建筑结构优化措施范文

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引言

随着我国房地产行业的成熟发展，市场竞争变得日益激烈，建筑开发商讲究建筑品质的同时，也越来越注重建筑成本的控制，对于所开发项目的图纸（质量、进度、经济）方面要求也变得愈加苛刻：多种原因造成无论是方案还是施工图都经常性的做修改，出图时间的仓促紧迫，导致参与的设计师们面临诸多困难。对于结构工程师而言，合理且经济性的结构设计在项目建造成本控制中显得尤为重要。作为参与其中的结构设计人员，如何在满足相关规范的前提下，尽最大努力通过控制结构材料用量来降低建造成本，成为当前必须解决的一个课题。以下来浅谈一下建筑结构优化措施。

1 优化分析

目前中国地区的建筑结构类型大部分为钢筋混凝土结构，所用最多的建筑主体材料是混凝土和钢筋。下面通过结构设计的几个过程阶段来做材料用量的优化分析。

1.1 方案阶段

1.1.1 工程项目是否做的经济，除结构本专业要精心设计外，建筑方案是影响成本的关键所在，一旦方案体系确定，结构的含钢量，混凝土梁的调整就有限了。

1.1.2 基础选型方面是控制材料用量的非常重要的方面，要结合项目的所在地点，建筑主体本身，根据勘察报告，选用合适的持力层，按照“地尽其力，就近传递”的原则，采用多种方案比较，确定基础选型。

1.1.3 上部结构方案在满足建筑功能和空间要求的基础上，还需在提高结构整体性等方面下功夫，是结构布置用相对小的构件在截面尺寸形成较大的抗侧刚度，尽量明晰构件在结构抗侧和承重方面的作用，进而有限控制结构整体计算指标符合规范或规程要求。建筑平面尽量规则不超限。

1.2 结构设计

1.2.1 基础部分

桩基设计时，布桩应遵循“直接和就近”的原则，减少传力的路径和环节，严格控制布桩系数，不人为放大布桩系数。

1.2.2 地下室

（1）地下室底板有条件时应做成无梁板，利用承台或独立柱基作为柱帽，通过调整尺寸来优化钢筋。

（2）地下室顶板对于板厚和配筋从构造上有较高要求时（如作为嵌固端的地下室顶板、转换层等），可以考虑采用大板（不覆土，荷载较小时），或加腋大板（荷载较大时）。

（3）地下室顶板作为大屋面，有条件时采用结构找坡，既容易保证防水质量，也能减轻荷载，可以节省材料用量。

1.2.2 梁

（1）梁截面宽度选择时，应尽量避免四肢箍筋的宽度。

（2）梁截面高度受到限制时，可采取变截面高度梁，竖向加腋，水平加腋，加牛腿等措施

（3）梁与柱连接或与墙平面内连接时，框架梁面筋一般不全长拉通，另设架立钢筋，支座面筋长度取值，未连续梁时，梁面筋长度按常用的1/3跨度；为单跨时，梁面筋长度按1/2跨度（面筋原味标注处加括号，括号内数字为面筋长度）。

1.2.3 板

（1）板的混凝土强度等级尽量取低（混凝土强度等级低，则最小配筋率也低）。

（2）荷载不大时，尽量布置成单向受力板；板跨应按经济板配筋选取。

（3）板长边和短边之比>2时，按单向板计算 [1] ；其短边支座面筋按最小配筋率或计算，长向底筋按分部钢筋布置、面筋最小配筋率布置。

2.2.4 剪力墙

（1）纯人防墙不设置墙暗柱或构造暗柱（除边框构件外）。

（2）地下室外墙不设置墙暗梁、且也不设置基础梁（该处底板外挑≥500）。

（3）塔楼投影范围内的地下各层的剪力墙，不设置剪力墙约束暗柱，仅设置构造暗柱；塔楼投影范围外的地下各层一律为构造暗柱。

1.2.5 柱

（1）柱纵筋直径选择原则是，在四角放置最大限度的直径。

（2）柱箍筋一般最大限度等于最小体积配箍率。

（3）柱箍筋形式要最大限度减小重叠部分（允许用拉筋处，尽量不要箍筋）。

2.3 计算模型

2.3.1 荷载取值

（1）室外消防车道的活荷载，按消防车轮压取值。[2]

（2）小区室外花园面积较大（非消防道、在一层顶板），按单向板布置，其活荷载按梁、板分开计算：

（3）填充墙开窗门洞处，应尽量精确选取线恒载，不得随意加大。

1.3.2 设计参数

（1）框支层及以下一层按框支框架采用相应的抗震等级，其余层采用框架-剪力墙中的框架相应的抗震等级。

（2）仅控制地下室底板、顶板及外墙裂缝宽度；地面以上控制大跨度梁的裂缝宽度及挠度。

（3）结构重要性系数，对于使用年限100年及以上的构件，不应小于1.1；50年的不应小于1.0；对于使用年限为25年结构构件，应综合考虑材料的性能确定结构重要性系数，不小于0.95。[3]

