建筑结构优化措施精选(九篇)

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第1篇：建筑结构优化措施范文

关键字：高层建筑；框剪结构；优化设计；必要性；措施分析

中图分类号：TU74文献标识码：A

引言

在高层建筑施工设计的过程中，为了能够达到最佳的使用效果，需要采用恰当的结构设计形式，而框剪结构以其独特的优势成为目前在高层建筑结构设计过程中应用较为广泛的结构形式。框剪结构能够为建筑提供较大的平面空间，并且其具有较强的抗侧力刚度，能够更好的保证建筑物的稳定性。本文就在分析框剪结构优化设计必要性的基础上，对于剪力墙的合理选型和优化设计的措施进行分析，并指出抗震概念设计思想在该结构优化设计中的应用。

一 高层建筑框剪结构优化设计的必要性分析

和传统的高层建筑结构设计方法相比，框剪结构具有一定的优势，能够更好的发挥建筑物的使用性能。传统的结构设计方法中，一个很大的制约因素就在于其求得的一组截面并不一定是最好的，工程结构建设起来之后可能会出现重量大造价高的现象，这和之前的结构设计过程密不可分。但是框剪结构优化设计虽然和传统的结构设计有着一样的设计过程，但是其最终的目标是使得高层建筑具有良好的使用性能，并且能够最大限度的降低工程的施工造价，实现经济性和实用性的统一。

高层建筑框架剪力墙结构具有良好的受力性和适用性，在现代高层建筑设计的过程中应用非常广泛。随着高层建筑的快速增长，对框剪结构的合理选型和优化设计对于节约施工建设的成本来说也具有一定的指导意义。当前的《高层建筑混凝土结构设计规程》中对于高层建筑结构选型，尤其是对于合理布置结构还没有形成一个明确的规定，这样就为高层框剪结构的优化设计提供了更为充足的设计理由。

二 高层建筑框剪结构选型和优化设计的措施分析

高层建筑框剪结构在选型和优化设计的过程中需要注意很多事项，例如影响剪力墙用量的因素和相应的确定方法、剪力墙的截面尺寸大小以及剪力墙的平面设计等相关因素，下面本文就对这几点进行详细的分析。

（一）影响剪力墙用量的要素分析

在高层建筑框剪结构设计的过程中需要满足位移角限值的要求，还要充分的发挥该结构中各抗侧力构件的作用，以此来保证建筑的稳定性和安全性。在设计中，因为剪力墙是框剪结构中的主要抗侧力构件，所以剪力墙的用量和框剪结构的平面设计有着密切的关系，在设计中需要按照分散、均匀、对称和周边的原则进行。分散就是剪力墙的设计需要考虑到地震力分散作用在相等的多片剪力墙上，以避免地震集中造成剪力墙的破坏；均匀就是要同方向的各片剪力墙需要均匀的布置在建筑平面的每一个区域内，并且要保证每道剪力墙的承受水平力不能够超过总体水平力的40%；对称指的是剪力墙要最大限度的对称布置，以减弱地震时结构的扭转效应；周边就是要保证剪力墙沿着结构的周边进行布置，以此来提升结构的整体抗扭能力。

其次影响剪力墙用量的因素就是地震等级的大小。结构总水平地震作用将会随着剪力刚度的增加而增加。剪力墙增多，结构刚度增大，地震作用就会越强。为了能够发挥框剪结构的特性，剪力墙承担的地震倾覆力矩值需要大于地震总倾覆力矩值的50%。剪力墙不能够无限制的增加，需要根据实际的情况进行设计，以满足底部一般剪力的要求。当地震力过大的时候需要适当的减少剪力墙用量。

在剪力墙用量的设计中还需要考虑到抗震设防烈度、场地土、近场远场的影响以及结构侧移限值的影响等多个方面，在设计的过程中需要认真考虑各种因素，要在满足规范规定的位移限值条件下减少剪力墙的数量，实现经济效应和稳定效果的统一。

（二）剪力墙的平面设计

通常来讲，剪力墙需要沿着纵横两个方向布置，否则将会造成建筑物平面两个方向的刚度差异较大，增加了建筑物的扭转效应。剪力墙在设计时要尽量的设置在竖向荷载较大的地方，平面形状变化处或者是楼梯间、电梯和管道井的位置。当剪力墙不能够在结构纵横两个方向进行设计时，需要在刚度较弱的方向采用壁式框架等抗侧力构件以拉近两个方向在水平力作用下的位移值。

（三）剪力墙的截面尺寸确定

在框架剪力墙结构中，剪力墙需要有边缘的约束构件，即边框柱和边框梁。根据相关的规定，抗震要求的一二级剪力墙的底部加强部位的厚度要在200毫米以上，并且不能够小于层高或者是无支长度的十六分之一，其他的情况下要在满足不小于160毫米的基础上还需要小于层高或者是无支长度的二十分之一。在实际的设计过程中需要严格的按照规定进行，保证设计的顺利完成。对于框剪结构的边框梁的宽度来讲，需要和墙的厚度保持一致，高度可以为厚度的两倍。

（四）框剪结构优化设计

在对框剪结构进行优化设计的过程中需要对框架和剪力墙分别进行优化。对于钢筋混凝土框架结构的优化需要遵循以下步骤。首先要进行初始选型，确定之后进行结构分析，分析完成之后需要根据实际的情况，并结合自身的设计经验进行截面的优化设计，设计完成之后进行收敛性判断和可行性判断，确定之后再进行施工建设。需要注意，根据框架结构构件内力的计算结构分别对框架柱、框架梁和楼板结构实施优化设计。

剪力墙结构的优化设计则包括最优厚度设计和设置位置设计。对于框剪结构中剪力墙抗侧移构件的水平截面面积进行优化设计，需要在水平地震的租用下保证结构水平侧移值最大程度的接近相关规定中的最大侧移值。在所有优化设计完成之后再将框架结构计算得出的尺寸和剪力墙构件的最优厚度进行重新组合，形成新的框剪结构体系，对其结构内力进行分析，并且按照得到的结果对框剪结构的构件进行重新的优化设计。

三 抗震概念设计思想在该结构优化设计中的应用

通常来说，高层建筑框剪结构的优化设计体现为抗震设计，在抗震设计的过程中，概念设计思想十分关键。概念设计就是通过对建筑物的总体结构进行控制之后，再选用体型较为简单、平面对称性良好、抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续的方案来设计出抗震性能良好的建筑，以保证建筑物的稳定性和安全性。

框剪结构的本身就是抗震概念设计的一个重要体现，因为框架结构柱网布置十分灵活，能够满足使用的功能要求，并且是主要竖向受力构件。除此之外，框剪结构设计的过程中，对于连梁的设计也充分的体现了这一设计思想。在小震和风荷载的作用下，连梁能够起到联系墙肢并且增大剪力墙侧向刚度的作用；在中震的作用下，连梁需要先出现弯曲裂缝，之后通过塑性耗能减小墙肢在地震作用下的受损程度。

结束语：在高层建筑设计过程中，框剪结构以其优势获得了较为广泛的应用空间，在设计的过程中对于框剪结构的选型和优化设计十分关键。本文就以高层建筑框剪结构优化设计为中心，从结构优化设计的必要性、选型和设计措施以及抗震概念设计思想的应用三个方面进行了分析论述，希望对于今后的高层建筑框剪结构设计有一定的帮助作用。

