時間：2023-06-02 09:02:23
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關鍵詞：房屋建筑；結構設計；優化措施
在建筑結構設計階段，必須秉持設計優化的理念，才能確保工作的順利進行，既可以確保房屋具備高質量，還能切實提升房屋安全性與美觀度。為了優化結構設計階段，達到提升建筑結構質量水平的目的，必須切實分析設計狀況，采取安全、先進的技術，為優化升級設計工作提供幫助。
1房屋建筑結構設計優化的含義及重要性
房屋建筑結構設計優化工作內容較多，較為繁雜，影響因素多，需要綜合考慮。為實現優化結構設計的目的，既要綜合考慮施工材料的價格、性能、安全性，還必須站在宏觀的角度考慮建筑空間如何安排，確保設計的空間既美觀又具有功能性，綜合上述內容及建筑結構的優勢，結合具體設計要求開展設計工作。此外，房建結構設計優化還必須制定目標，明確結構的具體功能和使用目的，細分設計工作的內容，循序漸進地開展優化工作，保障最后得出的優化方案切實可行、性價比高，設計出的結構安全、美觀。房建結構設計優化工作的優勢：（1）房建結構設計工作內容繁雜，與建筑行業的許多知識相關，其優化工作也與許多學科存在聯系，具有較強的關聯性。（2）優化后的房屋結構設計方案相較于優化前，在美觀性、安全性、功能性等方面都具有較大優勢，經過優化的房屋建筑的質量大幅度提升，實用性更強。（3）經過優化的結構設計方案具有便于管理和便于施工的特點，規范的施工以及系統化的現場管理可以大幅度提升施工安全性和工程質量，還可以加快施工進度，有效減少施工成本。（4）新穎的結構設計方案可以推動建筑行業走向多元化，滿足人們的居住需求，提升人們的居住質量。
2房屋建筑結構設計中的優化措施
2.1優化主體結構
設計師開展設計工作時，應將重點放在提升結構安全性和實用性上，通過持續優化設計達到提升結構承載能力的目的，還可以在一定程度上提升建筑質量。在環境條件欠佳的情況下，依然能夠確保安全，盡可能降低建筑結構受外界不良條件影響的程度，防止沉降、傾斜、坍塌破損等情況發生。剪力墻結構建筑穩定程度與建筑剪力墻布置存在關聯，設計師可以由此入手，開展針對剪力墻的優化設計工作，促使建筑剛性中心與質心重合。減少剪力墻數量、增大剪力墻長度是常用的剪力墻優化措施，該措施通過對剪力墻的優化，提升了建筑結構的安全性與穩定性。通常情況下，在優化剪力墻設計時會加大鋼材的使用量，在一定程度上提升了建筑成本。因此，未來一段時間建筑結構的優化方向應為在確保建筑結構穩定性和安全性的同時，適當降低材料成本造價、節約用料。
2.2優化上部結構
相關學者經過研究得出，建筑的上部結構較比其他部分結構更易受到剪切力的干擾，穩定性大幅度下降。優化設計必須提出科學性更強的設計方案，盡可能使上部結構的幾何中心位于正上方的中心位置，確保建筑安全[1]。剪力墻的具體設計需要結合房屋建筑實際情況開展，在確保滿足設計需求的同時，科學地設計剪力墻數量、尺寸等各項數據，充分利用建筑原料，加大墻肢長度，減少墻肢數量。另外，建筑物周邊環境也會影響其質量與穩定性，所以進行設計前，相關人員應去往施工地點進行實地考察，避免方案與現實情況不符，不能投入實際應用。
2.3優化地下室結構
地下室是高層建筑的重要組成部分，從資金支出的角度分析，地下室結構成本占結構總成本的比重較大，如果能夠提出有效措施優化地下室結構設計，對于控制項目成本支出具有促進作用。（1）設計師應在滿足設計需要的前提下，合理減小地下室層高，節約材料，達到控制成本支出的目的，還能夠減小施工階段土方的開挖量，節約施工時間，降低維護成本。（2）在地下水源豐沛的地段建設時，必須考慮浮力對建筑建設的影響，如果可以降低地下室的層高，則可以減少抗拔樁數量，減少底板配筋的使用量。（3）在開展地下室結構設計工作時，應注意地下水的浮力、土壤重力轉化的壓力都會對結構建造產生一定影響，底板與側墻所承受的壓力遠高于地面，因此鋼筋等材料的用量多于地上部分的用量，設計階段應細致分析結構每個部分的受力情況，根據操作流程完成用料計算，受力較少的結構部分可以選取通用鋼筋建造，受力較大的結構部分可以采用局部附加的措施進行建造。
2.4優化結構與排水的關系
在房屋建筑給排水系統施工時需要用到許多設備，也需要大型機械的參與，在施工時應確保設備有足夠的能力承擔高強荷載，所以應當把水泵放置在地下室。排水系統設備的荷載能力強、荷載強度大，房屋結構與功能越復雜，需要建造的排水系統就越復雜。給排水系統管道具有粗細程度不一致、長度多樣等特點，要求設計師應在宏觀的角度進行設計，精確計算每個位置所需鋪設管道的尺寸和長度。除此之外，為確保結構的穩定性，應盡可能防止管線從梁柱之間穿過的現象發生，若管道必須穿過承重墻，應結合實際情況開展對承重墻的加固計算，保證墻體的穩定性。