1.3.3 结构分析

结构计算宏观指标如轴压比、周期、位移、剪重比、刚重比等应该控制在合适的范围内，既应符合规范的要求，同时也不要有太大的富余，以达到安全不浪费的目的。

1.4 施工图绘制

1.4.1 标准层梁配筋应多分段，对于跨度较短，水平力作用下，内力沿竖向变化交大时，应采用列表法，细分各层“短跨”梁的配筋。

1.4.2 如果需要双层双向拉通配筋时，拉通钢筋的直径尽量小（一般可小于最小配筋率），另附加钢筋的直径尽量大。

1.4.3 剪力墙暗柱纵筋直径一般选择原则是，在角点放置最大限度的直径，暗柱箍筋形式要最大限度减小重叠部分。

1.4.4 柱纵筋由最小配筋率控制时，应选取满足轴压比限值的柱截面：轴压比不满足时，优先提高砼强度等级（即不加大柱截面）。

1.4.5 地下室外侧墙一般采用分离式配筋方法配置外侧竖向筋；地下室顶、底板支座钢筋可在通长筋满足构造配筋率要求后，附加较大直径钢筋予以满足。

1.5 构造措施

1.5.1 厨房、卫生间等板跨不大时，墙下尽量不设梁，如需设梁时，100mm厚墙下梁宽尽量采用150mm。

1.5.2 建筑专业无特殊要求时，阳台的封口梁宽尽量用150mm。小阳台边，凸窗侧边砌墙时，不一定设置挑梁，可采用墙下局部加厚的做饭。

1.5.1 结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置，采取必要的结构和施工措施，尽量避免设置各类结构缝（伸缩缝、沉降缝、防震缝）。

1.5.4 建钢筋用量和砼用量双指标控制：

（1）竖向构件优先提高砼强度等级；

（2）水平构件中，尽量不要提高板的砼等级。

1.5.5 构件配筋由裂缝控制时：

（1）不要随意采用高强度钢筋；

（2）选择直径小而根数多的钢筋面积。

2 结语

项目设计的整个过程中，有各个专业设计师之间的配合，设计方需与开发商，咨询顾问，审查机构等外部单位之间的沟通，所有参与者应通力协作。遵循必要（保证建筑安全，抗震性能安全合理可行，满足建筑使用要求）的前提，使用合理（从概念设计入手，参考各种规范，选用多种方案进行比较，选择合理可行的）方法，来实现节省建筑材料、降低建造成本的目的。

建筑结构优化设计可以节省建筑材料，也可以节省劳动力，对于当今社会提倡的节能减排，低碳生活有很大促进作用。因此，优化工作应该坚持下去。

参考文献

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0 前言

在国民经济快速发展、稳固增长的带动下，人们的物质、文化生活水平得到了显著提高，这期间，人们的消费理念也发生了巨大的变化，逐步向高品位、高质量方向转变，因此对生活、工作、学习等环境提出了更高的要求，例如对房屋建筑的要求，人们在过去对房屋的要求可能只是简单的遮风、避寒的要求，而现在在此基础上又提出了舒适、审美等要求。对此，现阶段的房屋建筑结构设计在满足建筑结构质量、安全的情况下，还需要满足人们的审美要求。同时，不断优化建筑结构设计也是提高建筑企业经济效益的需要，所以，在新时展下开展房屋建筑结构设计工作过程中，我们设计人员要牢牢把握住经济、合理、适用的原则，并以此为优化设计工作的指导理念，同时要采用现代化技术，这样才能在降低建筑工程成本的同时，保证建筑结构的安全、稳固，满足人们审美的需求，实现企业的可持续发展。下面，我们就通过以下几个方面来详细探讨下优化建筑结构设计的有效措施。

1 对建筑结构优化设计理论的研究

建筑设计实质就是设计师在遵循美观实用等原则的前提下，根据建筑地区不同的情况进行综合利用，运用建筑学设计理论进行设计。就建筑学的设计理论而言，主要有两个体现部分：于建筑工程的结构设计、于建筑结构优化设计。房屋建筑工程结构优化设计包括了对内部结构细微部分的优化设计、对围护结构的优化设计、对房屋顶部的优化设计，还包括了工程造价方面对建筑造价的分析、对建筑物的受力分析以及对周围设施的布置等方面。房屋结构设计不仅需要在设计前期加以重视，还需要在施工和建设后期的关注。在进行具体建筑施工中，需要根据建筑的实际情况不断的改进方案选择最佳方案，将房屋建筑综合指数最佳的设计方案作为施工建筑的蓝本。现在的建筑设计环境对于设计人员来说是一项新的挑战和要求，因此，作为一个设计人员，要用于应对挑战，在设计的过程中不断的进行对比分析，从中选择出最优方案。在设计一些建筑的时候，设计师要根据自己学过的设计理论，在结合建筑当地的环境和建筑条件，遵循安全实用、大方美观、节省材料的原则，开展方案设计工作，从而达到房屋建筑的最佳效果。设计人员根据工程情况，在工程的过程中对方案进行具体设计和步骤的优化。在设计平面上，建筑物需要尽量保持对称，尽可能地缩小差异。

2 优化建筑结构设计的措施

本文结合大量的实践工作以及自己多年工作经验总结出优化建筑结构设计的措施具体表现在以下几方面，下面，我们就来详细了解下。

（1）不断加强剪力墙的优化设计。其中连梁是剪力墙设计的重点，这就要求我们将联肢墙的应用重视起来，联肢墙是利用连梁之间的各个墙通过连接形成，把墙肢的约束条件增加了。这种设计不仅可以有效的提高建筑物抗震能力，还使墙体的各个部分得到了更多的内力，虽然在具体施工中会造成一定建材的浪费，但是其所取得的效果是显而易见的。另外，当我们对建筑结构进行设计的时候，还要在保证结构刚度和变形要求的同时，从经济方面和抗变形等角度进行综合的考虑，这样才能做到最优化。

（2）要求设计人员要重视细部的优化。设计人员在注重整体结构协调的同时，也经过将细部结构设计重视起来。如在现浇板设计工作中，我们可以将异形板划分为方形版，这样就可以使得建筑物受力均匀，避免日后出现断裂现象。如在建筑基础设计中我们应该选取冷轧钢筋作为材料，这样既可以提高建筑的抗震性能，又可以有效的减少钢筋使用数量，降低成本投入。

