时间：2023-09-27 09:06:46
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对建筑工程进行优化设计一直是建筑师们共同的目标,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。
一、建筑结构优化设计的必要性
为了达到结构优化设计的目的，工程设计人员必须在保证结构安全的前提下，通过对建筑结构的理性分析，采用合理的优化设计理念和方法进行优化设计，使得能有效地控制工程造价，满足投资方的经济要求。通过以往的优化设计经验来看，相比于传统的设计方法，优化设计通常可以达到降低工程造价的目的。但是在实际的工程设计中，很多因素都制约了优化设计的开展和实施。比如，工程的设计进度的要求，使得设计人员根本无暇顾及到结构的优化设计要求，再者，由于知识水平的限制，傻瓜化的设计软件使得年轻设计人员对优化设计的理解缺乏，更谈不上有效合理的优化设计，大部分设计人员在所谓优化设计中总着眼于局部部位而忽略了结构总体方案的设计，没有从总体布局上考虑造价的控制。为此，为了降低工程造价的成本，提高设计人员在工程建设过程中对优化设计的设计把握非常必要，只有加强技术和经济效益的有效结合，通过合理的优化设计方案，达到降低工程造价的目的，创造更大的社会效益。
二、建筑结构优化设计措施
1.局部优化与整体优化
每个建设项目的设计都是包含其复杂性和层次性两个特点的系统的设计。从复杂性来讲包括结构选型、材料、构件选用等方面；从层次性来讲包括建筑设计系统、结构设计系统、设备安装系统设计等,其每个系统下面又包含多个子系统。设计过程中对每个小的分系统或子系统进行优化实际上等于割断了各局部之间的横向联系,最终叠加而成的工程并不一定能够实现最终的整体最优化。因此,对于任何建筑来说必须对其全局进行优化才能实现真正的优化。
2.分段优化与寿命期优化
任何工程项目在其寿命期内的各个环节中都有很多方案可供选择,即每个阶段都存在优化方案,设计人员应根据各阶段性质来决定对应的优化方法,即对工程寿命期优化,才能最终实现项目在每个阶段优化,但又不影响最终整个寿命期的优化。
3.桩基优化
桩基分为预制桩与灌注桩两种,由于灌注桩在成桩过程中其质量难以把握,且其施工周期远远长于预制桩,因此在满足沉降控制、上部承载以及基础总重的前提下应尽可能使用预制桩,同时,由于一般情况下随着基础深度增加,地基土对桩身的侧摩阻力及桩端阻力都随之增大,因此应尽可能选用较大长度的桩和桩位。为了能够尽量减少基础底板厚度以及钢筋用量应尽量采用轴线桩,使其尽量布置在剪力墙之下。
4.基础优化
在采用轴线桩的前提下,应尽量选用条形承台,若建筑物没有地下室时则应仅布置条形承台梁,有地下室时则应采用条形承台梁加止水底板,若建筑高度较低则承台梁高可以同地下室止水板厚度相同,建筑高度较高则其梁高应根据计算确定。止水板的荷载取值一般应根据其上部结构总重的20%与水浮力之和与上部结构总重的30%中大者来做为计算依据,但目前有人认为该值应以最不利水位来考虑水浮力,而地基土对地下室底板的作用占上部结构比例应根据沉降计算结果区别对待,其取值范围应在5%～20%之间。
5.上部结构优化
上部结构模型的建立以及优化应从合理的剪力墙布置开始,并应遵循剪力墙平面分布均匀、对称且楼层平面刚度中心与楼层结构重心相结合的原则,以尽量减小水平地震和风荷载作用下的扭转效应；若建筑房型允许应优先采用大开间剪力墙结构,并适当加长剪力墙墙肢长度,其既可以减少剪力墙墙肢总数也可以实现在楼层侧向刚度相同的情况下可以大大减少剪力墙的混凝土用量,同时由于在剪力墙结构中钢筋用量最大的部位是暗柱,采用大开间剪力墙可以在很大程度上减少暗柱的钢筋用量；但若建筑物所处地质条件较差但建筑对抗震要求较高的地段则应尽量避免大开间剪力墙结构；在墙柱都确定好后,连梁(跨高比小于5)的高度一般取窗顶与楼层之间的高度,而跨高比大于5的跨度较大的框架梁其高度则取跨度的1/12即可；对于建筑楼板厚度除应满足相应规定外,重要就是准确输入楼层层高及层数以正确计算各楼层对应的荷载；在这些基本构件确定之后则应进行人工修改、干预诸如梁端铰接设置、框支梁柱定义、混凝土容重、风荷载等相关定义及参数,尽量达到计算模型与实际建筑匹配；之后则应对设计结果进行电算,并必须分析电算结果的合理性。
6.建筑与结构专业的协调
设计过程中应尽量实现建筑结构与建筑平面密切配合,以实现结构合理、美观实用的结果。建筑墙柱布置应满足建筑物平面功能要求；各房间开间进深等应尽量统一便于构件标准化；建筑体系应尽量简单,墙柱不易错位,截面面积不宜出现明显变化,同楼层内标高应尽量一致,不宜设置错层即夹层结构；楼梯电梯等不宜布置在受力复杂或应力集中的转角部位,非承重构件应尽量选用轻质材料,承重构件选用高强材料实现减轻结构自重,建筑整体布置应力求简单、规则,并尽量保持建筑质心、刚心尽量重叠,防止发生扭转效应。
7.结构与给排水专业的协调
由于给排水专用房屋内含有设备及设备基础,其荷载往往远远高于其他房间,因此,水泵间应尽量设置在地下室或半地下室内；给排水房间内管道数量多、粗细不均,因此应确保预留孔洞及预埋件位置及尺寸准确,并对楼板孔进行局部加强,同时应尽量避免水平管道穿过梁柱；管道穿过承重墙时应采取加固措施；应尽量保证结构布置为管网系统创造条件,避免出现管道绕梁绕柱现象；建筑内尤其是高层建筑内空调设备通常与电梯、楼梯、卫生间等布置在核心区域,因此在结构设计时应重点考虑该类房间内楼面负荷,避免该类房间内由于管道多出现超载现象,另外由于设备层层高不同于标准层,且内部应力集中,因此应着重考虑该房间内抗震加固措施。
8.结构与电气专业协调
电气管线若以导线在金属管内沿墙或楼板暗装则对于预制结构带来很大困难,因此穿过梁的垂直管线应在预制时在梁内预留孔洞,并要保证梁宽与墙厚尽量一致,若不一致则应要求墙的一侧与梁的侧面平齐,以确保穿梁管线不外露于墙外；电梯机房内空洞、预埋件非常多其荷载相应增大,因此该房间内应进行单独计算来确定其强度,另外电梯井道一般除受竖向荷载外还受水平力作用,因此应单独校核其强度尤其是洞口处强度。建筑物尤其是高层建筑设计是一项复杂的系统工程,设计人员不仅要研究建筑地基、基础及上部结构的共同工作性,还应与各专业密切配合、协调,确保计算的准确性等方面实现建筑物的优化设计。
在建筑结构设计阶段，必须秉持设计优化的理念，才能确保工作的顺利进行，既可以确保房屋具备高质量，还能切实提升房屋安全性与美观度。为了优化结构设计阶段，达到提升建筑结构质量水平的目的，必须切实分析设计状况，采取安全、先进的技术，为优化升级设计工作提供帮助。
1房屋建筑结构设计优化的含义及重要性
房屋建筑结构设计优化工作内容较多，较为繁杂，影响因素多，需要综合考虑。为实现优化结构设计的目的，既要综合考虑施工材料的价格、性能、安全性，还必须站在宏观的角度考虑建筑空间如何安排，确保设计的空间既美观又具有功能性，综合上述内容及建筑结构的优势，结合具体设计要求开展设计工作。此外，房建结构设计优化还必须制定目标，明确结构的具体功能和使用目的，细分设计工作的内容，循序渐进地开展优化工作，保障最后得出的优化方案切实可行、性价比高，设计出的结构安全、美观。房建结构设计优化工作的优势：（1）房建结构设计工作内容繁杂，与建筑行业的许多知识相关，其优化工作也与许多学科存在联系，具有较强的关联性。（2）优化后的房屋结构设计方案相较于优化前，在美观性、安全性、功能性等方面都具有较大优势，经过优化的房屋建筑的质量大幅度提升，实用性更强。（3）经过优化的结构设计方案具有便于管理和便于施工的特点，规范的施工以及系统化的现场管理可以大幅度提升施工安全性和工程质量，还可以加快施工进度，有效减少施工成本。（4）新颖的结构设计方案可以推动建筑行业走向多元化，满足人们的居住需求，提升人们的居住质量。
2房屋建筑结构设计中的优化措施
2.1优化主体结构
设计师开展设计工作时，应将重点放在提升结构安全性和实用性上，通过持续优化设计达到提升结构承载能力的目的，还可以在一定程度上提升建筑质量。在环境条件欠佳的情况下，依然能够确保安全，尽可能降低建筑结构受外界不良条件影响的程度，防止沉降、倾斜、坍塌破损等情况发生。剪力墙结构建筑稳定程度与建筑剪力墙布置存在关联，设计师可以由此入手，开展针对剪力墙的优化设计工作，促使建筑刚性中心与质心重合。减少剪力墙数量、增大剪力墙长度是常用的剪力墙优化措施，该措施通过对剪力墙的优化，提升了建筑结构的安全性与稳定性。通常情况下，在优化剪力墙设计时会加大钢材的使用量，在一定程度上提升了建筑成本。因此，未来一段时间建筑结构的优化方向应为在确保建筑结构稳定性和安全性的同时，适当降低材料成本造价、节约用料。
2.2优化上部结构
相关学者经过研究得出，建筑的上部结构较比其他部分结构更易受到剪切力的干扰，稳定性大幅度下降。优化设计必须提出科学性更强的设计方案，尽可能使上部结构的几何中心位于正上方的中心位置，确保建筑安全[1]。剪力墙的具体设计需要结合房屋建筑实际情况开展，在确保满足设计需求的同时，科学地设计剪力墙数量、尺寸等各项数据，充分利用建筑原料，加大墙肢长度，减少墙肢数量。另外，建筑物周边环境也会影响其质量与稳定性，所以进行设计前，相关人员应去往施工地点进行实地考察，避免方案与现实情况不符，不能投入实际应用。
2.3优化地下室结构