3房建結構優化在結構設計中的應用
3.1工程簡述
某建筑工程占地面積約55000m2，為多層多功能建筑。房屋建筑結構采用鋼筋混凝土框架結構，樓蓋梁為井字梁。該房建工程占地面積廣，建筑使用情況較為復雜，房建結構設計優化的工作難度較大，為了確保優化工作順利開展，設計師應結合當地施工水平，綜合考慮用戶需求，開展設計方案的優化工作，確保建筑安全、美觀。
3.2提升建筑結構設計的合理性
在優化建筑結構設計時，設計師應當選擇合適的建筑結構，以其為基礎構建科學的優化模型，再具體分析模型特點，開展對原有設計方案的改進優化工作。例如，該房建工程中，結構設計人員必須根據實際情況確定相關參數值與約束數值，確保建造的結構足夠穩定堅固，避免安全事故的發生。針對變化性較弱的局部因素，設計師可以使用預定參數的辦法，降低施工成本[2-3]。另外，結構設計人員還應合理建立優化目標函數，結合建筑使用需求，利用電子設備準確計算各原料的使用量，節約結構成本，提升設計方案優化效果。為提高施工效率、更好地落實房屋建筑結構的施工方案，設計師必須了解該建筑的結構體系約束因素，并開展約束因素的比較與研究工作，確保各約束因素與房建工程設計優化相適宜。通過建立科學的建筑結構優化模型，可以在極大程度上幫助設計人員了解與掌握房屋結構特性，幫助其揚長避短，確保經過優化的方案更具可行性。該房建工程的占地面積較大，施工內容繁雜，工期長且成本高，在某種程度上對結構設計方案優化產生了一定影響。因此，設計師需要持續更新設計理念，汲取先進設計知識，與時俱進，充分了解房建結構優化模型的特點，獲得最佳的設計方案優化效果[4-5]。房建結構優化模型如圖1所示。
3.3優化建筑結構平面布置
建筑結構平面布置是設計工作的重要內容之一，設計時應根據實際建設情況對結構平面布置開展相應的優化工作，借助計算機等設備準確計算該建筑結構的剛重比。經反復調整計算可知，該房建工程X方向的剛重比為3.15%，縱向剛重比為2.88%，橫向剪重比為2.68%，縱向剪重比為2.58%，橫向的質量系數為98.3%，縱向的質量系數為99.73%。
4結語
綜上所述，通過建設科學的結構優化模型，優化房建結構平面布置，可以達到提升設計合理性和建筑實用性的目的，有效節約建筑材料，降低建設成本。要求設計師必須不斷學習具有創新性和先進性的相關知識，提升自身專業水平和技能熟練度，優化方案設計，提升建筑質量和效率，推動建筑行業的穩定發展。
參考文獻
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[2]劉俊杰.民用建筑結構設計的要點探究[J].工程建設與設計，2020（21）：15-16，19.
[3]申曉寶.房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用[J].工程建設與設計，2020（19）：29-30，33.
[4]張凱月.建筑結構優化設計方法在房屋結構設計中的應用[J].工程建設與設計，2020（16）：37-38.
關鍵詞：優化;建筑;結構;設計;措施;研究
0 前言
在國民經濟快速發展、穩固增長的帶動下，人們的物質、文化生活水平得到了顯著提高，這期間，人們的消費理念也發生了巨大的變化，逐步向高品位、高質量方向轉變，因此對生活、工作、學習等環境提出了更高的要求，例如對房屋建筑的要求，人們在過去對房屋的要求可能只是簡單的遮風、避寒的要求，而現在在此基礎上又提出了舒適、審美等要求。對此，現階段的房屋建筑結構設計在滿足建筑結構質量、安全的情況下，還需要滿足人們的審美要求。同時，不斷優化建筑結構設計也是提高建筑企業經濟效益的需要，所以，在新時展下開展房屋建筑結構設計工作過程中，我們設計人員要牢牢把握住經濟、合理、適用的原則，并以此為優化設計工作的指導理念，同時要采用現代化技術，這樣才能在降低建筑工程成本的同時，保證建筑結構的安全、穩固，滿足人們審美的需求，實現企業的可持續發展。下面，我們就通過以下幾個方面來詳細探討下優化建筑結構設計的有效措施。
1 對建筑結構優化設計理論的研究