参考文献：

[1] 张成秀 浅谈高层建筑的框剪结构设计 建材发展导向，2012年第18期

[2] 刘重光 浅谈高层建筑框剪结构设计 城市建设理论研究，2012年第29期

[3] 石健 高层建筑框剪结构设计探讨 广东建材，2007年第12期

第2篇：建筑结构优化措施范文

[关键词]房屋建设；设计；优化措施

中图分类号：S611 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0007-01

在一项房屋建筑工程的设计施工中，为了达到其预计的经济目标和社会效益指标，以最节省的投资达到房屋建筑结构的安全和可靠。就必须要认真研究房屋建筑结构设计的优化措施。从而做到使工程建筑资源得到最优化的配置，将投资利用率提高到最佳程度，文章中将针对这一需求，着重对房屋建筑结构设计的优化进行探讨。

1.房屋建筑结构设计优化包含的内容

在房屋建筑工程的施工中，结构设计的主要工作内容就是依照工程建设的总体要求和目标，选取最为优化和科学的设计理念与措施，对房屋建筑结构的整体形式、结构构件布置和各个建筑构件进行设计。房屋建筑工程的结构优化设计内容主要是通过对建筑基础结构、屋盖系统结构方案、围护系统结构方案以及一些其他细部结构等方面的综合设计过程，强调一切以从实际出发为基本原则，并结合实际工程情况，以计划成本控制为中心的结构优化设计理念。对于最为多见的框架结构房屋进行设计优化，就需要从整体布局与分部构件两个方向来进行。对房屋建筑结构整体布局优化设计的研究应该从外部特征、高度与柱网尺寸等方面进行。而构件方面则主要应该从构件的表面积、构件的布置和混凝土强度等因素来进行研究。在进行设计工作时，必须要对以上两个方面的条件进行交互式综合式的思考。

2.房屋建筑结构设计的基本要求

2.1房屋建筑结构的舒适性要求

房屋建筑的设计和施工，是为了满足人民群众的生活需求，因此就必须要重视舒适性要求，比如室内的各部空间都应该灵活分布，要考虑到自然光源与人工光源的和谐统一，并且还要求充分考虑到用户入住房屋后，对房屋可能会进行的改造行为，进行剪力墙结构设计时，剪力墙不必按开间布置，可以两间合并布置为大开间剪力墙。

2.2房屋建筑结构的安全性与耐久性要求

房屋建筑的施工，大都具有其商品化的属性，因此就应该努力考虑为用户提供安全性与耐久性俱佳的产品，房屋作为一种消费品，与其它消费品最大的不同就应该是其优越的耐久性和安全性能，这也构成了房屋建筑结构设计与施工的最基本要求。在进行房屋建筑设计施工的材料选择时，应该充分的考虑到建筑结构的稳固性与材料选用的合理性、安全性，应该达到优良的抗风性和抗震性，和使用周期内进行维护和维修的可能性与方便性。

2.3房屋建筑结构的经济性要求

进行房屋建筑结构的设计时，要结合各种条件如房屋建设施工的位置、层级和结构特征等，充分考虑到建筑结构的安全性、舒适性和耐久性的基础上，选用最为合理、能够满足经济性要求的建筑结构。进行各个分部构件的设计也应该做到计算精细，在质量标准达到国家有关规范要求的前提下，将资金的投入降低到最优的程度。特别是当进行房屋建筑结构的基础设计时，更加应该充分考虑到经济化指标，因为房屋建筑结构的基础设计的合理性，与房屋建筑的造价高低有着非常直接的关系。

3.房屋建筑结构设计优化的具体方法

3.1地基是建筑结构的基础

对建筑物的稳定性起着决定性的作用。在进行建筑结构的地基设计时，要因地制宜，具体情况具体分析。进行建筑结构地基的设计优化首先是要选择合理的优化方案，如果是基础较深，那么就需要对拟建工程施工现场的地质情况进行全面仔细的勘察，然后再综合其他现场场地的各种因素进行基础选型及埋深等设计。

3.2砌体结构的设计优化

砖砌体在房屋建筑结构中主要担负着抵抗侧向位移和承重的作用，它的布置方式较为多变，但是在跃层结构或表现出过大的受力结构中却并不适宜。通常应该对其进行以下方面的优化，优化平立面结构，保证建筑形体的规则性，抗侧力构件平面布置宜规则对称，侧向刚度沿竖向宜均匀变化。纵向抗震墙体在建筑整体中，必须保证有三条以上，合理规划门窗的开口规格，一般要将宽度控制在2m或2m以下，这样的设计有利于增加建筑结构的稳固性。

3.3建筑底部剪力墙的设计优化

处于房屋建筑底部位置的框架剪力墙因为具有竖直方向抵抗侧力部件的不连续性，所以就增加了受力出现不平衡状况的因素。也就因此而增加了对建筑平面的要求。在设计中，应该尽最大可能将承重墙放置于框架梁之上，如果受到具体条件限制而只能放置于次梁时，就必须要将主梁与框架梁的钢筋配置适度增大，使放置承重墙的楼板厚度增加。同时，在设计中需要楼板错层时，必须要慎重，必须是在选用质量较轻的板层填充材料时才可以进行这样的设计。

3.4剪力墙的设计优化

对剪力墙进行优化设计，其中连梁是最为重要的环节。如果将连梁的剐度增加，就一会产生增加建筑结构地震作用的情况，同时也就造成了连梁与墙肢的内部受力分配大幅度增加，这样就应该将此处构件的钢筋配置适度增加，从而使建筑材料受到不必要的浪费。所以，在进行房屋建筑结构的设计时，不应该选择将大刚度窗下墙当做连梁的设计。应该选择的设计方式应该是把连梁设计成刚度与截面较小的弱连梁，并且在达到结构的刚度与变形程度要求的条件下，进行经济与变形能力等多方面思考，对构件进行合理的布置。一般来说，剪力墙设计越多，建筑结构也就具有更大的抗侧力，从而减少建筑结构的位移，却导致了地震力的增大。基于以上的考虑，进行剪力墙的设计时必须要掌握对称和分散与均匀的基本理念，以水平位移限度为准控制剪力墙的数目。

3.5房屋建筑结构细部设计优化

进行建筑结构的设计优化，不但要关注整体设计，也应该对各个细部结构部件的设计给予重视，比如进行现浇板的设计时，为了达到去除拐角裂缝与结构受力均匀的目的就需要将异形板划分为矩形板。对于建筑结构底部的框架抗震墙的钢筋配置通常较大，如果在材料选用上使用冷轧带肋钢筋则能够适当减少钢筋配置，从而更加便于施工和达到控制工程造价的目的。在有关设计技术优化方面，也可以增加对现代化高科技的利用。如今计算机仿真优化设计形式已经在建筑工程设计行业得到了广泛的运用，基于计算机软件对设计思路进行模型化的分析，直观而准确。因此人工设计配合计算机的运用进行房屋建筑工程的设计优化应该得到更加有力的推广。

4.结论

随着我国经济建设水平的不断提高，基础设施的建设得到了空前的发展，房屋建设与百姓生活息息相关，要求建筑物有足够的安全性和耐久性，在满足房屋建筑各项功能的同时，最大限度节约建筑成本是设计者的目标。更加应该重视建筑结构设计的优化，这就需要有关设计行业的从业人员以高度的责任心，在实际工作中不断探求真理，积累经验，掌握先进的结构设计理论，不断探求自然法则，提高创造力和创新能力，时刻为达到房屋建筑结构设计的最佳效果而不懈努力。

参考文献

[1]曾耀辉，浅谈住宅建筑设计中存在的问题[J]自然科学，2013，（03）135.

[2]范雷彪，李嘉昕，任忠.具有可靠抗震性能的农居房屋设计[J].华北地震科学.2012，30（2）.