地下室是高层建筑的重要组成部分，从资金支出的角度分析，地下室结构成本占结构总成本的比重较大，如果能够提出有效措施优化地下室结构设计，对于控制项目成本支出具有促进作用。（1）设计师应在满足设计需要的前提下，合理减小地下室层高，节约材料，达到控制成本支出的目的，还能够减小施工阶段土方的开挖量，节约施工时间，降低维护成本。（2）在地下水源丰沛的地段建设时，必须考虑浮力对建筑建设的影响，如果可以降低地下室的层高，则可以减少抗拔桩数量，减少底板配筋的使用量。（3）在开展地下室结构设计工作时，应注意地下水的浮力、土壤重力转化的压力都会对结构建造产生一定影响，底板与侧墙所承受的压力远高于地面，因此钢筋等材料的用量多于地上部分的用量，设计阶段应细致分析结构每个部分的受力情况，根据操作流程完成用料计算，受力较少的结构部分可以选取通用钢筋建造，受力较大的结构部分可以采用局部附加的措施进行建造。
2.4优化结构与排水的关系
在房屋建筑给排水系统施工时需要用到许多设备，也需要大型机械的参与，在施工时应确保设备有足够的能力承担高强荷载，所以应当把水泵放置在地下室。排水系统设备的荷载能力强、荷载强度大，房屋结构与功能越复杂，需要建造的排水系统就越复杂。给排水系统管道具有粗细程度不一致、长度多样等特点，要求设计师应在宏观的角度进行设计，精确计算每个位置所需铺设管道的尺寸和长度。除此之外，为确保结构的稳定性，应尽可能防止管线从梁柱之间穿过的现象发生，若管道必须穿过承重墙，应结合实际情况开展对承重墙的加固计算，保证墙体的稳定性。
3房建结构优化在结构设计中的应用
3.1工程简述
某建筑工程占地面积约55000m2，为多层多功能建筑。房屋建筑结构采用钢筋混凝土框架结构，楼盖梁为井字梁。该房建工程占地面积广，建筑使用情况较为复杂，房建结构设计优化的工作难度较大，为了确保优化工作顺利开展，设计师应结合当地施工水平，综合考虑用户需求，开展设计方案的优化工作，确保建筑安全、美观。
3.2提升建筑结构设计的合理性
在优化建筑结构设计时，设计师应当选择合适的建筑结构，以其为基础构建科学的优化模型，再具体分析模型特点，开展对原有设计方案的改进优化工作。例如，该房建工程中，结构设计人员必须根据实际情况确定相关参数值与约束数值，确保建造的结构足够稳定坚固，避免安全事故的发生。针对变化性较弱的局部因素，设计师可以使用预定参数的办法，降低施工成本[2-3]。另外，结构设计人员还应合理建立优化目标函数，结合建筑使用需求，利用电子设备准确计算各原料的使用量，节约结构成本，提升设计方案优化效果。为提高施工效率、更好地落实房屋建筑结构的施工方案，设计师必须了解该建筑的结构体系约束因素，并开展约束因素的比较与研究工作，确保各约束因素与房建工程设计优化相适宜。通过建立科学的建筑结构优化模型，可以在极大程度上帮助设计人员了解与掌握房屋结构特性，帮助其扬长避短，确保经过优化的方案更具可行性。该房建工程的占地面积较大，施工内容繁杂，工期长且成本高，在某种程度上对结构设计方案优化产生了一定影响。因此，设计师需要持续更新设计理念，汲取先进设计知识，与时俱进，充分了解房建结构优化模型的特点，获得最佳的设计方案优化效果[4-5]。房建结构优化模型如图1所示。
3.3优化建筑结构平面布置
建筑结构平面布置是设计工作的重要内容之一，设计时应根据实际建设情况对结构平面布置开展相应的优化工作，借助计算机等设备准确计算该建筑结构的刚重比。经反复调整计算可知，该房建工程X方向的刚重比为3.15%，纵向刚重比为2.88%，横向剪重比为2.68%，纵向剪重比为2.58%，横向的质量系数为98.3%，纵向的质量系数为99.73%。
4结语
综上所述，通过建设科学的结构优化模型，优化房建结构平面布置，可以达到提升设计合理性和建筑实用性的目的，有效节约建筑材料，降低建设成本。要求设计师必须不断学习具有创新性和先进性的相关知识，提升自身专业水平和技能熟练度，优化方案设计，提升建筑质量和效率，推动建筑行业的稳定发展。
参考文献
[1]朱粟郁.高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析[J].工程建设与设计，2020（22）：22-23.
[2]刘俊杰.民用建筑结构设计的要点探究[J].工程建设与设计，2020（21）：15-16，19.
[3]申晓宝.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].工程建设与设计，2020（19）：29-30，33.
中图分类号：TU318文献标识码：A
建筑是人们对于艺术、建筑、文化、生活等各方面理解后的一种表现形式，不同风格的建筑展示出的是不同的风情和历史，同时也是展示设计师的文化结构的一个途径。通过优化建筑结构的设计，可以极大的增强建筑的各项性能，同时也是降低施工单位的成本的重要举措，在不影响建筑性能的情况下，合理的进行结构优化设计可以最大限度的发挥出建筑材料的利用价值，因此，合理的进行建筑结构的优化，选择合适的优化方法的选择，对于实现建筑的各项性能来说都是非常重要的。
1建筑结构设计优化方法的内涵和特征
建筑结构的设计优化方法是全面考虑建筑方便的同时，把结构设计方法和艺术学、审美学充分结合到一起，把房屋建设的目的和房屋功能全涵盖的结构设计方法，再优化选择各种结构设计方案，挑选既适用又安全、美观的建设方法，确保房屋建筑质量、建设方便性及经济性。所以，建筑结构设计的优化方法有一些基本特征：美观性较强；涉及很多学科，多学科的联合性较广；实用性很强；方便建设施工管理；既环保又节能；具有较强的科学性。建筑设计师在设计建筑结构过程中，也要敢于创新，不断提出新的优化设计方法。
2优化建筑结构设计方法的重要意义
在设计房屋结构中充分运用结构设计优化技术不仅能够提升建筑工程质量，还能提升建筑企业的经济效益。我国一直提倡可持续发展理念，争取市场效益的最大化，这就要求建筑企业不仅要满足房屋建筑结构的长远效益，还要尽量减少建筑结构短期投资。和以往传统房屋结构设计比较，运用设计优化方法能够降低建筑工程建设成本，提高优化方法技术，实现建筑企业充分利用建筑材料。伴随我国高层房屋建筑越来越多，人们更加重视房屋建筑怎样既满足时展需求，又能减少建设投资的问题，而优化建筑结构设计是充分发挥机械设备和建材性能，对人们所关注的房屋建筑问题具有重要促进作用。房屋建筑结构设计如果得到优化，房屋结构各单元就能实现有机整合，进而提高建筑质量，确保人民安全居住环境。以往传统建筑结构十分注重安全质量，建筑建设成本方面控制工作做的不到位，工程设计时期成本很高，结构设计也常存有缺陷，外观也不够精美，这些都难以满足现代人们对房屋的心理需求。设计房屋结构过程中运用建筑结构设计的优化方法，既能把经济价值、审美价值、生态戒指及使用价值有效结合到一起，还能降低房屋建设成本，节省施工材料，确保房屋结构安全，具有很高的艺术性，提高房屋建筑综合效益。
3建筑结构运用结构优化技术的步骤
3.1建立建筑结构优化模型
选择设计变量过程中，要把对建筑结构具有重要影响的主要参数看出变量，例如：约束控制参数和控制目标参数。对变化范围小、影响较小或局部有关要素可以满足设计要求的参数，可以利用预定参数表示，进而减少计算数量和设计数量，变成工作量减少，工作效率自然会有所提升。确定目标函数十分重要，优化建筑结构设计过程中，需要运用满足预定条件的已失效概率函数及对应钢筋截面面积，进而降低建筑工程总的建设成本。有结构设计优化来讲，一定要保证结构具有较高可靠度，确定优化设计有关约束条件，约束条件主要含有结构强度约束、构件单元约束、裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束等约束条件。设计房屋结构过程中，一定有认真比较和分析目标约束条件和实际约束条件，保证每个条件均满足要求，争取获得最佳设计。
3.2合理设定优化设计方案及有关程序设计
按照可靠度所做的房屋结构优化设计有着多约束条件问题且有很多复杂变量，分析计算过程中，通常要将有约束条件的优化问题转成没有约束优化问题求解。优化设计常见的计算方法有复合形法、拉氏乘子法和Powell法。根据可靠度所进行的房屋结构设计优化模型和实际设计过程中利用的计算方式，为更好地实现它们的效果，可以把这些变成具有较强功能且运算速度非常快的运用程序，进而让优化设计方案得到全面实施。
3.3综合结果的分析
计算结构设计得出各种结果后要对这些结果进行分析与比较，通过选取各种方法的优缺点选择效果最好的设计方案。分析计算结果时，一定要全面考虑有关问题，并多角度分析这些问题。结果分析在整个建筑结构优化设计里占有重要地位，选取科学的设计方案可以确保建筑安全性、美观感和实用合理性，并降低整个结构的建设施工成本。优化建筑结构过程中，需要注意重视有关建筑技术要求，全面考虑对建筑工程具有重要影响，分析过程中，必须全面考虑科学配置，进而才能实现预期目标。
4优化建筑结构设计的措施
4.1建筑阶段性优化和寿命优化
建筑工程使用年限期间内，对各个阶段都要做相应优化。设计人员必须清楚每个阶段特征，按照实际计算分析结果确定优化方式，进而能够科学优化工程整体寿命。最终不仅确保建筑工程建设质量，而且提高建筑施工企业经济效益。
4.2建筑局部性优化和整体性优化
建筑在设计方面均具有相应复杂性与层次性特征。站在层次性角度看，含有建筑结构有关体系、整体设计体系及安装体系，每个单独体系也都含有很多下属体系。设计人员设计房屋过程中，要对应优化每个下属系统，突破关联横向性。站在复杂性角度看，建筑复杂含有选取建筑施工材料和选取建筑物零部件。对每个建筑来说，都要从整体上开始优化，才能实现真正的设计优化。
