時間：2023-09-27 09:06:46
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對建筑工程進行優化設計一直是建筑師們共同的目標,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。
一、建筑結構優化設計的必要性
為了達到結構優化設計的目的，工程設計人員必須在保證結構安全的前提下，通過對建筑結構的理性分析，采用合理的優化設計理念和方法進行優化設計，使得能有效地控制工程造價，滿足投資方的經濟要求。通過以往的優化設計經驗來看，相比于傳統的設計方法，優化設計通?？梢赃_到降低工程造價的目的。但是在實際的工程設計中，很多因素都制約了優化設計的開展和實施。比如，工程的設計進度的要求，使得設計人員根本無暇顧及到結構的優化設計要求，再者，由于知識水平的限制，傻瓜化的設計軟件使得年輕設計人員對優化設計的理解缺乏，更談不上有效合理的優化設計，大部分設計人員在所謂優化設計中總著眼于局部部位而忽略了結構總體方案的設計，沒有從總體布局上考慮造價的控制。為此，為了降低工程造價的成本，提高設計人員在工程建設過程中對優化設計的設計把握非常必要，只有加強技術和經濟效益的有效結合，通過合理的優化設計方案，達到降低工程造價的目的，創造更大的社會效益。
二、建筑結構優化設計措施
1.局部優化與整體優化
每個建設項目的設計都是包含其復雜性和層次性兩個特點的系統的設計。從復雜性來講包括結構選型、材料、構件選用等方面；從層次性來講包括建筑設計系統、結構設計系統、設備安裝系統設計等,其每個系統下面又包含多個子系統。設計過程中對每個小的分系統或子系統進行優化實際上等于割斷了各局部之間的橫向聯系,最終疊加而成的工程并不一定能夠實現最終的整體最優化。因此,對于任何建筑來說必須對其全局進行優化才能實現真正的優化。
2.分段優化與壽命期優化
任何工程項目在其壽命期內的各個環節中都有很多方案可供選擇,即每個階段都存在優化方案,設計人員應根據各階段性質來決定對應的優化方法,即對工程壽命期優化,才能最終實現項目在每個階段優化,但又不影響最終整個壽命期的優化。
3.樁基優化
樁基分為預制樁與灌注樁兩種,由于灌注樁在成樁過程中其質量難以把握,且其施工周期遠遠長于預制樁,因此在滿足沉降控制、上部承載以及基礎總重的前提下應盡可能使用預制樁,同時,由于一般情況下隨著基礎深度增加,地基土對樁身的側摩阻力及樁端阻力都隨之增大,因此應盡可能選用較大長度的樁和樁位。為了能夠盡量減少基礎底板厚度以及鋼筋用量應盡量采用軸線樁,使其盡量布置在剪力墻之下。
4.基礎優化
在采用軸線樁的前提下,應盡量選用條形承臺,若建筑物沒有地下室時則應僅布置條形承臺梁,有地下室時則應采用條形承臺梁加止水底板,若建筑高度較低則承臺梁高可以同地下室止水板厚度相同,建筑高度較高則其梁高應根據計算確定。止水板的荷載取值一般應根據其上部結構總重的20%與水浮力之和與上部結構總重的30%中大者來做為計算依據,但目前有人認為該值應以最不利水位來考慮水浮力,而地基土對地下室底板的作用占上部結構比例應根據沉降計算結果區別對待,其取值范圍應在5%～20%之間。
5.上部結構優化
上部結構模型的建立以及優化應從合理的剪力墻布置開始,并應遵循剪力墻平面分布均勻、對稱且樓層平面剛度中心與樓層結構重心相結合的原則,以盡量減小水平地震和風荷載作用下的扭轉效應；若建筑房型允許應優先采用大開間剪力墻結構,并適當加長剪力墻墻肢長度,其既可以減少剪力墻墻肢總數也可以實現在樓層側向剛度相同的情況下可以大大減少剪力墻的混凝土用量,同時由于在剪力墻結構中鋼筋用量最大的部位是暗柱,采用大開間剪力墻可以在很大程度上減少暗柱的鋼筋用量；但若建筑物所處地質條件較差但建筑對抗震要求較高的地段則應盡量避免大開間剪力墻結構；在墻柱都確定好后,連梁(跨高比小于5)的高度一般取窗頂與樓層之間的高度,而跨高比大于5的跨度較大的框架梁其高度則取跨度的1/12即可；對于建筑樓板厚度除應滿足相應規定外,重要就是準確輸入樓層層高及層數以正確計算各樓層對應的荷載；在這些基本構件確定之后則應進行人工修改、干預諸如梁端鉸接設置、框支梁柱定義、混凝土容重、風荷載等相關定義及參數,盡量達到計算模型與實際建筑匹配；之后則應對設計結果進行電算,并必須分析電算結果的合理性。
6.建筑與結構專業的協調
設計過程中應盡量實現建筑結構與建筑平面密切配合,以實現結構合理、美觀實用的結果。建筑墻柱布置應滿足建筑物平面功能要求；各房間開間進深等應盡量統一便于構件標準化；建筑體系應盡量簡單,墻柱不易錯位,截面面積不宜出現明顯變化,同樓層內標高應盡量一致,不宜設置錯層即夾層結構；樓梯電梯等不宜布置在受力復雜或應力集中的轉角部位,非承重構件應盡量選用輕質材料,承重構件選用高強材料實現減輕結構自重,建筑整體布置應力求簡單、規則,并盡量保持建筑質心、剛心盡量重疊,防止發生扭轉效應。
7.結構與給排水專業的協調
由于給排水專用房屋內含有設備及設備基礎,其荷載往往遠遠高于其他房間,因此,水泵間應盡量設置在地下室或半地下室內；給排水房間內管道數量多、粗細不均,因此應確保預留孔洞及預埋件位置及尺寸準確,并對樓板孔進行局部加強,同時應盡量避免水平管道穿過梁柱；管道穿過承重墻時應采取加固措施；應盡量保證結構布置為管網系統創造條件,避免出現管道繞梁繞柱現象；建筑內尤其是高層建筑內空調設備通常與電梯、樓梯、衛生間等布置在核心區域,因此在結構設計時應重點考慮該類房間內樓面負荷,避免該類房間內由于管道多出現超載現象,另外由于設備層層高不同于標準層,且內部應力集中,因此應著重考慮該房間內抗震加固措施。
8.結構與電氣專業協調
電氣管線若以導線在金屬管內沿墻或樓板暗裝則對于預制結構帶來很大困難,因此穿過梁的垂直管線應在預制時在梁內預留孔洞,并要保證梁寬與墻厚盡量一致,若不一致則應要求墻的一側與梁的側面平齊,以確保穿梁管線不外露于墻外；電梯機房內空洞、預埋件非常多其荷載相應增大,因此該房間內應進行單獨計算來確定其強度,另外電梯井道一般除受豎向荷載外還受水平力作用,因此應單獨校核其強度尤其是洞口處強度。建筑物尤其是高層建筑設計是一項復雜的系統工程,設計人員不僅要研究建筑地基、基礎及上部結構的共同工作性,還應與各專業密切配合、協調,確保計算的準確性等方面實現建筑物的優化設計。
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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[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.