第3篇：建筑结构优化措施范文

【关键词】建筑；暖通设计；问题；对策

随着人们生活水平的提高，建筑行业的发展也不断繁荣。对于房屋建筑来说，其结构设计关乎房屋的使用功能与质量。但是建筑行业发展的过快也导致建筑房屋结构设计的功利化与盲目性，人们过度追求房屋建筑设计的艺术感与时尚性，却可能导致房屋建筑质量问题。现阶段随着优化房屋建筑设计思路的呼声越来越高，人们不得不关注到目前建筑结构设计中存在的问题。所以说，如何针对现在的问题，及时有效的找到解决房屋建筑结构优化的方法成为人们必须思考的问题。

一、房屋建筑结构设计中存在的常见性问题

（一）房屋建筑结构设计过程不符合规范标准

在进行房屋建筑结构设计时，必须按照相应的标准规范。标准的设计要求可以保证房屋建筑的质量。但是实际情况则是一些设计人员根本不按照要求进行设计，或者对设计规范不了解，细节部分不能顾及到。并且建筑设计的微小之处无法考虑到，使得房屋结构数据有所偏差。要知道房屋建筑设计是一项精密的工作，如果误差出现则可能导致房屋建筑结构性能指标达不到，甚至影响人们的居住安全。并且建筑行业的发展较为迅速，一些设计人员跟不上时代的步伐，操作规范难以适应时代的发展，影响房屋建筑的质量。

（二）地基与基础结构设计重视程度不够

在进行地基设计时，设计人员仅仅依靠建设单位提供的数据，根本没有进行实地考察。这样就导致地基与基础的设计缺乏有针对性，可能会对建筑物的质量产生一定的影响。与此同时，一些设计人员在进行基础设计的取舍时没有把握好度，荷载值不合适，进而影响到基础拉梁的设计。现阶段房屋建筑的主体框架多为多层框架结构，钢筋混凝土结构一般使用柱下独立基础。如果荷载取值不恰当，就会影响建筑物的性能。不仅如此，基础拉梁设计取值不合理也是当前房屋建筑结构设计中普遍存在的问题，往往导致整体的建筑结构设计方案。

（三）建筑框架设计存在一定问题

主要可以分为以下几个方面：

第一，只重视房屋的横向框架设计，对其纵向框架设计不重视。这样以来，如果出现地震等灾害，就会导致建筑出现配筋与跨中纵筋分配不均的问题，影响建筑性能。第二，承重柱截面高度设计不合理，一些涉及人员为了便于计算受力分析，在设计承重柱的截面高度时将其数值设计较小，从而影响了建筑性能。第三，阳台梁载荷过小，因而设计人员不重视这一部分，可能将连续梁设置成单梁。时间一久，就会影响梁的承载力，缩短其使用寿命。

二、优化房屋建筑结构设计的策略探讨

（一）设计过程中遵守相应准则，提高设计准确性

良好的设置规范能够有效保证房屋建筑结构设计的规范性与质量。为此建筑结构设计人员必须充分掌握建筑结构设计的相应法规、细则与标准，即便是再细微的地方也不应放过。为了提高房屋建筑结构设计的准确性，设计时设计人员可以借助相应的计算机软件，利用程序进行精确化的编辑、设计，借助计算机庞大的计算功能，可以优化设计参数，确保房屋建筑结构设计的规范性，并且能够提高建筑房屋使用的安全性。

（二）设计时保障房屋建筑结构的安全性、功能性与经济性

地基与基础设计是房屋建筑的基础，只有地基与基础设计的质量得到保障，才能提高房屋建筑的整体质量。在进行设计时，一方面要求设计人员充分考虑房屋结构设计的安全性，另一方面还应该兼顾房屋的功能性与经济性。这就要求合计人员在设计之前就应该对施工区域进行实地考察，要掌握第一手资料。设计人员还应该精确计算荷载值，确保设计的精确性。为此，设计人员应该尽量避免单纯的依靠套公式的计算方式，而应该根据设计规范、标准并综合考虑地基的实际情况进行适当的修改。持力层的承载力也不是凭空得来的，而是根据施工地点土的性质决定的，不同性质的土层其承载力也不一样。为了保证数据的准确性，计算后还应该根据标准进行验算。需要注意的是，如果计算时使用的是电子计算机，则应该选择恰当的模型，并仔细校对数据。

（三）合理设计房屋建筑的框架结构

在选择框架结构参数时，应该根据建筑楼层剪力系数、自振周期以及侧向刚度比等。在结构配筋时必须综合考虑最大配筋率和最小配筋率。只有这样才能保证房屋建筑各个部位的搭接、延伸以及锚固符合要求，提高其抗震性能。涉及人员必须重点关注建筑物的顶层，确保按照国家的相应标准进行设计，避免房屋因温度变化导致墙体开裂。

（四）提高设计人员的综合素质水平

事实上在设计时出现的各类问题大多与设计人员的能力与水平有关，因此提高设计人员的综合素质水平是优化房屋建筑结构设计的重要措施。为此，设计人员必须不断学习，以便提高自身的能力。对于一些较为重要的设计点，设计人员应该提高认识，深入现场进行实地考察。另外，随着时代的发展，计算机软件的应用也为房屋建筑结构设计注入了新的活力。所以，设计人员还需要掌握一定的计算机操作能力，以便提高设计效率，确保设计的准确性。

结语：综上所述，房屋建筑行业仍会继续发展，在发展过程中必须及时关注房屋结构设计中存在的问题。我们必须重视这些问题，如果不加以解决将可能影响房屋建筑的质量，更有甚者还会阻碍房屋建筑结构设计理念的进一步发展。有鉴于此，设计人员在设计之前必须综合考虑建筑周边的环境，在设计过程中应该在满足建筑房屋安全性的同时保证房屋使用的功能与居住体验。对于设计人员来说，房屋建筑结构设计中必须严格遵守设计原则，兼顾建筑的安全性、功能性与时尚型，才能不断推动建筑业的发展。

参考文献：

[1] 梁利生. 房屋建筑结构设计中常见问题的剖析与探讨[J]. 中国新技术新产品. 2012（17）

[2] 张莉，阮景，满敬涛. 浅谈房屋建筑结构设计中常见的问题及改进措施[J]. 中外企业家. 2013 （35）

第4篇：建筑结构优化措施范文

【关键词】高层建筑；框架剪力墙；结构设计

随着经济建设的快速发展，城市人口不断增加，建筑用地资源非常紧张，在这种情况下，高层建筑以其大容积率得以在城市中快速发展起来。高层建筑垂直高度较大，而且结构较为复杂，这就需要选择适宜的结构形式，来确保高层建筑的稳定性。目前框剪结构不仅能够有效的确保使用空间的最大化，而且抗侧力刚度也较好，所以在当前高层建筑结构设计中得以广泛的应用。在进行框剪结构设计过程中，需要对其设计进一步优化，确保建筑结构能够更好的满足建设可靠性的要求。

1、高层建筑框架剪力墙结构设计的基本原则

对高层建筑中的剪力墙的应用更能有效的体现出其很好的优势。不但能够满足建筑最基本的使用功能，还能够对人们日益增长的个性化需求以及工程经济性需求和耐久性的要求都可以实现。剪力墙的结构设计技术的应用能够有效的确保建筑的质量，也能够降低建筑工程的生产成本。

1.1调整楼层最小剪力系数方面的原则。在进行剪力墙的设计中对于其构件尽可能的减少布置，其中最佳的设计方案就是进行大开间剪力结构的布置，使得侧向刚度结构能够达到最好的状态。同时，楼层间的剪力系数也要确保较小，但是不能超过相关规范规定的范围。