4.3建筑上部结构优化
设计建筑上部结构需要先构建对应模型再进行系统优化。科学设计剪力墙工作非常重要，剪力墙的设置要注意确保剪力墙整体质量均匀，才能使楼层平面刚度中心点和楼层整体结构重心相重合，进而减少风力或地震给建筑带来的破坏性作用。建设房屋建筑过程中，要尽量大开间构造剪力墙，加长剪力墙墙肢的长度，进而减少墙肢数量。
4.4结构优化和排水系统优化、电气优化相协调
排水系统房间机械设备的荷载强度与荷载能力都很大，一定要把机械设备布置在地下室，并确保管道预留深度和尺寸能够满足规范标准要求，加固楼板自身钻孔位置。除此之外，注意水平方向管线有可能会贯穿梁或柱，尽量降低管线贯穿梁或柱现象出现的概率。建筑里的电气管线安装通常是利用导线形式装于楼板、墙体或金属管体外部，这种安装方法会增加预制结构施工难度，因此，若要把管线穿过梁体，需要在梁体预留孔洞，并确保墙体宽度和梁体宽度相同。
5结语
建筑结构设计优化在建筑结构设计中占有重要地位，合理选择结构设计方案既能满足有关技术要求，还能节约建设成本。建筑结构的设计优化是一个综合性很强且十分复杂的系统性问题，设计人员一定要不断深入研究结构设计优化方法，不断提高自身水平，敢于创新，为人民居住提供安全保障。
参考文献
框剪结构是由框架结构和剪力墙结构体系组成的一种结构体系，是由延性较好的框架、抗侧力刚度较大并带有边框的剪力墙和耗能性能良好的连梁共同组成的一种结构体系。在高层建筑的结构设计中，框剪结构由于其能为建筑使用提供较大的平面空间，又具有整体性好、抗震性能好及较大的抗侧力刚度等优点而得到广泛应用，特别是用于结构平面和功能复杂的高层办公楼、医院病房及酒店等高层建筑。但在实际设计中仍然存在着一些问题有待进一步的解决。本文将对建筑框剪结构优化设计措施进行了探讨和思考。
1 工程概况
某高层建筑工程，主楼地下1层，地面19层，裙楼高3层，主楼总建筑面积18844 m2，裙楼总建筑面积8556 m2，建筑平面如图1所示。
1.1 结构承重体系设计
根据国家抗震区划图，待设计建筑地区的基本烈度为7度，相应地主楼结构部分的抗震等级为二级，裙楼部分的抗震等级为三级。结构设计中裙房部分主要考虑由恒载及使用活荷载等竖向荷载引起的荷载效应，主楼部分结构设计不仅考虑竖向荷载效应，还要考虑水平地震作用及风荷载作用下产生的荷载效应的组合。综合考虑裙楼部分大空间的设计使用要求以及主楼部分的抗侧移设计要求，裙房结构承重体系采用钢筋砼框架结构形式，主楼采用框架—剪力墙承重结构体系。
本建筑结构在主楼抗侧力构件设计中，剪力墙主要承担水平作用，框架承担少部分水平荷载作用和大部分竖向荷载作用。主楼平面形状基本上为正方形，楼梯均设置在角部位置，为提高主楼结构的抗扭能力，剪力墙结合楼电梯间设在主楼结构的两个对角位置，具体厚度根据高层建筑结构设计的变形限值，由刚度、承载力和延性三者间的最佳匹配决定。
1.2 建筑缝的处理设计
本建筑由主楼和裙房两部分组成，在二者的连接部位需设置建筑缝。考虑到主楼部分高度较大、结构有效重量大，裙房部分高度较低，因此二者间需设置防震缝和沉降缝。对于防震缝，为避免主楼和裙房间连接部位留出较大的宽缝，给裙房屋顶防水处理带来困难，本建筑采用“抗”的方法，在结构分析时，将主楼和裙房视为一个整体进行抗侧力设计计算；对于沉降缝，结合主楼需设一层地下室的建筑要求，设计中将主楼基础设计成桩基础，而将裙房基础设计成柱下条形基础，通过两类基础的沉降变形计算，相应调整和消除主楼和裙房两部分的不均匀沉降差。施工时，在主楼和裙房连接部位预留1.5m宽后浇带，通过施工手段局部调整高低两部分间的沉降差。
1.3 基础设计
根据《工程地质勘察报告》提供的场地工程地质条件，并考虑主楼和裙房间荷载分布的不均匀性特点，主楼部分结合地下室的设计采用深桩筏板基础，以提高主楼结构的整体稳定性，降低主楼部分的沉降变形。
裙房部分采用柱下条形基础，通过修正条形基础的宽度来调整基底反力，进一步控制裙房部分的基础沉降变形，使主楼结构和裙房结构在各自使用荷载作用下，能产生基本上一致的基础沉降变形量。
2 结构优化设计策略
钢筋砼框架—剪力墙结构是高层建筑结构中最常采用的承载体系之一，它同时具有框架结构建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面易于处理，以及剪力墙结构抗侧移刚度大、整体性好、抗震能力强的优点。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。但钢筋砼框—剪结构是一个具有双重承载体系的非常复杂的空间受力体系，力学分析难度较大，其优化设计就更为复杂和难以实现。所以，尽管国内外学者对此做过许多有益的尝试，但框）剪结构的优化设计还存在很多具有重大工程意义和科学意义的课题。
2.1 框架结构的分部优化设计技术
钢筋砼框架结构属于具有多个多余约束的超静定结构，其荷载效应不仅与外荷载大小有关，还与结构构件的材料特征、几何构造特征有关。钢筋砼框架结构的分部优化设计，即是在结构整体内力分析完成后，根据梁柱各构件的控制内力进行截面优化设计，确定满足荷载效应水平要求的各结构构件的几何特征和配筋量的优化结果，由此导致原结构的几何特征和荷载特征发生变化，优化结构在现荷载作用下内力分布特征发生变化，各构件控制截面上的控制内力也发生相应变化，据此再进行新一轮的优化设计。因此框架结构的分部优化设计实际上是一个迭代、渐进的寻优过程，计算结果虽不总能等价于整体优化设计结果，但通常能给出工程实用的满意结果。
钢筋砼框架结构的分部优化设计方法的具体步骤为：
（1）初始选型：根据结构平面、立面布置及建筑物设计使用功能，分析结构所受的竖向荷载和水平荷载及其传力路线，并考虑施工因素，归并框架梁、柱的类型，初选梁柱的几何尺寸；
（2）结构分析：按照结构的实际几何构造特征，计算结构所受竖向荷载及水平荷载，对钢筋砼结构进行空间内力分析。根据结构分析结果，将截面尺寸相同的构件的控制截面内力，根据其大小进行分类，并确定每一类构件的设计控制内力；
（3）截面优化设计：针对每一种梁柱构件的控制内力进行优化设计，得出优化约束条件下的结构几何构造特征和配筋特征的优化设计结果，从而构成新的优化意义上的设计结构；
（4）收敛性判断：在工程精度意义上选取一个较小的数值，作为检验结构收敛性的条件，进行收敛性判断。若优化结构与原结构基本一致，则认为优化结构是收敛的，可以转入下一步的可行性判断，否则转回第（2）步重新进行结构分析、优化设计；
（5）可行性判断：对优化设计结果进行一次内力分析，检验其可用性。若整体分析能够满足工程设计要求，则可按此方案进行配筋和构造处理，作为最终的优化设计结果。否则需根据工程经验和结构内力分析结果进行局部调整，直到方案可用为止。
2.2 框—剪结构的三阶段优化设计策略
框—剪结构的设计主要涉及三个方面的优化问题：一是结构最优设防水平的决策，二是框架与剪力墙结构协同工作，以及承载力、刚度与延性变形能力间的最佳匹配设计，三是框架——剪力墙结构构件的优化设计问题。
高层框—剪结构在水平荷载作用下的协同工作问题，主要是水平荷载在框架和剪力墙结构之间的分配设计，因此剪力墙数量和位置的设计是关键问题。这里，我们将框）剪结构的优化设计过程分为三个阶段进行，对不同阶段的不同问题，采取不同的优化准则进行优化设计。
（1）第一阶段：最优设防水平Id的优化决策
根据地震危险性分析结果或地震区划规定，在预测地震烈度概率分析基础上，用模糊综合评判法计算结构的模糊延性向量和模糊抗震强度、损伤等级概率和震害损失的预估期望值E（Id），在满足最大投资约束和最大损失约束条件下，使k1C（Id）+k2k3E（Id）达到最小，求出最优抗震设防烈度Id。
（2）第二阶段：剪力墙构件的优化设计
剪力墙结构构件的优化设计主要是结构刚度与延性指标的最佳组合，可用力学准则进行优化。结构刚度对结构的影响主要为结构的自振周期和侧向位移，结构延性对结构的影响主要为保持承载力前提下的变形能力。因此，可用结构整体的侧向位移量来协调结构的刚度和延性。我们根据高层结构设计规范对结构层间位移和顶点总侧移的限值来控制结构的刚度设计和延性设计。
（3）第三阶段：框架结构的优化设计
框架结构的优化设计准则是一个结构准则，在一次整体分析完成之后，可按照前述方法对框）剪结构中的框架部分进行优化设计。
（4）框）剪结构的优化设计步骤：
1）分析结构平面、立面布置特点，根据工程经验选定剪力墙抗侧力构件的布置位置及几何厚度；
2）根据结构使用荷载特点，根据经验归并框架结构类型，并初步选定每一类型框架结构梁柱构件的几何尺寸；
3）进行整体结构的空间内力分析；
4）根据结构分析计算结果，检查结构的层间位移及顶点总位移是否满足规范要求。若满足规范要求，则转入第5）步进行判断；若不满足规范要求，则直接返回第1）步，进行剪力墙水平截面面积的修正；
5）刚度最优化判断：比较结构实际侧移值和规范限值，若︳max（δ/h）-[ δ/h]︳/[δ/h]≤ε1且︳max（Δ/H）-[Δ/H]︳/[Δ/H]≤ε2，则转入第6）步进行计算；否则转入第1）步，并用原剪力墙厚度乘以修正系数ζ=max{ζ1，ζ2}（ζ1=[δ/h]/max（δ/h），ζ2=[Δ/H]︳/max（Δ/H）），来修正剪力墙几何尺寸，重新进行结构分析；
6）分别进行剪力墙和框架结构构件的截面优化设计；
7）收敛性判断：比较优化结构与原结构的接近程度，若优化结构与原结构基本一致，则认为优化结构是收敛的，可以转入下一步进行可行性判断，否则将优化结构作为原结构转回第3）步重新进行结构分析、优化设计；