中圖分類號：TU318文獻標識碼：A
建筑是人們對于藝術、建筑、文化、生活等各方面理解后的一種表現形式，不同風格的建筑展示出的是不同的風情和歷史，同時也是展示設計師的文化結構的一個途徑。通過優化建筑結構的設計，可以極大的增強建筑的各項性能，同時也是降低施工單位的成本的重要舉措，在不影響建筑性能的情況下，合理的進行結構優化設計可以最大限度的發揮出建筑材料的利用價值，因此，合理的進行建筑結構的優化，選擇合適的優化方法的選擇，對于實現建筑的各項性能來說都是非常重要的。
1建筑結構設計優化方法的內涵和特征
建筑結構的設計優化方法是全面考慮建筑方便的同時，把結構設計方法和藝術學、審美學充分結合到一起，把房屋建設的目的和房屋功能全涵蓋的結構設計方法，再優化選擇各種結構設計方案，挑選既適用又安全、美觀的建設方法，確保房屋建筑質量、建設方便性及經濟性。所以，建筑結構設計的優化方法有一些基本特征：美觀性較強；涉及很多學科，多學科的聯合性較廣；實用性很強；方便建設施工管理；既環保又節能；具有較強的科學性。建筑設計師在設計建筑結構過程中，也要敢于創新，不斷提出新的優化設計方法。
2優化建筑結構設計方法的重要意義
在設計房屋結構中充分運用結構設計優化技術不僅能夠提升建筑工程質量，還能提升建筑企業的經濟效益。我國一直提倡可持續發展理念，爭取市場效益的最大化，這就要求建筑企業不僅要滿足房屋建筑結構的長遠效益，還要盡量減少建筑結構短期投資。和以往傳統房屋結構設計比較，運用設計優化方法能夠降低建筑工程建設成本，提高優化方法技術，實現建筑企業充分利用建筑材料。伴隨我國高層房屋建筑越來越多，人們更加重視房屋建筑怎樣既滿足時展需求，又能減少建設投資的問題，而優化建筑結構設計是充分發揮機械設備和建材性能，對人們所關注的房屋建筑問題具有重要促進作用。房屋建筑結構設計如果得到優化，房屋結構各單元就能實現有機整合，進而提高建筑質量，確保人民安全居住環境。以往傳統建筑結構十分注重安全質量，建筑建設成本方面控制工作做的不到位，工程設計時期成本很高，結構設計也常存有缺陷，外觀也不夠精美，這些都難以滿足現代人們對房屋的心理需求。設計房屋結構過程中運用建筑結構設計的優化方法，既能把經濟價值、審美價值、生態戒指及使用價值有效結合到一起，還能降低房屋建設成本，節省施工材料，確保房屋結構安全，具有很高的藝術性，提高房屋建筑綜合效益。
3建筑結構運用結構優化技術的步驟
3.1建立建筑結構優化模型
選擇設計變量過程中，要把對建筑結構具有重要影響的主要參數看出變量，例如：約束控制參數和控制目標參數。對變化范圍小、影響較小或局部有關要素可以滿足設計要求的參數，可以利用預定參數表示，進而減少計算數量和設計數量，變成工作量減少，工作效率自然會有所提升。確定目標函數十分重要，優化建筑結構設計過程中，需要運用滿足預定條件的已失效概率函數及對應鋼筋截面面積，進而降低建筑工程總的建設成本。有結構設計優化來講，一定要保證結構具有較高可靠度，確定優化設計有關約束條件，約束條件主要含有結構強度約束、構件單元約束、裂縫寬度約束、應力約束、尺寸約束等約束條件。設計房屋結構過程中，一定有認真比較和分析目標約束條件和實際約束條件，保證每個條件均滿足要求，爭取獲得最佳設計。
3.2合理設定優化設計方案及有關程序設計
按照可靠度所做的房屋結構優化設計有著多約束條件問題且有很多復雜變量，分析計算過程中，通常要將有約束條件的優化問題轉成沒有約束優化問題求解。優化設計常見的計算方法有復合形法、拉氏乘子法和Powell法。根據可靠度所進行的房屋結構設計優化模型和實際設計過程中利用的計算方式，為更好地實現它們的效果，可以把這些變成具有較強功能且運算速度非?？斓倪\用程序，進而讓優化設計方案得到全面實施。
3.3綜合結果的分析
計算結構設計得出各種結果后要對這些結果進行分析與比較，通過選取各種方法的優缺點選擇效果最好的設計方案。分析計算結果時，一定要全面考慮有關問題，并多角度分析這些問題。結果分析在整個建筑結構優化設計里占有重要地位，選取科學的設計方案可以確保建筑安全性、美觀感和實用合理性，并降低整個結構的建設施工成本。優化建筑結構過程中，需要注意重視有關建筑技術要求，全面考慮對建筑工程具有重要影響，分析過程中，必須全面考慮科學配置，進而才能實現預期目標。
4優化建筑結構設計的措施
4.1建筑階段性優化和壽命優化
建筑工程使用年限期間內，對各個階段都要做相應優化。設計人員必須清楚每個階段特征，按照實際計算分析結果確定優化方式，進而能夠科學優化工程整體壽命。最終不僅確保建筑工程建設質量，而且提高建筑施工企業經濟效益。
4.2建筑局部性優化和整體性優化
建筑在設計方面均具有相應復雜性與層次性特征。站在層次性角度看，含有建筑結構有關體系、整體設計體系及安裝體系，每個單獨體系也都含有很多下屬體系。設計人員設計房屋過程中，要對應優化每個下屬系統，突破關聯橫向性。站在復雜性角度看，建筑復雜含有選取建筑施工材料和選取建筑物零部件。對每個建筑來說，都要從整體上開始優化，才能實現真正的設計優化。
4.3建筑上部結構優化
設計建筑上部結構需要先構建對應模型再進行系統優化。科學設計剪力墻工作非常重要，剪力墻的設置要注意確保剪力墻整體質量均勻，才能使樓層平面剛度中心點和樓層整體結構重心相重合，進而減少風力或地震給建筑帶來的破壞性作用。建設房屋建筑過程中，要盡量大開間構造剪力墻，加長剪力墻墻肢的長度，進而減少墻肢數量。
4.4結構優化和排水系統優化、電氣優化相協調
排水系統房間機械設備的荷載強度與荷載能力都很大，一定要把機械設備布置在地下室，并確保管道預留深度和尺寸能夠滿足規范標準要求，加固樓板自身鉆孔位置。除此之外，注意水平方向管線有可能會貫穿梁或柱，盡量降低管線貫穿梁或柱現象出現的概率。建筑里的電氣管線安裝通常是利用導線形式裝于樓板、墻體或金屬管體外部，這種安裝方法會增加預制結構施工難度，因此，若要把管線穿過梁體，需要在梁體預留孔洞，并確保墻體寬度和梁體寬度相同。
5結語
建筑結構設計優化在建筑結構設計中占有重要地位，合理選擇結構設計方案既能滿足有關技術要求，還能節約建設成本。建筑結構的設計優化是一個綜合性很強且十分復雜的系統性問題，設計人員一定要不斷深入研究結構設計優化方法，不斷提高自身水平，敢于創新，為人民居住提供安全保障。
參考文獻