1.2调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则。在对规范规定的最大楼层间的位移进行计算时，假如建筑所处地区出现地震的情况比较多，对楼层的标准值在进行计算时可以将结构的整体弯曲变形进行保留，在以弯曲变形为主的建筑中需要计入扭转变形。在高层建筑当中重点需要考虑的就是楼层间的剪力变形以及扭转变形。结构的剪切变形主要是通过竖向构件的数量进行确定的，在实际的工程中，有很多构件还是很难满足的，同时还需要加强对构件的合理布局，如果布局不合理，就会导致产生扭转变形，那么楼层间的位移就很难达到要求。所以，相对高层建筑来说，不能简单的只是利用楼层间的位移来进行竖向构件刚度的确认，同时还需要尽可能的减少扭转变形。

1.3调整剪力墙结构连续超限方面的原则。如果剪力墙结构的连续跨高比太小就会出现弯矩和剪力过大的情况，这样就超过了相关规范限度。按照相关规定的要求，在跨高比低于5时，连续梁是不能进行折减的，对跨高比的合理选择能够有效的避免剪力和弯矩过量。在进行结构设计中对以上所述有效合理的利用就能够在一定程度上降低工程成本。在对剪力墙的结构设计中，不仅需要符合相关规定，还需要加强对其他方面因素的考虑，对建筑物的立面以及平面一定要尽可能的确保均匀，并且剪力墙结构一定要远离房屋中间，这样是为了确保房屋的整体抗扭能力。

2、高层建筑框架剪力墙结构设计优化措施

2.1剪力墙位置优化设计

框架剪力墙在其设计的过程中通常为双向布置，一般沿着主轴方向或者其他的方向，此种做法可有效的提高空间工作性能，且极易实现两个方面手里的抗侧刚度接近。剪力墙的位置、数量均要得当适宜，若是剪力墙的数量太少，那么结构抗侧刚度则无法满足设计要求，但是数量过多，那么墙体的利用率则会大大降低，从而导致结构抗侧刚度过大，加大地震力和自重，无法充分满足设计要求。在设计剪力墙肢截面的时候，尽量达到规则、简单、竖直刚度均匀等要求。在对建筑进行抗震设计时，剪力墙底部则需加强部位不应采用错洞墙和叠合错洞墙，有效的避免设计过程中墙肢刚度相差悬殊的洞口。同时剪力墙必须应用从上到下的连续布置方式，避免强敌刚度突变，且对剪力墙平面外地弯矩进行控制，保证剪力墙平面外地稳定性。

2.2结构的科学设计

众所周知，在剪力墙水平方向的安排中，设计人员如果想要将剪力墙的重量核心和其刚度核心尽可能的布置在一起，则应当尽可能的将剪力墙平面设计以对称的方式来进行，这能够有效减少剪力墙扭矩的出现并且有效提升剪力墙的抗震性。除此之外，剪力墙合理布置的结构过程中设计人员还应当减少单向形式的设计，从而能够有效避免其对于剪力墙结构中的抗震性能产生不良作用，最终促进建筑工程抗震性能的有效提升。另外，在合理布置结构的过程中设计人员应当使剪力墙侧向刚度能够充分发挥，从而能够在此基础上促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计抗震效率的持续提升。

2.3延伸性处理及设计

延伸性处理是建筑工程结构设计中的剪力墙设计的核心内容之一。通常来说由于剪力墙的结构自身存在着较大的延伸性，因此这意味着在进行剪力墙的设计和施工过程中其也当具备相应程度的延伸特性，这将会直接影响到剪力墙结构的整体性和耐久性。除此之外，在延伸性处理的过程中为了有效的避免剪力墙结构中出现相应的破坏问题，在进行剪力墙设计时设计人员应当确保其能够满足承载力的相应要求，并且通过均匀、对称、上下连贯的设计方法的有效应用来促进其整体支撑效果的有效提升，最终在此基础上促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计可靠性的不断进步。

2.4强度与性能的设计

提升强度与性能是建筑工程结构设计中的剪力墙设计的重中之重。根据我国相关机构出台的《高规》中所规定，在建筑工程的设计、施工过程中一般的剪力墙的水平和竖向分布筋的配筋率都应当得到可靠的保障，即对于非抗震设计和四级抗震设计时这一数据应当在 0.20%之上，与此相对应的则是，当对于一、二、三级抗震情况的建筑工程设计时，设计人员应当确保这一数据不小于0.25%，从而能够促进建筑工程抗震强度与自身性能的有效提升。除此之外，在提升强度与性能的过程中设计人员还应当遵循《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》中的相关规定，即通过约束边缘和构造边缘的剪力墙构件来促进矩形截面剪力墙的极限承载力能够优化40%以上，并且促进其抗震能力得到20%左右的提升，最终促进建筑工程结构设计中的剪力墙设计合理性的不断进步。

2.5合理的控制剪力墙结构参数。为了保证高层建筑结构设计中剪力墙结构布置的合理性、恰当性以及科学性，就要对位移比、侧向刚度比、周期比等一些参数进行有效的控制。位移比通常是指高层建筑中，竖向构件本身的楼层的位移和水平位移与楼层平均值的比值。除此之外，还对剪力墙结构布置其自身的不规则性进行限值，这样能够有效的防止建筑出现偏心力，出现建筑扭转的现象。位移比限值是根据刚性楼板假定的条件下确定的，高层建筑的竖向构件位移比一般是不能够超过1.2倍的。

3、结语

在建筑中剪力墙结构主要承载的就是水平以及竖直方向的荷载和重力，在剪力墙设计中不但要求其安全合理，还需要对其经济问题进行思考。在设计中，对于各项位移的限制值也需要使其能够满足，对于其构件中的抗侧力构件作用也需要加强思考。对于剪力墙的竖向设计也需要使其能够满足位移限制值相关规范的要求，尽可能的使其数量能够减少，同时对于基本的振力也不造成影响。

参考文献：

[1]张建勋，谷军，张帆.框架剪力墙结构的概念设计要点分析[J].建筑设计管理，2011（10）.

第5篇：建筑结构优化措施范文

关键词 建筑结构；优化设计；技术

中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0065-02

0引言

在现代建筑结构优化设计过程中，不仅要尽可能满足用户对建筑结构功能需求，同时要对建筑结构设计成本、经济效益、后期使用、节能性能等进行充分的考虑，才能保证建筑结构设计质量，提高建筑结构设计效益。本文结合现代建筑结构优化设计理论，从建筑结构设计方案、构件配置、材料利用及计算四个方面，对建筑结构优化设计要点进行深入探讨。

1 建筑结构优化设计

1.1设计方案方面

为了保证建筑结构优化设计的合理性，设计人员依据建筑工程实际情况，制定适宜的结构设计方案。在制定结构设计方案时，必须注意的几点问题：1）保证结构构件配置合理性。设计人员在对建筑结构配件进行设置时，必须对每个构件进行充分的考虑，以保证构件配置合理性，发挥构件在建筑结构优化中的作用；2）扭转效应预防。为了防止建筑结构出现扭转反应，要求在建筑结构平面上的抗侧力中心必须与建筑物外力中心相接近或者相互重合，不仅可以减少抗扭转构件数量，同时可以降低建筑造价成本，提高建筑物经济效益；3）合理设置传力途径。如果建筑结构传力途径较为复杂，不仅会增加建筑工程造价成本，同时对建筑结构安全性也会造成一定的影响。因此要求设计人员必须设置简单的传力途径，这样不仅可以减少结构所需传递构件，降低造成成本，同时可以避免安全事故的产生；4）注重建筑结构整体效果。在制定建筑结构优化设计方案时，从建筑结构整体性出发，处理好建筑结构构件与建筑结构间的受力关系，使得建筑结构承载力、延伸性及刚性强度得到有效的提升[1]；5）加强沟通合作。为了保证建筑结构优化设计方案的可行性，要求设计人员与建筑人员、施工人员进行有效的沟通和合作，并共同制定建筑结构优化方案，使得建筑结构优化设计方案更加的完善、可靠。

