建筑結構優化措施精選(九篇)

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第1篇：建筑結構優化措施范文

關鍵字：高層建筑；框剪結構；優化設計；必要性；措施分析

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A

引言

在高層建筑施工設計的過程中，為了能夠達到最佳的使用效果，需要采用恰當的結構設計形式，而框剪結構以其獨特的優勢成為目前在高層建筑結構設計過程中應用較為廣泛的結構形式?？蚣艚Y構能夠為建筑提供較大的平面空間，并且其具有較強的抗側力剛度，能夠更好的保證建筑物的穩定性。本文就在分析框剪結構優化設計必要性的基礎上，對于剪力墻的合理選型和優化設計的措施進行分析，并指出抗震概念設計思想在該結構優化設計中的應用。

一 高層建筑框剪結構優化設計的必要性分析

和傳統的高層建筑結構設計方法相比，框剪結構具有一定的優勢，能夠更好的發揮建筑物的使用性能。傳統的結構設計方法中，一個很大的制約因素就在于其求得的一組截面并不一定是最好的，工程結構建設起來之后可能會出現重量大造價高的現象，這和之前的結構設計過程密不可分。但是框剪結構優化設計雖然和傳統的結構設計有著一樣的設計過程，但是其最終的目標是使得高層建筑具有良好的使用性能，并且能夠最大限度的降低工程的施工造價，實現經濟性和實用性的統一。

高層建筑框架剪力墻結構具有良好的受力性和適用性，在現代高層建筑設計的過程中應用非常廣泛。隨著高層建筑的快速增長，對框剪結構的合理選型和優化設計對于節約施工建設的成本來說也具有一定的指導意義。當前的《高層建筑混凝土結構設計規程》中對于高層建筑結構選型，尤其是對于合理布置結構還沒有形成一個明確的規定，這樣就為高層框剪結構的優化設計提供了更為充足的設計理由。

二 高層建筑框剪結構選型和優化設計的措施分析

高層建筑框剪結構在選型和優化設計的過程中需要注意很多事項，例如影響剪力墻用量的因素和相應的確定方法、剪力墻的截面尺寸大小以及剪力墻的平面設計等相關因素，下面本文就對這幾點進行詳細的分析。

（一）影響剪力墻用量的要素分析

在高層建筑框剪結構設計的過程中需要滿足位移角限值的要求，還要充分的發揮該結構中各抗側力構件的作用，以此來保證建筑的穩定性和安全性。在設計中，因為剪力墻是框剪結構中的主要抗側力構件，所以剪力墻的用量和框剪結構的平面設計有著密切的關系，在設計中需要按照分散、均勻、對稱和周邊的原則進行。分散就是剪力墻的設計需要考慮到地震力分散作用在相等的多片剪力墻上，以避免地震集中造成剪力墻的破壞；均勻就是要同方向的各片剪力墻需要均勻的布置在建筑平面的每一個區域內，并且要保證每道剪力墻的承受水平力不能夠超過總體水平力的40%；對稱指的是剪力墻要最大限度的對稱布置，以減弱地震時結構的扭轉效應；周邊就是要保證剪力墻沿著結構的周邊進行布置，以此來提升結構的整體抗扭能力。

其次影響剪力墻用量的因素就是地震等級的大小。結構總水平地震作用將會隨著剪力剛度的增加而增加。剪力墻增多，結構剛度增大，地震作用就會越強。為了能夠發揮框剪結構的特性，剪力墻承擔的地震傾覆力矩值需要大于地震總傾覆力矩值的50%。剪力墻不能夠無限制的增加，需要根據實際的情況進行設計，以滿足底部一般剪力的要求。當地震力過大的時候需要適當的減少剪力墻用量。

在剪力墻用量的設計中還需要考慮到抗震設防烈度、場地土、近場遠場的影響以及結構側移限值的影響等多個方面，在設計的過程中需要認真考慮各種因素，要在滿足規范規定的位移限值條件下減少剪力墻的數量，實現經濟效應和穩定效果的統一。

（二）剪力墻的平面設計

通常來講，剪力墻需要沿著縱橫兩個方向布置，否則將會造成建筑物平面兩個方向的剛度差異較大，增加了建筑物的扭轉效應。剪力墻在設計時要盡量的設置在豎向荷載較大的地方，平面形狀變化處或者是樓梯間、電梯和管道井的位置。當剪力墻不能夠在結構縱橫兩個方向進行設計時，需要在剛度較弱的方向采用壁式框架等抗側力構件以拉近兩個方向在水平力作用下的位移值。

（三）剪力墻的截面尺寸確定

在框架剪力墻結構中，剪力墻需要有邊緣的約束構件，即邊框柱和邊框梁。根據相關的規定，抗震要求的一二級剪力墻的底部加強部位的厚度要在200毫米以上，并且不能夠小于層高或者是無支長度的十六分之一，其他的情況下要在滿足不小于160毫米的基礎上還需要小于層高或者是無支長度的二十分之一。在實際的設計過程中需要嚴格的按照規定進行，保證設計的順利完成。對于框剪結構的邊框梁的寬度來講，需要和墻的厚度保持一致，高度可以為厚度的兩倍。

（四）框剪結構優化設計

在對框剪結構進行優化設計的過程中需要對框架和剪力墻分別進行優化。對于鋼筋混凝土框架結構的優化需要遵循以下步驟。首先要進行初始選型，確定之后進行結構分析，分析完成之后需要根據實際的情況，并結合自身的設計經驗進行截面的優化設計，設計完成之后進行收斂性判斷和可行性判斷，確定之后再進行施工建設。需要注意，根據框架結構構件內力的計算結構分別對框架柱、框架梁和樓板結構實施優化設計。

剪力墻結構的優化設計則包括最優厚度設計和設置位置設計。對于框剪結構中剪力墻抗側移構件的水平截面面積進行優化設計，需要在水平地震的租用下保證結構水平側移值最大程度的接近相關規定中的最大側移值。在所有優化設計完成之后再將框架結構計算得出的尺寸和剪力墻構件的最優厚度進行重新組合，形成新的框剪結構體系，對其結構內力進行分析，并且按照得到的結果對框剪結構的構件進行重新的優化設計。

三 抗震概念設計思想在該結構優化設計中的應用

通常來說，高層建筑框剪結構的優化設計體現為抗震設計，在抗震設計的過程中，概念設計思想十分關鍵。概念設計就是通過對建筑物的總體結構進行控制之后，再選用體型較為簡單、平面對稱性良好、抗側力體系的剛度和承載力上下變化連續的方案來設計出抗震性能良好的建筑，以保證建筑物的穩定性和安全性。

框剪結構的本身就是抗震概念設計的一個重要體現，因為框架結構柱網布置十分靈活，能夠滿足使用的功能要求，并且是主要豎向受力構件。除此之外，框剪結構設計的過程中，對于連梁的設計也充分的體現了這一設計思想。在小震和風荷載的作用下，連梁能夠起到聯系墻肢并且增大剪力墻側向剛度的作用；在中震的作用下，連梁需要先出現彎曲裂縫，之后通過塑性耗能減小墻肢在地震作用下的受損程度。

結束語：在高層建筑設計過程中，框剪結構以其優勢獲得了較為廣泛的應用空間，在設計的過程中對于框剪結構的選型和優化設計十分關鍵。本文就以高層建筑框剪結構優化設計為中心，從結構優化設計的必要性、選型和設計措施以及抗震概念設計思想的應用三個方面進行了分析論述，希望對于今后的高層建筑框剪結構設計有一定的幫助作用。

參考文獻：

[1] 張成秀 淺談高層建筑的框剪結構設計 建材發展導向，2012年第18期

[2] 劉重光 淺談高層建筑框剪結構設計 城市建設理論研究，2012年第29期

[3] 石健 高層建筑框剪結構設計探討 廣東建材，2007年第12期

第2篇：建筑結構優化措施范文

[關鍵詞]房屋建設；設計；優化措施

中圖分類號：S611 文獻標識號：A 文章編號：2306-1499（2014）13-0007-01

在一項房屋建筑工程的設計施工中，為了達到其預計的經濟目標和社會效益指標，以最節省的投資達到房屋建筑結構的安全和可靠。就必須要認真研究房屋建筑結構設計的優化措施。從而做到使工程建筑資源得到最優化的配置，將投資利用率提高到最佳程度，文章中將針對這一需求，著重對房屋建筑結構設計的優化進行探討。

