高清PDF带书签《建筑结构设计优化及实例》徐传亮、光军

建筑结构设计优化及实例
徐传亮、光军 编著
◎全面阐述设计优化根本思路，深入浅出
◎详细讲解设计优化节材策略，节材=节财
◎工程实例设计优化完整展示，直观易懂

本书是在总结作者多年建筑结构设计优化工作实践的基础上，依据国内最新规范体系编写而成的一本实用应用书。本书的主要内容包括：建筑结构成本控制和结构设计优化的原则及要求；建筑结构的概念设计和结构刚度理论；建筑结构设计优化管理；地基基础的设计与优化；楼（屋）盖结构的设计及优化；三种主要钢筋混凝土结构体系（框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构)的设计及优化；结构材料的选用与优化等。在每一章中介绍了有关的结构工程设计或设计优化的实例，附录中列举了混凝土结构的一般经济指标和两个结构设计优化咨询报告。
本书可供建筑结构工程的设计、开发、造价控制、科研等人员，以及高等学校相关专业的师生参考和使用。

建筑结构设计的最终目的就是技术而经济地建设工程项目，建筑结构设计在很大程度上影响着工程造价、工程质量和工程进度。建筑结构设计面临许多问题与挑战，结构设计的经济质量与技术质量同等重要，通过建筑结构设计优化可以提高建筑结构设计产品的品质，达到安全耐久性和经济性的统一。
建筑结构设计优化是指在满足各种规范或某些特定要求的条件下，使建筑结构的某种指标（如重量、造价、刚度等）为最佳的设计方法。也就是要在所有可用方案和做法中，按某一目标选出最优的方法。设计是规范加上工程师判断和创造的产物。设计优化在一定程度上意味着对常规的突破，但结构的设计优化并不以牺牲安全来求得经济效益。结构设计优化是以深厚的理论基础、丰富的工程经验为前提；以对设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导；以先进的结构分析设计方法为手段对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构设计再加工的过程。通过优化可使设计做到少出差错，减少因设计不合理而造成的返工，消除设计安全隐患。设计优化着力于使结构体系合理化和高新技术的应用，从而带来效益。建筑结构的设计优化可以由设计单位内部设计人员完成（这也是结构设计精细化的要求)，也可以由外部资源（如设计顾问公司）完成。
项目的投资方既关心项目的技术质量，也关注项目的经济质量，在满足规范要求的前提下，降低结构造价是投资方对结构设计的主要要求之一。设计阶段对工程项目成本控制的能力，是一名结构工程师的技术水平和一个设计单位设计管理水平的直接体现。设计单位对于建筑结构设计质量要优化管理，而结构工程师也必须精益求精的用心完成结构设计工作。
本书的主要内容是作者从事建筑结构设计、建筑结构设计管理和建筑结构设计优化工作实践的总结。着眼于量大面广的中小规模的建筑结构工程，力求较为详细地论述建筑结构成本控制和结构设计优化的必要性，以及结构设计和优化的主要思路和方式方法。本书不涉及超高层、超限、大跨度和复杂建筑结构的设计以及优化问题。
本书共分为10章和3个附录。第1章总结了结构设计存在的主要问题，提出了结构设计优化的概念，通过实例说明了结构设计优化的意义；第2章分析说明了结构成本控制的要求和主要方法；第3章概括说明了结构概念设计的重要性，以及结构刚度理论在结构设计中的应用；第4章较为详细地论述了设计单位内部对结构设计和结构设计优化管理的做法，各设计阶段的工作重点以及如何发挥结构工程师主导作用等；第5章说明地基基础设计的重要性，介绍地基基础设计与设计优化的具体做法和应注意的问题，包括天然地基、地基处理与桩基等；第6章介绍水平受力体系，楼（屋）盖结构的设计与优化；第7~9章分别说明了框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构（包括一般的框架-筒体结构)的设计要点和结构设计优化的思路；第1章介绍了结构用材的选用原则以及影响结构造价的其他因素；3个附录列出了混凝土结构的一般经济指标和两个工程项目的结构设计优化咨询报告（节选）。各章节中插入了结构工程设计或结构工程设计优化的实例，有的工程实例进行了经济指标的分析。
在本书的编著过程中得到了淄博格匠设计顾问有限公司、淄博齐元建筑设计有限公司、淄博市建筑设计研究院等单位结构设计人员的支持，为本书提供了部分工程实例及相关数据。岳仁娟工程师、李明义工程师为本书绘制了部分插图，并做了部分辅助性工作。在此表示感谢。由于作者理论水平和实践经验有限，书中难免存在不足甚至是谬误之处，恳请读者批评指正。