建筑設計實質就是設計師在遵循美觀實用等原則的前提下，根據建筑地區不同的情況進行綜合利用，運用建筑學設計理論進行設計。就建筑學的設計理論而言，主要有兩個體現部分：于建筑工程的結構設計、于建筑結構優化設計。房屋建筑工程結構優化設計包括了對內部結構細微部分的優化設計、對圍護結構的優化設計、對房屋頂部的優化設計，還包括了工程造價方面對建筑造價的分析、對建筑物的受力分析以及對周圍設施的布置等方面。房屋結構設計不僅需要在設計前期加以重視，還需要在施工和建設后期的關注。在進行具體建筑施工中，需要根據建筑的實際情況不斷的改進方案選擇最佳方案，將房屋建筑綜合指數最佳的設計方案作為施工建筑的藍本。現在的建筑設計環境對于設計人員來說是一項新的挑戰和要求，因此，作為一個設計人員，要用于應對挑戰，在設計的過程中不斷的進行對比分析，從中選擇出最優方案。在設計一些建筑的時候，設計師要根據自己學過的設計理論，在結合建筑當地的環境和建筑條件，遵循安全實用、大方美觀、節省材料的原則，開展方案設計工作，從而達到房屋建筑的最佳效果。設計人員根據工程情況，在工程的過程中對方案進行具體設計和步驟的優化。在設計平面上，建筑物需要盡量保持對稱，盡可能地縮小差異。
2 優化建筑結構設計的措施
本文結合大量的實踐工作以及自己多年工作經驗總結出優化建筑結構設計的措施具體表現在以下幾方面，下面，我們就來詳細了解下。
（1）不斷加強剪力墻的優化設計。其中連梁是剪力墻設計的重點，這就要求我們將聯肢墻的應用重視起來，聯肢墻是利用連梁之間的各個墻通過連接形成，把墻肢的約束條件增加了。這種設計不僅可以有效的提高建筑物抗震能力，還使墻體的各個部分得到了更多的內力，雖然在具體施工中會造成一定建材的浪費，但是其所取得的效果是顯而易見的。另外，當我們對建筑結構進行設計的時候，還要在保證結構剛度和變形要求的同時，從經濟方面和抗變形等角度進行綜合的考慮，這樣才能做到最優化。
（2）要求設計人員要重視細部的優化。設計人員在注重整體結構協調的同時，也經過將細部結構設計重視起來。如在現澆板設計工作中，我們可以將異形板劃分為方形版，這樣就可以使得建筑物受力均勻，避免日后出現斷裂現象。如在建筑基礎設計中我們應該選取冷軋鋼筋作為材料，這樣既可以提高建筑的抗震性能，又可以有效的減少鋼筋使用數量，降低成本投入。
（3）注重利用計算機技術。隨著計算機技術的成熟發展，計算機技術已經廣泛的應用到了建筑的結構設計中。通過建筑結構優化設計和計算機技術的結合，設計師利用計算機仿真的設計優化方法對建筑結構優化設計帶來了很多新的思路。建筑設計師能夠利用計算機軟件建立各種便于分析的模型，并通過計算機的優化計算，為設計師提供精確的數據，最后達到建筑設計的優化。計算機技術的運用可以說把建筑結構優化設計這樣一個工程的問題轉變成一個數學的問題。
3 結語
總之，不斷優化建筑結構設計，不僅可以有效提高建筑的功能性、安全性、穩定性，還可以充分的滿足人們的審美要求。所以，我們作為新時展下的建筑結構設計工作人員，在設計工作開展過程中不斷創新設計理念、創新設計方法、設計技術，實現建筑結構的優化設計。
參考文獻：
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。框剪結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
關鍵詞：建筑結構；優化方法；措施
1引言
結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。初步設計過程是不能借助于計算機來實現的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結構概念，深入、深刻了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。
2、建筑結構優化設計的方法
2.1從建筑上分析結構設計優化方法
結構分析是結構設計的重要內容之一，主要是計算出結構在各種作用下的效應。分析結果要求能夠解釋和評估真實結構在預設作用下的效應。結構分析是否科學合理直接影響到結構的安全性、經濟性和實用性。房屋工程分部結構優化設計包括：基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。對以上幾個方面的優化設計還包括選型、布置、受力分析、造價分析等內容，在實施過程中，還應該按照一切從實際出發的原則，結合具體工程的實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經濟效益的目標進行結構優化設計。進行結構設計時，應在滿足設計意圖后，盡量使平面布置規則，縮小剛度和質量中心的差異，這樣水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉作用。豎直方向上應避開使用轉換層，減少應力集中現象。
2.2計算模型
計算模型的確定是結構分析的核心環節，它包括合理選擇計算簡圖和計算理論，這是結構分析的重點和難點。一般情況下，建立結構分析模型時，都會做一些假定。如：假定結構材料是均質連續的，這種假設對結構的宏觀力學性能不會引起顯著的誤差，只有主要結構構件參與整體性能的效應。
