方法和途径 　　1、形状优化比尺寸优化更有意义 　　在建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀，平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过大；L、l等值宜满足要求；建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化