PDF书签目录索引：

1 绪论 1
1.1 建筑结构设计面临的问题和挑战 1
1.1.1 建筑结构设计行业存在的问题 1
1.1.2 建筑结构设计对工程成本、工程质量和工程进度的影响 2
1.1.3 建筑结构设计面临的挑战 3
1.2 建筑结构设计技术性和经济性的统一 4
1.2.1 建筑结构的安全耐久性 4
1.2.2 建筑结构设计中新技术与适用技术 4
1.2.3 建筑结构设计的经济性 5
1.2.4 建筑结构设计技术性和经济性的统一 5
1.3 建筑结构的设计优化 6
1.3.1 建筑结构设计优化的概念 . 6
1.3.2 建筑结构设计优化与传统设计的区别 7
1.3.3 专家对结构设计优化的看法 7
1.3.4 结构设计优化的实例及效益 9
1.4 本书的编著思路 11
2 建筑结构成本控制与结构设计优化 13
2.1 建筑结构设计追求的目标 13
2.1.1 建筑结构设计的基本原则 13
2.1.2 建筑结构设计追求的目标 15
2.2 建筑结构成本的控制 16
2.2.1 成本控制的概念 16
2.2.2 建筑结构成本的控制 16
2.2.3 建筑结构成本控制的基本方法 17
2.3 建筑结构设计优化的意义及必要性 17
2.3.1 结构设计优化的意义 17
2.3.2 结构设计优化的必要性 18
2.3.3 节材与结构设计优化 19
2.3.4 对结构设计优化的认识 19
2.4 建筑结构设计优化运作遇到的困难 20
2.4.1 澄清对建筑结构设计优化的误解 20
2.4.2 建筑结构设计优化运作困难的原因 22
2.5 建筑结构成本控制的思路 23
2.5.1 投资方进行建筑结构成本控制的主要管理思路 23
2.5.2 投资方对建筑结构成本控制的主要方法及分析 31
2.5.3 设计方从企业内部控制建筑结构成本的主要管理思路 34
2.5.4 结构工程师应树立成本控制的意识 36
2.6 建筑工程设计阶段的项目管理 37
2.6.1 建筑工程设计阶段的项目管理 37
2.6.2 设计顾问公司可承担设计管理工作 38
2.6.3 设计阶段项目管理对投资方的意义 38
2.6.4 设计阶段项目管理的主要工作内容 39
2.7 价值工程与结构成本的控制 40
2.7.1 价值工程的概念 40
2.7.2 价值工程与建筑结构成本的控制 41
2.8 指标数据对比法在结构成本控制中的应用 44
2.9 建设工程定额与计价规范在结构成本控制中的应用 49
2.9.1 建设工程定额与计价规范 49
2.9.2 工程类别不同建筑工程的费率是不同的 49
2.9.3 民用建筑层数对建筑成本的影响 51
2.9.4 建筑高度对建筑成本的影响 51
2.9.5 基坑开挖深度对建筑结构成本的影响 52
2.9.6 模板费用对结构成本的影响 52
3 结构概念设计和结构刚度理论 53
3.1 科学的对待结构计算理论与结构设计规范 53
3.1.1 建筑结构设计计算结果的“名义效应” 53
3.1.2 科学分析和对待结构设计的计算结果 54
3.1.3 常用的建筑结构设计规范、规程、标准 55
3.1.4 对结构设计规范的正确态度 58
3.2 建筑结构的概念设计 58
3.2.1 建筑结构的概念设计 58
3.2.2 建筑结构概念设计的意义 62
3.2.3 建筑结构概念设计的一些基本要求和具体内容 63
3.2.4 与结构概念设计相关的一些细节问题 65
3.2.5 日本抗震设计的“耐震”、“制震”和“免震” 67
3.3 建筑结构设计与刚度理论 68
3.3.1 刚度是工程结构的内在本质 68
3.3.2 抗震设计的“刚柔理论” 68
3.3.3 刚度理论与结构的计算力学模型 69
3.4 刚度理论与结构概念设计 70
3.4.1 结构体系的演变与结构刚度 70
3.4.2 结构体系的选择 71
3.5 刚度理论在结构设计中的应用 73
3.5.1 刚度理论在结构设计过程中的应用 73
3.5.2 刚度理论在结构构件计算及相互作用中的应用 85
3.5.3 刚度理论在地基基础设计计算中的应用 90
4 建筑结构设计质量的优化管理 94
4.1 建筑设计质量的优化管理 94
4.1.1 设计单位内部设计质量管理的基础工作 94
4.1.2 建筑结构的精细化设计 94