（3）注重利用计算机技术。随着计算机技术的成熟发展，计算机技术已经广泛的应用到了建筑的结构设计中。通过建筑结构优化设计和计算机技术的结合，设计师利用计算机仿真的设计优化方法对建筑结构优化设计带来了很多新的思路。建筑设计师能够利用计算机软件建立各种便于分析的模型，并通过计算机的优化计算，为设计师提供精确的数据，最后达到建筑设计的优化。计算机技术的运用可以说把建筑结构优化设计这样一个工程的问题转变成一个数学的问题。

3 结语

总之，不断优化建筑结构设计，不仅可以有效提高建筑的功能性、安全性、稳定性，还可以充分的满足人们的审美要求。所以，我们作为新时展下的建筑结构设计工作人员，在设计工作开展过程中不断创新设计理念、创新设计方法、设计技术，实现建筑结构的优化设计。

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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

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1结构设计优化的意义及要求

1.1结构设计优化的意义

（1）功能性

结构优化设计能够根据工程的需求对结构造型、受力性能、结构材料等进行优化配置。比如选择圆形、方形的结构进行方面平面设计能够增加结构的受力性能。因此，工程结构的优化技术，是工程实现既经济又安全，既美观又实用的途径。

（2）节约造价

合理的结构设计能够根据建筑结构的空间和层面，增强结构的各种性能，结构设计受力性增加、抗震性增加不断可以减少结构所需物料，还能减少基础和装修物料，达到统一协调的目的，实现了结构的经济安全。

1.2房屋建筑结构设计的基本要求

（1）房屋舒适性要求

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

（2）房屋安全性与耐久性要求

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

（3）房屋经济性要求

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

2房屋建筑结构优化设计的阶段

对房屋结构进行优化设计，是大量运用了科学知识，这能够充分运用其资源成本，使得其结构既安全、美观，又经济实用。而且通过调查发现，经过优化设计的房屋结构其质量和成本都远远要优于其他没有运用结构优化设计的。建筑设计师们在对房屋结构进行设计和优化时，一般会按照一定的步骤来进行。

2.1变量的选择

通常情况下，对设计人员决定最终设计方案起到重要作用的参考数据，都可以作为变量供设计者进行选择。如工程的目标参数包括房屋价格参数和预期产生的损失参数；工程的控制与约束参数包括表示房屋架构可靠性能的参数等。如果房屋建筑的设计者以变化幅度较小或考虑因素较少的参数作为设计的参考指标，那么相应的建筑结构设计、编程和计算有关的工作难度将会降低，设计者也可以更好地找到符合优化设计的参考数据。

2.2对相关函数的确定

设计者要根据事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数，从众多组相似的参考函数中进行合理科学的选取，并分析这组数据函数的相关各种性质，从而最大限度的降低房屋建造的成本费用。

2.3条件的衡量

处于对增强房屋结构稳定性和耐用性的考虑，房屋设计的约束指标应当包括房屋尺寸、架构稳定性、架构刚性、受力限度和变形限度、结构的可塑程度和结构的确定程度等。在实际的设计过程中，设计者应当结合房屋建造工程的具体情况，对施工实际中的约束性条件和目标确定的约束性条件进行比较和分析，确保各种条件都符合相关的建筑规定要求，从而实现优化设计的目的。

2.4确定最佳方案

执行以上所述步骤，综合考虑各个方面，不能为了降低投资而忽视设计优化的作用，正确处理经济和技术的对立统一关系，设计过程中，不能过分强调节约，忽视技术问题，也不能过分强调技术，轻视经济性的要求。因此，房屋建筑结构优化设计是一项比较复杂的综合性决策问题，往往存在对立面，满足经济、适用、安全、美观及便于施工等原则，这五个原则之间也互相矛盾，所以需要进行研究、探索，实现用最少的投资，获得最大的效益目标，满足设计要求。

3房屋建筑结构设计优化措施

3.1地基是建筑结构的基础

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

3.2建筑底部剪力墙的设计优化

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

3.3砌体结构的设计优化

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

3.4剪力墙的设计优化

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

4结语

通过优化设计手段进一步加深对结构优化设计在工程造价控制中的重要性认识，创造合适的条件，确定合理的目标，采用科学的控制方法，各个方面达到最佳结合，降低工程的总造价，这不仅符合现今建筑商对于建筑结构效益的追求，也是市场可持续发展的需求，更是适应绿色环保的要求。

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中图分类号:TU318 文献标识号:A文章编号:2306-1499(2014)07-0097-01

1. 基本概况

1.1结构承重体系设计

结构承重体系设计需要根据不同的环境来进行，在设计中，裙房部分要考虑荷载效应的发生，主楼的部分也要考虑竖向的荷载效应，同时对于水平地震作用下产生的荷载效应也要加以重视。因此裙房结构需要采用混凝土框架结构的形式，而主楼采用框架一剪力墙承重结构体系。

由于主楼的抗侧力构件是重要的部分，在设计中剪力墙要承担主要水平荷载，同时框架承担少部分水平荷载作用和大部分的竖向荷载作用。如果要提高主楼的抗扭能力，在设计中要加强剪力墙和楼梯主楼结构的相互位置，其中主要要注意建筑结构设计的变形限值，将其进行综合匹配，以刚度、承载力和延性来进行综合。