2.3選擇適合的結構優化計算方案
結構優化設計是個非線性的優化問題，在設計中涉及到多個變量和多個約束條件，設定好計算方案，通常是將約束條件變為無約束條件來計算。復合型法、拉式乘子法和Powell等方法是常用的計算方法，在完成了相應的計算方案后再進行編程運算即可完成最終的優化設計結果。
3、建筑結構優化設計措施
在建筑結構優化設計中，不同方案和不同建筑材料的選擇對工程的造價都會造成不同影響，尤其是在基礎類型的選用、開間的確定、層高與層數的確定以及結構形式選擇等方面都有著重大關系。
3.1對基礎結構的優化設計
基礎結構在整個工程工期的1/4左右，并且基礎造價也占到總造價的10%-20%，所以基礎工程結構的重要性也是顯而易見的。而且基礎結構工程的造價還與地質條件是密切相關的，設計時對地質勘探報告要求也是極高，選擇合理的基礎形式、控制好基礎的截面尺寸和埋深，能相對減少基礎結構在總工程造價中的費用。
3.2選擇節能指標較高的結構類型 建筑結構形式的選擇，意味著選擇不同工程造價的建設模式，常見的結構設計模式有如下三種：（1）剪力墻結構，這種結構形式常見于高層建筑，以混凝土結構技術規程為依托，這種結構形式相對于短肢剪力墻的抗震級別要高，比起短肢剪力墻，構造鋼筋使用數量不多。（2）框架結構，具有大開間、布局靈活性強和造價成（3）框架一剪力墻結構，即在框架結構中合理進行一定數量剪力墻的布置，這種結構合理，適用能力強，而且能夠應對各種不同的變形壓力，是一種抗側力較好的結構。以上的三種結構模式各具優缺點，但我們在選擇結構模式的時候，不能片面認為造價最低的方案就是最科學合理的方案，而是我們要結合房屋業主的功能需求，以及建設單位的投資水平和施工能力等方面的因素進行結構類型的綜合分析，將投資與收益進行平衡優化，根據工程條件的客觀實際情況選擇最為合適的結構模式。
3.3梁的優化設計
在結構設計時通常采用矩形截面梁當做受彎梁，但是這種情況下材料的利用率較低。因為，首先，在靠近中和軸附近的材料的應力較低，再者，梁彎矩會沿梁長變化而變化。由于截面梁大部分區段的應力較低，材料都不能得到很好的利用，要想提高材料的利用率，在設計時可采用平面桁架來代替矩形梁，此時平面桁架就相當于掏空梁，掏去了梁中多余的材料，減輕了其自身的重量，這樣既經濟又實用，大幅度地提高材料的利用率。
3.4柱網布局和柱子截面的優化設計
柱網布局決定柱子的開間和跨度（縱向或橫向相鄰的兩個柱子的間的距離），柱網的尺寸一般來說在6到12米之間，如果柱距小那么其傳力路線就短，上部結構的材料就能節省，但是這可能使基礎費用偏高，所以說柱網布局是否合理，對工程的造價有很大的影響。另外，柱子的截面形狀和尺寸對工程造價也有著直接的影響，所以合適的柱網布局、柱子截面的形狀及尺寸的選擇對工程造價的影響是很明顯的。
3.5結構構件配筋計算的優化設計
在計算建筑物構件尺寸及配筋的過程中，需要反復調整構件尺寸并進行計算，從中總結出最優化的結構尺寸，使得在一個固定荷載常數下，得到最為經濟的計算結果。計算結果應滿足兩個重要的指標：a、計算結果應首先確保結構的安全性，這是重中之重。b、在滿足安全的前提下，使配筋量大致控制在結構計算配筋的范圍內，使得構件內的鋼筋量切實地發揮其受力作用，而并非作為僅僅起到支架作用的構造配筋量。采用此法設計，可以使得最終鋼筋量控制在首次計算結果的80%至90%左右。
3.6結構設計信息優化技術
由于建筑結構受到設計變量等條件的約束，難以用單一的方法進行結構優化。筆者認為，鑒于房屋結構設計的復雜性，應該開發一種較為實用方便的參數定義優化軟件，減少設計者在結構優化方面的精力和時間。筆者較為推崇的是TBCAD系統，這種系統是針對結構方案設計、建模、分析、評估等為一體的成本控制軟件系統，這種系統可以進行結構方案的指導設計，使得方案的人力、物力和財力資源等趨于最優狀態。系統的信息分為兩個時間段進行優化，第一個時間段是通過對材料的分配調整，使用最少的混凝土用量滿足側向剛度的要求，系統在這個時間段的目標函數是混凝土的使用量，而結構構件的斷面大小則是設計的變量。第二個時間段是對構件強度的優化，通過對構件結構的斷面大小以及鋼用量的調整，使得構件的強度要求實現只需較少的結構造價。
4結束語：建筑結構設計優化不僅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性，而且還可以在滿足人們對各種功能要求的基礎上，提升建筑物的美觀性和經濟性。因此，房屋建筑機構設計人員應該在設計中，充分的應用優化技術，選擇合理的建筑結構設計方案，降低建筑工程的成本。