8）可行性判断：对优化设计结果进行一次内力分析，检验其可用性。若整体分析能够满足工程设计要求，则可按此方案进行配筋和构造处理，作为最终的优化设计结果。否则需根据工程经验和结构内力分析结果进行局部调整，直到方案可用为止。
3 工程实例
采用三阶段优化设计方法对前述高层框-剪结构进行优化设计，在正常承受灾害损失能力和投资能力较强时，最优设防烈度为7.5度。后经专家论证，并考虑到资金投入的难度，提高了权重系数k1，最优设防水平按7度设计。图2为主楼部分框剪结构标准层结构布置图，表1所示为主要结构构件截面尺寸的优化设计结果。
4 结论
总之，框剪结构融合了框架和剪力墙结构的各自特点，得到了很好的互补，合理的设计能够突出该结构的优势，提高建筑的抗震性能和使用品质。因此，在结构设计时应该在整体考虑下进行结构布置，计算后在整体考虑概念中调整修改，不惜调整多次，这样才能达到结构整体受力分布更均匀，造价更经济的目标。
1引言
结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。
2、建筑结构优化设计的方法
2.1从建筑上分析结构设计优化方法
结构分析是结构设计的重要内容之一，主要是计算出结构在各种作用下的效应。分析结果要求能够解释和评估真实结构在预设作用下的效应。结构分析是否科学合理直接影响到结构的安全性、经济性和实用性。房屋工程分部结构优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，结合具体工程的实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。进行结构设计时，应在满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样水平荷载就不会使建筑物有太大的扭转作用。竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。
2.2计算模型
计算模型的确定是结构分析的核心环节，它包括合理选择计算简图和计算理论，这是结构分析的重点和难点。一般情况下，建立结构分析模型时，都会做一些假定。如：假定结构材料是均质连续的，这种假设对结构的宏观力学性能不会引起显著的误差，只有主要结构构件参与整体性能的效应。
2.3选择适合的结构优化计算方案
结构优化设计是个非线性的优化问题，在设计中涉及到多个变量和多个约束条件，设定好计算方案，通常是将约束条件变为无约束条件来计算。复合型法、拉式乘子法和Powell等方法是常用的计算方法，在完成了相应的计算方案后再进行编程运算即可完成最终的优化设计结果。
3、建筑结构优化设计措施
在建筑结构优化设计中，不同方案和不同建筑材料的选择对工程的造价都会造成不同影响，尤其是在基础类型的选用、开间的确定、层高与层数的确定以及结构形式选择等方面都有着重大关系。
3.1对基础结构的优化设计
基础结构在整个工程工期的1/4左右，并且基础造价也占到总造价的10%-20%，所以基础工程结构的重要性也是显而易见的。而且基础结构工程的造价还与地质条件是密切相关的，设计时对地质勘探报告要求也是极高，选择合理的基础形式、控制好基础的截面尺寸和埋深，能相对减少基础结构在总工程造价中的费用。
3.2选择节能指标较高的结构类型 建筑结构形式的选择，意味着选择不同工程造价的建设模式，常见的结构设计模式有如下三种：（1）剪力墙结构，这种结构形式常见于高层建筑，以混凝土结构技术规程为依托，这种结构形式相对于短肢剪力墙的抗震级别要高，比起短肢剪力墙，构造钢筋使用数量不多。（2）框架结构，具有大开间、布局灵活性强和造价成（3）框架一剪力墙结构，即在框架结构中合理进行一定数量剪力墙的布置，这种结构合理，适用能力强，而且能够应对各种不同的变形压力，是一种抗侧力较好的结构。以上的三种结构模式各具优缺点，但我们在选择结构模式的时候，不能片面认为造价最低的方案就是最科学合理的方案，而是我们要结合房屋业主的功能需求，以及建设单位的投资水平和施工能力等方面的因素进行结构类型的综合分析，将投资与收益进行平衡优化，根据工程条件的客观实际情况选择最为合适的结构模式。
3.3梁的优化设计
在结构设计时通常采用矩形截面梁当做受弯梁，但是这种情况下材料的利用率较低。因为，首先，在靠近中和轴附近的材料的应力较低，再者，梁弯矩会沿梁长变化而变化。由于截面梁大部分区段的应力较低，材料都不能得到很好的利用，要想提高材料的利用率，在设计时可采用平面桁架来代替矩形梁，此时平面桁架就相当于掏空梁，掏去了梁中多余的材料，减轻了其自身的重量，这样既经济又实用，大幅度地提高材料的利用率。
3.4柱网布局和柱子截面的优化设计
柱网布局决定柱子的开间和跨度（纵向或横向相邻的两个柱子的间的距离），柱网的尺寸一般来说在6到12米之间，如果柱距小那么其传力路线就短，上部结构的材料就能节省，但是这可能使基础费用偏高，所以说柱网布局是否合理，对工程的造价有很大的影响。另外，柱子的截面形状和尺寸对工程造价也有着直接的影响，所以合适的柱网布局、柱子截面的形状及尺寸的选择对工程造价的影响是很明显的。
3.5结构构件配筋计算的优化设计
在计算建筑物构件尺寸及配筋的过程中，需要反复调整构件尺寸并进行计算，从中总结出最优化的结构尺寸，使得在一个固定荷载常数下，得到最为经济的计算结果。计算结果应满足两个重要的指标：a、计算结果应首先确保结构的安全性，这是重中之重。b、在满足安全的前提下，使配筋量大致控制在结构计算配筋的范围内，使得构件内的钢筋量切实地发挥其受力作用，而并非作为仅仅起到支架作用的构造配筋量。采用此法设计，可以使得最终钢筋量控制在首次计算结果的80%至90%左右。
3.6结构设计信息优化技术
由于建筑结构受到设计变量等条件的约束，难以用单一的方法进行结构优化。笔者认为，鉴于房屋结构设计的复杂性，应该开发一种较为实用方便的参数定义优化软件，减少设计者在结构优化方面的精力和时间。笔者较为推崇的是TBCAD系统，这种系统是针对结构方案设计、建模、分析、评估等为一体的成本控制软件系统，这种系统可以进行结构方案的指导设计，使得方案的人力、物力和财力资源等趋于最优状态。系统的信息分为两个时间段进行优化，第一个时间段是通过对材料的分配调整，使用最少的混凝土用量满足侧向刚度的要求，系统在这个时间段的目标函数是混凝土的使用量，而结构构件的断面大小则是设计的变量。第二个时间段是对构件强度的优化，通过对构件结构的断面大小以及钢用量的调整，使得构件的强度要求实现只需较少的结构造价。
4结束语：建筑结构设计优化不仅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性，而且还可以在满足人们对各种功能要求的基础上，提升建筑物的美观性和经济性。因此，房屋建筑机构设计人员应该在设计中，充分的应用优化技术，选择合理的建筑结构设计方案，降低建筑工程的成本。
参考文献
[1] 黄浙青，朱小德.浅谈结构设计中的抗震设计[J].科技创新导报，2008（28）
伴随着社会经济的不断发展，建筑市场的竞争力也逐渐增强。为了确保民用建筑的安全、外观，相关施工企业就应对施工设计及方法进行深入研究。因为民用建筑建设中，其结构的资金投入占总体投入比相对较高，所以，在建筑设计的过程中，不仅仅要注重建筑的质量和功能的形成，还应该在此基础上实现建筑的成本节约和空间优化，以更好的现有的资源，发挥最大的使用功效。而这一切都要靠相关的结构设计优化来实现。
1 房屋建筑中结构优化方法的重要性
随着人们生活水平的提高，人们对于建筑的要求也不断的呈现多样化发展的趋势，也就是说现代人们在人口和土地矛盾日益凸显的情况下，对于建筑的成本控制的考虑也是非常重要的。所以，在建筑设计的过程中，不仅仅要注重建筑的质量和功能的形成，还应该在此基础上实现建筑的成本节约和空间优化，以更好的现有的资源，发挥最大的使用功效。而这一切都要靠相关的结构设计优化来实现。对建筑的结构进行设计优化可以全面发挥机械设备及建材的性能，同以往的结构设计相比，更具优势。对建筑的结构进行设计优化可以降低工程造价的资金投入，为企业赢取更高的收益。同时，还能够把房屋结构中的各个单元进行有机整合，提高建筑的质量，保证人们的居住安全。所以，对房屋的结构进行设计优化是保证民用房屋经济性更好、适用性更强的重要方法之一。目前来看，结构优化设计理论已经逐渐的进入了我国的建筑领域，其主要的意义在于对建筑过程中的建筑环境和品质进行全面的综合，以保证用户的实际使用感受得到提升。在这个过程中，建筑结构的质量控制和管理就必须要结合使用一定的经济适用原则。但是，在现实的施工设计优化中，因为受到多方面条件的限制，施展起来十分困难，无法充分发挥其优越性。例如：一些施工企业过于追赶工程进度，从而导致对房屋的设计效果造成影响；很多年轻的项目设计人员因为缺少工作经验，无法进行设计优化；还有的设计人员因为对建筑部分的过分关注，从而对整体建筑的设计预案造成忽略，影响了整体造价。从中可以看出，建筑项目的设计人员应把施工技术同经济收益紧密的联系起来，唯有规划出切实可行、效果良好的设计预案才可以保证企业获取最大收益。
2 结构设计的优化措施