1.2建筑缝的处理设计

建筑缝的处理设计是通过主楼和裙房之间的连接部分来进行设计的。由于主楼和裙房有着本质的不同，两者连接处需要设计出防震缝和沉降缝。防震缝的设计是为了减少主楼和裙房之间出现较大的缝隙，从而增加裙房的防水难度，结构设计的过程中，也需要将主楼和裙房看做一个整体的设计方案来进行设计计算。而沉降缝的部分是主楼按照实际的需要，将主楼基础设计成桩基础，与此同时，裙房的基础设计成柱下条形基础，二者在调整彼此间的不均匀差，从而保证设计的合理性。这也是建筑缝最常见的处理设计方式。

2. 结构优化设计策略

高层的建筑结构设计中，采用较多的方式是钢筋混凝土框架一剪力墙结构，这种体系的建立有效的提高了框架结构的灵活性，并且更好的提升了使用空间，使建筑更为优质。由于剪力墙结构的整体性相对较好，因此也保证了建筑结构的完好。在一定条件下，采用框架结构设计能有效的提高水平变形曲线能力。然而钢筋混凝土一剪结构具有多种效果，从力学的角度来进行分析的话，存在着一定的难度，进行设计优化设计也难以完成。因此，及时国内外很多的专家进行了多种实验，但框剪结构中依然存在着很多难以解决的问题，解决在这些问题，对于提高工程质量和科学的发展也有着重要的意义和积极的作用。

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。截面优化设计是对优化的结果进行控制的过程，设计过程中，保证其整体设计方案的准确性，提高设计质量是关键的步骤;

（4）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。以地震的危险性为前提，分析地区地震的相关强度，从而评测出相应的结构优化方案，在进行设计前，将相关的数据进行综合评测，从而把设计方案综合在内。

（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。

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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。

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近年来，在建筑结构优化方面，许多专家投入了大量的研究，并取得了一些成效，尤其是在结构构件方面。然而，到目前为止仍然没有一个成熟精确的数学模型，既可以满足结构设计规范要求及设计人员习惯，又能够使得结构最优化。人们普遍认为，当结构构件的内力达到最大承载力时，其结构是最优的。而在现实设计中要达到这个要求，往往需要设计者以结构构件为目标，对结构构件进行优化设计，使得结构设计最优化，从而达到降低工程造价的目的。

1 工程概况

本工程为32层住宅楼，地下1层，层高为3.8m，地上1层层高7.1m，2层层高3.8m，3层以上层高为2.9m。采用剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，结构嵌固端选取于地下室顶板处。

2 结构设计中存在的问题分析

（1）根据 GB50011-2010《建筑抗震设计规范》规定，在图1中，l/Bmax=7100/住宅优化前的平面图18900=0.376，由于大于0.35，因此可以判断平面属于凹凸不规则类型。另外，经过初步计算得知，在满足墙肢加长的条件下，首层墙体的厚度拟取400mm，也难以满足侧向刚度比的要求，由此也可以判断竖向为侧向刚度不规则类型。由此可见，本工程有两项不能满足规则性的要求，应按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中的规定，需要对水平地震作用下的内力进行调整，并对薄弱部位采取加强措施。笔者认为，若不能合理优化平面形状，盲目采取一些加强措施，必然会造成不必要的经济损失。

（ 2 ） 对图1的剪力墙布置进行分析得知，核心筒位置的墙体布置数量较多，刚度较大。通过建模和计算，得出Y-5%震偶然偏心作用下Y方向位移角的比值和最大层间位移角，以及X，Y方向最大层间位移角，其计算数据见表1。

根据表1中分析，住宅结构平面中核心筒处的剪力墙数量有消减现象。对结构中部的刚度有一定的消弱作用，这样不仅有利于对结构扭转效应进行控制，而且可以大大降低工程造价。假如所有墙体的厚度为200mm，如果对核心筒处的部分墙体进行消减，将会大幅度地减少混凝土用量及对原有墙体钢筋进行扣除，其具有一定的经济性。除此之外，有部分工程师为减低造价，每隔几层逐步缩短墙肢长度，如每隔5～7层缩短一次；但值得注意的是，要对结构位移比、轴压比等进行严格检查，《高规》3.5.4条：抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上、下连续贯通（其条文说明指出“上下不连续”对抗震不利）；同时要确保墙肢长度应不小于墙体厚度的8倍，以避免造成墙体变成短肢剪力墙；故不推荐此做法。另外需要指出的是：当各项指标允许的情况下，墙长5～7米的较长剪力墙，宜开洞以削弱其刚度；线刚度为，当两墙墙长（b）之比为2时，刚度之比为8，弯曲应力之比约为2；据“按刚度分配”的原则，其承担的水平力过多 ，易在地震时首先破坏然后使建筑结构刚度及承载力大幅削弱，进而逐个击破；风荷载控制时，边缘构件因过大的弯曲应力“反复拉压”而造成裂缝过大。

3 优化措施

3.1 形状优化

根据GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中的规定：在高层建筑结构单元内，需要确保结构平面形状的简单化和规则化，刚度分布要均匀，平面不宜过长，突出部分长度不宜过大，见表2；同时，要确保建筑的竖向体型的均匀性，避免外挑和内收过大，结构的侧向刚度要平衡，变化要均匀，尽量避免采用竖向布置不规则的结构。例如，如果高层建筑的结构平面布置和竖向布置较均匀且规则，其各项指标的校核验算也容易达到规范的要求，反之，各项指标难以达到规范要求。还可能造成墙柱截面过大，建筑重量严重超标，从而增加了工程造价，同时对建筑的使用功能影响较大。

另外，结构设计人员一定要重视概念设计，要确保概念设计在建筑方案设计阶段介入，并结合建筑结构的特点，在满足适用、美观的情况下，合理布置建筑结构的平面和竖向，在进行平面和竖向布置时，要坚持“简单、规则和均匀”原则。以设计出合理的刚度和承载力，尽量避免由于局部削弱而造成薄弱部位的结构体系。这样有利于不断优化施工图设计阶段的截面尺寸。

