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TUhjnbcbe - 2025/1/2 17:24:00

文:泰大建科

结构优化设计是工程设计规范加上工程师判断和技术创新的产物。结构设计的优化,不是以牺牲结构安全度和抗震性能来求得经济效益的。结构设计优化人员以自身精益求精的责任感和成本控制意识,通过进行多方案比较、反复计算以及构造等方面的把控而得到一个安全、经济、合理的设计成果,找到其中安全经济的平衡点。优化的过程着眼于结构体系和布置的合理性以及创新技术的应用。通过减轻重量、合理分配刚度、增大延性等措施使结构更趋合理,从而提高结构安全度。结构设计优化还可发现原设计差错、纠正不足、降低不安全因素。

在部分人的认知里,结构优化就是降低建筑的安全性,这是一种误解。我们可从这几个方面来权衡结构优化后的安全性。

1)结构的安全性是木桶原理,其它的板再长,安全性还是以最短的那块板为准。所以我们的一部分工作是切掉较长的板,并补到短板上,优化后项目的安全度会有所增加。

2)其次,我们在以往的项目中,往往会发现很多钢结构设计都存在一些设计缺陷,譬如一些节点设计不合理,就如长木板底部有孔,也是会漏水的,因此我们优化会补掉这些孔。

3)另外,我们是要取得安全和造价的一个权衡,并不是材料用得越多结构越安全。譬如内陆地区不可能有台风,你非得能抗12级台风,那就是浪费了。或者减少不必要混凝土用量,就是减轻了结构自重,减小了地震力,使柱、基础等增加了安全度。因此结构优化能杜绝不必要的浪费,提高了结构的技术、经济的合理性。科学的结构设计优化,将使结构的安全度和合理性都得以提高。

从理论上讲,结构设计优化要求在可行域内用优化方法去搜索所有的设计方案,并从中找出最优方案。结构设计优化并不是把结构安全的潜力挖尽,而是追求最合理地利用材料的性能,使各构件或构件中各几何参数得到最好的协调。它与传统的结构设计一样,都满足有关规范的一切条件,因而完全具有规范所规定的安全度,只不过结构设计大多是一种从经验出发的被动校核,而结构设计优化则是经验与优化理论相结合的主动搜索。

设计优化并非一味追求节约,首先应对结构安全负责,在安全的原则下,使之合理,从而取得经济效益。

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