參考文獻
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關鍵詞:框剪結構；優化設計；措施；內力分析
中圖分類號:TU318 文獻標識號:A文章編號:2306-1499(2014)07-0097-01
1. 基本概況
1.1結構承重體系設計
結構承重體系設計需要根據不同的環境來進行，在設計中，裙房部分要考慮荷載效應的發生，主樓的部分也要考慮豎向的荷載效應，同時對于水平地震作用下產生的荷載效應也要加以重視。因此裙房結構需要采用混凝土框架結構的形式，而主樓采用框架一剪力墻承重結構體系。
由于主樓的抗側力構件是重要的部分，在設計中剪力墻要承擔主要水平荷載，同時框架承擔少部分水平荷載作用和大部分的豎向荷載作用。如果要提高主樓的抗扭能力，在設計中要加強剪力墻和樓梯主樓結構的相互位置，其中主要要注意建筑結構設計的變形限值，將其進行綜合匹配，以剛度、承載力和延性來進行綜合。
1.2建筑縫的處理設計
建筑縫的處理設計是通過主樓和裙房之間的連接部分來進行設計的。由于主樓和裙房有著本質的不同，兩者連接處需要設計出防震縫和沉降縫。防震縫的設計是為了減少主樓和裙房之間出現較大的縫隙，從而增加裙房的防水難度，結構設計的過程中，也需要將主樓和裙房看做一個整體的設計方案來進行設計計算。而沉降縫的部分是主樓按照實際的需要，將主樓基礎設計成樁基礎，與此同時，裙房的基礎設計成柱下條形基礎，二者在調整彼此間的不均勻差，從而保證設計的合理性。這也是建筑縫最常見的處理設計方式。
2. 結構優化設計策略
高層的建筑結構設計中，采用較多的方式是鋼筋混凝土框架一剪力墻結構，這種體系的建立有效的提高了框架結構的靈活性，并且更好的提升了使用空間，使建筑更為優質。由于剪力墻結構的整體性相對較好，因此也保證了建筑結構的完好。在一定條件下，采用框架結構設計能有效的提高水平變形曲線能力。然而鋼筋混凝土一剪結構具有多種效果，從力學的角度來進行分析的話，存在著一定的難度，進行設計優化設計也難以完成。因此，及時國內外很多的專家進行了多種實驗，但框剪結構中依然存在著很多難以解決的問題，解決在這些問題，對于提高工程質量和科學的發展也有著重要的意義和積極的作用。
2.1框架結構的分部優化設計技術
鋼筋砼框架結構屬于具有多個多余約束的超靜定結構，其荷載效應不僅與外荷載大小有關，還與結構構件的材料特征、幾何構造特征有關。鋼筋砼框架結構的分部優化設計，即是在結構整體內力分析完成后，根據梁柱各構件的控制內力進行截面優化設計，確定滿足荷載效應水平要求的各結構構件的幾何特征和配筋量的優化結果，由此導致原結構的幾何特征和荷載特征發生變化，優化結構在現荷載作用下內力分布特征發生變化，各構件控制截面上的控制內力也發生相應變化，據此再進行新一輪的優化設計。因此框架結構的分部優化設計實際上是一個迭代、漸進的尋優過程，計算結果雖不總能等價于整體優化設計結果，但通常能給出工程實用的滿意結果。
鋼筋砼框架結構的分部優化設計方法的具體步驟為：
（1）初始選型。根據結構平面、立面布置及建筑物設計使用功能，分析結構所受的豎向荷載和水平荷載及其傳力路線，并考慮施工因素，歸并框架梁、柱的類型，初選梁柱的幾何尺寸；
（2）結構分析。按照結構的實際幾何構造特征，計算結構所受豎向荷載及水平荷載，對鋼筋砼結構進行空間內力分析。根據結構分析結果，將截面尺寸相同的構件的控制截面內力，根據其大小進行分類，并確定每一類構件的設計控制內力；
（3）截面優化設計。截面優化設計是對優化的結果進行控制的過程，設計過程中，保證其整體設計方案的準確性，提高設計質量是關鍵的步驟;
（4）可行性判斷。對優化設計結果進行一次內力分析，檢驗其可用性。若整體分析能夠滿足工程設計要求，則可按此方案進行配筋和構造處理，作為最終的優化設計結果。否則需根據工程經驗和結構內力分析結果進行局部調整，直到方案可用為止。
2.2框―剪結構的三階段優化設計策略
框―剪結構的設計主要涉及三個方面的優化問題：一是結構最優設防水平的決策，二是框架與剪力墻結構協同工作，以及承載力、剛度與延性變形能力間的最佳匹配設計，三是框架―剪力墻結構構件的優化設計問題。
高層框―剪結構在水平荷載作用下的協同工作問題，主要是水平荷載在框架和剪力墻結構之間的分配設計，因此剪力墻數量和位置的設計是關鍵問題。這里，我們將框）剪結構的優化設計過程分為三個階段進行，對不同階段的不同問題，采取不同的優化準則進行優化設計。
（1）第一階段：最優設防水平Id的優化決策。以地震的危險性為前提，分析地區地震的相關強度，從而評測出相應的結構優化方案，在進行設計前，將相關的數據進行綜合評測，從而把設計方案綜合在內。