框剪結構是由框架結構和剪力墻結構體系組成的一種結構體系，是由延性較好的框架、抗側力剛度較大并帶有邊框的剪力墻和耗能性能良好的連梁共同組成的一種結構體系。在高層建筑的結構設計中，框剪結構由于其能為建筑使用提供較大的平面空間，又具有整體性好、抗震性能好及較大的抗側力剛度等優點而得到廣泛應用，特別是用于結構平面和功能復雜的高層辦公樓、醫院病房及酒店等高層建筑。但在實際設計中仍然存在著一些問題有待進一步的解決。本文將對建筑框剪結構優化設計措施進行了探討和思考。
1 工程概況
某高層建筑工程，主樓地下1層，地面19層，裙樓高3層，主樓總建筑面積18844 m2，裙樓總建筑面積8556 m2，建筑平面如圖1所示。
1.1 結構承重體系設計
根據國家抗震區劃圖，待設計建筑地區的基本烈度為7度，相應地主樓結構部分的抗震等級為二級，裙樓部分的抗震等級為三級。結構設計中裙房部分主要考慮由恒載及使用活荷載等豎向荷載引起的荷載效應，主樓部分結構設計不僅考慮豎向荷載效應，還要考慮水平地震作用及風荷載作用下產生的荷載效應的組合。綜合考慮裙樓部分大空間的設計使用要求以及主樓部分的抗側移設計要求，裙房結構承重體系采用鋼筋砼框架結構形式，主樓采用框架—剪力墻承重結構體系。
本建筑結構在主樓抗側力構件設計中，剪力墻主要承擔水平作用，框架承擔少部分水平荷載作用和大部分豎向荷載作用。主樓平面形狀基本上為正方形，樓梯均設置在角部位置，為提高主樓結構的抗扭能力，剪力墻結合樓電梯間設在主樓結構的兩個對角位置，具體厚度根據高層建筑結構設計的變形限值，由剛度、承載力和延性三者間的最佳匹配決定。
1.2 建筑縫的處理設計
本建筑由主樓和裙房兩部分組成，在二者的連接部位需設置建筑縫?？紤]到主樓部分高度較大、結構有效重量大，裙房部分高度較低，因此二者間需設置防震縫和沉降縫。對于防震縫，為避免主樓和裙房間連接部位留出較大的寬縫，給裙房屋頂防水處理帶來困難，本建筑采用“抗”的方法，在結構分析時，將主樓和裙房視為一個整體進行抗側力設計計算；對于沉降縫，結合主樓需設一層地下室的建筑要求，設計中將主樓基礎設計成樁基礎，而將裙房基礎設計成柱下條形基礎，通過兩類基礎的沉降變形計算，相應調整和消除主樓和裙房兩部分的不均勻沉降差。施工時，在主樓和裙房連接部位預留1.5m寬后澆帶，通過施工手段局部調整高低兩部分間的沉降差。
1.3 基礎設計
根據《工程地質勘察報告》提供的場地工程地質條件，并考慮主樓和裙房間荷載分布的不均勻性特點，主樓部分結合地下室的設計采用深樁筏板基礎，以提高主樓結構的整體穩定性，降低主樓部分的沉降變形。
裙房部分采用柱下條形基礎，通過修正條形基礎的寬度來調整基底反力，進一步控制裙房部分的基礎沉降變形，使主樓結構和裙房結構在各自使用荷載作用下，能產生基本上一致的基礎沉降變形量。
2 結構優化設計策略
鋼筋砼框架—剪力墻結構是高層建筑結構中最常采用的承載體系之一，它同時具有框架結構建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面易于處理，以及剪力墻結構抗側移剛度大、整體性好、抗震能力強的優點。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結構更為有利的水平變形曲線。但鋼筋砼框—剪結構是一個具有雙重承載體系的非常復雜的空間受力體系，力學分析難度較大，其優化設計就更為復雜和難以實現。所以，盡管國內外學者對此做過許多有益的嘗試，但框）剪結構的優化設計還存在很多具有重大工程意義和科學意義的課題。
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：針對每一種梁柱構件的控制內力進行優化設計，得出優化約束條件下的結構幾何構造特征和配筋特征的優化設計結果，從而構成新的優化意義上的設計結構；
（4）收斂性判斷：在工程精度意義上選取一個較小的數值，作為檢驗結構收斂性的條件，進行收斂性判斷。若優化結構與原結構基本一致，則認為優化結構是收斂的，可以轉入下一步的可行性判斷，否則轉回第（2）步重新進行結構分析、優化設計；
（5）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
根據地震危險性分析結果或地震區劃規定，在預測地震烈度概率分析基礎上，用模糊綜合評判法計算結構的模糊延性向量和模糊抗震強度、損傷等級概率和震害損失的預估期望值E（Id），在滿足最大投資約束和最大損失約束條件下，使k1C（Id）+k2k3E（Id）達到最小，求出最優抗震設防烈度Id。
（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。
（4）框）剪結構的優化設計步驟：
1）分析結構平面、立面布置特點，根據工程經驗選定剪力墻抗側力構件的布置位置及幾何厚度；
2）根據結構使用荷載特點，根據經驗歸并框架結構類型，并初步選定每一類型框架結構梁柱構件的幾何尺寸；
3）進行整體結構的空間內力分析；
4）根據結構分析計算結果，檢查結構的層間位移及頂點總位移是否滿足規范要求。若滿足規范要求，則轉入第5）步進行判斷；若不滿足規范要求，則直接返回第1）步，進行剪力墻水平截面面積的修正；
5）剛度最優化判斷：比較結構實際側移值和規范限值，若︳max（δ/h）-[ δ/h]︳/[δ/h]≤ε1且︳max（Δ/H）-[Δ/H]︳/[Δ/H]≤ε2，則轉入第6）步進行計算；否則轉入第1）步，并用原剪力墻厚度乘以修正系數ζ=max{ζ1，ζ2}（ζ1=[δ/h]/max（δ/h），ζ2=[Δ/H]︳/max（Δ/H）），來修正剪力墻幾何尺寸，重新進行結構分析；
6）分別進行剪力墻和框架結構構件的截面優化設計；
7）收斂性判斷：比較優化結構與原結構的接近程度，若優化結構與原結構基本一致，則認為優化結構是收斂的，可以轉入下一步進行可行性判斷，否則將優化結構作為原結構轉回第3）步重新進行結構分析、優化設計；
8）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。
3 工程實例
采用三階段優化設計方法對前述高層框-剪結構進行優化設計，在正常承受災害損失能力和投資能力較強時，最優設防烈度為7.5度。后經專家論證，并考慮到資金投入的難度，提高了權重系數k1，最優設防水平按7度設計。圖2為主樓部分框剪結構標準層結構布置圖，表1所示為主要結構構件截面尺寸的優化設計結果。
4 結論