2.1 整体优化和局部优化任一项目建筑的设计都具备层次性及复杂性两方面的特点。以层次性看来，其一般包含建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系等，每一个体系内又囊括了多个下属体系。进行房屋建筑设计时，设计人员应对各个下属系统进行优化，将各个布局间的横向关联冲破，叠加工程；以复杂性看来，其一般包含建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等内容。所以，对于任一房屋建筑来讲，就应从整体进行优化，方可真正实现设计优化。
2.2 寿命优化和分阶段优化每一个项目工程在限定的使用期限中，每一环节都有多种设计方案供以挑选，也就是每个阶段都可以进行方案优化。房屋设计人员应该依据各个阶段的性质对优化方法进行确定，从而对整体工程的寿命进行优化，保证建筑的施工质量，增加企业经济收益。
2.3 桩基础优化桩基础可以划分为灌注桩及预制桩两种桩型。因为灌注桩在施工时质量较难控制，并且操作复杂，时间较长。所以，如果在沉降符合相关标准的基础上，应利用预制桩进行施工。另外，因为在普通状况下，伴随着桩基的不断深入，土壤对桩身的作用及摩擦也随之增大，所以，应尽量选取长度较大的预制桩。
2.4 对上部结构进行优化想要对房屋建筑上部结构进行模型建立及优化，首先应合理布设剪力墙。保证剪力墙的质量均匀，使对称楼层的平面刚度中心点同楼层的结构重心相重合，从而削减地震、风力等外部荷载作用的扭转影响。假如房屋类型允许，尽可能应用大开间的剪力墙构造，同时增加剪力墙的墙肢长，这样，不但可以缩减墙肢的数量，同时还能够在保证刚度符合标准的基础上降低混凝土使用数量。另外，因为剪力墙中的暗柱一般应用钢筋建材，如果应用大开间的剪力墙构造能够缩减钢筋的使用该数量。然而，假如建筑所在地区的地质情况较差，而建筑对抗震性能的要求较高，那么，就不应采用大开间的剪力墙构造。
2.5 结构同建筑的协调优化在进行设计时，应尽可能保证建筑的结构同整体平面的配合紧密，从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行建筑柱及墙的布设时，应同房建平面的功能需求相一致，每个房间的进深、开间都应保持统一。建筑系统尽可能简洁，墙与柱不可以出现错位情况，每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时，其应力集中或受力方向较多的转角区域，承重构件应尽可能选取高强建材，从而降低自重，而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠，预防出现扭转情况。
2.6 结构同排水的协调优化因为建筑中的给排水专用房间包含了大量的机械设备，其荷载强度也较普通的房屋较大。所以，尽可能将水泵房设置在地下室区域中。给排水房间中的管道较多，粗细不一，所以，应保证预留的孔径尺寸及预埋的深度符合标准，并且对楼板的穿孔位置进行加固。另外，尽可能降低水平方向的管线贯穿柱、梁等结构出现的几率。如果管道贯穿房屋建筑的承重墙，应进行加固维护。尽可能确保结构的布设同管网体系相协调，预防管道绕柱或梁的情况。
中图分类号：TU318文献标识码： A
引言
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框架剪力墙结构概述
框架-剪力墙结构，即框剪结构，是在框架结构布局中，应用一定数量的剪力墙来构成灵活自由的利用空间，从而满足不同建筑功能的要求。这种结构要具备足够的剪力墙、相当大的刚度、以及框剪结构的受力特性，这就需要把两种具有不同抗侧力的框架结构和剪力墙结构组成新的受力形式，所以它的框架与其他纯框架结构中的框架不同，剪力墙在框剪结构中和剪力墙结构中的剪力墙也不尽相同。
框架-剪力墙结构体系是由框架和剪力墙两种结构重新组成的结构体系，框架和剪力墙等竖向承重单体一起承担着竖向荷载，而水平荷载主要由具有较大刚度抗侧力单元的剪力墙来承担。这种结构体系不仅具备了框架和剪力墙结构的长处，而且在某种程度上达到了扬长避短的目的，使建筑功能要求和结构设计得到更好的协调。根据框架-剪力墙结构的概述可以得知，这种结构不仅具有框架结构布置灵便、使用简单的特点，而且也有较大的刚度和较强的抗震能力，因而被高层办公建筑和旅馆建筑广泛应用。
2建筑结构设计中剪力墙结构优化设计
2.1结构布置。在高层住宅的框架 － 剪力墙结构中，剪力墙与普通剪力墙结构相比存在一定的差异。下部楼层中，剪力墙的位移较小，因此，可以拉着框架按照弯曲型曲线变形，由剪力墙承受大部分水平力;而在上部楼层，剪力墙的位移会越来越大，并且呈现出外侧的趋势，因此，框架趋于内收，拉着剪力墙按照剪切型曲线变形。框架除了负担外负荷产生的水平力，还需要负担拉动剪力墙的附加水平力，而剪力墙不会承受任何的荷载水平力，还因为给框架一个附加水平力，而承受负剪力。因此，在上部楼层，即使外荷载产生的楼层剪力很小，框架中也会出现相当大的剪力。作为主要的抗侧力构件，剪力墙在结构中的作用是非常巨大的，如果在设计时，仅仅在一个主轴方向布设剪力墙，很可能造成两个主轴方向抗侧刚度的巨大的差异，在没有设置剪力墙的主轴方向，会因为刚度不足，无法与另一个主轴方向相互协调，在振动作用下容易导致结构的扭转破坏。因此，该工程设计中，在两个主轴方向都布置了剪力墙，形成了双向抗侧力体系，可以有效减少层间侧移。
2.2剪力墙结构设计的优化
（1）对于剪力墙的结构设计应该按照主轴的方向或者是其他的方向进行双向的布设，这样能够进一步优化空间结构，为了更好地体现抗震的性能，不能进行单向的剪力墙设计，同时还要尽量把两个方向上的抗侧刚度保持相对比较接近的水平上，这样能够增强剪力墙结构在空间上的性能和表现，能够将剪力墙结构的性能得以充分的发挥，从而使得可用的空间进一步加大，同时剪力墙的密度不能过大，使其在侧向刚度上有比较好的表现。
（2）在剪力墙的肢截面设计上应该尽量确保其具有比较简单的结构，剪力墙各个方面的刚度不应该有太大的差距，同时剪力墙的门窗洞口不应该出现参差不齐的现象，将其进行成列的布置，使得墙肢结构和连梁结构都非常的明显，同时还要按照一定的规则对应力进行一定的控制，还要能够很好地符合设计图纸的要求，设计最终要达到相关标准的规定，保证其安全性和可靠性，在各个部分的强度上也不能出现非常大的差异，如果剪力墙结构出现了施工和设计上的失误要在剪力墙的内部将配筋设计成框架的形式。
（3）对于较长的剪力墙结构应该按照相关的要求开设洞口，将其的程度均匀地分成若干段，墙段之间可以采用弱连梁进行连接，每段墙的高度都应该进行严格的控制，其与总高度的比值要在2 以上，这样可以很好的防止剪力出现减弱的状况，在进行抗震设计时应该框架柱的相关要求进行设计。
（3）剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大，而平面外度及承载力都相对很小，应控制剪力墙平面外的弯矩，保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。
（4）在剪力墙结构设计过程中，应当注重抗震的作用，尽量避免单向布置，按照双向布置的原则，使受力方向的抗侧刚度逐渐接近，形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性，减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置，墙肢截面简单，与连梁分布规则，当出现错洞或者叠合错洞的情况下，腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大，如果出现突变的情况，对抗震非常不利，在对剪力墙进行结构设计时，要坚持从上到下连续布置的原则，改变墙体的厚度和混凝土的强度等级，减小侧向沿高的高度。站在多种角度，从多方面出发，进行结构分析，注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。
2.2剪力墙结构计算优化
在剪力墙结构计算方面进行优化时，应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则、连梁超出限值的调整原则、楼层最大位移和层高之比的调整原则、结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则，使计算结果无限地接近规范值。
剪力墙结构的刚度不宜过大，在满足楼层最大层间位移与层高之比满足规范的基础上，以规范规定的楼层最小剪力系数为目标，使计算结果无限接近规范值；控制好结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。剪力墙连梁是否超限；剪力墙底部加强区的轴压比是否满足规范要求。
结构工程师应针对不同的项目进行合理的分析，选择与实际情况最接近的受力模型并充分了解所使用软件，合理选用计算参数，只有这样才能够做到结构安全，技术经济合理。
结束语
综上所述，社会经济的发展，使土地利用率大幅度提高，土地资源越来越贫乏，高层建筑成为建筑业发展的一种趋势，剪力墙由此诞生。相对于其他建筑结构而言，剪力墙外观精美，经济适用，并且受到广大开发商和业主的喜爱，在建筑结构中应用越来越广泛，经济发展刺激着人们的生活需求，剪力墙的优化设计势在必行。
参考文献
[1]JGJ3－2010，高层高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[2]GB50011－2010，建筑抗震设计规范[S].