（2）第二階段：剪力墻構件的優化設計。剪力墻結構構件的優化設計主要是結構剛度與延性指標的最佳組合，可用力學準則進行優化。結構剛度對結構的影響主要為結構的自振周期和側向位移，結構延性對結構的影響主要為保持承載力前提下的變形能力。因此，可用結構整體的側向位移量來協調結構的剛度和延性。我們根據高層結構設計規范對結構層間位移和頂點總側移的限值來控制結構的剛度設計和延性設計。
（3）第三階段：框架結構的優化設計。框架結構的優化設計準則是一個結構準則，在一次整體分析完成之后，可按照前述方法對框）剪結構中的框架部分進行優化設計。
[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。縱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。基于以上的考慮，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
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關鍵詞：高層住宅；結構類型；剪力墻；結構優化；
隨著經濟的快速發展，越來越多的人定居城市，城市高層建筑的建設越來越受到重視。為了充分利用建筑空間，高層住宅的建設高度不斷增加，并且對高層住宅兼顧舒適性和安全性的要求也越來越高，因此尋找提高高層住宅的安全性的方法非常重要。高層住宅剪力墻結構的設計越來越被廣泛應用到高層建筑的建設中。為了符合現代建筑理念即提高高層住宅的安全性、經濟性和合理性的要求，高層住宅剪力墻的結構優化設計顯得非常重要。
1 高層建筑結構的類型
按照使用的材料區分，高層建筑可采用砌體結構、混凝土結構、鋼結構和鋼-混凝土混合結構等類型。
砌體結構雖然具有取材容易、施工簡便、造價低廉等優點，但由于砌體是一種脆性材料，其抗拉、抗彎、抗剪強度均較低，抗震性能較差，現代高層建筑很少采用無筋砌體結構建造。在砌體內配置鋼筋后，可大大的改善砌體的受力性能，使之用于建造地震區和非地震區的中高層建筑成為可能。
混凝土結構具有取材容易、良好的耐久性和耐火性、承載能力大，剛度好、節約鋼材、降低造價、可模性好以及能澆制成各種復雜 的截面和形狀等優點，現澆整體式混凝土結構還具有整體性好，經過合理設計，可獲得較好的抗震性能。混凝土結構布置靈活方便，可組成各種結構受力體系，在高層建筑中得到了廣泛的應用，特別是在我國和其他一些發展中國家，高層建筑主要以混凝土結構為主。鋼結構具有材料強度高、截面小、自重輕、塑性和韌性好、制造簡便、施工周期短、抗震性能好等優點，在高層建筑中也有著較廣泛的應用。但由于高層建筑鋼結構用鋼量大，造價高，再加之因鋼結構防火性能差，需要采取防火保護措施，增加了工程造價。鋼結構的應用還受鋼鐵產量和造價的限制，在發達國家，高層建筑的結構類型主要以鋼結構為主。近年來，隨著我國國民經濟的增強和鋼產量的大幅度提高以及高層建筑建造高度的增加，采用鋼結構的高層建筑也不斷地增多。特別是對地基條件差或抗震要求高，而高度又較大的高層建筑，更適合采用鋼結構。
鋼-混凝土組合結構或混合結構不僅具有鋼結構自重輕、截面尺寸小、施工進度快、抗震性能好等特點，同時還兼有混凝土結構剛度大、防火性能好、造價低的優點，因而被認為是一種較好的高層建筑結構形式，近年來在我國發展迅速。組合結構是將鋼材放在構件內部，外部由鋼筋混凝土做成（稱為鋼骨混凝土），或在鋼管內部填 充混凝土，做成外包鋼構件（稱為鋼管混凝土）。如北京的香格里拉飯店（24 層，高83m）采用鋼骨混凝土柱，正在建設的上海環球金融中心大廈（95 層，460m）和陜西信息大廈（52層，高 189m）均采用鋼骨混凝土框筒結構，深圳的賽格廣場大廈（76層，高292m）采用圓鋼管混凝土柱，香港中心大廈（70層，高292m）和臺北國際金融中心大廈均采用方鋼管混凝土柱。混合結構一般是指由鋼筋混凝土或 鋼骨混凝土剪力墻（或筒體）以及鋼框架組成的抗側力體系。
2 高層住宅結構設計的重要性
經濟快速發展使得城市的現代化程度越來越高，城市人口的不斷增加導致城市的高層住宅建筑也越來越多，居民對高層住宅的安全性要求也越來越高。高層住宅的設計需要考慮的因素包括建筑的高度、安全性、舒適性和經濟性等等，并且在施工結束后的工程驗收過程中的檢測標準也是非常嚴格，高層住宅必須經過嚴密的檢查才能投入居住。因此，建筑的結構對高層住宅的建設非常重要，而近年來，由于剪力墻能夠增加高層住宅建筑的可靠性的特點，使得剪力墻結構的應用范圍變得越來越廣泛。
3 高層住宅剪力墻結構設計中優化措施
3.1剪力墻抗震優化設計