總之，框剪結構融合了框架和剪力墻結構的各自特點，得到了很好的互補，合理的設計能夠突出該結構的優勢，提高建筑的抗震性能和使用品質。因此，在結構設計時應該在整體考慮下進行結構布置，計算后在整體考慮概念中調整修改，不惜調整多次，這樣才能達到結構整體受力分布更均勻，造價更經濟的目標。
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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伴隨著社會經濟的不斷發展，建筑市場的競爭力也逐漸增強。為了確保民用建筑的安全、外觀，相關施工企業就應對施工設計及方法進行深入研究。因為民用建筑建設中，其結構的資金投入占總體投入比相對較高，所以，在建筑設計的過程中，不僅僅要注重建筑的質量和功能的形成，還應該在此基礎上實現建筑的成本節約和空間優化，以更好的現有的資源，發揮最大的使用功效。而這一切都要靠相關的結構設計優化來實現。
1 房屋建筑中結構優化方法的重要性
隨著人們生活水平的提高，人們對于建筑的要求也不斷的呈現多樣化發展的趨勢，也就是說現代人們在人口和土地矛盾日益凸顯的情況下，對于建筑的成本控制的考慮也是非常重要的。所以，在建筑設計的過程中，不僅僅要注重建筑的質量和功能的形成，還應該在此基礎上實現建筑的成本節約和空間優化，以更好的現有的資源，發揮最大的使用功效。而這一切都要靠相關的結構設計優化來實現。對建筑的結構進行設計優化可以全面發揮機械設備及建材的性能，同以往的結構設計相比，更具優勢。對建筑的結構進行設計優化可以降低工程造價的資金投入，為企業贏取更高的收益。同時，還能夠把房屋結構中的各個單元進行有機整合，提高建筑的質量，保證人們的居住安全。所以，對房屋的結構進行設計優化是保證民用房屋經濟性更好、適用性更強的重要方法之一。目前來看，結構優化設計理論已經逐漸的進入了我國的建筑領域，其主要的意義在于對建筑過程中的建筑環境和品質進行全面的綜合，以保證用戶的實際使用感受得到提升。在這個過程中，建筑結構的質量控制和管理就必須要結合使用一定的經濟適用原則。但是，在現實的施工設計優化中，因為受到多方面條件的限制，施展起來十分困難，無法充分發揮其優越性。例如：一些施工企業過于追趕工程進度，從而導致對房屋的設計效果造成影響；很多年輕的項目設計人員因為缺少工作經驗，無法進行設計優化；還有的設計人員因為對建筑部分的過分關注，從而對整體建筑的設計預案造成忽略，影響了整體造價。從中可以看出，建筑項目的設計人員應把施工技術同經濟收益緊密的聯系起來，唯有規劃出切實可行、效果良好的設計預案才可以保證企業獲取最大收益。
2 結構設計的優化措施
2.1 整體優化和局部優化任一項目建筑的設計都具備層次性及復雜性兩方面的特點。以層次性看來，其一般包含建筑的設計體系、結構體系及安裝設計體系等，每一個體系內又囊括了多個下屬體系。進行房屋建筑設計時，設計人員應對各個下屬系統進行優化，將各個布局間的橫向關聯沖破，疊加工程；以復雜性看來，其一般包含建筑原料選取、零部件選取、結構類型選取等內容。所以，對于任一房屋建筑來講，就應從整體進行優化，方可真正實現設計優化。
2.2 壽命優化和分階段優化每一個項目工程在限定的使用期限中，每一環節都有多種設計方案供以挑選，也就是每個階段都可以進行方案優化。房屋設計人員應該依據各個階段的性質對優化方法進行確定，從而對整體工程的壽命進行優化，保證建筑的施工質量，增加企業經濟收益。
2.3 樁基礎優化樁基礎可以劃分為灌注樁及預制樁兩種樁型。因為灌注樁在施工時質量較難控制，并且操作復雜，時間較長。所以，如果在沉降符合相關標準的基礎上，應利用預制樁進行施工。另外，因為在普通狀況下，伴隨著樁基的不斷深入，土壤對樁身的作用及摩擦也隨之增大，所以，應盡量選取長度較大的預制樁。
2.4 對上部結構進行優化想要對房屋建筑上部結構進行模型建立及優化，首先應合理布設剪力墻。保證剪力墻的質量均勻，使對稱樓層的平面剛度中心點同樓層的結構重心相重合，從而削減地震、風力等外部荷載作用的扭轉影響。假如房屋類型允許，盡可能應用大開間的剪力墻構造，同時增加剪力墻的墻肢長，這樣，不但可以縮減墻肢的數量，同時還能夠在保證剛度符合標準的基礎上降低混凝土使用數量。另外，因為剪力墻中的暗柱一般應用鋼筋建材，如果應用大開間的剪力墻構造能夠縮減鋼筋的使用該數量。然而，假如建筑所在地區的地質情況較差，而建筑對抗震性能的要求較高，那么，就不應采用大開間的剪力墻構造。
2.5 結構同建筑的協調優化在進行設計時，應盡可能保證建筑的結構同整體平面的配合緊密，從而實現造型美觀、結構合理的效果。在進行建筑柱及墻的布設時，應同房建平面的功能需求相一致，每個房間的進深、開間都應保持統一。建筑系統盡可能簡潔，墻與柱不可以出現錯位情況，每一層的高度及截面面積應相同。進行樓體或電梯的設計時，其應力集中或受力方向較多的轉角區域，承重構件應盡可能選取高強建材，從而降低自重，而非承重的構建應選用質量較輕的建材。整體建筑在布局方面應保證重心、剛心及質心交疊，預防出現扭轉情況。
2.6 結構同排水的協調優化因為建筑中的給排水專用房間包含了大量的機械設備，其荷載強度也較普通的房屋較大。所以，盡可能將水泵房設置在地下室區域中。給排水房間中的管道較多，粗細不一，所以，應保證預留的孔徑尺寸及預埋的深度符合標準，并且對樓板的穿孔位置進行加固。另外，盡可能降低水平方向的管線貫穿柱、梁等結構出現的幾率。如果管道貫穿房屋建筑的承重墻，應進行加固維護。盡可能確保結構的布設同管網體系相協調，預防管道繞柱或梁的情況。
中圖分類號：TU318文獻標識碼： A
引言
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框架剪力墻結構概述
框架-剪力墻結構，即框剪結構，是在框架結構布局中，應用一定數量的剪力墻來構成靈活自由的利用空間，從而滿足不同建筑功能的要求。這種結構要具備足夠的剪力墻、相當大的剛度、以及框剪結構的受力特性，這就需要把兩種具有不同抗側力的框架結構和剪力墻結構組成新的受力形式，所以它的框架與其他純框架結構中的框架不同，剪力墻在框剪結構中和剪力墻結構中的剪力墻也不盡相同。