1.房屋建筑結構設計優化包含的內容

在房屋建筑工程的施工中，結構設計的主要工作內容就是依照工程建設的總體要求和目標，選取最為優化和科學的設計理念與措施，對房屋建筑結構的整體形式、結構構件布置和各個建筑構件進行設計。房屋建筑工程的結構優化設計內容主要是通過對建筑基礎結構、屋蓋系統結構方案、圍護系統結構方案以及一些其他細部結構等方面的綜合設計過程，強調一切以從實際出發為基本原則，并結合實際工程情況，以計劃成本控制為中心的結構優化設計理念。對于最為多見的框架結構房屋進行設計優化，就需要從整體布局與分部構件兩個方向來進行。對房屋建筑結構整體布局優化設計的研究應該從外部特征、高度與柱網尺寸等方面進行。而構件方面則主要應該從構件的表面積、構件的布置和混凝土強度等因素來進行研究。在進行設計工作時，必須要對以上兩個方面的條件進行交互式綜合式的思考。

2.房屋建筑結構設計的基本要求

2.1房屋建筑結構的舒適性要求

房屋建筑的設計和施工，是為了滿足人民群眾的生活需求，因此就必須要重視舒適性要求，比如室內的各部空間都應該靈活分布，要考慮到自然光源與人工光源的和諧統一，并且還要求充分考慮到用戶入住房屋后，對房屋可能會進行的改造行為，進行剪力墻結構設計時，剪力墻不必按開間布置，可以兩間合并布置為大開間剪力墻。

2.2房屋建筑結構的安全性與耐久性要求

房屋建筑的施工，大都具有其商品化的屬性，因此就應該努力考慮為用戶提供安全性與耐久性俱佳的產品，房屋作為一種消費品，與其它消費品最大的不同就應該是其優越的耐久性和安全性能，這也構成了房屋建筑結構設計與施工的最基本要求。在進行房屋建筑設計施工的材料選擇時，應該充分的考慮到建筑結構的穩固性與材料選用的合理性、安全性，應該達到優良的抗風性和抗震性，和使用周期內進行維護和維修的可能性與方便性。

2.3房屋建筑結構的經濟性要求

進行房屋建筑結構的設計時，要結合各種條件如房屋建設施工的位置、層級和結構特征等，充分考慮到建筑結構的安全性、舒適性和耐久性的基礎上，選用最為合理、能夠滿足經濟性要求的建筑結構。進行各個分部構件的設計也應該做到計算精細，在質量標準達到國家有關規范要求的前提下，將資金的投入降低到最優的程度。特別是當進行房屋建筑結構的基礎設計時，更加應該充分考慮到經濟化指標，因為房屋建筑結構的基礎設計的合理性，與房屋建筑的造價高低有著非常直接的關系。

3.房屋建筑結構設計優化的具體方法

3.1地基是建筑結構的基礎

對建筑物的穩定性起著決定性的作用。在進行建筑結構的地基設計時，要因地制宜，具體情況具體分析。進行建筑結構地基的設計優化首先是要選擇合理的優化方案，如果是基礎較深，那么就需要對擬建工程施工現場的地質情況進行全面仔細的勘察，然后再綜合其他現場場地的各種因素進行基礎選型及埋深等設計。

3.2砌體結構的設計優化

磚砌體在房屋建筑結構中主要擔負著抵抗側向位移和承重的作用，它的布置方式較為多變，但是在躍層結構或表現出過大的受力結構中卻并不適宜。通常應該對其進行以下方面的優化，優化平立面結構，保證建筑形體的規則性，抗側力構件平面布置宜規則對稱，側向剛度沿豎向宜均勻變化?？v向抗震墻體在建筑整體中，必須保證有三條以上，合理規劃門窗的開口規格，一般要將寬度控制在2m或2m以下，這樣的設計有利于增加建筑結構的穩固性。

3.3建筑底部剪力墻的設計優化

處于房屋建筑底部位置的框架剪力墻因為具有豎直方向抵抗側力部件的不連續性，所以就增加了受力出現不平衡狀況的因素。也就因此而增加了對建筑平面的要求。在設計中，應該盡最大可能將承重墻放置于框架梁之上，如果受到具體條件限制而只能放置于次梁時，就必須要將主梁與框架梁的鋼筋配置適度增大，使放置承重墻的樓板厚度增加。同時，在設計中需要樓板錯層時，必須要慎重，必須是在選用質量較輕的板層填充材料時才可以進行這樣的設計。

3.4剪力墻的設計優化

對剪力墻進行優化設計，其中連梁是最為重要的環節。如果將連梁的剮度增加，就一會產生增加建筑結構地震作用的情況，同時也就造成了連梁與墻肢的內部受力分配大幅度增加，這樣就應該將此處構件的鋼筋配置適度增加，從而使建筑材料受到不必要的浪費。所以，在進行房屋建筑結構的設計時，不應該選擇將大剛度窗下墻當做連梁的設計。應該選擇的設計方式應該是把連梁設計成剛度與截面較小的弱連梁，并且在達到結構的剛度與變形程度要求的條件下，進行經濟與變形能力等多方面思考，對構件進行合理的布置。一般來說，剪力墻設計越多，建筑結構也就具有更大的抗側力，從而減少建筑結構的位移，卻導致了地震力的增大?；谝陨系目紤]，進行剪力墻的設計時必須要掌握對稱和分散與均勻的基本理念，以水平位移限度為準控制剪力墻的數目。

3.5房屋建筑結構細部設計優化

進行建筑結構的設計優化，不但要關注整體設計，也應該對各個細部結構部件的設計給予重視，比如進行現澆板的設計時，為了達到去除拐角裂縫與結構受力均勻的目的就需要將異形板劃分為矩形板。對于建筑結構底部的框架抗震墻的鋼筋配置通常較大，如果在材料選用上使用冷軋帶肋鋼筋則能夠適當減少鋼筋配置，從而更加便于施工和達到控制工程造價的目的。在有關設計技術優化方面，也可以增加對現代化高科技的利用。如今計算機仿真優化設計形式已經在建筑工程設計行業得到了廣泛的運用，基于計算機軟件對設計思路進行模型化的分析，直觀而準確。因此人工設計配合計算機的運用進行房屋建筑工程的設計優化應該得到更加有力的推廣。

4.結論

隨著我國經濟建設水平的不斷提高，基礎設施的建設得到了空前的發展，房屋建設與百姓生活息息相關，要求建筑物有足夠的安全性和耐久性，在滿足房屋建筑各項功能的同時，最大限度節約建筑成本是設計者的目標。更加應該重視建筑結構設計的優化，這就需要有關設計行業的從業人員以高度的責任心，在實際工作中不斷探求真理，積累經驗，掌握先進的結構設計理論，不斷探求自然法則，提高創造力和創新能力，時刻為達到房屋建筑結構設計的最佳效果而不懈努力。

參考文獻

[1]曾耀輝，淺談住宅建筑設計中存在的問題[J]自然科學，2013，（03）135.

[2]范雷彪，李嘉昕，任忠.具有可靠抗震性能的農居房屋設計[J].華北地震科學.2012，30（2）.