現代社會，人們對建筑的抗震性能意識不斷提高。對于高層住宅建筑，地震所帶來的危害將會更大。因此，在對高層住宅進行結構設計時，一定要考慮建筑的抗震指數。對于高層住宅剪力墻結構，可能由于本身剛度比較差，所以在發生地震時變形就會非常嚴重，對于地震的防御力就很低。因此，對于高層住宅剪力墻的剛度問題要進行優化設計，符合抗震的要求，保證結構合理和經濟性。
3.2剪力墻結構設計優化
高層住宅建筑的設計不僅僅要求是能夠達到最基本的建筑使用標準，更要注意的注重結構合理性問題。高層建筑的設計過程中需要考慮建筑層數比較多，并且在施工時要保證地基足夠堅固，支撐之后將要建造的上面的樓層的重量。在設計時，既要保證剪力墻能夠保證較好的抗震性，又要保證足夠的剛度。對于現有的剪力墻結構中的一些缺點，比如建筑成本比較高，而且在施工時難度比較大，對于鋼材的使用量也非常大，也需要被考慮在優化設計中。可能這些缺點就是因現有剪力墻的結構不合理性造成，所以在進行優化設計的過程中就要考慮到這些問題。優化設計者要充分考慮到各方面可能影響到剪力墻結構的因素，在優化設計時能夠改進這些問題，爭取使得優化后的剪力墻在使用過程中盡量避免出現原有的不足。優化過后的剪力墻結構需要表現出抗震性好、建造成本低、施工時比較簡單、對鋼材的使用量降低等優點，因此對高層住宅的剪力墻優化設計的探索具有重要意義。
3.3剪力墻位置優化
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。
3.4剪力墻厚度優化
在對剪力墻進行厚度優化設計時可完全依靠pansy軟件進行設計，剪力墻結構模型利用梁單元BEAM4和殼單元SHELL63建立剪力墻結構模型，如圖1，并充分的發揮ansys軟件強大模態分析功能采用30階莫泰，得到模型的30階自振頻率，從而對剪力墻的固有頻率與振型進行了優化設計，優化后的各階頻率均小于優化前，這就使得整個結構變的“更柔”而且降低了工程的成本。在墻體厚度的優化設計中，設計變量為剪力墻厚度，約束條件為最大層間位移角，目標函數為混凝土用量。優化后的墻體厚度從0.25m減小到0.214m，混凝土的用量也從2544？降到了2181？。
4 結語
從現實情況來看，在我國的高層建筑住宅中，剪力墻結構已被廣泛應用，其數量會根據不同的高層住宅而有所不同，所以對于高層住宅剪力墻結構優化勢在必行。而在對剪力墻的優化設計中要注意，優化的目的不僅僅是為了能夠降低工程造價，更要在保證安全的前提下，做到建筑的合理性，要更好的保證建筑的使用功能。因此，對于高層住宅剪力墻結構的優化要妥善考慮到建筑各方面的特點，兼顧合理性，才能發揮出結構優化的意義。
參考文獻
關鍵詞: 高層建筑剪力墻；結構優化設計
中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A
前言：在諸多的新興城市中，高層建筑已隨處可見。在高層建筑的設計過程中，剪力墻結構的設計是最關鍵的環節。剪力墻的好壞關系到高層建筑的安全性及可靠性。剪力墻結構要承受水平及縱向的作用力，對剪力墻結構設計進行優化可以使建筑高度增加而不影響安全性，同時使室內使用空間更加優化。因此，剪力墻布置、方案選擇及含鋼量等是優化設計的重要內容。
1.高層建筑設計概念的特點
高層建筑的在設計過程中,設計到的結構功能主要包括兩方面:一是建筑承受荷載的能力；二是抵抗側移能力。同時，其結構功能作為表達建筑體量組成和結構藝術的基礎。高層建筑在設計過程中，既不能隨心所欲任意而為也不能離開實踐的基礎而進行單純的演算及推理。高層建筑的結構概念設計取決于設計建筑的工程師，工程師需要經過縝密的科學性的分析及演算并結合他們敏感的判斷力。在高層建筑設計的初期，設計人員們能經過嚴密的分析決定高層建筑結構設計概念中的各類基礎性問題。在高層建筑的結構設計概念的特點中，水平荷載問題起著至關重要的決定性作用，這是由于隨著建筑高度不斷的上升，水平荷載對結構設計的影響作用及控制作用越來越明顯。對于高層建筑的設計者來說,擁有與眾不同的超前觀念和理念創新是一種思維模式上的進步之舉,同事是現代高層建筑設計中必不可少的一項能力。
2.剪力墻的結構設計優化措施
2.1剪力墻結構設計方案
在高層建筑剪力墻的結構設計過程中，要考慮的內容較多，不僅要考慮到位移限值，也要考慮到框剪結構中的抗側力構件能否充分的發揮其作用。此外，在設計過程中還要注意使整體結構布局合理，應用的技術要相互匹配。使得整體的安全性達到最大值,所有結構都能最大限度的發揮其作用,這樣設計出的結構才能達到既經濟,又合理的目的并且節省成本。高層建筑的剪力墻結構設計時，若層數少于18層，可以采常用的現澆剪力墻結構為最佳，若層數更高，則建議選擇使用普通剪力的墻結構。剪力墻的結構特點在于平面外剛度及承載力都相對來說較小，因此剪力墻平面外的彎矩在結構設計過程中應該適當的控制，還要增大剪力墻的剛度是剪力墻的結構更加合理。為實現高層剪力墻結構設計的科學性并符合標準，必須先要確定剪力墻的具體高度及寬度，而且盡量將梁柱設計在建筑的隱蔽位置， 這樣能是高層建筑更具有美感及觀賞性。提前做好設計規劃工作，要注意剪力墻的結構設計要合理、對每一步的設計方案都要明確細化。
