创新思维在结构设计中的应用(3)

(4)水平作用的传递主要是依靠楼板，并且目前几乎所有的结构分析理论所采用的基本假定都是楼板水平刚度无限大。故此，每一层楼盖应该具有足够的刚度和连续性，以起到水平隔板的作用，使各抵抗外力的构件能够协同工作成为整体，而非各自独立。

3.3 结构构件的优化设计

在前文中我们主要探讨了如何运用创新思维优化高层建筑结构体系，在这一节中作者将主要从微观的角度介绍建筑结构构件的优化设计问题，主要包括构件截面优化设计，梁计算，柱、剪力墙轴压比计算等。

(1)构件截面的优化设计。经上述得出初始设置的构件截面和合理形状，但还应进行优化设计，使构件在满足受力要求的前提下节省材料。需要注意的是，在进行截面优化设计时，要考虑到构件截面的减小将对结构的周期、位移、地震力等一系列参数产生影响，降低结构的整体安全性，不可盲目地减小构件的截面尺寸。

(2)软件对混凝土梁计算显示超筋信息有四种情况。1)当梁的弯矩设计值M大于梁的极限承载弯矩Mu时，提示超筋。2)在四级抗震等级及非抗震时，混凝土截面受压区相对高度ζ>ζb(不考虑配置受压钢筋时);二、三级抗震等级时ζ>O.35(计算时取受压钢筋面积AS\"=0.3AS);一级抗震时ζ>0.25(计算时取受压钢筋面积AS\"=0.5AS)，提示超筋。3)当大于《抗震规范》要求框架梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5%时，提示超筋。4)混凝土梁斜截面计算结果不满足最小截面的要求时，则提示超筋。

(3)剪力墙超筋的情况。1)剪力墙暗柱超筋。软件中设定的暗柱最大配筋率是4%，而各规范以边缘构件方式给出了剪力墙主筋的配筋面积，没有最大配筋率。所以当程序给出剪力墙超筋的警告信息时，可以酌情考虑;2)当剪力墙水平筋超筋时则说明该结构抗剪承载力不够，应予以调整;3)当剪力墙连梁超筋时，通常表明其在水平地震力作用下抗剪承载力不够。规范中允许在地震作用下对剪力墙连梁的刚度进行折减，折减后的剪力墙连梁都会出现塑性变形，即开裂。但在进行剪力墙连梁设计时，应考虑其配筋是否满弹性变形时承载力的要求。

(4)柱的轴压比计算。软件在计算考虑地震作用下柱的轴压比时，采用的是地震作用组合下的柱轴力设计值;软件在不考虑地震作用下柱的轴压比时，采取的是非地震作用组合下的柱轴力设计值。因此对于同一个工程，考虑地震力和不考虑地震力时柱的轴压比计算结果会不一样。

(5)剪力墙的轴压比计算。为了保证结构在地震力作用下的延性，新的《高规》和《抗震规范》对剪力墙的轴压比均作了限制。需要指出的是，软件是按单向计算短肢剪力墙的轴压比，与《高规》中规定按双向计算短肢剪力墙的轴压比有所不同。

结束语

总之，建筑结构设计及其相关工程是一门古老的学科，要使它在新的历史时期为人类社会发挥更大的应用价值，必须从结构理论和方法上进行全面创新，这是时代赋予我们从事结构工程人员的历史重任。无论是运用克服思维定势，另辟思维蹊径的逆向思维法，还是由此及彼，由属性相同而推出新事物属性的仿生学维法，这些创造性的思维活动将给结构工程发展注入新的活力。传统的不同研究对象相互贯穿形成的横断领域以及相互渗透的交叉领域也成为人们思维的新客体。掌握创新思维方法，对创造工程结构分析与设计的新理论、新方法无疑会产生巨大的作用。

参考文献

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