超高层结构基于刚重比敏感性的优化设计方法

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2020年第7期北京时间：

作者：赵昕，蔡锦伦，秦朗

单位：1.同济大学 土木工程学院，上海 200092;2.同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200092

摘要：结构整体稳定是超高层建筑结构设计的基本要求。为控制超高层建筑结构的重力P?Δ效应（结构的水平变形引起的重力附加效应）不至于过大，提出一种基于刚重比敏感性的单驱动约束优化设计方法。刚重比，即结构的刚度和重力荷载之比，是影响重力P?Δ效应的重要参数。依据虚功原理和等增量分析方法，分别推导敏感性系数公式，并以两层平面框架为例计算其敏感性系数，从理论上说明了方法的可行性。将该优化方法用于建筑高度468 m的某超高层建筑，调整构件尺寸后共计节约成本939.1万元，从工程实践上说明了方法的可行性。研究表明，针对以刚重比为驱动约束的超高层建筑结构，该方法能合理地将材料分配到不同的构件组中，可实现经济有效的结构设计。

关键词：结构设计,超高层建筑,敏感性分析,刚重比优化,等增量分析

基金资助：上海市优秀技术带头人计划（14XD1423900）