2.2剪力墻設計的計算方法
剪力墻結構的設計在計算時要考慮水平作用還有豎向作用，從而對結構整體進行合理的分析。在設計及計算高層建筑剪力墻拐角處的墻垛時,如果沒有特別的要求或需要,在進行計算時就不必要建立這些結構的模型。除此之外，梁進行框架剪力調整與不調整兩次計算也是十分必要的內容,還要注意配筋設計要與其他部分相適合。剪力墻連梁的跨高比也有一定范圍的要求，建議應該不小于 2.5，否則剪力和彎矩的值很有可能超出標準限值。對于難于進行調整的梁來說,若能找到合適且可靠性較高的水平力傳遞路徑也是可行的。同時可以選擇的方法也包括對梁的彎剪剛度在一定范圍內降低一些但不改變梁截面的方法來進行調整工作。隔墻要盡量選擇輕質的墻體，從而使荷載能夠有效的減少，對地震作用的影響也能降低一些，也能部分的節約資金。高層建筑的剪力墻結構中，樓層連梁以及配筋受高度影響較大。
2.3剪力墻布置方案的選擇
從高層建筑剪力墻的結構布置上來說，選擇弱連梁聯系的方式較為適合，這樣可以形成數量更多的聯肢墻。不僅能夠有效的避免剛度太大的問題, 而且在結構受力來說仍然保持了整體墻的原樣。高層建筑剪力墻布置的基本原則包括以下幾個方面，首先要是剪力墻的數量不要過多,還要考慮各個墻肢在進行布置時邊緣構件的使用量也不要過多。剪力墻布置過程中，沿高度的方向小幅度的修改墻厚和混凝土的強度等級是可以的，而且墻肢數量的縮減影響稍小一些，這樣側向剛度在高度方向上的就能呈現逐步減小的趨勢。在能夠有效保證剪力墻的豎向和水平承重的前提下,要盡量是剪力墻布置時的間距擴大,從而減少在小的間距范圍內剪力墻布置過多。
2.4合理控制剪力墻結構的含鋼量
近年來我國各地高層建筑的逐年增加,剪力墻在高層建筑中的應用也越來越普遍。高層建筑的含鋼量問題一直是影響建筑成本的關鍵，想要使高層建筑在進行設計及施工時能夠具有更大的經濟優勢，節約成本，從含鋼量入手是十分必要的。對剪力墻的結構進行控制，并且對結構設計和施工過程的實踐經驗相結合進行分析, 從實際情況出發，按照使用要求認真的分析高層建筑剪力墻結構在建設構成中最為適宜的用鋼量。
3.剪力墻優化設計的其他措施及注意問題
3.1關注轉換層的設計
剪力墻的轉換層在設計過程中要注意剛度不宜太大，因為過大的轉換層剛度會使結構受地震影響變大并且會使豎向的剛度也會有一定程度的提高，這樣在建筑過程中材料的使用量也會提高對于成本來說是一種浪費。在這樣的情況下，設計人員對于截面尺寸要進行分析及合理的選擇，同時要注意到剛度能否適應高層建筑設計的要求。同時，剪力墻的轉換層剛度也不適合太小的數值因為這樣會出現沉降差，會使得配筋量的使用增加。
3.2連梁設計的優化
對于轉換層結構設計，其本身的剛度與質量不宜過大，一般可通過水平力作用下的空間分析來檢查轉換層的位移角是否均勻。對于連梁的設計，在截面所受的剪承載力和配筋等方面都有一定的標準及要求。塑性調幅的方法為在內力計算前將連梁剛度就進行合適的減少。經過這些調整之后的連梁應該保證其彎矩和剪力的設計值比使用階段實際值要大，同時要比地震組合計算后所得的彎矩設計值大一些，這樣可以防止在正常的使用過程中，或者發生強度較小的地震作用后產生不可避免的裂縫現象，影響使用安全。
3.3合理控制設計過程中的成本
在高層建筑的剪力墻結構中,剪力墻建設過程中鋼筋用量占總用鋼量的比例較大。因此，暗柱及梁適宜采用高強度的鋼筋，從而使配筋量有效減少。配筋只需要滿足計算及標準建議所需的最小配筋率即可，這樣可以有效的節約成本。墻體荷載可以扣除，明確建筑使用功能以確定活荷載，去掉不必要的荷載。此外，設計人員在設計過程中要減少一些非必須的暗柱的設置,而且構件配筋設計過程中，也不要過于隨意的改變配筋量,因為這對于用鋼量來說十分重要，也要為節約成本有所考慮。
4.結語
隨高層建筑的大量建成，在高層建筑的剪力墻結構設計中,怎樣進行合理的優化已經成為設計人員關注的熱點問題。怎樣既能高層建筑的剪力墻結構外觀簡潔,同時又能大量的節約建筑成本成為了設計過程的關鍵。因此，在剪力墻結構的設計，合理布置及用鋼量等多方面要多加注意，同時減少不必要的成本浪費，是高層建筑的剪力墻不僅更加美觀也更加穩固安全。
參考文獻：
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