鹅羊山A5＃栋结构方案优化对工程成本的影响分析

摘要

目前，我国城市建设以高层结构为主。其具有资金投入大，工程建设周期长的特点。因此如何通过优化结构方案节省成本投入来获得经济效益，一直是设计人员追求的。本文针对地处长沙市鹅羊山德丰小区A1标段5＃栋的结构设计方案进行优化设计研究，对设计人员在进行结构优化设计时有较好的参考价值。鹅羊山德峰小区A1标段5＃栋建筑为33层框剪结构，框剪结构同时吸收了框架结构和剪力墙结构的优点，框架为竖向受力构件，剪力墙抵抗水平荷载，两者协同工作，荷载相对于框架结构受力更合理，结构安全性更可靠，也比剪力墙结构更经济，因此被大量使用。然而在框剪结构中，剪力墙数量的设置、剪力墙位置的布置对整个结构的经济性和抗震性能起着至关重要的作用，所以本文将主要从这两个方面进行优化设计。
　　本文利用原有的施工图设计方案，根据框剪结构中剪力墙刚度优化理论，在考虑刚重比、剪重比等规范强条下建立数学模型，讨论该数学模型的求解方法，得到最优剪力墙刚度并对剪力墙进行数量调整、结构布置，完成优化。最后将优化前后的方案输入PKPM/SATWE软件中进行校核，对比经济效益高低。在对剪力墙进行刚度优化时，根据前人的研究，剪力墙刚度变化对框架内力影响较小；即在框剪结构剪力墙刚度优化中可将框架刚度作为定值做简化计算。由于该建筑高度超过40m，质量和刚度沿高度分布不均匀，故在建立模型时采用振兴分解反应谱法求解地震作用。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 框剪结构优化设计研究现状

1.3 框剪结构优化设计发展趋势

1.4 本文主要内容

第2章 框剪结构协同工作原理

2.1 引言

2.2 等刚度框剪结构协同工作微分方程

2.3 框剪结构抗侧刚度与抗弯刚度

2.4 本章小结

第3章 剪力墙抗侧刚度优化分析

3.1 剪力墙抗侧刚度优化的数学模型

3.2 求解优化数学模型

3.3 本章小结

第4章 鹅羊山A5#栋方案优化设计

4.1 工程概况

4.2 原结构设计方案

4.3 原设计方案计算与分析

4.4 结构优化分析计算

4.5 原结构重新建模计算

4.6 计算结果比较

4.7 本章小结

第5章 结构经济性比较

5.1 混凝土用量

5.2 钢筋用量

5.3 工程材料费用

5.4 本章小结

第6章 结论

6.1 主要结论

6.2 不足与展望

参考文献

致谢