框架-剪力墻結構體系是由框架和剪力墻兩種結構重新組成的結構體系，框架和剪力墻等豎向承重單體一起承擔著豎向荷載，而水平荷載主要由具有較大剛度抗側力單元的剪力墻來承擔。這種結構體系不僅具備了框架和剪力墻結構的長處，而且在某種程度上達到了揚長避短的目的，使建筑功能要求和結構設計得到更好的協調。根據框架-剪力墻結構的概述可以得知，這種結構不僅具有框架結構布置靈便、使用簡單的特點，而且也有較大的剛度和較強的抗震能力，因而被高層辦公建筑和旅館建筑廣泛應用。
2建筑結構設計中剪力墻結構優化設計
2.1結構布置。在高層住宅的框架 － 剪力墻結構中，剪力墻與普通剪力墻結構相比存在一定的差異。下部樓層中，剪力墻的位移較小，因此，可以拉著框架按照彎曲型曲線變形，由剪力墻承受大部分水平力;而在上部樓層，剪力墻的位移會越來越大，并且呈現出外側的趨勢，因此，框架趨于內收，拉著剪力墻按照剪切型曲線變形?？蚣艹素摀庳摵僧a生的水平力，還需要負擔拉動剪力墻的附加水平力，而剪力墻不會承受任何的荷載水平力，還因為給框架一個附加水平力，而承受負剪力。因此，在上部樓層，即使外荷載產生的樓層剪力很小，框架中也會出現相當大的剪力。作為主要的抗側力構件，剪力墻在結構中的作用是非常巨大的，如果在設計時，僅僅在一個主軸方向布設剪力墻，很可能造成兩個主軸方向抗側剛度的巨大的差異，在沒有設置剪力墻的主軸方向，會因為剛度不足，無法與另一個主軸方向相互協調，在振動作用下容易導致結構的扭轉破壞。因此，該工程設計中，在兩個主軸方向都布置了剪力墻，形成了雙向抗側力體系，可以有效減少層間側移。
2.2剪力墻結構設計的優化
（1）對于剪力墻的結構設計應該按照主軸的方向或者是其他的方向進行雙向的布設，這樣能夠進一步優化空間結構，為了更好地體現抗震的性能，不能進行單向的剪力墻設計，同時還要盡量把兩個方向上的抗側剛度保持相對比較接近的水平上，這樣能夠增強剪力墻結構在空間上的性能和表現，能夠將剪力墻結構的性能得以充分的發揮，從而使得可用的空間進一步加大，同時剪力墻的密度不能過大，使其在側向剛度上有比較好的表現。
（2）在剪力墻的肢截面設計上應該盡量確保其具有比較簡單的結構，剪力墻各個方面的剛度不應該有太大的差距，同時剪力墻的門窗洞口不應該出現參差不齊的現象，將其進行成列的布置，使得墻肢結構和連梁結構都非常的明顯，同時還要按照一定的規則對應力進行一定的控制，還要能夠很好地符合設計圖紙的要求，設計最終要達到相關標準的規定，保證其安全性和可靠性，在各個部分的強度上也不能出現非常大的差異，如果剪力墻結構出現了施工和設計上的失誤要在剪力墻的內部將配筋設計成框架的形式。
（3）對于較長的剪力墻結構應該按照相關的要求開設洞口，將其的程度均勻地分成若干段，墻段之間可以采用弱連梁進行連接，每段墻的高度都應該進行嚴格的控制，其與總高度的比值要在2 以上，這樣可以很好的防止剪力出現減弱的狀況，在進行抗震設計時應該框架柱的相關要求進行設計。
（3）剪力墻的特點是平面內剛度及承重力大，而平面外度及承載力都相對很小，應控制剪力墻平面外的彎矩，保證剪力墻平面外的穩定性。當剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應采取足夠的措施減少梁端部彎矩對墻的不利影響。
（4）在剪力墻結構設計過程中，應當注重抗震的作用，盡量避免單向布置，按照雙向布置的原則，使受力方向的抗側剛度逐漸接近，形成一個良好的空間結構。利用空間的充足性，減輕結構的重量。剪力墻的門窗洞口要成列布置，墻肢截面簡單，與連梁分布規則，當出現錯洞或者疊合錯洞的情況下，腔內的配筋要形成框架的形式。由于剪力墻結構的抗側剛度受布置結構影響較大，如果出現突變的情況，對抗震非常不利，在對剪力墻進行結構設計時，要堅持從上到下連續布置的原則，改變墻體的厚度和混凝土的強度等級，減小側向沿高的高度。站在多種角度，從多方面出發，進行結構分析，注重和考慮抗震等級平均軸壓比帶來的影響及其穩定性的相關要求。
2.2剪力墻結構計算優化
在剪力墻結構計算方面進行優化時，應當遵循樓層最小剪力系數的調整原則、連梁超出限值的調整原則、樓層最大位移和層高之比的調整原則、結構扭轉為主的第一自振周期和以平動為主的第一自振周期之間的比例調整原則，使計算結果無限地接近規范值。
剪力墻結構的剛度不宜過大，在滿足樓層最大層間位移與層高之比滿足規范的基礎上，以規范規定的樓層最小剪力系數為目標，使計算結果無限接近規范值；控制好結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9；在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍。剪力墻連梁是否超限；剪力墻底部加強區的軸壓比是否滿足規范要求。
結構工程師應針對不同的項目進行合理的分析，選擇與實際情況最接近的受力模型并充分了解所使用軟件，合理選用計算參數，只有這樣才能夠做到結構安全，技術經濟合理。
結束語
綜上所述，社會經濟的發展，使土地利用率大幅度提高，土地資源越來越貧乏，高層建筑成為建筑業發展的一種趨勢，剪力墻由此誕生。相對于其他建筑結構而言，剪力墻外觀精美，經濟適用，并且受到廣大開發商和業主的喜愛，在建筑結構中應用越來越廣泛，經濟發展刺激著人們的生活需求，剪力墻的優化設計勢在必行。
參考文獻
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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?；炷两Y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?；旌辖Y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。
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
中圖分類號：TB482.2文獻標識碼：A 文章編號：
城市高層建筑的高度在不斷的進行增加,這就使得高層建筑向側向位移，所以，在對高層建筑進行操作設計時，在確保具有一定強度的同時,還應該使結構剛度適宜,使得其在結構上的自振頻率等一些有關動力的特性更加合理,從而在一定空間內保證了控制水平作用力下的層位移。除此以外，為了避免高層建筑在大型地震下有倒塌情況的發生,一定要具備必要的強度,以清晰明了的概念設計和科學合理的構造措施為基礎,將全部結構、尤其也要注意提高薄弱層面的變形能力,以確保結構的延性。