第3篇：建筑結構優化措施范文

【關鍵詞】建筑；暖通設計；問題；對策

隨著人們生活水平的提高，建筑行業的發展也不斷繁榮。對于房屋建筑來說，其結構設計關乎房屋的使用功能與質量。但是建筑行業發展的過快也導致建筑房屋結構設計的功利化與盲目性，人們過度追求房屋建筑設計的藝術感與時尚性，卻可能導致房屋建筑質量問題。現階段隨著優化房屋建筑設計思路的呼聲越來越高，人們不得不關注到目前建筑結構設計中存在的問題。所以說，如何針對現在的問題，及時有效的找到解決房屋建筑結構優化的方法成為人們必須思考的問題。

一、房屋建筑結構設計中存在的常見性問題

（一）房屋建筑結構設計過程不符合規范標準

在進行房屋建筑結構設計時，必須按照相應的標準規范。標準的設計要求可以保證房屋建筑的質量。但是實際情況則是一些設計人員根本不按照要求進行設計，或者對設計規范不了解，細節部分不能顧及到。并且建筑設計的微小之處無法考慮到，使得房屋結構數據有所偏差。要知道房屋建筑設計是一項精密的工作，如果誤差出現則可能導致房屋建筑結構性能指標達不到，甚至影響人們的居住安全。并且建筑行業的發展較為迅速，一些設計人員跟不上時代的步伐，操作規范難以適應時代的發展，影響房屋建筑的質量。

（二）地基與基礎結構設計重視程度不夠

在進行地基設計時，設計人員僅僅依靠建設單位提供的數據，根本沒有進行實地考察。這樣就導致地基與基礎的設計缺乏有針對性，可能會對建筑物的質量產生一定的影響。與此同時，一些設計人員在進行基礎設計的取舍時沒有把握好度，荷載值不合適，進而影響到基礎拉梁的設計?，F階段房屋建筑的主體框架多為多層框架結構，鋼筋混凝土結構一般使用柱下獨立基礎。如果荷載取值不恰當，就會影響建筑物的性能。不僅如此，基礎拉梁設計取值不合理也是當前房屋建筑結構設計中普遍存在的問題，往往導致整體的建筑結構設計方案。

（三）建筑框架設計存在一定問題

主要可以分為以下幾個方面：

第一，只重視房屋的橫向框架設計，對其縱向框架設計不重視。這樣以來，如果出現地震等災害，就會導致建筑出現配筋與跨中縱筋分配不均的問題，影響建筑性能。第二，承重柱截面高度設計不合理，一些涉及人員為了便于計算受力分析，在設計承重柱的截面高度時將其數值設計較小，從而影響了建筑性能。第三，陽臺梁載荷過小，因而設計人員不重視這一部分，可能將連續梁設置成單梁。時間一久，就會影響梁的承載力，縮短其使用壽命。

二、優化房屋建筑結構設計的策略探討

（一）設計過程中遵守相應準則，提高設計準確性

良好的設置規范能夠有效保證房屋建筑結構設計的規范性與質量。為此建筑結構設計人員必須充分掌握建筑結構設計的相應法規、細則與標準，即便是再細微的地方也不應放過。為了提高房屋建筑結構設計的準確性，設計時設計人員可以借助相應的計算機軟件，利用程序進行精確化的編輯、設計，借助計算機龐大的計算功能，可以優化設計參數，確保房屋建筑結構設計的規范性，并且能夠提高建筑房屋使用的安全性。

（二）設計時保障房屋建筑結構的安全性、功能性與經濟性

地基與基礎設計是房屋建筑的基礎，只有地基與基礎設計的質量得到保障，才能提高房屋建筑的整體質量。在進行設計時，一方面要求設計人員充分考慮房屋結構設計的安全性，另一方面還應該兼顧房屋的功能性與經濟性。這就要求合計人員在設計之前就應該對施工區域進行實地考察，要掌握第一手資料。設計人員還應該精確計算荷載值，確保設計的精確性。為此，設計人員應該盡量避免單純的依靠套公式的計算方式，而應該根據設計規范、標準并綜合考慮地基的實際情況進行適當的修改。持力層的承載力也不是憑空得來的，而是根據施工地點土的性質決定的，不同性質的土層其承載力也不一樣。為了保證數據的準確性，計算后還應該根據標準進行驗算。需要注意的是，如果計算時使用的是電子計算機，則應該選擇恰當的模型，并仔細校對數據。

（三）合理設計房屋建筑的框架結構

在選擇框架結構參數時，應該根據建筑樓層剪力系數、自振周期以及側向剛度比等。在結構配筋時必須綜合考慮最大配筋率和最小配筋率。只有這樣才能保證房屋建筑各個部位的搭接、延伸以及錨固符合要求，提高其抗震性能。涉及人員必須重點關注建筑物的頂層，確保按照國家的相應標準進行設計，避免房屋因溫度變化導致墻體開裂。

（四）提高設計人員的綜合素質水平

事實上在設計時出現的各類問題大多與設計人員的能力與水平有關，因此提高設計人員的綜合素質水平是優化房屋建筑結構設計的重要措施。為此，設計人員必須不斷學習，以便提高自身的能力。對于一些較為重要的設計點，設計人員應該提高認識，深入現場進行實地考察。另外，隨著時代的發展，計算機軟件的應用也為房屋建筑結構設計注入了新的活力。所以，設計人員還需要掌握一定的計算機操作能力，以便提高設計效率，確保設計的準確性。

結語：綜上所述，房屋建筑行業仍會繼續發展，在發展過程中必須及時關注房屋結構設計中存在的問題。我們必須重視這些問題，如果不加以解決將可能影響房屋建筑的質量，更有甚者還會阻礙房屋建筑結構設計理念的進一步發展。有鑒于此，設計人員在設計之前必須綜合考慮建筑周邊的環境，在設計過程中應該在滿足建筑房屋安全性的同時保證房屋使用的功能與居住體驗。對于設計人員來說，房屋建筑結構設計中必須嚴格遵守設計原則，兼顧建筑的安全性、功能性與時尚型，才能不斷推動建筑業的發展。

參考文獻：

[1] 梁利生. 房屋建筑結構設計中常見問題的剖析與探討[J]. 中國新技術新產品. 2012（17）

[2] 張莉，阮景，滿敬濤. 淺談房屋建筑結構設計中常見的問題及改進措施[J]. 中外企業家. 2013 （35）

第4篇：建筑結構優化措施范文

【關鍵詞】高層建筑；框架剪力墻；結構設計

隨著經濟建設的快速發展，城市人口不斷增加，建筑用地資源非常緊張，在這種情況下，高層建筑以其大容積率得以在城市中快速發展起來。高層建筑垂直高度較大，而且結構較為復雜，這就需要選擇適宜的結構形式，來確保高層建筑的穩定性。目前框剪結構不僅能夠有效的確保使用空間的最大化，而且抗側力剛度也較好，所以在當前高層建筑結構設計中得以廣泛的應用。在進行框剪結構設計過程中，需要對其設計進一步優化，確保建筑結構能夠更好的滿足建設可靠性的要求。

1、高層建筑框架剪力墻結構設計的基本原則

對高層建筑中的剪力墻的應用更能有效的體現出其很好的優勢。不但能夠滿足建筑最基本的使用功能，還能夠對人們日益增長的個性化需求以及工程經濟性需求和耐久性的要求都可以實現。剪力墻的結構設計技術的應用能夠有效的確保建筑的質量，也能夠降低建筑工程的生產成本。

1.1調整樓層最小剪力系數方面的原則。在進行剪力墻的設計中對于其構件盡可能的減少布置，其中最佳的設計方案就是進行大開間剪力結構的布置，使得側向剛度結構能夠達到最好的狀態。同時，樓層間的剪力系數也要確保較小，但是不能超過相關規范規定的范圍。

1.2調整樓層間最大位移與層高之比方面的原則。在對規范規定的最大樓層間的位移進行計算時，假如建筑所處地區出現地震的情況比較多，對樓層的標準值在進行計算時可以將結構的整體彎曲變形進行保留，在以彎曲變形為主的建筑中需要計入扭轉變形。在高層建筑當中重點需要考慮的就是樓層間的剪力變形以及扭轉變形。結構的剪切變形主要是通過豎向構件的數量進行確定的，在實際的工程中，有很多構件還是很難滿足的，同時還需要加強對構件的合理布局，如果布局不合理，就會導致產生扭轉變形，那么樓層間的位移就很難達到要求。所以，相對高層建筑來說，不能簡單的只是利用樓層間的位移來進行豎向構件剛度的確認，同時還需要盡可能的減少扭轉變形。