4.1.3 建筑结构设计工作的三个阶段 97
4.1.4 结构设计变更的管理 102
4.1.5 结构专业的现场技术服务 103
4.2 结构与建筑及其他专业的配合 108
4.2.1 正确处理建筑设计和结构设计的关系 108
4.2.2 结构与电气及设备专业的配合 110
4.3 计算机辅助设计与结构设计软件的应用 110
4.3.1 计算机辅助设计（CAD） 110
4.3.2 国内常用的结构分析设计软件及其特点 110
4.3.3 结构设计的一体化程序的应用与手算 113
4.3.4 结构电算系数及归并系数的确定 115
4.3.5 结构整体计算的一些控制指标 122
4.3.6 结构电算结果的分析及应用 125
4.3.7 应用结构设计软件时出现的一些主要问题 129
4.4 结构工程师的成长 131
4.4.1 发挥结构工程师的主导作用 131
4.4.2 结构设计体现了结构工程师的“精神” 131
4.4.3 结构工程师的成长 132
5 地基基础、地下室结构的设计及优化 136
5.1 岩土工程勘察报告的分析及应用 136
5.1.1 结构工程师对岩土工程勘察报告的要求 136
5.1.2 岩土工程勘察报告的阅读和理解 137
5.1.3 岩土工程勘察报告的分析及应用 137
5.1.4 岩土工程勘察报告中结构成本控制的技术关键点 138
5.2 建筑地基的选择与基础埋深 138
5.2.1 建筑场地与建筑地基的选择 138
5.2.2 建筑基础埋深的确定 138
5.3 地基基础设计及优化概述 139
5.3.1 基础方案的选择 139
5.3.2 基础设计中变刚度调平的概念 .. 142
5.3.3 高层建筑与裙房间不设沉降缝的措施 143
5.3.4 地基基础设计中应注意的一些问题 144
5.4 独立柱基、联合基础和条形基础的设计及优化 147
5.4.1 独立柱基的设计及优化 147
5.4.2 基础拉梁（基础系梁） 149
5.4.3 联合基础的设计及优化 150
5.4.4 独立柱基加防水板的做法 152
5.4.5 柱下钢筋混凝土条形基础 156
5.5 筏形基础的设计及优化 157
5.5.1 筏形基础的选用 157
5.5.2 梁板式筏形基础中的基础梁 158
5.5.3 “柱墩”与变厚度筏板 162
5.5.4 筏板的厚度及配筋 164
5.5.5 筏形基础设计中可以节约造价的一些细节 167
5.5.6 筏板大体积混凝土设计施工措施 171
5.6 桩基础的设计及优化 173
5.6.1 桩基础的选用 173
5.6.2 桩基础设计时应注意的一些问题 187
5.6.3 灌注桩的后压浆技术 188
5.6.4 大直径人工挖孔扩底灌注桩 192
5.6.5 高强度预应力混凝土管桩 198
5.6.6 桩基础与墩基础 204
5.7 复合地基与地基处理 206
5.7.1 复合地基 206
5.7.2 地基处理 213
5.8 地下室结构的设计及优化 219
5.8.1 地下室结构设计的一般要求 219
5.8.2 地下室外墙的设计及优化 220
5.8.3 地下室顶板底板的设计及优化 223
5.9 地下室的抗浮设计 225
5.9.1 地下室抗浮设计概述 225
5.9.2 地下室抗浮设计措施 226
6 楼（屋）盖结构的设计及优化 230
6.1 楼（屋）盖结构的作用 230
6.1.1 楼（屋）盖结构的作用 230
6.1.2 楼（屋）盖结构的成本占结构成本的比例 230
6.2 楼（屋）盖结构的选型与层高的控制 232
6.2.1 主要的楼（屋）盖结构形式 232
6.2.2 现浇梁板共同作用的设计概念 234
6.2.3 控制层高、控制楼（屋）盖的结构高度 234
6.3 楼（屋）盖梁的设计及优化 235
6.3.1 柱网的尺寸与楼（屋）盖梁的布置 235
6.3.2 梁的布置方式影响结构成本 237
6.3.3 楼（屋）面梁截面的设计与优化 240
6.3.4 楼（屋）面梁的配筋及优化 242
6.3.5 整浇楼（屋）盖梁的设计建议 244
6.3.6 梁的裂缝及挠度计算 245
6.4 楼板的设计及优化 245
6.4.1 现浇楼板与预制板 245
6.4.2 现浇板的设计及优化 245
6.5 几种特殊形式的楼（屋）盖结构体系 252
6.5.1 井字梁楼（屋）盖体系 252
6.5.2 现浇空心板楼（屋）盖体系 253
6.5.3 叠合箱网梁楼（屋）盖体系 261