1.2材料利用方面

建筑结构优化设计主要是为了使建筑工程达到“低成本、高收益”的效果，即尽可能减少较少的资金，建立舒适、安全的建筑。而材料作为建筑结构设计的重要组成部分，其合理利用对建筑结构优化起着至关重要的作用。因此要求设计人员依据建筑结构构件受力情况、环境等特点，选择适宜的材料。对于刚劲混凝土建筑结构而言，其柱子是受压重点，所以必须选择抗压性高的混凝土，以缩小结构构件截面，扩大结构空间，使得结构自重力有所减轻。梁板是建筑结构受弯的重要部分，可采用强度较高的钢筋，以减少钢筋材料使用量，保证钢筋与混凝土强度统一性，使得材料性能得到充分发挥[2]。而对于建筑结构中的跨度结构、复杂结点、及转换层，则可采取钢结构材料，一方面可以降低材料成本，提高经济效益，另一方面可以保证建筑物的舒适度和安全性。

1.3构件布置方面

建筑结构主要包括梁、剪力墙及柱子等，在建筑结构优化设计中，必须对这些构件进行合理的设计和布置。1）柱子设计与布置。建筑结构柱子截面与轴压比有着密切的关系，当建筑结构上部轴力处于一定状态时，可以通过扩大柱子截面、增加柱子箍筋或者加大混凝土强度等措施，对柱子轴压比进行有效的控制，以提高建筑结构的安全性，同时使建筑结构功能得到充分发挥[3]；2）梁设计与布置。建筑结构梁板可分为宽扁梁和预应力梁。宽扁梁不仅可以降低梁板截面高度，同时可以提高建筑物整体净高，使得建筑物面积得到扩大，但是其经济效益与普通板相比较低，主要是因为建筑结构梁板横向截面高度有所降低，纵向钢筋率就会有所增加，挠度也有所扩大，提高了建筑成本。对于挠度的建筑结构，可采用预应力梁，虽然能够满足建筑结构设计特殊要求，但是其成本相对较高；3）现阶段我国建筑结构优化设计过程中，框架-剪力墙结构是应用较为广泛的一种结构体系，其主要由钢筋混凝土型剪力墙和框架组成的，建筑框架中的梁柱由刚接完成，而剪力墙和框架可采用铰接或者刚接完成。框架-剪力墙结构具有灵活性的使用空间、良好的整体性及衍生性、较强的抗震性和承载力，使得结构侧移达到减小，使得建筑结构得到有效的优化和完善。素以在建筑结构优化设计中，必须提高建筑结构侧向刚度，以保证建筑结构安全性，降低建筑造价成本，使得建筑结构优化设计得到最为理想状态。

1.4结构计算方面

为了保证建筑结构计算的准确性，使建筑结构设计得到有效的优化，要求设计人员在结构计算过程中，必须做到以下要求：1）与工程实践相结合。在建筑结构计算时，必须对建筑工程情况进行有效的调查和分析，以保证建筑结构计算数据的准确性；2）计算机系统的应用。为了提高建筑结构计算的准确性，设计人员必须合理应用计算机系统，对建筑结构计算结构进行全面且有效的分析；3）数据输入准确性。为了避免建筑结构计算误差的产生，要求设计人员对建筑结构计算数据输入过程进行有效的控制，并对建筑结构设计图形、构件及荷载等参数进行核查；4）计算结果审查。当建筑结构计算完成后，必须建立相应的审查制度，对计算结构进行有效的审查，以及时发现问题，并采取有效的处理措施，以保证建筑结构计算的准确性，使建筑结构优化设计得以实现。

2结论

结构优化设计不仅能够提高建筑结构安全度和稳定性，同时能够有效降低建筑工程建设成本，使建筑工程效益得到有效的提高。所以，设计人员必须加强现代建筑结构优化设计工作，选择合理的结构优化设计方案，提高材料利用率，合理配置结构构件，保证结构计算准确性，使得建筑结构得到有效的优化。

参考文献

[1]班春旭.建筑结构优化设计的研究[J].科技与企业，2012，12（17）：89-90.

第6篇：建筑结构优化措施范文

社会的发展促使人们的生活水平得到了很大的提高，注重物质生活水平的追求也不断提高，这就形成了对建筑水平多样化的要求，要想在节约建筑成本与建造高质量工程中有效统一，就需要一定的建筑结构优化设计，建筑结构优化设计不仅能够在资源上节约成本的支出，还能够实现在资源的有限条件下使建筑的质量功能水平最优化，能够提高空间的利用率，发挥资源的最大功效，建筑的高质量包括建筑的环境以及使用功能，结构设计优化符合一定的经济发展原理，对资金，土地资源空间，建筑质量与水平都能做到合理的优化，建筑结构优化对于建筑行业的发展以及未来的经济可持续发展都有着很重要的作用。

2建筑结构优化设计的特点内容分析

建筑结构设计的优化是通过整体建筑的要求决定的，首先要了解整体建筑的设计理念，这样才能够进一步的确定建筑的整体结构，才能开展建筑设计的优化工作，确保在有限的空间及资金条件下，优化建筑水平，建筑结构设计也有着自身的特点，要考虑建筑结构的整体性，把握好建筑的一般结构类型，了解建筑结构的特点，这样才能够在进行建筑结构设计的时候充分考虑到各种条件方面的优化，还要根据建筑的整体结构，还有建筑结构的特点来设计合适的结构类型，确定具体的结构配置，以及所需资源的构件，对各种建筑结构进行设计优化时，还要考虑整体建筑的布局类型，实现科学技术与建筑艺术性设计的结合，通过对建筑结构的进行优化来找出最好的建设方案进行建筑设计。

3建筑结构优化设计中存在的问题

在进行结构设计的优化过程中会存在很多的问题，对于一些低层建筑物，建筑结构设计原理基本上都是一致的。但是由于土地资源的有限性，空间的局限性，目前高层建筑不断地发展，对于高层建筑来说，建筑结构设计就要增加新的控制因素，较高的承载需要结构上的绝对稳定，这就给建筑结构的设计增加了一定的困难，越高层建筑承载力需要越大，在安全稳固方面就越困难，这些问题都会对建筑结构设计的优化造成很大的压力。另外对于建筑结构设计的技术要求来说，要想优化技术水平，就要了解建筑结构设计的要求跟使用功能，这就需要在考虑众多细节问题的同时也要把握经济的适用性，优化技术是要从建筑整体跟组成构件出发，对于建筑中的各个结构部分都要做到优化解决，用有限的资金做出最优的方案，实现经济与质量的有效结合。