1.3調整剪力墻結構連續超限方面的原則。如果剪力墻結構的連續跨高比太小就會出現彎矩和剪力過大的情況，這樣就超過了相關規范限度。按照相關規定的要求，在跨高比低于5時，連續梁是不能進行折減的，對跨高比的合理選擇能夠有效的避免剪力和彎矩過量。在進行結構設計中對以上所述有效合理的利用就能夠在一定程度上降低工程成本。在對剪力墻的結構設計中，不僅需要符合相關規定，還需要加強對其他方面因素的考慮，對建筑物的立面以及平面一定要盡可能的確保均勻，并且剪力墻結構一定要遠離房屋中間，這樣是為了確保房屋的整體抗扭能力。

2、高層建筑框架剪力墻結構設計優化措施

2.1剪力墻位置優化設計

框架剪力墻在其設計的過程中通常為雙向布置，一般沿著主軸方向或者其他的方向，此種做法可有效的提高空間工作性能，且極易實現兩個方面手里的抗側剛度接近。剪力墻的位置、數量均要得當適宜，若是剪力墻的數量太少，那么結構抗側剛度則無法滿足設計要求，但是數量過多，那么墻體的利用率則會大大降低，從而導致結構抗側剛度過大，加大地震力和自重，無法充分滿足設計要求。在設計剪力墻肢截面的時候，盡量達到規則、簡單、豎直剛度均勻等要求。在對建筑進行抗震設計時，剪力墻底部則需加強部位不應采用錯洞墻和疊合錯洞墻，有效的避免設計過程中墻肢剛度相差懸殊的洞口。同時剪力墻必須應用從上到下的連續布置方式，避免強敵剛度突變，且對剪力墻平面外地彎矩進行控制，保證剪力墻平面外地穩定性。

2.2結構的科學設計

眾所周知，在剪力墻水平方向的安排中，設計人員如果想要將剪力墻的重量核心和其剛度核心盡可能的布置在一起，則應當盡可能的將剪力墻平面設計以對稱的方式來進行，這能夠有效減少剪力墻扭矩的出現并且有效提升剪力墻的抗震性。除此之外，剪力墻合理布置的結構過程中設計人員還應當減少單向形式的設計，從而能夠有效避免其對于剪力墻結構中的抗震性能產生不良作用，最終促進建筑工程抗震性能的有效提升。另外，在合理布置結構的過程中設計人員應當使剪力墻側向剛度能夠充分發揮，從而能夠在此基礎上促進建筑工程結構設計中的剪力墻設計抗震效率的持續提升。

2.3延伸性處理及設計

延伸性處理是建筑工程結構設計中的剪力墻設計的核心內容之一。通常來說由于剪力墻的結構自身存在著較大的延伸性，因此這意味著在進行剪力墻的設計和施工過程中其也當具備相應程度的延伸特性，這將會直接影響到剪力墻結構的整體性和耐久性。除此之外，在延伸性處理的過程中為了有效的避免剪力墻結構中出現相應的破壞問題，在進行剪力墻設計時設計人員應當確保其能夠滿足承載力的相應要求，并且通過均勻、對稱、上下連貫的設計方法的有效應用來促進其整體支撐效果的有效提升，最終在此基礎上促進建筑工程結構設計中的剪力墻設計可靠性的不斷進步。

2.4強度與性能的設計

提升強度與性能是建筑工程結構設計中的剪力墻設計的重中之重。根據我國相關機構出臺的《高規》中所規定，在建筑工程的設計、施工過程中一般的剪力墻的水平和豎向分布筋的配筋率都應當得到可靠的保障，即對于非抗震設計和四級抗震設計時這一數據應當在 0.20%之上，與此相對應的則是，當對于一、二、三級抗震情況的建筑工程設計時，設計人員應當確保這一數據不小于0.25%，從而能夠促進建筑工程抗震強度與自身性能的有效提升。除此之外，在提升強度與性能的過程中設計人員還應當遵循《混凝土結構設計規范》、《建筑抗震設計規范》中的相關規定，即通過約束邊緣和構造邊緣的剪力墻構件來促進矩形截面剪力墻的極限承載力能夠優化40%以上，并且促進其抗震能力得到20%左右的提升，最終促進建筑工程結構設計中的剪力墻設計合理性的不斷進步。

2.5合理的控制剪力墻結構參數。為了保證高層建筑結構設計中剪力墻結構布置的合理性、恰當性以及科學性，就要對位移比、側向剛度比、周期比等一些參數進行有效的控制。位移比通常是指高層建筑中，豎向構件本身的樓層的位移和水平位移與樓層平均值的比值。除此之外，還對剪力墻結構布置其自身的不規則性進行限值，這樣能夠有效的防止建筑出現偏心力，出現建筑扭轉的現象。位移比限值是根據剛性樓板假定的條件下確定的，高層建筑的豎向構件位移比一般是不能夠超過1.2倍的。

3、結語

在建筑中剪力墻結構主要承載的就是水平以及豎直方向的荷載和重力，在剪力墻設計中不但要求其安全合理，還需要對其經濟問題進行思考。在設計中，對于各項位移的限制值也需要使其能夠滿足，對于其構件中的抗側力構件作用也需要加強思考。對于剪力墻的豎向設計也需要使其能夠滿足位移限制值相關規范的要求，盡可能的使其數量能夠減少，同時對于基本的振力也不造成影響。

參考文獻：

[1]張建勛，谷軍，張帆.框架剪力墻結構的概念設計要點分析[J].建筑設計管理，2011（10）.

第5篇：建筑結構優化措施范文

關鍵詞 建筑結構；優化設計；技術

中圖分類號TU7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）98-0065-02

0引言

在現代建筑結構優化設計過程中，不僅要盡可能滿足用戶對建筑結構功能需求，同時要對建筑結構設計成本、經濟效益、后期使用、節能性能等進行充分的考慮，才能保證建筑結構設計質量，提高建筑結構設計效益。本文結合現代建筑結構優化設計理論，從建筑結構設計方案、構件配置、材料利用及計算四個方面，對建筑結構優化設計要點進行深入探討。

1 建筑結構優化設計

1.1設計方案方面

為了保證建筑結構優化設計的合理性，設計人員依據建筑工程實際情況，制定適宜的結構設計方案。在制定結構設計方案時，必須注意的幾點問題：1）保證結構構件配置合理性。設計人員在對建筑結構配件進行設置時，必須對每個構件進行充分的考慮，以保證構件配置合理性，發揮構件在建筑結構優化中的作用；2）扭轉效應預防。為了防止建筑結構出現扭轉反應，要求在建筑結構平面上的抗側力中心必須與建筑物外力中心相接近或者相互重合，不僅可以減少抗扭轉構件數量，同時可以降低建筑造價成本，提高建筑物經濟效益；3）合理設置傳力途徑。如果建筑結構傳力途徑較為復雜，不僅會增加建筑工程造價成本，同時對建筑結構安全性也會造成一定的影響。因此要求設計人員必須設置簡單的傳力途徑，這樣不僅可以減少結構所需傳遞構件，降低造成成本，同時可以避免安全事故的產生；4）注重建筑結構整體效果。在制定建筑結構優化設計方案時，從建筑結構整體性出發，處理好建筑結構構件與建筑結構間的受力關系，使得建筑結構承載力、延伸性及剛性強度得到有效的提升[1]；5）加強溝通合作。為了保證建筑結構優化設計方案的可行性，要求設計人員與建筑人員、施工人員進行有效的溝通和合作，并共同制定建筑結構優化方案，使得建筑結構優化設計方案更加的完善、可靠。