1 有關建筑結構的分析
（1）關于剛性樓板的分析。在計算高層建筑的位移和內力的過程中，一般情況是假設樓板與本身平面內的剛性是無限的,如果平面外剛度極小，就將其排除在計算范圍之外，在以剛性樓板為假設的前提下,還要在設計過程中運用一些措施以保證樓板平面內整體剛度。（2）小變形分析。基本假設在所有的方法中都是經常運用的。但專家們在研究非線性問題后得出了新的結論，將P―Δ效應考慮在計算內的條件是通常在頂點水平位移與建筑物高度的比值大于1/500時。（3）計算圖形的分析。有關高層建筑結構的體系，進行全面分析時所使用的計算圖形分為：一維和二維協同分析、三維空間分析。（4）結構材料的分析。假定線彈性作用于建筑結構的位移、內力時,一般情況下假設成構件與結構處在彈性工作情況下,以彈性理論為依據進行研究,但關于連梁及框架梁等一些構件則需要由局部塑性變形而產生的內力重分布做出研究。在計算地震環境下，建筑結構易變形的薄弱層，應依據彈塑性方面分析其方法。
2優化有關建筑工程結構設計的方案
2.1優化一些有關獨立基礎設計的荷載取值
對于一些鋼筋混凝土進行多層次框架設計時，房屋一般采用的方法是柱下獨立基礎，如果在地基的重點受力層范圍以內不具有軟弱的粘性土層時，在小于8層并且高度小于等于25m的普通民用框架房屋或是具有一定的荷載范圍的多層框架廠房，可以不用進行驗算地基和最基本的抗震承載能力。但具有該特點的房屋在對其進行基礎設計時也要將風荷載的影響算在考慮范圍內。所以，在對使用鋼筋混凝土的多層框架房屋進行整體計算分析時，必須將風荷載這一因素輸入，不能因為地震區的高層建筑之外的普通建筑風荷載缺乏控制作用就將其忽視；另一方面，在進行獨立設計基礎的時候，在有關基礎上的外荷載柱的腳內力設計值，只取彎矩設計值以及軸力設計值，有時候也不依據彎矩設計值。以上兩方面最終會導致基礎設計的配筋偏少，威脅基礎及上部結構安全。
2.2對基礎拉梁設計的優化
若出現多層框架的房屋在基礎埋深值較大的情況，為了計算小底層柱的長度以及減小底層的位移，在±0.000之內的合理位置進行基礎拉梁的設置，但在設計時不能按構造要求進行設置，應該按框架梁進行設計，依據相關規定設置箍筋加密區。從抗震方面來考慮施工，在基礎方案應采用短柱。一般情況下，在獨立基礎埋置不深時，會出現不良的地基等狀況，根據抗震的需求，可順應兩個主軸的旋轉方向對基礎拉梁進行構造設置。對于基礎拉梁的截面寬度和高度都有要求，寬度在柱中心距1/20～1/30處，高度于柱中心距1/10～1/15處。因此構造基礎拉梁截面應在上述限值范圍內，對于縱向受力鋼筋，采用的計算依據有要取在所連接柱子最大的軸力設計值的10%為壓力或拉力進行計算，在為構造選擇鋼筋時，應遵循最小配筋率的要求?；A拉梁頂標一般情況下都與基礎頂標高一致，在出現框架底層的層高不足或者基礎埋置較淺的情況時，有時需要比較大的設計基礎拉梁，也便于通過拉梁這種方式來平衡柱底的彎矩。此時，拉梁鋼筋就要進行通常設計。拉梁的正負彎矩鋼筋有框架柱之內的拉梁箍筋、加密錨固以及有關于抗震構造的需要應全部符合上部框架梁。
2.3合理優化柱箍筋與框架梁的間距
按照上述規定，通常情況下，工程常取柱、梁在箍筋加密區的間距和非加密區箍筋間距的最大值分別為100mm和200mm。在電算程序全部信息中一般內定的柱、梁箍筋加密區的間距為100mm，并以此為計算出加密區箍筋面積的憑證，因此設計人員應按照規范明確箍筋直徑和肢數。然而，在內定程序的狀態下，在框架梁的跨中位置有起集中荷載作用的次梁而箍筋卻僅有兩肢時，可對箍筋進行合理的加密或增加箍筋直徑。在框架內定柱的加密區的箍筋是有要求的，是在100mm的間距時，在一般時候，框架柱或許會因為非加密區的箍筋采用200mm的間距而出現配箍不足的情況。所以，合理的強化箍筋直徑以及加密箍筋的間距。這都是我們需要注意的關鍵，在驗算柱、梁箍筋非加密區的配箍時，應以加密區的終點處為剪力設計值，且不計算剪力增大系數。
2.4優化結構周期的折減系數
框架與框架結構，因為存在填充墻，結構實際的剛度要大于計算剛度，計算周期大于實際周期，因此，如果地震剪力的結果偏小，結構就處于危險的狀態下，所以一定要折減結構計算的周期，然而，不折減計算框架結構的周期或者折減系數取值過大都是不正確的做法。從框架結構方面來看，使用砌體填充墻面時，其周期的折減系數處在0.6～0.7這個范圍以內；在砌體填充墻過少或者使用輕質砌塊的時候，取值在0.7～0.8之間；采用的完全是輕質墻體板的時候，取值在0.9。不折減計算周期的情況要以無墻的純框架為前提。
2.5全面優化框架計算簡圖
對于沒有地下室采用鋼筋混凝土的多層框架房屋來講，獨立基礎的埋置過深，大約在-0.30m無基礎拉梁的情況下，應輸入基礎拉梁按層Ⅰ。例如：某項目是3層鋼筋混凝土的框架結構，屬丙類建筑，其建筑場地是Ⅱ類； 3.2m層高，1.0m的基礎埋深，基礎高度為0.7m，室內外高差為0.30m。在震區為7度時，該工程的框架結構氣抗震等級是三級。設計者在計算時應以3層框架房屋計算，首層層高為3.5m，即假如框架房屋嵌固于-0.30m基礎拉梁的頂面；配筋與截面按構造設計；以中心受壓計算其基礎。明顯看出，用此種計算簡圖并不恰當。在設拉梁層的時候，通常來說，將底層柱配筋控制基礎頂面處的截面與控制基礎拉梁頂面的截面進行對比。由于地基土具有約束性的計算簡圖，在進行電算時，基礎拉梁要按層1輸入，輸入基礎拉梁墻荷，設計配筋時按電算結果為準。
3結語
綜上所述，伴隨著高層建筑的不斷進步和發展,高層建筑的材料、形式、力學分析的模型日益復雜多變。優化建筑工程結構并對其進行設計處理，以達到從整體上優化建筑結構設計的最終目的，從而使得建筑在設計要求上更科學、經濟及合理。
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中圖分類號：TU318文獻標識碼： A
民用建筑結構的穩定性和安全性與其自身結構設計密切相關，民用建筑結構設計若是不科學，將直接影響到工程的整體施工質量。當前在民用建筑建筑結構設計仍存在許多問題，嚴重制約了建筑行業的良性發展。
一、關于民用建筑結構設計中存在的問題分析