3.2 剪力墙平面布置

在布置剪力墙平面时，应注意以下几点：第一，在住宅结构平面布置过程中，不仅要满足建筑的使用功能，而且要沿周边均匀布置剪力墙。剪力墙的布置要位于建筑物的电梯间、楼梯间、平面形状变化较大的部位，且确保剪力墙之间的距离不能过大。第二，在剪力墙结构布置中，需要沿主轴方向进行布置，对于抗震设计的剪力墙结构，尽量避免采用单向的布置形式。第三，在剪力墙布置时，要确保墙肢截面简单化、规则化，结构的侧向刚度不宜过大。第四，在结构设计中，应尽量减少短肢剪力墙的数量，不能全部使用短肢剪力墙结构。第五，一字型墙轴压比较大时，墙体稳定性验算难以通过，材料利于率低，故尽量改为L型。

4 结语

综上所述，本文针对高层建筑混凝土结构的优化设计分析，从中可以得知，高层建筑混凝土结构优化设计的核心主要体现在结构整体和局部的概念，因此，结构设计人员应“先整体后局部”的设计理念，做好结构整体和局部的协调工作，以提高结构设计质量，确保建筑结构的安全度和经济性。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010.

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中图分类号： TU97 文献标识码： A

前言：在诸多的新兴城市中，高层建筑已随处可见。在高层建筑的设计过程中，剪力墙结构的设计是最关键的环节。剪力墙的好坏关系到高层建筑的安全性及可靠性。剪力墙结构要承受水平及纵向的作用力，对剪力墙结构设计进行优化可以使建筑高度增加而不影响安全性，同时使室内使用空间更加优化。因此，剪力墙布置、方案选择及含钢量等是优化设计的重要内容。

1.高层建筑设计概念的特点

高层建筑的在设计过程中,设计到的结构功能主要包括两方面:一是建筑承受荷载的能力；二是抵抗侧移能力。同时，其结构功能作为表达建筑体量组成和结构艺术的基础。高层建筑在设计过程中，既不能随心所欲任意而为也不能离开实践的基础而进行单纯的演算及推理。高层建筑的结构概念设计取决于设计建筑的工程师，工程师需要经过缜密的科学性的分析及演算并结合他们敏感的判断力。在高层建筑设计的初期，设计人员们能经过严密的分析决定高层建筑结构设计概念中的各类基础性问题。在高层建筑的结构设计概念的特点中，水平荷载问题起着至关重要的决定性作用，这是由于随着建筑高度不断的上升，水平荷载对结构设计的影响作用及控制作用越来越明显。对于高层建筑的设计者来说,拥有与众不同的超前观念和理念创新是一种思维模式上的进步之举,同事是现代高层建筑设计中必不可少的一项能力。

2.剪力墙的结构设计优化措施

2.1剪力墙结构设计方案

在高层建筑剪力墙的结构设计过程中，要考虑的内容较多，不仅要考虑到位移限值，也要考虑到框剪结构中的抗侧力构件能否充分的发挥其作用。此外，在设计过程中还要注意使整体结构布局合理，应用的技术要相互匹配。使得整体的安全性达到最大值,所有结构都能最大限度的发挥其作用,这样设计出的结构才能达到既经济,又合理的目的并且节省成本。高层建筑的剪力墙结构设计时，若层数少于18层，可以采常用的现浇剪力墙结构为最佳，若层数更高，则建议选择使用普通剪力的墙结构。剪力墙的结构特点在于平面外刚度及承载力都相对来说较小，因此剪力墙平面外的弯矩在结构设计过程中应该适当的控制，还要增大剪力墙的刚度是剪力墙的结构更加合理。为实现高层剪力墙结构设计的科学性并符合标准，必须先要确定剪力墙的具体高度及宽度，而且尽量将梁柱设计在建筑的隐蔽位置， 这样能是高层建筑更具有美感及观赏性。提前做好设计规划工作，要注意剪力墙的结构设计要合理、对每一步的设计方案都要明确细化。

2.2剪力墙设计的计算方法

剪力墙结构的设计在计算时要考虑水平作用还有竖向作用，从而对结构整体进行合理的分析。在设计及计算高层建筑剪力墙拐角处的墙垛时,如果没有特别的要求或需要,在进行计算时就不必要建立这些结构的模型。除此之外，梁进行框架剪力调整与不调整两次计算也是十分必要的内容,还要注意配筋设计要与其他部分相适合。剪力墙连梁的跨高比也有一定范围的要求，建议应该不小于 2.5，否则剪力和弯矩的值很有可能超出标准限值。对于难于进行调整的梁来说,若能找到合适且可靠性较高的水平力传递路径也是可行的。同时可以选择的方法也包括对梁的弯剪刚度在一定范围内降低一些但不改变梁截面的方法来进行调整工作。隔墙要尽量选择轻质的墙体，从而使荷载能够有效的减少，对地震作用的影响也能降低一些，也能部分的节约资金。高层建筑的剪力墙结构中，楼层连梁以及配筋受高度影响较大。

2.3剪力墙布置方案的选择

从高层建筑剪力墙的结构布置上来说，选择弱连梁联系的方式较为适合，这样可以形成数量更多的联肢墙。不仅能够有效的避免刚度太大的问题, 而且在结构受力来说仍然保持了整体墙的原样。高层建筑剪力墙布置的基本原则包括以下几个方面，首先要是剪力墙的数量不要过多,还要考虑各个墙肢在进行布置时边缘构件的使用量也不要过多。剪力墙布置过程中，沿高度的方向小幅度的修改墙厚和混凝土的强度等级是可以的，而且墙肢数量的缩减影响稍小一些，这样侧向刚度在高度方向上的就能呈现逐步减小的趋势。在能够有效保证剪力墙的竖向和水平承重的前提下,要尽量是剪力墙布置时的间距扩大,从而减少在小的间距范围内剪力墙布置过多。