4建筑结构优化设计的应对不足措施

首要要对建筑结构设计的重新认知，要提高建筑结构设计的优化技术，在进行建筑结构设计时提高对建筑质量的要求并且结合建筑的美观等问题。具体的表现在：设计师在设计建筑结构方案时，要结合建筑参数，对工程的目标进行一个预测规划，这样可以实现建筑工程中的资源经济控制，有利于建筑结构设计的优化设计工作，更好的实现工程建筑的目标；建筑结构设计要根据建筑的设计来确定最终的方案，根据固有的建筑面积最大限度的设计出结构的合理限度性以及空间的利用率，减少工程造价成本；而且由于建筑本身承担的功能作用就是安全稳定持久耐用，以及美观性，所以在进行建筑结构设计时要考虑多方面的影响，包括建筑的整体功能，建筑的安全稳定，还有各种可以完善建筑的设计施工，在设计时综合对这些条件进行考虑设计，实现建筑结构设计优化的目的。

5建筑结构设计优化的应用方法分析

建筑结构设计优化是为了解决在建筑结构设计中经常出现的一系列问题，所以建筑结构设计在应用时要注重对结构设计技术优化的分析，建筑结构设计不是单一方案，是根据具体的建筑情况规划的多方案的结构方案，对于同一个建筑方案有着不同的建筑结构方法，这就使得在选择的过程中，不断地对比研究，重在完成高质量的同时减少资源的利用以及资金的节俭，最大限度的降低工程的造价，这就要求设计师在进行设计时，要具有较高的建筑结构设计经验和设计优化水平，科学合理地优化设计方案。同时在进行建筑结构设计时，也要注意结构应用技术优化的作用，在对设计师的培训选择中，注重对经验的要求，培养设计师的创造性，这样才能更好的进行设计的优化工作，实现建筑结构设计优化的技术与应用完美的结合。

6建筑结构优化设计相关图例分析

我国各个城市都有自己的图书馆，纵览现代图书馆的设计，可谓千姿百态，不拘一格。有的利用老旧的图书馆加以施工，给人一种复古的感受，而有的图书馆设计采取新颖的设计理念设计，带给了人们现代的感觉。总的来说图书馆内部不但要讲求通达、方便、舒适，而且其外部造型更要具集典雅庄重、美观于一体，既要坚持馆舍总体布局科学、适用的原则，在功能上满足人们的需求，又要给人以建筑艺术美的享受。具体来说现代图书馆设计应具备以下几个功能特点：（1）内部设施要有灵活性。（2）合理的建筑布局。（3）方便读者的使用。（4）馆舍可扩展性。（5）内部设施的使用性。（6）室内布置的统一性。（7）舒适的阅读环境。（8）确保文献的保存。图1为某图书馆建筑几乎采用了完全的特制玻璃设计，这样不但能为内部环境的透明度和光照条件加强，而且可以减轻热量的吸收，眩光等影响；内部设计采用多层组合的方式进行功能上的分层布局模式。而且它是围绕中央大厅的设计形式，结合了中国古建筑中具有庭院的设计风格。该图书馆建筑面积超过540，000平方英尺，在满足收藏图书的同时，布局了多个现代化的电子阅读室，音乐厅，画廊室，以及会议设施，大大在单一的图书馆基础上扩展了该建筑的实用性。其外形设计不但表达对自由和知识的重要性，更加发展了现代建筑的结构设计理念，无论是从内部设计还是外观的结构设计都有了巨大的进步，符合建筑结构优化的设计。

7结束语

第7篇：建筑结构优化措施范文

关键词：建筑结构； 优化设计； 剪力墙；

中图分类号： TU2 文献标识码： A

一、建筑结构优化设计的基本原则

（一）功能性

建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满足也不再局限于传统的实用，而是增添了舒适性、 美观性、协调性等多种新元素， 满足人类对基础物质生存环境的更高要求。

（二）安全性

建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。因此， 安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。

（三）经济性

建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。

（四）环保性

建筑结构设计的环保性是继经济性之后的一大更高要求，建筑结构优化设计过程通过材料选用品种的环保、整体布局的环保来体现可持续的发展理念。在建筑资源的材料选用方面，在保证建筑本体功能性、安全性的基础上，最大可能的选择节能环保型材料，同时，在结构优化的整体布局中，不仅强调建筑主体内部结构的统一与环保，也包括建筑建设过程中废旧材料的处理与应用，更不能忽略建筑未来使用过程中对环境产生的重要影响。另外，材料选用的环保、整体布局的环保也是结构优化设计过程中安全性的体现。

二、建筑结构优化设计的主要措施

（一）剪力墙的优化设计

剪力墙设计中连梁的设计是关键。联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成， 从而增加了墙肢的约束条件。连梁的刚度增大必将使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配内力也相应增大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。因此，在住宅结构设计时，有经验的设计师都不会采用大刚度的窗下墙作为连梁，而是将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度与变形要求时，应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑，合理布置抗侧力构件。显然，剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。因此剪力墙应以周边均匀、对称、分散等原则合理布置，以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量。

（二）建筑结构形式的优化

不同的建筑类别和功能要求决定了户型的选择，从砌体结构、 底部剪力墙结构和梁的选用与布置谈起。

1、加强砌体结构的设计

作为承重构件和抗侧移构件的砖砌体，其平面布置较为灵活，但不适宜做跃层结构，杜绝受力较大的突兀结构形式。门窗开洞宽度不宜超过2.1m，纵向墙体数量不宜少于三道，这一措施可以适当减少构造柱的配筋。

2、加强底部框架剪力的设计

底部为框架剪力墙的结构由于竖向抗侧力构件不连续，使得设计中受力平衡容易出现问题，因此对建筑平面的要求较为严格。承重墙尽量放在框架梁上，如果出现放在次梁上的墙体时，应加大该次梁、主梁、框架梁的配筋，加厚该处的楼板厚度。结构楼板不能随便错层，只有在楼板上填轻质材料实现的方式才可行。户型设计中宜让大房间布置在临街面，卫生间、厨房等小房间布置在背面，这样方便临街面柱网的布置等。

3、梁的选用与布置

常规梁经济性最好，但严重影响建筑层高，尤其是在目前土地资源有限的情况下，最终还是无法实现社会整体经济效益的最大化；宽扁梁能减少梁的截面高度，增加建筑物的净高。在建筑物总高度限制的情况下，可以增加层数，以获得更多的建筑面积。但宽扁梁在经济指标上与常规梁相比并不是最优，由于 y 方向截面高度减小，使得纵向钢筋的配筋率较高，同时挠度偏大。在跨度进一步加大的情况下,也可采用预应力梁，以满足建筑物的特殊要求，但费用较高。此外，高层建筑框架柱截面大小主要由轴压比控制，在上部轴力一定的情况下，可以通过加大柱截面、提高混凝土设计强度、加大柱箍筋、采用钢混凝土柱等不同方法来控制柱轴压比，最大化程度保证功能性与安全性。

（三）基础设计荷载取值的优化

对于框架结构，建筑物的柱下基础一般设计为相互独立的。对于层数低于8层且高度低于 25 米的普通建筑，若地基的关键受力部位不在软性粘质土层，则可以省去基础抗震能力的校验步骤。此外，验算独立基础的尺寸大小时，应取轴力设计值。若取为剪应力设计值或弯矩设计值则会使设计的独立基础尺寸偏小，可能会对建筑物上部结构的安全造成威胁。

（四）箍筋与框架梁间距的优化

对于抗震等级不同的框架，箍筋与框架梁的间距不同。一般情况下，加密区箍筋与框架梁的间距不超过 10cm，非加密区钢筋与框架梁的间距不超过 20cm。合理地设计箍筋直径及其箍筋与框架梁的间距对建筑工程结构设计的优化具有重要意义。需要注意的是，在设计非加密区柱、梁的配筋时，不需考虑高剪应力弱弯矩的规定，即可以不计算剪应力的增大系数及弯矩的减少量。