1.2材料利用方面

建筑結構優化設計主要是為了使建筑工程達到“低成本、高收益”的效果，即盡可能減少較少的資金，建立舒適、安全的建筑。而材料作為建筑結構設計的重要組成部分，其合理利用對建筑結構優化起著至關重要的作用。因此要求設計人員依據建筑結構構件受力情況、環境等特點，選擇適宜的材料。對于剛勁混凝土建筑結構而言，其柱子是受壓重點，所以必須選擇抗壓性高的混凝土，以縮小結構構件截面，擴大結構空間，使得結構自重力有所減輕。梁板是建筑結構受彎的重要部分，可采用強度較高的鋼筋，以減少鋼筋材料使用量，保證鋼筋與混凝土強度統一性，使得材料性能得到充分發揮[2]。而對于建筑結構中的跨度結構、復雜結點、及轉換層，則可采取鋼結構材料，一方面可以降低材料成本，提高經濟效益，另一方面可以保證建筑物的舒適度和安全性。

1.3構件布置方面

建筑結構主要包括梁、剪力墻及柱子等，在建筑結構優化設計中，必須對這些構件進行合理的設計和布置。1）柱子設計與布置。建筑結構柱子截面與軸壓比有著密切的關系，當建筑結構上部軸力處于一定狀態時，可以通過擴大柱子截面、增加柱子箍筋或者加大混凝土強度等措施，對柱子軸壓比進行有效的控制，以提高建筑結構的安全性，同時使建筑結構功能得到充分發揮[3]；2）梁設計與布置。建筑結構梁板可分為寬扁梁和預應力梁。寬扁梁不僅可以降低梁板截面高度，同時可以提高建筑物整體凈高，使得建筑物面積得到擴大，但是其經濟效益與普通板相比較低，主要是因為建筑結構梁板橫向截面高度有所降低，縱向鋼筋率就會有所增加，撓度也有所擴大，提高了建筑成本。對于撓度的建筑結構，可采用預應力梁，雖然能夠滿足建筑結構設計特殊要求，但是其成本相對較高；3）現階段我國建筑結構優化設計過程中，框架-剪力墻結構是應用較為廣泛的一種結構體系，其主要由鋼筋混凝土型剪力墻和框架組成的，建筑框架中的梁柱由剛接完成，而剪力墻和框架可采用鉸接或者剛接完成?？蚣?剪力墻結構具有靈活性的使用空間、良好的整體性及衍生性、較強的抗震性和承載力，使得結構側移達到減小，使得建筑結構得到有效的優化和完善。素以在建筑結構優化設計中，必須提高建筑結構側向剛度，以保證建筑結構安全性，降低建筑造價成本，使得建筑結構優化設計得到最為理想狀態。

1.4結構計算方面

為了保證建筑結構計算的準確性，使建筑結構設計得到有效的優化，要求設計人員在結構計算過程中，必須做到以下要求：1）與工程實踐相結合。在建筑結構計算時，必須對建筑工程情況進行有效的調查和分析，以保證建筑結構計算數據的準確性；2）計算機系統的應用。為了提高建筑結構計算的準確性，設計人員必須合理應用計算機系統，對建筑結構計算結構進行全面且有效的分析；3）數據輸入準確性。為了避免建筑結構計算誤差的產生，要求設計人員對建筑結構計算數據輸入過程進行有效的控制，并對建筑結構設計圖形、構件及荷載等參數進行核查；4）計算結果審查。當建筑結構計算完成后，必須建立相應的審查制度，對計算結構進行有效的審查，以及時發現問題，并采取有效的處理措施，以保證建筑結構計算的準確性，使建筑結構優化設計得以實現。

2結論

結構優化設計不僅能夠提高建筑結構安全度和穩定性，同時能夠有效降低建筑工程建設成本，使建筑工程效益得到有效的提高。所以，設計人員必須加強現代建筑結構優化設計工作，選擇合理的結構優化設計方案，提高材料利用率，合理配置結構構件，保證結構計算準確性，使得建筑結構得到有效的優化。

參考文獻

[1]班春旭.建筑結構優化設計的研究[J].科技與企業，2012，12（17）：89-90.

第6篇：建筑結構優化措施范文

社會的發展促使人們的生活水平得到了很大的提高，注重物質生活水平的追求也不斷提高，這就形成了對建筑水平多樣化的要求，要想在節約建筑成本與建造高質量工程中有效統一，就需要一定的建筑結構優化設計，建筑結構優化設計不僅能夠在資源上節約成本的支出，還能夠實現在資源的有限條件下使建筑的質量功能水平最優化，能夠提高空間的利用率，發揮資源的最大功效，建筑的高質量包括建筑的環境以及使用功能，結構設計優化符合一定的經濟發展原理，對資金，土地資源空間，建筑質量與水平都能做到合理的優化，建筑結構優化對于建筑行業的發展以及未來的經濟可持續發展都有著很重要的作用。

2建筑結構優化設計的特點內容分析

建筑結構設計的優化是通過整體建筑的要求決定的，首先要了解整體建筑的設計理念，這樣才能夠進一步的確定建筑的整體結構，才能開展建筑設計的優化工作，確保在有限的空間及資金條件下，優化建筑水平，建筑結構設計也有著自身的特點，要考慮建筑結構的整體性，把握好建筑的一般結構類型，了解建筑結構的特點，這樣才能夠在進行建筑結構設計的時候充分考慮到各種條件方面的優化，還要根據建筑的整體結構，還有建筑結構的特點來設計合適的結構類型，確定具體的結構配置，以及所需資源的構件，對各種建筑結構進行設計優化時，還要考慮整體建筑的布局類型，實現科學技術與建筑藝術性設計的結合，通過對建筑結構的進行優化來找出最好的建設方案進行建筑設計。

3建筑結構優化設計中存在的問題

在進行結構設計的優化過程中會存在很多的問題，對于一些低層建筑物，建筑結構設計原理基本上都是一致的。但是由于土地資源的有限性，空間的局限性，目前高層建筑不斷地發展，對于高層建筑來說，建筑結構設計就要增加新的控制因素，較高的承載需要結構上的絕對穩定，這就給建筑結構的設計增加了一定的困難，越高層建筑承載力需要越大，在安全穩固方面就越困難，這些問題都會對建筑結構設計的優化造成很大的壓力。另外對于建筑結構設計的技術要求來說，要想優化技術水平，就要了解建筑結構設計的要求跟使用功能，這就需要在考慮眾多細節問題的同時也要把握經濟的適用性，優化技術是要從建筑整體跟組成構件出發，對于建筑中的各個結構部分都要做到優化解決，用有限的資金做出最優的方案，實現經濟與質量的有效結合。

4建筑結構優化設計的應對不足措施

首要要對建筑結構設計的重新認知，要提高建筑結構設計的優化技術，在進行建筑結構設計時提高對建筑質量的要求并且結合建筑的美觀等問題。具體的表現在：設計師在設計建筑結構方案時，要結合建筑參數，對工程的目標進行一個預測規劃，這樣可以實現建筑工程中的資源經濟控制，有利于建筑結構設計的優化設計工作，更好的實現工程建筑的目標；建筑結構設計要根據建筑的設計來確定最終的方案，根據固有的建筑面積最大限度的設計出結構的合理限度性以及空間的利用率，減少工程造價成本；而且由于建筑本身承擔的功能作用就是安全穩定持久耐用，以及美觀性，所以在進行建筑結構設計時要考慮多方面的影響，包括建筑的整體功能，建筑的安全穩定，還有各種可以完善建筑的設計施工，在設計時綜合對這些條件進行考慮設計，實現建筑結構設計優化的目的。

5建筑結構設計優化的應用方法分析

建筑結構設計優化是為了解決在建筑結構設計中經常出現的一系列問題，所以建筑結構設計在應用時要注重對結構設計技術優化的分析，建筑結構設計不是單一方案，是根據具體的建筑情況規劃的多方案的結構方案，對于同一個建筑方案有著不同的建筑結構方法，這就使得在選擇的過程中，不斷地對比研究，重在完成高質量的同時減少資源的利用以及資金的節儉，最大限度的降低工程的造價，這就要求設計師在進行設計時，要具有較高的建筑結構設計經驗和設計優化水平，科學合理地優化設計方案。同時在進行建筑結構設計時，也要注意結構應用技術優化的作用，在對設計師的培訓選擇中，注重對經驗的要求，培養設計師的創造性，這樣才能更好的進行設計的優化工作，實現建筑結構設計優化的技術與應用完美的結合。