6.6 结构缝与后浇带的设置 265
6.6.1 结构缝的设计 265
6.6.2 施工后浇带的作用 266
6.6.3 施工后浇带的设计 266
7 框架结构的设计及优化 269
7.1 框架结构概述 269
7.1.1 框架结构的主要特点 269
7.1.2 框架结构房屋的最大适宜高度 270
7.1.3 框架结构概念设计要点 271
7.1.4 框架结构的计算要点 273
7.1.5 框架结构设计时应注意的一些问题 274
7.2 提高框架结构刚度的方法 275
7.3 框架柱的设计及优化 277
7.3.1 框架柱截面的确定 277
7.3.2 框架柱的剪跨比 279
7.3.3 框架柱的配筋及构造要求 279
7.3.4 框架柱设计的优化 281
7.4 框架梁的设计 283
7.4.1 框架梁截面的确定 283
7.4.2 框架梁的配筋及构造要求 283
7.4.3 框架梁设计的优化 285
7.5 “强柱弱梁”设计理念的实现 287
7.5.1 “强柱弱梁”的概念 287
7.5.2 实际工程中“强柱弱梁”未实现的原因 288
7.5.3 工程中“强柱弱梁”实现的手段 289
8 剪力墙结构的设计及优化 303
8.1 剪力墙结构概述 303
8.1.1 剪力墙结构的主要特点 303
8.1.2 减少剪力墙材料的用量、节约造价 304
8.1.3 剪力墙结构延性设计要点 305
8.2 剪力墙的布置及优化 306
8.2.1 剪力墙布置的位置模型 306
8.2.2 剪力墙布置位置的优化 307
8.2.3 剪力墙数量、长度及厚度的确定 309
8.2.4 剪力墙设计优化的其他内容 310
8.3 剪力墙的配筋及优化 312
8.3.1 剪力墙的配筋及优化 312
8.3.2 剪力墙连梁的配筋及优化 316
8.4 短肢剪力墙及短肢剪力墙较多的剪力墙结构 319
8.5 大开间剪力墙结构 321
8.6 CL结构体系 323
9 框架-剪力墙（筒体）结构的设计及优化 332
9.1 框架-剪力墙结构概述 332
9.1.1 双重抗侧力体系 332
9.1.2 框架-剪力墙结构的抗震设计方法 333
9.2 框架-剪力墙结构中剪力墙的布置及优化 336
9.2.1 框架-剪力墙结构中剪力墙布置的位置 336
9.2.2 框架-剪力墙结构中剪力墙布置的数量 337
9.2.3 框架-剪力墙结构设计的优化 340
9.2.4 框架-剪力墙结构设计应注意的一些问题 341
9.3 框架-核心筒结构的设计及优化 351
9.3.1 框架-核心筒结构的主要特点 351
9.3.2 框架-核心筒结构与其他一些结构形式的比较 351
9.3.3 框架-核心筒结构的设计要点 352
9.4 核心筒的设计及优化 353
10 结构用材及影响结构成本的其他因素 365
10.1 混凝土的选用及优化 365
10.1.1 混凝土强度等级的选用及优化 365
10.1.2 混凝土开裂的主要原因及防控设计措施 367
10.2 钢筋的选用及优化 368
10.2.1 建筑结构的含钢量 368
10.2.2 降低结构或结构构件含钢量的主要技术思路 373
10.2.3 从结构设计角度合理选用钢筋 375
10.2.4 钢筋的配置方式及优化 377
10.3 影响结构成本的其他因素及设计对策 380
附录A 钢筋混凝土结构一般经济指标 384
A.1 建筑层数、层高及所在地的抗震设防烈度对结构工程造价的影响 384
A.2 混凝土用量与用钢量统计参考表 385
A.3 淄博地区住宅建筑的大致含钢量 387
附录B 山东临沂某高层酒店结构设计的优化 388
B.1 工程概况 388
B.2 桩基工程的设计优化 389
B.3 桩基承台的设计优化 389
B.4 地下室底板的设计优化 391
B.5 核心筒剪力墙的设计优化 391
B.6 主楼楼盖结构的设计优化 391
B.7 裙房梁板的设计优化 393
B.8 后记 393
附录C 山东青岛某工程结构设计的优化 394
C.1 工程概况 394
C.2 初步设计及基础部分的结构设计优化 395
C.3 地下室部分的结构设计优化 399
C.4 现浇楼板的设计优化 402
C.5 剪力墙设计的优化——以1号住宅楼为例 403
C.6 6号酒店的设计优化 404
参考文献 406

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