随着经济的快速发展，越来越多的人定居城市，城市高层建筑的建设越来越受到重视。为了充分利用建筑空间，高层住宅的建设高度不断增加，并且对高层住宅兼顾舒适性和安全性的要求也越来越高，因此寻找提高高层住宅的安全性的方法非常重要。高层住宅剪力墙结构的设计越来越被广泛应用到高层建筑的建设中。为了符合现代建筑理念即提高高层住宅的安全性、经济性和合理性的要求，高层住宅剪力墙的结构优化设计显得非常重要。
1 高层建筑结构的类型
按照使用的材料区分，高层建筑可采用砌体结构、混凝土结构、钢结构和钢-混凝土混合结构等类型。
砌体结构虽然具有取材容易、施工简便、造价低廉等优点，但由于砌体是一种脆性材料，其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，抗震性能较差，现代高层建筑很少采用无筋砌体结构建造。在砌体内配置钢筋后，可大大的改善砌体的受力性能，使之用于建造地震区和非地震区的中高层建筑成为可能。
混凝土结构具有取材容易、良好的耐久性和耐火性、承载能力大，刚度好、节约钢材、降低造价、可模性好以及能浇制成各种复杂 的截面和形状等优点，现浇整体式混凝土结构还具有整体性好，经过合理设计，可获得较好的抗震性能。混凝土结构布置灵活方便，可组成各种结构受力体系，在高层建筑中得到了广泛的应用，特别是在我国和其他一些发展中国家，高层建筑主要以混凝土结构为主。钢结构具有材料强度高、截面小、自重轻、塑性和韧性好、制造简便、施工周期短、抗震性能好等优点，在高层建筑中也有着较广泛的应用。但由于高层建筑钢结构用钢量大，造价高，再加之因钢结构防火性能差，需要采取防火保护措施，增加了工程造价。钢结构的应用还受钢铁产量和造价的限制，在发达国家，高层建筑的结构类型主要以钢结构为主。近年来，随着我国国民经济的增强和钢产量的大幅度提高以及高层建筑建造高度的增加，采用钢结构的高层建筑也不断地增多。特别是对地基条件差或抗震要求高，而高度又较大的高层建筑，更适合采用钢结构。
钢-混凝土组合结构或混合结构不仅具有钢结构自重轻、截面尺寸小、施工进度快、抗震性能好等特点，同时还兼有混凝土结构刚度大、防火性能好、造价低的优点，因而被认为是一种较好的高层建筑结构形式，近年来在我国发展迅速。组合结构是将钢材放在构件内部，外部由钢筋混凝土做成（称为钢骨混凝土），或在钢管内部填 充混凝土，做成外包钢构件（称为钢管混凝土）。如北京的香格里拉饭店（24 层，高83m）采用钢骨混凝土柱，正在建设的上海环球金融中心大厦（95 层，460m）和陕西信息大厦（52层，高 189m）均采用钢骨混凝土框筒结构，深圳的赛格广场大厦（76层，高292m）采用圆钢管混凝土柱，香港中心大厦（70层，高292m）和台北国际金融中心大厦均采用方钢管混凝土柱。混合结构一般是指由钢筋混凝土或 钢骨混凝土剪力墙（或筒体）以及钢框架组成的抗侧力体系。
2 高层住宅结构设计的重要性
经济快速发展使得城市的现代化程度越来越高，城市人口的不断增加导致城市的高层住宅建筑也越来越多，居民对高层住宅的安全性要求也越来越高。高层住宅的设计需要考虑的因素包括建筑的高度、安全性、舒适性和经济性等等，并且在施工结束后的工程验收过程中的检测标准也是非常严格，高层住宅必须经过严密的检查才能投入居住。因此，建筑的结构对高层住宅的建设非常重要，而近年来，由于剪力墙能够增加高层住宅建筑的可靠性的特点，使得剪力墙结构的应用范围变得越来越广泛。
3 高层住宅剪力墙结构设计中优化措施
3.1剪力墙抗震优化设计
现代社会，人们对建筑的抗震性能意识不断提高。对于高层住宅建筑，地震所带来的危害将会更大。因此，在对高层住宅进行结构设计时，一定要考虑建筑的抗震指数。对于高层住宅剪力墙结构，可能由于本身刚度比较差，所以在发生地震时变形就会非常严重，对于地震的防御力就很低。因此，对于高层住宅剪力墙的刚度问题要进行优化设计，符合抗震的要求，保证结构合理和经济性。
3.2剪力墙结构设计优化
高层住宅建筑的设计不仅仅要求是能够达到最基本的建筑使用标准，更要注意的注重结构合理性问题。高层建筑的设计过程中需要考虑建筑层数比较多，并且在施工时要保证地基足够坚固，支撑之后将要建造的上面的楼层的重量。在设计时，既要保证剪力墙能够保证较好的抗震性，又要保证足够的刚度。对于现有的剪力墙结构中的一些缺点，比如建筑成本比较高，而且在施工时难度比较大，对于钢材的使用量也非常大，也需要被考虑在优化设计中。可能这些缺点就是因现有剪力墙的结构不合理性造成，所以在进行优化设计的过程中就要考虑到这些问题。优化设计者要充分考虑到各方面可能影响到剪力墙结构的因素，在优化设计时能够改进这些问题，争取使得优化后的剪力墙在使用过程中尽量避免出现原有的不足。优化过后的剪力墙结构需要表现出抗震性好、建造成本低、施工时比较简单、对钢材的使用量降低等优点，因此对高层住宅的剪力墙优化设计的探索具有重要意义。
3.3剪力墙位置优化
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。
3.4剪力墙厚度优化
在对剪力墙进行厚度优化设计时可完全依靠pansy软件进行设计，剪力墙结构模型利用梁单元BEAM4和壳单元SHELL63建立剪力墙结构模型，如图1，并充分的发挥ansys软件强大模态分析功能采用30阶莫泰，得到模型的30阶自振频率，从而对剪力墙的固有频率与振型进行了优化设计，优化后的各阶频率均小于优化前，这就使得整个结构变的“更柔”而且降低了工程的成本。在墙体厚度的优化设计中，设计变量为剪力墙厚度，约束条件为最大层间位移角，目标函数为混凝土用量。优化后的墙体厚度从0.25m减小到0.214m，混凝土的用量也从2544？降到了2181？。
4 结语
从现实情况来看，在我国的高层建筑住宅中，剪力墙结构已被广泛应用，其数量会根据不同的高层住宅而有所不同，所以对于高层住宅剪力墙结构优化势在必行。而在对剪力墙的优化设计中要注意，优化的目的不仅仅是为了能够降低工程造价，更要在保证安全的前提下，做到建筑的合理性，要更好的保证建筑的使用功能。因此，对于高层住宅剪力墙结构的优化要妥善考虑到建筑各方面的特点，兼顾合理性，才能发挥出结构优化的意义。
Abstract: nowadays, modernization is generally applied to the city construction, this drives forward the country's high building development progress, as people have the requirement of building construction continues to improve, construction technology that could face higher challenge. Therefore, from building engineering structure design aspects, to improve and expand the construction engineering play space. Based on this, this paper focuses on the construction engineering structure design of the measures are discussed.