2.4合理控制剪力墙结构的含钢量

近年来我国各地高层建筑的逐年增加,剪力墙在高层建筑中的应用也越来越普遍。高层建筑的含钢量问题一直是影响建筑成本的关键，想要使高层建筑在进行设计及施工时能够具有更大的经济优势，节约成本，从含钢量入手是十分必要的。对剪力墙的结构进行控制，并且对结构设计和施工过程的实践经验相结合进行分析, 从实际情况出发，按照使用要求认真的分析高层建筑剪力墙结构在建设构成中最为适宜的用钢量。

3.剪力墙优化设计的其他措施及注意问题

3.1关注转换层的设计

剪力墙的转换层在设计过程中要注意刚度不宜太大，因为过大的转换层刚度会使结构受地震影响变大并且会使竖向的刚度也会有一定程度的提高，这样在建筑过程中材料的使用量也会提高对于成本来说是一种浪费。在这样的情况下，设计人员对于截面尺寸要进行分析及合理的选择，同时要注意到刚度能否适应高层建筑设计的要求。同时，剪力墙的转换层刚度也不适合太小的数值因为这样会出现沉降差，会使得配筋量的使用增加。

3.2连梁设计的优化

对于转换层结构设计，其本身的刚度与质量不宜过大，一般可通过水平力作用下的空间分析来检查转换层的位移角是否均匀。对于连梁的设计，在截面所受的剪承载力和配筋等方面都有一定的标准及要求。塑性调幅的方法为在内力计算前将连梁刚度就进行合适的减少。经过这些调整之后的连梁应该保证其弯矩和剪力的设计值比使用阶段实际值要大，同时要比地震组合计算后所得的弯矩设计值大一些，这样可以防止在正常的使用过程中，或者发生强度较小的地震作用后产生不可避免的裂缝现象，影响使用安全。

3.3合理控制设计过程中的成本

在高层建筑的剪力墙结构中,剪力墙建设过程中钢筋用量占总用钢量的比例较大。因此，暗柱及梁适宜采用高强度的钢筋，从而使配筋量有效减少。配筋只需要满足计算及标准建议所需的最小配筋率即可，这样可以有效的节约成本。墙体荷载可以扣除，明确建筑使用功能以确定活荷载，去掉不必要的荷载。此外，设计人员在设计过程中要减少一些非必须的暗柱的设置,而且构件配筋设计过程中，也不要过于随意的改变配筋量,因为这对于用钢量来说十分重要，也要为节约成本有所考虑。

4.结语

随高层建筑的大量建成，在高层建筑的剪力墙结构设计中,怎样进行合理的优化已经成为设计人员关注的热点问题。怎样既能高层建筑的剪力墙结构外观简洁,同时又能大量的节约建筑成本成为了设计过程的关键。因此，在剪力墙结构的设计，合理布置及用钢量等多方面要多加注意，同时减少不必要的成本浪费，是高层建筑的剪力墙不仅更加美观也更加稳固安全。

参考文献：

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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。

[参考文献]

[1]陈雷.建筑工程结构设计总说明中的问题[J].工程建设与档案，2003（4）.

[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).

篇10

1引言

经济的前进发展，促使精神物质需求逐步提升，对建筑的标准也超过了实用性和安全性，并对建筑外观提出全新的标准。为此，设计师将设计是否有利于施工操作、是否属于提升房屋结构、是否包含美学价值等划入考量范围，促使房屋水平有所提高。

2结构设计优化的基本原理

结构设计优化的基本原理为着手项目结构设计活动时，除应思量建筑安全系数和实用功能，也应强化美学价值。换而言之，即借助可行、合理的设计，打造完美、理想型设计作品。对于房屋工程而言，结构整体与分部结构优化设计为结构设计优化最为重要的两个应用层面，而结构设计优化具体涵盖围护结构方案、细部设计与屋盖系统方案。若要进一步细化，则可划分为造价分析、选型和受力分析等。在具体的实施过程务必要依据实际情况来确定，尽可能达到建筑整体价值最高。在舒适安全的基础上，建筑师应主动顺应时代潮流，主动实施结构改进和创新。待设计结构时，应在总体上满足设计师提出的设计理念，基于这一基础，保证平面布置对称与合理，全面缩减刚度中心和质量中心的差别；尽可能保证不让建筑物基于水平压力出现骤然扭转现象。同时，纵向布置需在迎合功能标准的基础上，尽可能把纵向承重构件展现出上下贯通这一状态；为降低设计和结构剖析难度，最好不要应用转换层。

3结构设计优化的主要作用

3.1降低建筑成本

将结构优化技术和传统结构设计对比发现，前者不仅在成本方面取得显著改善，还在质量层面获得显著效果。对于高楼层和多层楼层，在实际建设过程，其中楼层越高，则层数也越多，且楼层面积越大所对应的占地面积却不太大，显著缩减了工程成本，但所面临的难度下述较高，除应权衡楼层距离，也应思量房屋承重。而多楼层用户无需考量这一问题，占地面积相对偏广。同时，建筑成本的提升表明建筑面积出现了不必要的浪费。从这两者进行考量，建筑商一般价位倾向高楼层方案，既节约成本还提高利益，进而对房屋结构提出了全新的要求。

