在結構設計領域,傳統的結構優化設計已開展多年,結構工程師已形成了以降低工程造價、改善工程經濟為目標的概念。然而,綠色建筑評價標準中提到的節材優化設計不同于傳統的結構優化設計。綠色建筑是指資源消耗小和環境影響小的建筑,即碳排量較少的建筑。相比傳統的結構優化設計,綠色建筑優化設計是以減少建筑的碳排量為目標。因此對高層建筑主要的結構體系—框-剪結構進行綠色優化設計就顯得十分必要。<br> 本文在梳理綠色建筑和框-剪結構優化研究現狀的基礎上,分析框-剪結構的特點和剪力墻的布置原則,總結當前確定剪力墻合理數量的3種方法,建立基于... 在結構設計領域,傳統的結構優化設計已開展多年,結構工程師已形成了以降低工程造價、改善工程經濟為目標的概念。然而,綠色建筑評價標準中提到的節材優化設計不同于傳統的結構優化設計。綠色建筑是指資源消耗小和環境影響小的建筑,即碳排量較少的建筑。相比傳統的結構優化設計,綠色建筑優化設計是以減少建筑的碳排量為目標。因此對高層建筑主要的結構體系—框-剪結構進行綠色優化設計就顯得十分必要。 本文在梳理綠色建筑和框-剪結構優化研究現狀的基礎上,分析框-剪結構的特點和剪力墻的布置原則,總結當前確定剪力墻合理數量的3種方法,建立基于綠色建筑的框-剪結構優化的數學模型。繼而研究綠色建筑生命全周期理論下的碳排量計算方法,結合西安地區的實際情況確定主要建材的碳排量因子,建立結構體系碳排量計算的公式,為結構優化設計碳排量的定量計算奠定基礎。接下來結合工程實例,采用數值模擬的方法,利用有限元分析軟件建立結構的實體模型,使結構在滿足抗震性能的前提下,定量計算結構體系的碳排量。分析了剪力墻的數量及布置、剪力墻厚度、墻柱混凝土強度等級等因素與框-剪結構體系的抗震性能和碳排量的關系。結果表明合理的剪力墻數量和布置不但可以改善結構的抗震性能,而且可以顯著減少框-剪結構的碳排量;剪力墻的厚度對結構體系的抗震性能影響較小,對結構的碳排量影響較大;適當提高混凝土的強度等級,對減小結構的碳排量非常有利。最后提出了一種基于綠色建筑的框-剪結構實用優化設計途徑。 本文研究所得結論,為框-剪結構的綠色優化設計提供了有意義的參考。