1.設計深度不符合要求。圖紙的設計中，部分設計人員為了個人的方便，減少工作量，從以往的老舊設計圖紙上截取內容，再對尺寸和外形進行一定程度的修改，便應用到施工過程中，結構設計的東拼西湊最終導致建筑物的整體結構并不契合。而有些設計人員的問題則是設計十分粗糙簡單。按照規定，施工圖中應包含有系統圖和大樣圖以及剖視圖，但由于設計人員偷工減料，使得這些圖示漏失，并且還對應當在圖紙中反應出來的問題僅用“見圖集”來表示，更有甚者直接將責任推給設備廠家。另外在設計中按照規定應當把建筑的設計依據、安全等級、設計參數和耐火等級防火消防處理等進行解釋說明，但常常被忽略。因此民用建筑結構設計工程就不能全面展示出來，對后期施工帶來極大麻煩，而最終影響的則是整個建筑本身的質量。
2.地基設計和承載柱截面高度設計問題。地基是建筑結構設計的基礎，優秀的地基設計對建筑結構的設計方向有直接的影響。如果對修建民用建筑的地址情況進行充分的勘察便進行建筑結構的設計，極有可能導致后期施工過程中出現地基軟弱、承載力不夠使工程出現安全問題。在對民用建筑進行設計時，荷載值的計算不去根據規范的折減系數，則直接導致計算結構的準確率十分低。這一系列的地基設計問題常常是建筑結構設計中容易被忽視的。墻柱截面高度設計問題常出現在抗震設防烈度6度及以上抗震設防區域。設計人員在受力分析時，忽略節點核心區抗剪計算。這樣做使得柱頂的抗剪強度不合格，建筑骨架--柱子因此產生裂縫，最終結果則是降低了建筑的耐久性。一旦遭遇地震，墻柱極易發生受剪破壞，危及人們的生命財產安全。
二、關于民用建筑結構設計的優化措施分析
1.對民用建筑設計圖紙進行完善：設計圖紙可以說是建筑結構的重要表現載體之一，同時也是建筑項目在施工過程中的基礎所在。換句話來說，建筑設計圖紙中所出現的任何問題都會在建筑施工中數倍的反應出來，造成不可逆的后果。因此，在開展建筑結構設計工作的過程當中，需要嚴格按照設計規范展開工作，設計師決不能貪圖方便而省略對關鍵信息的標準與標識。同時，對于較為復雜、以及細微的結構區域而言，需要在結構設計中加以重點關注?？偠灾?，建筑結構設計工作人員需要始終保持嚴謹的工作態度，在結構設計圖紙完成之后，需要重視對圖紙的自我審核，及時發現存在于建筑結構設計圖紙中的問題，結合實際情況加以修正，以此種方式來保障民用建筑結構設計圖紙的完善性與科學性。
2.重視概念設計
（1）在進行民用建筑結構設計時，概念設計的應用越來越廣泛，對于提高民用建筑結構設計質量起到了較大的促進作用。但是，當前的設計人員在對民用建筑結構進行設計時，對概念設計的重視不夠，導致其不能夠全面的對民用建筑結構進行分析和考慮，從而造成了結構設計的片面性。片面的結構設計方案在后續工程施工的應用中就會顯示出弊端，從而對工程施工的順利進行產生嚴重的影響，難以有效提高工程施工的質量和效率。
（2）當前，設計人員在進行建筑結構設計時，應當充分考慮概念設計的影響。概念設計主要是指依據整體結構與局部結構之間的結構破壞機理、力學關系，對其進行充分考慮，從中得出基本的設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的設計，以保證對整個建筑結構的有效控制。因此，設計人員應當突破傳統重計算的設計方法，充分運用概念設計的思想對建筑結構進行全面的考慮和分析，以從整體上掌握結構設計的思想，從而保證設計的科學性和合理性，以提高建筑結構設計的質量。
3.基礎結構設計是民用建筑結構設計的重要組成部分，關系到民用建筑物的穩定性，因此，在設計基礎結構時，設計人員要對影響基礎結構的因素進行全面的考慮和分析，以保證設計的有效性。對于基礎埋深問題，設計人員要根據實際的水文地質情況進行設計，在保證滿足結構受力的基礎上，因地制宜，全面考慮地下水位的變化對建筑結構浮力的影響及凍土對結構的破壞，以確定基礎埋深。要根據實際情況保證基礎結構墻體受力的均勻性，避免出現裂痕。以降低建筑結構設計以及施工建設的成本費用。
4.對民用建筑主體上部結構進行的科學性優化。建筑的上部結構設計應當建立相應的模型并進行系統的優化。整個過程最先一步就應當合理地設置剪力墻，保證剪力墻整體的質量是均勻的，這樣能將樓層中平面剛度的中心點重合于樓層整體的結構重心，從而減少地震或者風力等對其的破壞性。在建設時如果條件允許，要盡可能地對剪力墻進行大開間的構造，加長剪力墻的墻肢長度，這樣就能減少墻肢的數量，還能在符合標準的基礎上減少混凝土的使用。另外，剪力墻里的暗柱是拿一般性鋼材鑄造而成，如果采用較大的剪力墻就可以減少相對的鋼筋使用數量，減少相應的成本。然而如果建筑的本身不具有相應的條件，而且對于抗震抗壓的要求較高，就不得構造過大的剪力墻。
5.提高民用建筑結構抗震能力，首先各地區要根據所處區域的地質特征，提高抗震設防標準，以應對可能發生的破壞性更強的地震災害?？萍肌⒌卣?、建設等部門要嚴格建筑技術規范，從建房選址、規劃設計、材料選用、施工保障等方面加強技術指導和監督檢查，確保各類建筑設施符合抗震設防要求。同時要積極推廣研發符合本地建筑物特點的抗震減災新技術、新工藝、新材料。積極借鑒發達國家和地區的經驗和技術，推廣應用到各類建筑設施中。尤其是在重點設防地區，即使成本高一些，也要堅持使用抗震能力更強的新技術、新工藝、新材料。要堅決杜絕不安全建筑材料使用，要科學選材，新材料的使用要嚴格把關，進行抗震測試和檢驗，提高可靠性。需要提供相應的出廠證明等材料，安排專人對材料質量進行檢測，將質量安全責任落實到人，一旦出現問題，做到有據可查。另外，民用建筑結構抗震設計的實施者和管理者，對建筑的抗震能力起到最大的影響。每個工作人員的工作成果都會對建筑抗震能力起到直接或間接的影響，因此，民用建筑結構抗震設計質量的關鍵在于提高工作人員的整體素質，工作人員素質的提高，必將帶領工程質量的整體提升。
民用建筑結構的設計是個系統化的工程，不能有一個環節出現差錯。正如人體的骨骼構造一樣，一處出現問題，那么其功能也就有喪失的部分。因此為了最終的建筑成品能讓民眾感到滿意，為民眾帶來舒適和安全的體驗，設計人員就應當以極強的專業素養和責任感對每一個設計環節盡心盡力，嚴格要求每一個計算步驟。
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中圖分類號：TU93 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01
隨著社會經濟的飛速發展和科學技術的不斷進步，加快了各大城市的人流涌人速度，人們對建筑的需求日益增加，需要建筑企業在空間結構設計的過程中，充分了解建筑空間結構的基本特征，并采取切實可行的有效措施，實現對建筑空間結構設計的優化，從而提高建筑空間的結構設計和優化水平，提升建筑物的使用功能和價值作用，促進我國建筑業的健康可持續發展 。