6建筑結構優化設計相關圖例分析

我國各個城市都有自己的圖書館，縱覽現代圖書館的設計，可謂千姿百態，不拘一格。有的利用老舊的圖書館加以施工，給人一種復古的感受，而有的圖書館設計采取新穎的設計理念設計，帶給了人們現代的感覺。總的來說圖書館內部不但要講求通達、方便、舒適，而且其外部造型更要具集典雅莊重、美觀于一體，既要堅持館舍總體布局科學、適用的原則，在功能上滿足人們的需求，又要給人以建筑藝術美的享受。具體來說現代圖書館設計應具備以下幾個功能特點：（1）內部設施要有靈活性。（2）合理的建筑布局。（3）方便讀者的使用。（4）館舍可擴展性。（5）內部設施的使用性。（6）室內布置的統一性。（7）舒適的閱讀環境。（8）確保文獻的保存。圖1為某圖書館建筑幾乎采用了完全的特制玻璃設計，這樣不但能為內部環境的透明度和光照條件加強，而且可以減輕熱量的吸收，眩光等影響；內部設計采用多層組合的方式進行功能上的分層布局模式。而且它是圍繞中央大廳的設計形式，結合了中國古建筑中具有庭院的設計風格。該圖書館建筑面積超過540，000平方英尺，在滿足收藏圖書的同時，布局了多個現代化的電子閱讀室，音樂廳，畫廊室，以及會議設施，大大在單一的圖書館基礎上擴展了該建筑的實用性。其外形設計不但表達對自由和知識的重要性，更加發展了現代建筑的結構設計理念，無論是從內部設計還是外觀的結構設計都有了巨大的進步，符合建筑結構優化的設計。

7結束語

第7篇：建筑結構優化措施范文

關鍵詞：建筑結構； 優化設計； 剪力墻；

中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A

一、建筑結構優化設計的基本原則

（一）功能性

建筑是人類的基礎物質生存環境，建筑結構優化的終極目標就是為了滿足人類對物質生存環境的最大化需求。對功能性的滿足也不再局限于傳統的實用，而是增添了舒適性、 美觀性、協調性等多種新元素， 滿足人類對基礎物質生存環境的更高要求。

（二）安全性

建筑作為人類生存的基礎生存環境，與人類的生產、生活緊密相關，安全性成為建筑結構優化設計的必然考慮因素。一味追求建筑結構的優化設計，忽略決策階段、設計階段、建設階段的安全性，其作為建筑不但沒有任何實際意義，反而會給人類正常生產和生活帶來致命的危害。因此， 安全性是結構優化設計中的必然考慮因素。

（三）經濟性

建筑結構優化設計的經濟性是市場經濟條件下對資源配置提出的新要求。經濟性是指通過建筑結構的優化設計，最大化的節約各種材料資源，達到減少建設成本的目標。另外，各種材料資源都存在一定的稀缺特性，建筑結構的優化設計能科學合理的減少材料的使用量，節省建設材料使用成本。

（四）環保性

建筑結構設計的環保性是繼經濟性之后的一大更高要求，建筑結構優化設計過程通過材料選用品種的環保、整體布局的環保來體現可持續的發展理念。在建筑資源的材料選用方面，在保證建筑本體功能性、安全性的基礎上，最大可能的選擇節能環保型材料，同時，在結構優化的整體布局中，不僅強調建筑主體內部結構的統一與環保，也包括建筑建設過程中廢舊材料的處理與應用，更不能忽略建筑未來使用過程中對環境產生的重要影響。另外，材料選用的環保、整體布局的環保也是結構優化設計過程中安全性的體現。

二、建筑結構優化設計的主要措施

（一）剪力墻的優化設計

剪力墻設計中連梁的設計是關鍵。聯肢墻是通過連梁連接的各墻肢聯結而成， 從而增加了墻肢的約束條件。連梁的剛度增大必將使得結構的地震作用也增大，這樣連梁和墻肢分配內力也相應增大，此時必須增大構件的配筋量，顯然這一設計結果必然會造成材料的浪費。因此，在住宅結構設計時，有經驗的設計師都不會采用大剛度的窗下墻作為連梁，而是將連梁設計成為截面、剛度較小的弱連梁。同時，在滿足結構剛度與變形要求時，應從經濟角度與抗力、變形方面綜合考慮，合理布置抗側力構件。顯然，剪力墻數量越多，結構抗側力剛度愈大，相應結構位移會減小，但是結構地震力會隨抗側力剛度增大而加大，對結構的造價控制不利。因此剪力墻應以周邊均勻、對稱、分散等原則合理布置，以規范規定的水平位移限值為準盡可能減少剪力墻數量。

（二）建筑結構形式的優化

不同的建筑類別和功能要求決定了戶型的選擇，從砌體結構、 底部剪力墻結構和梁的選用與布置談起。

1、加強砌體結構的設計

作為承重構件和抗側移構件的磚砌體，其平面布置較為靈活，但不適宜做躍層結構，杜絕受力較大的突兀結構形式。門窗開洞寬度不宜超過2.1m，縱向墻體數量不宜少于三道，這一措施可以適當減少構造柱的配筋。

2、加強底部框架剪力的設計

底部為框架剪力墻的結構由于豎向抗側力構件不連續，使得設計中受力平衡容易出現問題，因此對建筑平面的要求較為嚴格。承重墻盡量放在框架梁上，如果出現放在次梁上的墻體時，應加大該次梁、主梁、框架梁的配筋，加厚該處的樓板厚度。結構樓板不能隨便錯層，只有在樓板上填輕質材料實現的方式才可行。戶型設計中宜讓大房間布置在臨街面，衛生間、廚房等小房間布置在背面，這樣方便臨街面柱網的布置等。

3、梁的選用與布置

常規梁經濟性最好，但嚴重影響建筑層高，尤其是在目前土地資源有限的情況下，最終還是無法實現社會整體經濟效益的最大化；寬扁梁能減少梁的截面高度，增加建筑物的凈高。在建筑物總高度限制的情況下，可以增加層數，以獲得更多的建筑面積。但寬扁梁在經濟指標上與常規梁相比并不是最優，由于 y 方向截面高度減小，使得縱向鋼筋的配筋率較高，同時撓度偏大。在跨度進一步加大的情況下,也可采用預應力梁，以滿足建筑物的特殊要求，但費用較高。此外，高層建筑框架柱截面大小主要由軸壓比控制，在上部軸力一定的情況下，可以通過加大柱截面、提高混凝土設計強度、加大柱箍筋、采用鋼混凝土柱等不同方法來控制柱軸壓比，最大化程度保證功能性與安全性。

（三）基礎設計荷載取值的優化

對于框架結構，建筑物的柱下基礎一般設計為相互獨立的。對于層數低于8層且高度低于 25 米的普通建筑，若地基的關鍵受力部位不在軟性粘質土層，則可以省去基礎抗震能力的校驗步驟。此外，驗算獨立基礎的尺寸大小時，應取軸力設計值。若取為剪應力設計值或彎矩設計值則會使設計的獨立基礎尺寸偏小，可能會對建筑物上部結構的安全造成威脅。

（四）箍筋與框架梁間距的優化

對于抗震等級不同的框架，箍筋與框架梁的間距不同。一般情況下，加密區箍筋與框架梁的間距不超過 10cm，非加密區鋼筋與框架梁的間距不超過 20cm。合理地設計箍筋直徑及其箍筋與框架梁的間距對建筑工程結構設計的優化具有重要意義。需要注意的是，在設計非加密區柱、梁的配筋時，不需考慮高剪應力弱彎矩的規定，即可以不計算剪應力的增大系數及彎矩的減少量。