3.2结构设计优化的呈现

着手房屋结构设计活动时，除应思量房屋的主要作用和基本安全，也应保证房屋外观理想和美观。在房屋设计优化中，最主要的问题便在这里，借助最直观方案美化房屋，且安全可靠。而这对房屋设计师也提出较高的要求，在确保建筑可靠的基础上，从视觉上呈现出一种美感，为此，在具体的设计工作中，设计师需积极创新，依托平面设计图融入一些新颖的想法，让平面尽可能做到整齐与可靠性，全面缩小质量中心和刚度中心之间的差异，以此来让建筑基于高承压作用也不会出现扭曲变形，另外在竖向布置中保证承重构件可上下贯通，最好不要应用转换层，规避结构和设计麻烦。

4结构设计优化的实际应用

4.1前期准备

4.1.1构建安全监管体系

当前，建筑项目监管即便有所改善，但在建筑项目中所投入的监管力度不足，极有可能出现安全事故。其中房建结构设计开展方案施工时需加大在房屋建筑项目中的监管力度，保证施工安全和建筑质量，规避重大事故。为此，应强化安全监管，提升监管力度，合理运用，有针对性勘察，构建监管范围宽广、理想的监管，确保结构设计优化可全面发挥自身的作用，让结构设计能够稳步进行。

4.1.2强化日常监管

专业水平提升与专业化强化，让质量安全监管除应关注施工现场，也应重视工程整体，其中监管程序的完整性影响各每一个环节的监管工作，可将质量安全事故降低到最低程度。强化质量监管，优化施工行为，针对各个环节实施严密的安全监管，参照规范化程序稳步建设，让建筑工程每一个单位均具备安全意识，肩负质量安全责任，认真行事，全面遵守各项法规，确保结构化设计能够顺利实施；

4.1.3编制适宜的结构设计方案

结构设计方案挑选与房屋建筑工程的开展情况密切相关。设计人员面向房屋建筑开展结构设计活动时，应全面思量结构的科学性与有效性。围绕房屋建筑进行综合性调查，参照建筑物的结果科学设计，让结构设计优化能够最大限度地发挥自身的效果，最终达到预期效果。

4.2实践应用

4.2.1与工程成本之间的联系

结构设计优化落实可控制房屋建筑自身的过程成本。由于房屋建筑整体面积扩大，对应高度增加，其土地占用面积并不大。结构设计优化所用技术全面运用材料性能，有机整合内部结构的每一个单元间，除保障适用性与美观性外，还节约了施工成本，增强了结构性能；

4.2.2与土地用地之间的联系

建筑工程的落实，离不开所占土地面积数，总建筑面积即各屋建筑面积相加的总和，但楼层层数增加可能会缩减房屋所占面积，扩大房屋建筑高度和房屋这两者的间距，为此，土地用地一般不依房屋建筑高度的提升而递减，不呈现出反比例关系。但结构设计优化却能够依托房屋实际，改善结构设计，有效拓展房屋空间，增加实用性，提升整体协调性，迎合结构需求；

4.2.3概念设计辅以细部结构设计优化

把概念设计应用到不存在可靠数据的设计活动中，利用数值充当参考，发挥辅作用，同时，在设计过程有效应用优化技术，强调细部优化和地基设计，改善建筑结构。把概念设计和细部结构设计加以整合，让房屋结构设计稳定、安全和舒适，进而获取可观的经济效益。

5结语

对房屋建筑而言，结构设计优化尤为重要，可大幅缩减房屋工程造价，有效运用施工材料，统一协调内部结构，全面迎合人们的基本需求，还可提高经济效益。为此，我们应明确结构设计优化的基本原理，重视实践应用，并灵活利用。

作者:殷利 单位:浙江翰城建筑设计有限公司

参考文献：

[1]韩飞.结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用[J].山东工业技术,2016,(5):90～90.

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中图分类号：TU398+.2 文献标识码：A文章编号：

引言

剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及梁、板所组成的空间结构，承受竖向荷载和水平荷载，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵向、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载的作用下，侧移较小，因此这种结构抗震及抗风性能都较强，适宜于建造层数较多的高层建筑。结构工程师应该在剪力墙设计中把握要点，使结构安全、经济。

1.进行合理的结构布置，提高高层建筑剪力墙的抗震性

1.1合理进行平面布置

一是高层建筑剪力墙结构平面形状应该尽量保障其规则、简单、对称,具有分布均匀的承载力和刚度，一些不规则的平面形状则不宜采用,以便最大限度地减少扭转对其的影响；二是必须考虑到风压对其的影响，确保其对于纵向荷载和水平荷载具有较强的抗击力。三是剪力墙结构应具有较好的空间工作性能，因此剪力墙结构中的剪力墙应双向布置，以便形成空间结构。抗震设计的剪力墙结构，应避免单向布置剪力墙，并宜使剪力墙结构两个方向的抗侧刚度相接近。剪力墙墙肢的截面宜简单、规则。

1.2合理进行竖向布置原则

一是竖向布置应确保墙体造型规则、均匀,尽可能地避免有较大的内收和外挑,以免使抗侧力结构的承载力和侧向刚度发生突变；但允许沿高度改变剪力墙的厚度和混凝土的强度等级，或减少部分剪力墙墙肢，使结构抗侧刚度沿高度逐渐减小。二是为了底部大空间需要的剪力墙结构,底层或底层若干层剪力墙若不落地,可能会产生刚度突变,这时，应尽可能地使其它落地剪力墙、筒体或柱的截面尺寸增加一些,并对相应楼层混凝土等级进行适当地提高，以减少刚度的变化。

2.剪力墙结构的设计要点

2.1 剪力墙布置

剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且 x、y 两向的刚重比接近。在结构布置时应尽量避免仅单向有墙的结构布置形式，以使其具有较好的空间工作性能，并且使两个受力方向的抗侧刚度接近，若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚的2.5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件两个方向均应布置成长墙。