（五）提高材料的利用率

结构设计的目的便是花尽可能少的钱，做最安全、适用的建筑，这就要求结构设计时对材料的选用要合理，利用要充分。要根据结构构件的不同受力特点、工作环境和材料的力学性能特点，选用合适的建筑材料。在钢筋混凝土结构中，以受压为主的柱子，就要充分发挥钢筋混凝土材料中混凝土抗压性能好的特点，尽可能采用高标号混凝土，不但可以减小构件截面，增加使用空间，还能减轻结构自重。梁板以受弯为主，可采用高强度钢筋，以减少钢筋用量，同时要注意钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土强度的匹配，最大限度地发挥出材料的性能。

三、建筑结构优化设计的新思路及辅助手段

（一）概念设计优化

对于同一个建筑方案可以有不同的实现途径和结构设计；对于我们分析的设计方案，由于参数、荷载、所用的材料的不同都会导致各项的取值是不尽相同的，对于建筑物结构设计的细节处理方法也不是唯一的，这就需要我们设计人员根据自己多年的经验和实际的理论以及当时的情况进行自行的判断，计算机是无法解决这些不确定的问题的。但是我们的判断也只能在结构设计规律的指导下进行主观的概念设计，而这种概念设计是设计人员在多种备选方案中的选择过程。

（二）结构设计的优化分解法

该方法是将建筑工程结构设计的优化问题分解成比较小的子问题， 如基础、屋架、梁、柱等。优化过程分为两级。第一级是对各个子问题单独进行优化处理。这时可以根据各种不同类型的结构如框架、梁、柱等即各子问题的特点，分别采用各不相同的优化方法。第二级是对第一级子问题的优化方法进行综合调整。循环几次后，即可得到各自适应的优化方法。这种方法的优化过程具有良好的收敛性，且计算工作量较小。

（三）结构设计的变换分析优化求解法

该方法是把优化目标当作优化依据，对影响结构设计的各个因素进行分析， 从而得出一个规律或者方向，以指导结构设计的优化。继而再用优化方法达到结构整体最优化的目的。

（四）借助计算机进行准确的结构计算

一体化计算机结构设计程序的不断完善和全面应用，使结构工程师从繁重复杂的结构计算中解脱出来。工程师可以在概念、经验和估算的基础上借助计算机进行可靠的分析计算，经过多次计算比较和调整，使结构设计更加合理和经济。在利用计算机结构设计程序进行结构计算时，要注意以下问题：不能盲目的依赖计算机，对于输入的几何图形，构件尺寸、荷载数据等应认真核对、力求准确无误，对计算参数的选取要正确合理，注意实际结构与计算模型的差异。

四、结束语

综上，优质的结构优化设计不仅能够保证房屋建筑使用的安全和经济，还能最大程度地降低工程造价，控制工程投资，进而获得更多的经济效益。这就需要房屋建筑结构工程师在设计中发扬精益求精的精神，不断运用各种手段优化建筑结构设计方案，设计出更经济、安全、适用的建筑产品。

参考文献

[1]JGJ3―2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].中国建筑工业出版社， 2011.

[2]苏英.高层建筑结构设计的几个问题[J].科技信息(学术研究)，2007.16.

第8篇：建筑结构优化措施范文

【关键词】建筑结构优化设计；强度和稳定性；舒适度

说到优化建筑结构设计，可能有人以为优化结构设计嘛，只要通过受力计算，准确地计算出所需的钢筋用量和布置方式，使结构构件受力最佳、钢筋用量最省、功能最齐全，其实这是不对的，至少是不全面的。因为任何一幢建筑的结构设计方案提出之后，从结构选型和构件布置开始就已经存在是否优化的问题，再加上随后的每一个设计程序也都需要结构工程师去进行精心思考、准确计算和合理选用建筑材料等全过程的优化设计，才能最终产生优化的结构。结构优化设计不应仅仅在结构本身，而是应包括建筑的各方面，比如提高建筑空间利用率、增加建筑投入使用后的舒适度和提高建筑的经济效益（性价比）等。为此，科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计，是非常重要的。

1 不规则建筑平面布置产生规则结构效应的原则

有规则建筑体型和平面布置的结构，因其受力较简单，造价相对较低。但由于不同使用功能的需要，建筑的体型和平面布置是多种多样的，不可能因结构要求规则而对结构设计师的创作提出无理要求，倒是可以在满足不同使用功能的前提下，通过对结构墙、柱的布局和墙肢长短的调节，使不规则的建筑体型和平面布置产生规则结构的效应，同样可以使建筑结构达到经济结构和安全使用的预定目标。

当然，从理论上讲，任何建筑体型都有一种相对比较规则的结构受力方案，因为当建筑体型确定以后，整体建筑的形心和质量中心（重心）就也确定了，结构设计师在设计时只要使结构的荷载中心和刚度中心尽可能地接近乃至重合，该建筑结构就基本具备了稳定和规则性的条件，而且，楼层平面面积越大，内部可分隔的空间越多，就越能做到规则的结构布置，建筑结构的整体稳定性和安全度就越有保障。从力学观点来说，结构的荷载传递路径应力求简单和直接。建筑结构中空间关系较复杂的部位，在设计时常会出现多次转换的结构构件，犹如转换层，这样，会导致造价提高，也容易发生因失稳而引起的安全问题。结构构件的传力途径有多种多样，其支撑构件也可根据传力需要按科学、合理的方案进行变换，因此，可以说没有固定不变的结构布置，也没有一成不变的传力途径。而如果设计师采用最直接、最简单的传力途径，就可以省去许多中间传递的结构构件，从而也可减少结构的安全隐患，使结构受力更明确，材料更省，其造价自然也会更低些。

2 尽可能提高建筑投入使用后的舒适度原则

所谓好的建筑，应是从建筑、结构、装饰装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合，是整体优化设计，如果仅仅是某个专业设计得好，是不可能被称作是一个好建筑的，结构设计也不能例外的，建筑结构设计要能最大程度地满足建筑平面布置、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感的要求，投入使用后，使用户在工作和生活中感到很舒适，使建筑真正成为人人赞美的好建筑，这才是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。因此，建筑结构的优化设计应包含结构体系的优选、传力途径的科学性、构件布置的合理性、构件和材料选用的正确性等内容。我们应该把尽可能提高建筑投入使用后的舒适度作为建筑结构优化设计的一条重要基本原则。

3 建筑结构整体安全度原则

我国早已颁布实施的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定的抗震设计的标准是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，是说整个建筑结构所有构件要共同达到的目标。如果一个工程有99%的构件在大震作用下不会被破坏，而其中有1%的构件即使在小震作用下就被破坏，导致整个建筑垮塌，那么，这个工程还能说是结构安全吗？所以我们认为，结构优化设计应全面考虑整体建筑的每个构件，都具有可靠的承载能力，确保整个结构安全度的可靠性，确保实现结构设计规范规定的设计标准，达到建筑结构既安全又经济耐久的总目标。这就是结构设计应坚持的建筑结构整体安全度原则。