（五）提高材料的利用率

結構設計的目的便是花盡可能少的錢，做最安全、適用的建筑，這就要求結構設計時對材料的選用要合理，利用要充分。要根據結構構件的不同受力特點、工作環境和材料的力學性能特點，選用合適的建筑材料。在鋼筋混凝土結構中，以受壓為主的柱子，就要充分發揮鋼筋混凝土材料中混凝土抗壓性能好的特點，盡可能采用高標號混凝土，不但可以減小構件截面，增加使用空間，還能減輕結構自重。梁板以受彎為主，可采用高強度鋼筋，以減少鋼筋用量，同時要注意鋼筋混凝土結構中鋼筋與混凝土強度的匹配，最大限度地發揮出材料的性能。

三、建筑結構優化設計的新思路及輔助手段

（一）概念設計優化

對于同一個建筑方案可以有不同的實現途徑和結構設計；對于我們分析的設計方案，由于參數、荷載、所用的材料的不同都會導致各項的取值是不盡相同的，對于建筑物結構設計的細節處理方法也不是唯一的，這就需要我們設計人員根據自己多年的經驗和實際的理論以及當時的情況進行自行的判斷，計算機是無法解決這些不確定的問題的。但是我們的判斷也只能在結構設計規律的指導下進行主觀的概念設計，而這種概念設計是設計人員在多種備選方案中的選擇過程。

（二）結構設計的優化分解法

該方法是將建筑工程結構設計的優化問題分解成比較小的子問題， 如基礎、屋架、梁、柱等。優化過程分為兩級。第一級是對各個子問題單獨進行優化處理。這時可以根據各種不同類型的結構如框架、梁、柱等即各子問題的特點，分別采用各不相同的優化方法。第二級是對第一級子問題的優化方法進行綜合調整。循環幾次后，即可得到各自適應的優化方法。這種方法的優化過程具有良好的收斂性，且計算工作量較小。

（三）結構設計的變換分析優化求解法

該方法是把優化目標當作優化依據，對影響結構設計的各個因素進行分析， 從而得出一個規律或者方向，以指導結構設計的優化。繼而再用優化方法達到結構整體最優化的目的。

（四）借助計算機進行準確的結構計算

一體化計算機結構設計程序的不斷完善和全面應用，使結構工程師從繁重復雜的結構計算中解脫出來。工程師可以在概念、經驗和估算的基礎上借助計算機進行可靠的分析計算，經過多次計算比較和調整，使結構設計更加合理和經濟。在利用計算機結構設計程序進行結構計算時，要注意以下問題：不能盲目的依賴計算機，對于輸入的幾何圖形，構件尺寸、荷載數據等應認真核對、力求準確無誤，對計算參數的選取要正確合理，注意實際結構與計算模型的差異。

四、結束語

綜上，優質的結構優化設計不僅能夠保證房屋建筑使用的安全和經濟，還能最大程度地降低工程造價，控制工程投資，進而獲得更多的經濟效益。這就需要房屋建筑結構工程師在設計中發揚精益求精的精神，不斷運用各種手段優化建筑結構設計方案，設計出更經濟、安全、適用的建筑產品。

參考文獻

[1]JGJ3―2010 高層建筑混凝土結構技術規程[S].中國建筑工業出版社， 2011.

[2]蘇英.高層建筑結構設計的幾個問題[J].科技信息(學術研究)，2007.16.

第8篇：建筑結構優化措施范文

【關鍵詞】建筑結構優化設計；強度和穩定性；舒適度

說到優化建筑結構設計，可能有人以為優化結構設計嘛，只要通過受力計算，準確地計算出所需的鋼筋用量和布置方式，使結構構件受力最佳、鋼筋用量最省、功能最齊全，其實這是不對的，至少是不全面的。因為任何一幢建筑的結構設計方案提出之后，從結構選型和構件布置開始就已經存在是否優化的問題，再加上隨后的每一個設計程序也都需要結構工程師去進行精心思考、準確計算和合理選用建筑材料等全過程的優化設計，才能最終產生優化的結構。結構優化設計不應僅僅在結構本身，而是應包括建筑的各方面，比如提高建筑空間利用率、增加建筑投入使用后的舒適度和提高建筑的經濟效益（性價比）等。為此，科學地確定建筑結構優化設計幾項基本原則并有效地按照這些基本原則去進行建筑結構設計，是非常重要的。

1 不規則建筑平面布置產生規則結構效應的原則

有規則建筑體型和平面布置的結構，因其受力較簡單，造價相對較低。但由于不同使用功能的需要，建筑的體型和平面布置是多種多樣的，不可能因結構要求規則而對結構設計師的創作提出無理要求，倒是可以在滿足不同使用功能的前提下，通過對結構墻、柱的布局和墻肢長短的調節，使不規則的建筑體型和平面布置產生規則結構的效應，同樣可以使建筑結構達到經濟結構和安全使用的預定目標。

當然，從理論上講，任何建筑體型都有一種相對比較規則的結構受力方案，因為當建筑體型確定以后，整體建筑的形心和質量中心（重心）就也確定了，結構設計師在設計時只要使結構的荷載中心和剛度中心盡可能地接近乃至重合，該建筑結構就基本具備了穩定和規則性的條件，而且，樓層平面面積越大，內部可分隔的空間越多，就越能做到規則的結構布置，建筑結構的整體穩定性和安全度就越有保障。從力學觀點來說，結構的荷載傳遞路徑應力求簡單和直接。建筑結構中空間關系較復雜的部位，在設計時常會出現多次轉換的結構構件，猶如轉換層，這樣，會導致造價提高，也容易發生因失穩而引起的安全問題。結構構件的傳力途徑有多種多樣，其支撐構件也可根據傳力需要按科學、合理的方案進行變換，因此，可以說沒有固定不變的結構布置，也沒有一成不變的傳力途徑。而如果設計師采用最直接、最簡單的傳力途徑，就可以省去許多中間傳遞的結構構件，從而也可減少結構的安全隱患，使結構受力更明確，材料更省，其造價自然也會更低些。

2 盡可能提高建筑投入使用后的舒適度原則

所謂好的建筑，應是從建筑、結構、裝飾裝修到給排水、暖通、空調、燃氣、電氣安裝等各專業的優化設計組合，是整體優化設計，如果僅僅是某個專業設計得好，是不可能被稱作是一個好建筑的，結構設計也不能例外的，建筑結構設計要能最大程度地滿足建筑平面布置、內部空間高度和建筑立面等使用功能和外形觀感的要求，投入使用后，使用戶在工作和生活中感到很舒適，使建筑真正成為人人贊美的好建筑，這才是建筑結構優化設計的出發點和落腳點。因此，建筑結構的優化設計應包含結構體系的優選、傳力途徑的科學性、構件布置的合理性、構件和材料選用的正確性等內容。我們應該把盡可能提高建筑投入使用后的舒適度作為建筑結構優化設計的一條重要基本原則。

3 建筑結構整體安全度原則

我國早已頒布實施的《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）規定的抗震設計的標準是：“小震不壞，中震可修，大震不倒”，是說整個建筑結構所有構件要共同達到的目標。如果一個工程有99%的構件在大震作用下不會被破壞，而其中有1%的構件即使在小震作用下就被破壞，導致整個建筑垮塌，那么，這個工程還能說是結構安全嗎？所以我們認為，結構優化設計應全面考慮整體建筑的每個構件，都具有可靠的承載能力，確保整個結構安全度的可靠性，確保實現結構設計規范規定的設計標準，達到建筑結構既安全又經濟耐久的總目標。這就是結構設計應堅持的建筑結構整體安全度原則。