Keywords: building engineering; Structure design; Optimization measures
中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
城市高层建筑的高度在不断的进行增加,这就使得高层建筑向侧向位移，所以，在对高层建筑进行操作设计时，在确保具有一定强度的同时,还应该使结构刚度适宜,使得其在结构上的自振频率等一些有关动力的特性更加合理,从而在一定空间内保证了控制水平作用力下的层位移。除此以外，为了避免高层建筑在大型地震下有倒塌情况的发生,一定要具备必要的强度,以清晰明了的概念设计和科学合理的构造措施为基础,将全部结构、尤其也要注意提高薄弱层面的变形能力,以确保结构的延性。
1 有关建筑结构的分析
（1）关于刚性楼板的分析。在计算高层建筑的位移和内力的过程中，一般情况是假设楼板与本身平面内的刚性是无限的,如果平面外刚度极小，就将其排除在计算范围之外，在以刚性楼板为假设的前提下,还要在设计过程中运用一些措施以保证楼板平面内整体刚度。（2）小变形分析。基本假设在所有的方法中都是经常运用的。但专家们在研究非线性问题后得出了新的结论，将P―Δ效应考虑在计算内的条件是通常在顶点水平位移与建筑物高度的比值大于1/500时。（3）计算图形的分析。有关高层建筑结构的体系，进行全面分析时所使用的计算图形分为：一维和二维协同分析、三维空间分析。（4）结构材料的分析。假定线弹性作用于建筑结构的位移、内力时,一般情况下假设成构件与结构处在弹性工作情况下,以弹性理论为依据进行研究,但关于连梁及框架梁等一些构件则需要由局部塑性变形而产生的内力重分布做出研究。在计算地震环境下，建筑结构易变形的薄弱层，应依据弹塑性方面分析其方法。
2优化有关建筑工程结构设计的方案
2.1优化一些有关独立基础设计的荷载取值
对于一些钢筋混凝土进行多层次框架设计时，房屋一般采用的方法是柱下独立基础，如果在地基的重点受力层范围以内不具有软弱的粘性土层时，在小于8层并且高度小于等于25m的普通民用框架房屋或是具有一定的荷载范围的多层框架厂房，可以不用进行验算地基和最基本的抗震承载能力。但具有该特点的房屋在对其进行基础设计时也要将风荷载的影响算在考虑范围内。所以，在对使用钢筋混凝土的多层框架房屋进行整体计算分析时，必须将风荷载这一因素输入，不能因为地震区的高层建筑之外的普通建筑风荷载缺乏控制作用就将其忽视；另一方面，在进行独立设计基础的时候，在有关基础上的外荷载柱的脚内力设计值，只取弯矩设计值以及轴力设计值，有时候也不依据弯矩设计值。以上两方面最终会导致基础设计的配筋偏少，威胁基础及上部结构安全。
2.2对基础拉梁设计的优化
若出现多层框架的房屋在基础埋深值较大的情况，为了计算小底层柱的长度以及减小底层的位移，在±0.000之内的合理位置进行基础拉梁的设置，但在设计时不能按构造要求进行设置，应该按框架梁进行设计，依据相关规定设置箍筋加密区。从抗震方面来考虑施工，在基础方案应采用短柱。一般情况下，在独立基础埋置不深时，会出现不良的地基等状况，根据抗震的需求，可顺应两个主轴的旋转方向对基础拉梁进行构造设置。对于基础拉梁的截面宽度和高度都有要求，宽度在柱中心距1/20～1/30处，高度于柱中心距1/10～1/15处。因此构造基础拉梁截面应在上述限值范围内，对于纵向受力钢筋，采用的计算依据有要取在所连接柱子最大的轴力设计值的10%为压力或拉力进行计算，在为构造选择钢筋时，应遵循最小配筋率的要求。基础拉梁顶标一般情况下都与基础顶标高一致，在出现框架底层的层高不足或者基础埋置较浅的情况时，有时需要比较大的设计基础拉梁，也便于通过拉梁这种方式来平衡柱底的弯矩。此时，拉梁钢筋就要进行通常设计。拉梁的正负弯矩钢筋有框架柱之内的拉梁箍筋、加密锚固以及有关于抗震构造的需要应全部符合上部框架梁。
2.3合理优化柱箍筋与框架梁的间距
按照上述规定，通常情况下，工程常取柱、梁在箍筋加密区的间距和非加密区箍筋间距的最大值分别为100mm和200mm。在电算程序全部信息中一般内定的柱、梁箍筋加密区的间距为100mm，并以此为计算出加密区箍筋面积的凭证，因此设计人员应按照规范明确箍筋直径和肢数。然而，在内定程序的状态下，在框架梁的跨中位置有起集中荷载作用的次梁而箍筋却仅有两肢时，可对箍筋进行合理的加密或增加箍筋直径。在框架内定柱的加密区的箍筋是有要求的，是在100mm的间距时，在一般时候，框架柱或许会因为非加密区的箍筋采用200mm的间距而出现配箍不足的情况。所以，合理的强化箍筋直径以及加密箍筋的间距。这都是我们需要注意的关键，在验算柱、梁箍筋非加密区的配箍时，应以加密区的终点处为剪力设计值，且不计算剪力增大系数。
2.4优化结构周期的折减系数
框架与框架结构，因为存在填充墙，结构实际的刚度要大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，如果地震剪力的结果偏小，结构就处于危险的状态下，所以一定要折减结构计算的周期，然而，不折减计算框架结构的周期或者折减系数取值过大都是不正确的做法。从框架结构方面来看，使用砌体填充墙面时，其周期的折减系数处在0.6～0.7这个范围以内；在砌体填充墙过少或者使用轻质砌块的时候，取值在0.7～0.8之间；采用的完全是轻质墙体板的时候，取值在0.9。不折减计算周期的情况要以无墙的纯框架为前提。
2.5全面优化框架计算简图
对于没有地下室采用钢筋混凝土的多层框架房屋来讲，独立基础的埋置过深，大约在-0.30m无基础拉梁的情况下，应输入基础拉梁按层Ⅰ。例如：某项目是3层钢筋混凝土的框架结构，属丙类建筑，其建筑场地是Ⅱ类； 3.2m层高，1.0m的基础埋深，基础高度为0.7m，室内外高差为0.30m。在震区为7度时，该工程的框架结构气抗震等级是三级。设计者在计算时应以3层框架房屋计算，首层层高为3.5m，即假如框架房屋嵌固于-0.30m基础拉梁的顶面；配筋与截面按构造设计；以中心受压计算其基础。明显看出，用此种计算简图并不恰当。在设拉梁层的时候，通常来说，将底层柱配筋控制基础顶面处的截面与控制基础拉梁顶面的截面进行对比。由于地基土具有约束性的计算简图，在进行电算时，基础拉梁要按层1输入，输入基础拉梁墙荷，设计配筋时按电算结果为准。
3结语
综上所述，伴随着高层建筑的不断进步和发展,高层建筑的材料、形式、力学分析的模型日益复杂多变。优化建筑工程结构并对其进行设计处理，以达到从整体上优化建筑结构设计的最终目的，从而使得建筑在设计要求上更科学、经济及合理。
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[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).
中图分类号：TU318文献标识码： A
民用建筑结构的稳定性和安全性与其自身结构设计密切相关，民用建筑结构设计若是不科学，将直接影响到工程的整体施工质量。当前在民用建筑建筑结构设计仍存在许多问题，严重制约了建筑行业的良性发展。
一、关于民用建筑结构设计中存在的问题分析
1.设计深度不符合要求。图纸的设计中，部分设计人员为了个人的方便，减少工作量，从以往的老旧设计图纸上截取内容，再对尺寸和外形进行一定程度的修改，便应用到施工过程中，结构设计的东拼西凑最终导致建筑物的整体结构并不契合。而有些设计人员的问题则是设计十分粗糙简单。按照规定，施工图中应包含有系统图和大样图以及剖视图，但由于设计人员偷工减料，使得这些图示漏失，并且还对应当在图纸中反应出来的问题仅用“见图集”来表示，更有甚者直接将责任推给设备厂家。另外在设计中按照规定应当把建筑的设计依据、安全等级、设计参数和耐火等级防火消防处理等进行解释说明，但常常被忽略。因此民用建筑结构设计工程就不能全面展示出来，对后期施工带来极大麻烦，而最终影响的则是整个建筑本身的质量。
2.地基设计和承载柱截面高度设计问题。地基是建筑结构设计的基础，优秀的地基设计对建筑结构的设计方向有直接的影响。如果对修建民用建筑的地址情况进行充分的勘察便进行建筑结构的设计，极有可能导致后期施工过程中出现地基软弱、承载力不够使工程出现安全问题。在对民用建筑进行设计时，荷载值的计算不去根据规范的折减系数，则直接导致计算结构的准确率十分低。这一系列的地基设计问题常常是建筑结构设计中容易被忽视的。墙柱截面高度设计问题常出现在抗震设防烈度6度及以上抗震设防区域。设计人员在受力分析时，忽略节点核心区抗剪计算。这样做使得柱顶的抗剪强度不合格，建筑骨架--柱子因此产生裂缝，最终结果则是降低了建筑的耐久性。一旦遭遇地震，墙柱极易发生受剪破坏，危及人们的生命财产安全。
二、关于民用建筑结构设计的优化措施分析
1.对民用建筑设计图纸进行完善：设计图纸可以说是建筑结构的重要表现载体之一，同时也是建筑项目在施工过程中的基础所在。换句话来说，建筑设计图纸中所出现的任何问题都会在建筑施工中数倍的反应出来，造成不可逆的后果。因此，在开展建筑结构设计工作的过程当中，需要严格按照设计规范展开工作，设计师决不能贪图方便而省略对关键信息的标准与标识。同时，对于较为复杂、以及细微的结构区域而言，需要在结构设计中加以重点关注。总而言之，建筑结构设计工作人员需要始终保持严谨的工作态度，在结构设计图纸完成之后，需要重视对图纸的自我审核，及时发现存在于建筑结构设计图纸中的问题，结合实际情况加以修正，以此种方式来保障民用建筑结构设计图纸的完善性与科学性。
2.重视概念设计
（1）在进行民用建筑结构设计时，概念设计的应用越来越广泛，对于提高民用建筑结构设计质量起到了较大的促进作用。但是，当前的设计人员在对民用建筑结构进行设计时，对概念设计的重视不够，导致其不能够全面的对民用建筑结构进行分析和考虑，从而造成了结构设计的片面性。片面的结构设计方案在后续工程施工的应用中就会显示出弊端，从而对工程施工的顺利进行产生严重的影响，难以有效提高工程施工的质量和效率。
（2）当前，设计人员在进行建筑结构设计时，应当充分考虑概念设计的影响。概念设计主要是指依据整体结构与局部结构之间的结构破坏机理、力学关系，对其进行充分考虑，从中得出基本的设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的设计，以保证对整个建筑结构的有效控制。因此，设计人员应当突破传统重计算的设计方法，充分运用概念设计的思想对建筑结构进行全面的考虑和分析，以从整体上掌握结构设计的思想，从而保证设计的科学性和合理性，以提高建筑结构设计的质量。
3.基础结构设计是民用建筑结构设计的重要组成部分，关系到民用建筑物的稳定性，因此，在设计基础结构时，设计人员要对影响基础结构的因素进行全面的考虑和分析，以保证设计的有效性。对于基础埋深问题，设计人员要根据实际的水文地质情况进行设计，在保证满足结构受力的基础上，因地制宜，全面考虑地下水位的变化对建筑结构浮力的影响及冻土对结构的破坏，以确定基础埋深。要根据实际情况保证基础结构墙体受力的均匀性，避免出现裂痕。以降低建筑结构设计以及施工建设的成本费用。
4.对民用建筑主体上部结构进行的科学性优化。建筑的上部结构设计应当建立相应的模型并进行系统的优化。整个过程最先一步就应当合理地设置剪力墙，保证剪力墙整体的质量是均匀的，这样能将楼层中平面刚度的中心点重合于楼层整体的结构重心，从而减少地震或者风力等对其的破坏性。在建设时如果条件允许，要尽可能地对剪力墙进行大开间的构造，加长剪力墙的墙肢长度，这样就能减少墙肢的数量，还能在符合标准的基础上减少混凝土的使用。另外，剪力墙里的暗柱是拿一般性钢材铸造而成，如果采用较大的剪力墙就可以减少相对的钢筋使用数量，减少相应的成本。然而如果建筑的本身不具有相应的条件，而且对于抗震抗压的要求较高，就不得构造过大的剪力墙。
5.提高民用建筑结构抗震能力，首先各地区要根据所处区域的地质特征，提高抗震设防标准，以应对可能发生的破坏性更强的地震灾害。科技、地震、建设等部门要严格建筑技术规范，从建房选址、规划设计、材料选用、施工保障等方面加强技术指导和监督检查，确保各类建筑设施符合抗震设防要求。同时要积极推广研发符合本地建筑物特点的抗震减灾新技术、新工艺、新材料。积极借鉴发达国家和地区的经验和技术，推广应用到各类建筑设施中。尤其是在重点设防地区，即使成本高一些，也要坚持使用抗震能力更强的新技术、新工艺、新材料。要坚决杜绝不安全建筑材料使用，要科学选材，新材料的使用要严格把关，进行抗震测试和检验，提高可靠性。需要提供相应的出厂证明等材料，安排专人对材料质量进行检测，将质量安全责任落实到人，一旦出现问题，做到有据可查。另外，民用建筑结构抗震设计的实施者和管理者，对建筑的抗震能力起到最大的影响。每个工作人员的工作成果都会对建筑抗震能力起到直接或间接的影响，因此，民用建筑结构抗震设计质量的关键在于提高工作人员的整体素质，工作人员素质的提高，必将带领工程质量的整体提升。
民用建筑结构的设计是个系统化的工程，不能有一个环节出现差错。正如人体的骨骼构造一样，一处出现问题，那么其功能也就有丧失的部分。因此为了最终的建筑成品能让民众感到满意，为民众带来舒适和安全的体验，设计人员就应当以极强的专业素养和责任感对每一个设计环节尽心尽力，严格要求每一个计算步骤。
参考文献：
[1]郝敏：《浅谈建筑工程结构设计中的安全性与经济性》[J].黑龙江科技信息，2013(27).