4 特殊情况重点加强，确保结构整体安全原则

结构构件在建筑中所处部位不同，其受力状态和受力大小不同，结构设计师在设计时应有不同的计算和处理方案，应逐个予以正确地解决，而不能机械地按规范条文和电算软件去处理。比如，高层建筑的转换层结构构件，当墙、梁、柱构件出现偏心时，应对相关构件作出特别加强构造措施；而功能复杂的综合性建筑，当剪力墙上洞口较多时，应根据错洞情况用暗柱予以特别加强；一字形剪力墙两端应采取较大截面的暗柱作特别加强；框架柱应重点加强其延性设计；对异形柱应对其长肢端部作加强处理；静定结构的构件应加大其安全储备；大悬臂梁、板构件则应增加在竖向地震力和风荷作用下强度及稳定性设计；非结构受力构件应加强连接构造，以增强建筑结构整体稳定性；受水土侵蚀影响的构件应充分考虑水土的侵蚀作用对构件的影响力大小，以便采取相应的抵御措施；不设后浇带的超长结构和高低悬殊结构应采取特别措施处理，以确保结构的整体安全等等。

5 对不同构件采用不同的安全系数的结构优化设计原则

无数结构试验证明：由于现浇钢筋混凝土楼板的约束作用，可以在很大程度上提高楼盖梁的承载能力，最高时可提高约1.5倍。而现行国内结构计算软件却不能准确反映现浇楼板的这种约束作用，一方面，按力学计算结果进行结构设计的话，对现浇楼盖梁而言，它的安全系数就偏高了许多。另一方面，从对出现垮塌事故的工程进行事故原因调查和分析可以得知，由于楼盖或楼盖梁的问题而导致结构破坏的工程实例极少，除非是结构计算本身有误。从许多震害调查的工程实例中也可得知，在地震力作用下建筑倒塌的主要原因，也大多是由于墙、柱等竖向构件首先遭到破坏所致。而结构工程师为确保建筑的整体安全，往往不分构件的实际承载能力，对所有构件均给予相同的安全系数，这就是造成结构设计不合理的重要原因。因此，我们认为在结构设计时，对独立构件、静定结构和竖向构件应采用较大的安全系数，而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以适当降低，这样处理既可以降低工程造价，又可提高结构的综合安全度。

6 关注实际结构与计算模型不同的原则

一般来讲，电脑可按输入的程序作计算，但它不会做分析，如果结构工程师想依赖电脑将它的计算结果进行结构分析的话，会给结构留下较多的隐患。现行应用软件中墙板构件是通过假定来实现的，它在某种特定结构布局下是不符合假定条件的，这样的电算结果是容易出现问题的。因此，除了整体电算需要人工调整外，很多手算的局部构件也存在同样的问题，可见实际结构的受力状态与计算模型是不一样的，设计时务必要特别予以关注。

第9篇：建筑结构优化措施范文

【关键词】电力建筑，结构，优化设计，对策

随着社会经济的发展，我国的电力建筑工程建设也得到了快速的发展，在电力建筑工程项目中，实现建筑功能和投资控制的一体化是工程建设的主要目标，而在建筑工程投资中，建筑结构的造价占据着较大的比重，建筑结构的造价的控制关键在于设计阶段，同时，随着我国节能环保观念的提出和深化，人们对建筑环保性的要求也更高，电力建筑优化设计成为社会发展的必然要求。通过电力建筑结构的优化设计不仅能够提高建筑安全可靠性，降低工程造价，提高经济效益，还能满足环境保护的要求，实现社会、经济、环境效益的统一。

一、电力建筑结构优化设计原则

电力建筑建构优化即是将其合理化、科学化，优化设计是一种集多种学科和现论设计于一体的现代设计方法，电力建筑是一个长期性、复杂性的系统工程，将优化设计应用于电力建筑结构设计中，寻求最优结构方案，是提高建筑经济性能和安全性能的有效措施和方法，在电力建筑结构优化设计中应当遵循功能性、安全性、环保性和经济性的原则。

1、功能性。建筑的功能是建筑价值最直接的体现，建筑是为人类服务的，对其进行优化设计的最中目的是提高其功能，满足人们对建筑价值最大化的需求。变电站、发电厂等电力建筑最基本的功能是为建筑内继电保护、电气设备等内部设施提供安全的运行环境，保障供电的安全可靠，在进行结构优化设计时，应当首先考虑到电力建筑功能性的要求。

2、安全性。建筑的安全性对建筑来说同样十分重要，一座不具有安全性的建筑，不仅不能实现其功能，还会给人类生命财产带来威胁，比起房屋建筑、办公建筑等其他建筑，电力建筑由于其自身的特殊性，对安全性的要求也更高，因此，在电力建筑结构的优化设计中，须着重考虑到建筑结构的安全性。

3、环保性。随着节能环保理念的不断深入，人们对建筑的要求也越来越高，除了要求其具备功能性和安全性的基本性能外，还要求建筑需具备一定的生态性、环保性。由于电力建筑与人类的日常生活、生产经营活动关系密切，使得电力建筑必须具备生态性、环保性，满足环保的要求。而c电力建筑的节能环保性主要是在保证建筑安全性和功能性的基础上，通过选用节能环保的材料、使用新的环保节能技术、合理的空间布局等方法来实现的。

4、经济性。提高建筑的经济效益，实现投资效益的最大化是投资的主要目标，对电力建筑进行结构优化设计最直接的目的也即是控制建筑结构工程造价，降低建筑建设成本，提高建筑的性价比，因而电力建筑的经济性也是电力建筑结构优化设计中必须要考虑的因素之一。

二、电力建筑结构优化设计对策

1、正确计算建筑结构。电力建筑一般遍布各种环境中，（例如：处于大城市的地下室、山区、沿海城市的近海地方、西北地区的高原等等）；建筑所在的环境较为恶劣，受环境的影响比较大，对结构的安全可靠性要求也更高，因此，在进行建筑结构优化设计时，相关的设计人员应当首先掌握建筑所在的环境及现行相关规范规程，通过实地，借助科学的勘察方法等掌握电力建筑所在地的气候、地质、地形等基本情况（例如通过地质勘察，掌握地基土层构成、冻土等情况，因为基础也是属结构部分）选择合适的布局、正确合理的计算方法、参数对建筑结构进行计算，以保证结构的稳固。目前建筑结构的计算分析一般是借助计算机辅助系统来完成，计算机技术极大地方便了建筑结构的设计分析，但由于受到软件本身可能存在的缺陷，设计出现错误的现象也时有发生。因此在进行结构优化设计时，设计人员不能盲目的依赖计算机技术，自身必须充分地掌握建筑结构设计计算的基本理论、辅助软件的适用用范围等，选择合理正确的计算模型，正确的计算参数，同时对输入的数据等有校核、判别能力。还需注意到实际的结构与计算模型之间的差别，以保证抗震计算、混凝土受力计算等结构计算的准确。

2、合理布置建筑构件。电力建筑的结构构件主要有房屋柱、梁、墙、楼板及钢桁架等，在进行结构优化设计时，应当对构件的空间体系进行合理的配置，合理布置柱墙之间的间距、梁板柱的截面尺寸；根据建筑结构的特点选择合理的构件之间的连接方式，根据建筑所在地的环境选择合理的基础形式；由于电力建筑多为底层建筑，可以通过布置常规梁来降低工程造价，提高经济性；在保证建筑安全性的前提下，一般不对楼板进行加厚，以免增加结构的重量和建材费用。

3、提高建筑材料利用率。目前的电力建筑结构通常使用的是钢筋混凝土结构，钢筋混凝土是当前主要使用的建筑材料，也是具有较好性能的建筑结构材料，通过合理的配置能够利用钢筋混凝土结构的抗拉和抗压强度提高结构构件的强度、刚性和延展性等性能，如结构中以受压为主的柱子可选用高标号混凝土，来减小构件截面，增加电力建筑的使用空间，以满足放置变电设备的要求，合理地设计混凝土的配比，充分地发挥出钢筋混凝土材料的性能，提高建筑材料的利用率，降低工程造价。