4 特殊情況重點加強，確保結構整體安全原則

結構構件在建筑中所處部位不同，其受力狀態和受力大小不同，結構設計師在設計時應有不同的計算和處理方案，應逐個予以正確地解決，而不能機械地按規范條文和電算軟件去處理。比如，高層建筑的轉換層結構構件，當墻、梁、柱構件出現偏心時，應對相關構件作出特別加強構造措施；而功能復雜的綜合性建筑，當剪力墻上洞口較多時，應根據錯洞情況用暗柱予以特別加強；一字形剪力墻兩端應采取較大截面的暗柱作特別加強；框架柱應重點加強其延性設計；對異形柱應對其長肢端部作加強處理；靜定結構的構件應加大其安全儲備；大懸臂梁、板構件則應增加在豎向地震力和風荷作用下強度及穩定性設計；非結構受力構件應加強連接構造，以增強建筑結構整體穩定性；受水土侵蝕影響的構件應充分考慮水土的侵蝕作用對構件的影響力大小，以便采取相應的抵御措施；不設后澆帶的超長結構和高低懸殊結構應采取特別措施處理，以確保結構的整體安全等等。

5 對不同構件采用不同的安全系數的結構優化設計原則

無數結構試驗證明：由于現澆鋼筋混凝土樓板的約束作用，可以在很大程度上提高樓蓋梁的承載能力，最高時可提高約1.5倍。而現行國內結構計算軟件卻不能準確反映現澆樓板的這種約束作用，一方面，按力學計算結果進行結構設計的話，對現澆樓蓋梁而言，它的安全系數就偏高了許多。另一方面，從對出現垮塌事故的工程進行事故原因調查和分析可以得知，由于樓蓋或樓蓋梁的問題而導致結構破壞的工程實例極少，除非是結構計算本身有誤。從許多震害調查的工程實例中也可得知，在地震力作用下建筑倒塌的主要原因，也大多是由于墻、柱等豎向構件首先遭到破壞所致。而結構工程師為確保建筑的整體安全，往往不分構件的實際承載能力，對所有構件均給予相同的安全系數，這就是造成結構設計不合理的重要原因。因此，我們認為在結構設計時，對獨立構件、靜定結構和豎向構件應采用較大的安全系數，而對樓板和樓蓋梁的安全系數可予以適當降低，這樣處理既可以降低工程造價，又可提高結構的綜合安全度。

6 關注實際結構與計算模型不同的原則

一般來講，電腦可按輸入的程序作計算，但它不會做分析，如果結構工程師想依賴電腦將它的計算結果進行結構分析的話，會給結構留下較多的隱患?，F行應用軟件中墻板構件是通過假定來實現的，它在某種特定結構布局下是不符合假定條件的，這樣的電算結果是容易出現問題的。因此，除了整體電算需要人工調整外，很多手算的局部構件也存在同樣的問題，可見實際結構的受力狀態與計算模型是不一樣的，設計時務必要特別予以關注。

第9篇：建筑結構優化措施范文

【關鍵詞】電力建筑，結構，優化設計，對策

隨著社會經濟的發展，我國的電力建筑工程建設也得到了快速的發展，在電力建筑工程項目中，實現建筑功能和投資控制的一體化是工程建設的主要目標，而在建筑工程投資中，建筑結構的造價占據著較大的比重，建筑結構的造價的控制關鍵在于設計階段，同時，隨著我國節能環保觀念的提出和深化，人們對建筑環保性的要求也更高，電力建筑優化設計成為社會發展的必然要求。通過電力建筑結構的優化設計不僅能夠提高建筑安全可靠性，降低工程造價，提高經濟效益，還能滿足環境保護的要求，實現社會、經濟、環境效益的統一。

一、電力建筑結構優化設計原則

電力建筑建構優化即是將其合理化、科學化，優化設計是一種集多種學科和現論設計于一體的現代設計方法，電力建筑是一個長期性、復雜性的系統工程，將優化設計應用于電力建筑結構設計中，尋求最優結構方案，是提高建筑經濟性能和安全性能的有效措施和方法，在電力建筑結構優化設計中應當遵循功能性、安全性、環保性和經濟性的原則。

1、功能性。建筑的功能是建筑價值最直接的體現，建筑是為人類服務的，對其進行優化設計的最中目的是提高其功能，滿足人們對建筑價值最大化的需求。變電站、發電廠等電力建筑最基本的功能是為建筑內繼電保護、電氣設備等內部設施提供安全的運行環境，保障供電的安全可靠，在進行結構優化設計時，應當首先考慮到電力建筑功能性的要求。

2、安全性。建筑的安全性對建筑來說同樣十分重要，一座不具有安全性的建筑，不僅不能實現其功能，還會給人類生命財產帶來威脅，比起房屋建筑、辦公建筑等其他建筑，電力建筑由于其自身的特殊性，對安全性的要求也更高，因此，在電力建筑結構的優化設計中，須著重考慮到建筑結構的安全性。

3、環保性。隨著節能環保理念的不斷深入，人們對建筑的要求也越來越高，除了要求其具備功能性和安全性的基本性能外，還要求建筑需具備一定的生態性、環保性。由于電力建筑與人類的日常生活、生產經營活動關系密切，使得電力建筑必須具備生態性、環保性，滿足環保的要求。而c電力建筑的節能環保性主要是在保證建筑安全性和功能性的基礎上，通過選用節能環保的材料、使用新的環保節能技術、合理的空間布局等方法來實現的。

4、經濟性。提高建筑的經濟效益，實現投資效益的最大化是投資的主要目標，對電力建筑進行結構優化設計最直接的目的也即是控制建筑結構工程造價，降低建筑建設成本，提高建筑的性價比，因而電力建筑的經濟性也是電力建筑結構優化設計中必須要考慮的因素之一。

二、電力建筑結構優化設計對策

1、正確計算建筑結構。電力建筑一般遍布各種環境中，（例如：處于大城市的地下室、山區、沿海城市的近海地方、西北地區的高原等等）；建筑所在的環境較為惡劣，受環境的影響比較大，對結構的安全可靠性要求也更高，因此，在進行建筑結構優化設計時，相關的設計人員應當首先掌握建筑所在的環境及現行相關規范規程，通過實地，借助科學的勘察方法等掌握電力建筑所在地的氣候、地質、地形等基本情況（例如通過地質勘察，掌握地基土層構成、凍土等情況，因為基礎也是屬結構部分）選擇合適的布局、正確合理的計算方法、參數對建筑結構進行計算，以保證結構的穩固。目前建筑結構的計算分析一般是借助計算機輔助系統來完成，計算機技術極大地方便了建筑結構的設計分析，但由于受到軟件本身可能存在的缺陷，設計出現錯誤的現象也時有發生。因此在進行結構優化設計時，設計人員不能盲目的依賴計算機技術，自身必須充分地掌握建筑結構設計計算的基本理論、輔助軟件的適用用范圍等，選擇合理正確的計算模型，正確的計算參數，同時對輸入的數據等有校核、判別能力。還需注意到實際的結構與計算模型之間的差別，以保證抗震計算、混凝土受力計算等結構計算的準確。

2、合理布置建筑構件。電力建筑的結構構件主要有房屋柱、梁、墻、樓板及鋼桁架等，在進行結構優化設計時，應當對構件的空間體系進行合理的配置，合理布置柱墻之間的間距、梁板柱的截面尺寸；根據建筑結構的特點選擇合理的構件之間的連接方式，根據建筑所在地的環境選擇合理的基礎形式；由于電力建筑多為底層建筑，可以通過布置常規梁來降低工程造價，提高經濟性；在保證建筑安全性的前提下，一般不對樓板進行加厚，以免增加結構的重量和建材費用。

3、提高建筑材料利用率。目前的電力建筑結構通常使用的是鋼筋混凝土結構，鋼筋混凝土是當前主要使用的建筑材料，也是具有較好性能的建筑結構材料，通過合理的配置能夠利用鋼筋混凝土結構的抗拉和抗壓強度提高結構構件的強度、剛性和延展性等性能，如結構中以受壓為主的柱子可選用高標號混凝土，來減小構件截面，增加電力建筑的使用空間，以滿足放置變電設備的要求，合理地設計混凝土的配比，充分地發揮出鋼筋混凝土材料的性能，提高建筑材料的利用率，降低工程造價。