[2]徐克红：《结构与地基加固技术在建筑工程设计中的应用》[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2013(03).
中图分类号：TU93 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
随着社会经济的飞速发展和科学技术的不断进步，加快了各大城市的人流涌人速度，人们对建筑的需求日益增加，需要建筑企业在空间结构设计的过程中，充分了解建筑空间结构的基本特征，并采取切实可行的有效措施，实现对建筑空间结构设计的优化，从而提高建筑空间的结构设计和优化水平，提升建筑物的使用功能和价值作用，促进我国建筑业的健康可持续发展 。
一、建筑空间结构设计的基本特点
当前建筑空间结构设计具有以下特点，具体包括：
第一，别致多变的空间结构形式。新形势下，建筑的空间结构形式越来越别致而多变，就越能体现出建筑物的建筑风格和建筑水准，并且更加的具有吸引力。因此，越来越多的建筑设计师在对建筑 的空间结构进行设计的时候，都开始尝试具有多种建筑风格的组合，逐渐成为目前建筑空间结构设计的主流。例如，一些在国际上比较著名的建筑设计师的设计作品，更多的是一些风格多变的建筑组合体。丰富的空间结构形式，改变了传统 的单一的建筑空间结构设计形式，更加符合人们的需求，在当前建筑设计中得到 了充分的体现。
第二，丰富多样的空间结构架构材料。随着建筑业的不断发展，建筑结构形式越来越多，使用的空间架构材料也呈现出多样性。新形势下，建筑空间结构的架构材料更加的丰富多样。在建筑空间网络结构中使用的基础材料，一直都是比较普 通的碳素钢。随着建筑行业的发展，建筑材料越来越多，一些建筑企业开始逐渐的使用铝合金和不锈钢等新的架构材料。这些新的建筑空间结构架构材料，具有一定的防腐、装饰和承重等作用，在建筑空间结构设计过程中着广泛的应用。这些新 型架构材料的应用，有利于推进建筑空间架构的新进程。
第三，受到外力因素的影响。目前，我国的建筑结构正在向高层建筑发展，会受到一些外力因素的影响，不利于建筑物的正常使用。只有在建筑的空间结构设计中，最大化的减少这些外力因素的影响，才能进一步的保证建筑物的使用安全。比如，空间结构的动力问题是建筑设计的一个重点，在建筑设计过程中要充分考虑风和地震对建筑空间结构的影响。建筑物在风力的作用下，受到动力影响主要由于在空间建筑织物的膜结构中，结构的外形具有变化多样的特点，并且结构的自重相对较轻。我国的相关研究中，对空气动力的失稳和横风向共振响应在大跨度的索膜屋盖空间结构中展开的非线性分析取得了一定的成果，但对于膜结构来说，其风振问题较难解决，还需要继续进行研究。建筑物的抗震能力，主要是在建筑空间的网壳结构中进行研究。随着相关研究的不断深入， 目前已经取得了关于网壳结构应对地震水平方向反应的非线性计算静力分析、不同网壳的弹塑性分析等研究成果，推动网壳结构的抗震设计改善工作。
二、新形势下建筑空间结构设计的优化措施
针对目前我国建筑物的空间结构特征，建筑企业应该采取有效的优化措施，强化建筑空间结构的设计和优化管理，把控好各阶段质量管控工作，为建筑空间结构得以顺利构架奠定坚实的基础。具体优化措施包括以下方面：
1.严把建筑材料关，健全建筑材料验收制度
在建筑工程的建设施工过程中，一项重要的基础工作就是建筑材料的选择，严把建筑材料关是确保建筑质量安全的关键环节。因此，在建筑空间结构设计和优化的过程中，要充分考虑到建筑材料的合格性，在管理过程中不断建立和健全建筑材料验收制度。例如，建筑企业应严格按照相关的技术要求，对建筑材料和配件进行专业的规格和质量审查，保证建筑工程的顺利实施。在我国的建筑工程施工过程中，在材料进场时，相关负责人一般只查看是否具有出厂证明及合格证，只有当存在明显问题时才会展开进一步的验收工作。而一些原材料可能由于各种原因只能提供合格证的复印件，这时如果没有相应的验收制度，就很容易出现合格证造假问题，导致材料质量无法得到保证。这种情况在钢管材料中较为常见，因为施工过程对钢管的规格和材质有不同的要求，如果只对其规格进行查看而不进行验收，很容易造成材料不符合施工要求的情况。因此，建立相应的材料验收制度是非常必要的，是把控好材料关、 保证施工安全顺利展开的必要条件。
2.强化建筑空间结构的焊接工艺管理，保证建筑物的使用安全
焊接是建筑空间结构架构不可或缺的组成内容，图纸和相关规范中对焊缝的质量和焊接而成的构件形状都有一定的要求，任何建筑中使用的焊接成品，都必须满足相应的规范要求。因此，在对建筑空间结构设计进行优化的过程中，还应该注重强化建筑空间结构的焊接工艺管理，保证建筑物的使用安全。一方面要注意强化焊接工人的管理，严格检查焊接工人是否持证上岗，是否具有专业的焊接技术等，以保证焊接的技术和质量。另一方面进行大型焊接或进行重要焊接部位的焊接时，要先进行焊接试验，确定焊接的方式和工艺流程，确保焊接工作顺利开展，提高建筑物的使用质量。
3.重视安装用脚手架的刚性，确保建筑空间结构的施工安全
在建筑空间结构安装的过程中通常会对脚手架进行安装使用，在实际安装过程中，脚手架会不断增加负荷，在对建筑空间结构进行施工时，施工人员需重视脚手架的刚度，防止脚手架因变形而下沉，从而影响建筑空间结构的顺利安装。同时，在建筑空间结构设计的优化过程中，设计人员对安装用的脚手架必须进行科学设计，在投入使用脚手架前，要进行专业的试压测试，以保证脚手架的刚度，避免建筑空间结构施工中因脚手架的缘故而导致安全事故的出现，保证建筑空间结构安全。此外，为了保证建筑空间结构的使用时间和外观质量，建筑企业应该满足必要的消防需求。通常情况下，建筑空间结构中的钢结构外表都会涂上涂料，尤其是防火涂料。在涂料的过程中，建筑施工技术人员应该注意不同涂料之间的相容性，配套的使用地层涂料和防火涂料，从而确保建筑空间结构的施工安全。
4.注意支座超差问题和约束条件变化，避免和减少安全隐患的出现
当前建筑施工对安装钢结构的精度有着较高的要求，并对误差范围作出了明确的限制。然而，在建筑空间结构的安装过程中，相应的误差范围仍存在较大的争议，需要建筑技术人员结合实际情况，确定相应误差。在建筑工程的施工现场，由于一些建筑工作人员对建筑空间结构中支座超差的影响认识不足，不重视约束条件改变之后造成的严重后果，从而致使建筑工作人员在建筑空间结构的安装过程中出现支座埋件的轴线和标高相差甚远的现象。因此，在建筑空间结构设计和优化管理中，建筑企业应该加强对相关工作人员的培训教育，提高对支座超差问题和约束条件变化问题等的认识，重视变化后会产生的后果，以提高其安全意识，避免因建筑间结构设计的约束条件发生变化，或者因支座超差问题等而引发安全隐患，危险建筑的使用安全。
总之，建筑空间结构设计与优化工作任重道远，建筑单位需要结合实际情况，不断努力探索新的方法，新的措施，强化建筑空间结构设计与优化管理，提高建筑空间结构设计和优化水平，加强施工人员的质量安全意识，从而保证建筑物的使用安全，推动我国的建筑行业稳定的发展。