一、建筑空間結構設計的基本特點
當前建筑空間結構設計具有以下特點，具體包括：
第一，別致多變的空間結構形式。新形勢下，建筑的空間結構形式越來越別致而多變，就越能體現出建筑物的建筑風格和建筑水準，并且更加的具有吸引力。因此，越來越多的建筑設計師在對建筑 的空間結構進行設計的時候，都開始嘗試具有多種建筑風格的組合，逐漸成為目前建筑空間結構設計的主流。例如，一些在國際上比較著名的建筑設計師的設計作品，更多的是一些風格多變的建筑組合體。豐富的空間結構形式，改變了傳統 的單一的建筑空間結構設計形式，更加符合人們的需求，在當前建筑設計中得到 了充分的體現。
第二，豐富多樣的空間結構架構材料。隨著建筑業的不斷發展，建筑結構形式越來越多，使用的空間架構材料也呈現出多樣性。新形勢下，建筑空間結構的架構材料更加的豐富多樣。在建筑空間網絡結構中使用的基礎材料，一直都是比較普 通的碳素鋼。隨著建筑行業的發展，建筑材料越來越多，一些建筑企業開始逐漸的使用鋁合金和不銹鋼等新的架構材料。這些新的建筑空間結構架構材料，具有一定的防腐、裝飾和承重等作用，在建筑空間結構設計過程中著廣泛的應用。這些新 型架構材料的應用，有利于推進建筑空間架構的新進程。
第三，受到外力因素的影響。目前，我國的建筑結構正在向高層建筑發展，會受到一些外力因素的影響，不利于建筑物的正常使用。只有在建筑的空間結構設計中，最大化的減少這些外力因素的影響，才能進一步的保證建筑物的使用安全。比如，空間結構的動力問題是建筑設計的一個重點，在建筑設計過程中要充分考慮風和地震對建筑空間結構的影響。建筑物在風力的作用下，受到動力影響主要由于在空間建筑織物的膜結構中，結構的外形具有變化多樣的特點，并且結構的自重相對較輕。我國的相關研究中，對空氣動力的失穩和橫風向共振響應在大跨度的索膜屋蓋空間結構中展開的非線性分析取得了一定的成果，但對于膜結構來說，其風振問題較難解決，還需要繼續進行研究。建筑物的抗震能力，主要是在建筑空間的網殼結構中進行研究。隨著相關研究的不斷深入， 目前已經取得了關于網殼結構應對地震水平方向反應的非線性計算靜力分析、不同網殼的彈塑性分析等研究成果，推動網殼結構的抗震設計改善工作。
二、新形勢下建筑空間結構設計的優化措施
針對目前我國建筑物的空間結構特征，建筑企業應該采取有效的優化措施，強化建筑空間結構的設計和優化管理，把控好各階段質量管控工作，為建筑空間結構得以順利構架奠定堅實的基礎。具體優化措施包括以下方面：
1.嚴把建筑材料關，健全建筑材料驗收制度
在建筑工程的建設施工過程中，一項重要的基礎工作就是建筑材料的選擇，嚴把建筑材料關是確保建筑質量安全的關鍵環節。因此，在建筑空間結構設計和優化的過程中，要充分考慮到建筑材料的合格性，在管理過程中不斷建立和健全建筑材料驗收制度。例如，建筑企業應嚴格按照相關的技術要求，對建筑材料和配件進行專業的規格和質量審查，保證建筑工程的順利實施。在我國的建筑工程施工過程中，在材料進場時，相關負責人一般只查看是否具有出廠證明及合格證，只有當存在明顯問題時才會展開進一步的驗收工作。而一些原材料可能由于各種原因只能提供合格證的復印件，這時如果沒有相應的驗收制度，就很容易出現合格證造假問題，導致材料質量無法得到保證。這種情況在鋼管材料中較為常見，因為施工過程對鋼管的規格和材質有不同的要求，如果只對其規格進行查看而不進行驗收，很容易造成材料不符合施工要求的情況。因此，建立相應的材料驗收制度是非常必要的，是把控好材料關、 保證施工安全順利展開的必要條件。
2.強化建筑空間結構的焊接工藝管理，保證建筑物的使用安全
焊接是建筑空間結構架構不可或缺的組成內容，圖紙和相關規范中對焊縫的質量和焊接而成的構件形狀都有一定的要求，任何建筑中使用的焊接成品，都必須滿足相應的規范要求。因此，在對建筑空間結構設計進行優化的過程中，還應該注重強化建筑空間結構的焊接工藝管理，保證建筑物的使用安全。一方面要注意強化焊接工人的管理，嚴格檢查焊接工人是否持證上崗，是否具有專業的焊接技術等，以保證焊接的技術和質量。另一方面進行大型焊接或進行重要焊接部位的焊接時，要先進行焊接試驗，確定焊接的方式和工藝流程，確保焊接工作順利開展，提高建筑物的使用質量。
3.重視安裝用腳手架的剛性，確保建筑空間結構的施工安全
在建筑空間結構安裝的過程中通常會對腳手架進行安裝使用，在實際安裝過程中，腳手架會不斷增加負荷，在對建筑空間結構進行施工時，施工人員需重視腳手架的剛度，防止腳手架因變形而下沉，從而影響建筑空間結構的順利安裝。同時，在建筑空間結構設計的優化過程中，設計人員對安裝用的腳手架必須進行科學設計，在投入使用腳手架前，要進行專業的試壓測試，以保證腳手架的剛度，避免建筑空間結構施工中因腳手架的緣故而導致安全事故的出現，保證建筑空間結構安全。此外，為了保證建筑空間結構的使用時間和外觀質量，建筑企業應該滿足必要的消防需求。通常情況下，建筑空間結構中的鋼結構外表都會涂上涂料，尤其是防火涂料。在涂料的過程中，建筑施工技術人員應該注意不同涂料之間的相容性，配套的使用地層涂料和防火涂料，從而確保建筑空間結構的施工安全。
4.注意支座超差問題和約束條件變化，避免和減少安全隱患的出現
當前建筑施工對安裝鋼結構的精度有著較高的要求，并對誤差范圍作出了明確的限制。然而，在建筑空間結構的安裝過程中，相應的誤差范圍仍存在較大的爭議，需要建筑技術人員結合實際情況，確定相應誤差。在建筑工程的施工現場，由于一些建筑工作人員對建筑空間結構中支座超差的影響認識不足，不重視約束條件改變之后造成的嚴重后果，從而致使建筑工作人員在建筑空間結構的安裝過程中出現支座埋件的軸線和標高相差甚遠的現象。因此，在建筑空間結構設計和優化管理中，建筑企業應該加強對相關工作人員的培訓教育，提高對支座超差問題和約束條件變化問題等的認識，重視變化后會產生的后果，以提高其安全意識，避免因建筑間結構設計的約束條件發生變化，或者因支座超差問題等而引發安全隱患，危險建筑的使用安全。
總之，建筑空間結構設計與優化工作任重道遠，建筑單位需要結合實際情況，不斷努力探索新的方法，新的措施，強化建筑空間結構設計與優化管理，提高建筑空間結構設計和優化水平，加強施工人員的質量安全意識，從而保證建筑物的使用安全，推動我國的建筑行業穩定的發展。