2.2 剪力墙厚度确定

剪力墙墙肢截面比较适宜简单、规则，剪力墙的竖向刚度应均匀，其门窗洞口最好成列布置、上下对齐，形成明确的连梁和墙肢。避免使墙肢刚度相差悬殊的洞口设置，在抗震结构设计时，一、二、三级抗震等级剪力墙的底部加强部位最好不要采用错洞墙，二、三级抗震等级的剪力墙均不宜采用叠合错洞墙。《高层建筑混凝土结构技术规程》中对剪力墙的截面尺寸做了详细具体的规定。

2.3 剪力墙配筋

对于剪力墙结构来说，剪力墙是面广量大的，合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。一般剪力墙竖向和水平分布筋的配筋率，一、二、三级抗震设计时均不应小于0.25%，四级抗震设计和非抗震设计时均不应小于0.20%；钢筋间距不应大于300mm；分布钢筋直径均不应小于8mm。另外新抗规中规定，竖向钢筋直径不应小于10mm。房屋顶层剪力墙以及长矩形平面房屋的楼梯和电梯间剪力墙、端开间的纵向剪力墙、端山墙的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率不应小于0.25%，钢筋间距不应大于200mm。加强区φ10@200，非加强区φ8@200 双层双向即可。双排钢筋之间采用φ6@600×600拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。

2.4 设置边缘构件

对于普通剪力墙，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，建议加强区 0.7%，一般部位0.5%。对于短肢剪力墙，控制配筋率加强区1.2%，一般部位1.0%；对于小墙肢其受力性能较差，应严格按高规控制其轴压比，宜按框架柱进行截面设计，并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2%，一般部位1.0%；而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋。

优化高层建筑剪力墙结构设计的措施

3.1注重转换层结构设计

高层建筑功能和形式日益多样化，当多功能综合大楼要求一栋建筑物的上部伸部)和下部使用功能不同时，结构布置也要相应改变，要设置转换构件衔接上下结构，传递内力，设置转换构件的楼层称为转换层。因此，对于高位转换的底部大空间剪力墙结构这样的复杂结构，应当慎重设计。由于高位转换时刚度和质量较大的转换层升高，调整转换层本身及其上、下的刚度比使之接近是必要的，转换层本身的刚度和质量不宜大，最终可通过水平力作用下精确的空间分析检查转换层附近的层间位移角是否基本均匀。宜尽量选用刚度和重量较小的转换层结构形式，计算时应多取参与组合的振型数。通过计算仔细分析可能存在的薄弱部位，研究具体的内力分配特点，通过调整内力和构件配筋设计改善薄弱部位的性能。

3.2优化连梁设计

根据《高规》在连梁设计方面的规定，对于连梁非抗震及抗震设计时高跨比大于2．5及小于2．5两种情况．在截面受剪承载力及配筋方面有不同规定。为此应将连梁进行塑性调幅，以降低剪力设计值。塑性调幅可采用两种方法：(1)在内力计算前将连梁刚度进行折减；(2)在内力计算之后，将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。无论采用何种方法．连梁调整后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况的值，也不宜低于比设防烈度低一度的地震组合所得的弯矩设计值，以避免在正常使用条件下或较小的地震作用下连梁出现裂缝。同时要注重连梁的固结处理。

3.3加强部位的设计

在剪力墙设计时，一般高层剪力墙结构，底部加强部位的高度可取嵌固部位以上墙肢总高度的1／10和底部两层高度二者的较大值；底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上2层的高度及墙肢总高度的1／10二者的较大值。当将地下室顶板视作嵌固部位，在地震作用下的屈服部位将发生在地上楼层，同时将影响到地下1层，此时地下1层的抗震等级不能降低，加强部位的范围应向下延伸到地下1层，并根据不同的抗震等级设置构造边缘构件或约束边缘构件。

4.剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计

振动台模拟地震试验结果表明建筑平面外边缘及角点处的墙肢、底部的小墙肢、连梁等是剪力墙结构的抗震薄弱环节。当有扭转效应．建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂；在地震作用下，高层剪力墙结构将以整体弯曲变形为主，底部的小墙肢，截面面积小且承受较大的竖向荷载．破坏严重，尤其“一”字形小墙肢破坏最严重；在剪力墙结构中，由于墙肢刚度相对减小，使连梁受剪破坏的可能性增加。因此，在剪力墙结构设计中，对这些薄弱环节，更应加强概念设计和抗震构造措施。例如，剪力墙在平面上分布要求均匀，使其钢度中心和建筑物质中心尽量接近，以减小扭转效应；适当增加建筑平面外边缘及角点处的墙肢厚度(宜取250mm，对低部的小墙肢根据需要可取用300ram)，加强墙肢端部的暗柱配筋，严格控制墙肢截面的轴压比，以提高墙肢的承载力延性，高层结构中连梁是一个耗能构件，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算，保证连梁的受弯屈服先于剪切破坏；剪力墙宜在两个方向均有梁与之拉结，连梁)宜布置在各肢的平面内，避免采用“一”字形墙肢；剪力墙底部加强部位的配筋应符合规范要求等。

5.结束语

综上所述，高层建筑剪力墙结构设计直接关系着高层建筑的抗震性、稳定性，作为设计人员应予以高度重视，不断探究高层建筑剪力墙结构设计，更新设计理念，创新设计方法，提高设计质量，以提高高层建筑剪力墙结构的抗震性。

参考文献：

篇12

建筑结构的设计需要保证安全可靠、经济合理，由于实际工程结构中存在多种不确定性，所以结构设计就是研究建筑工程设计中的各种不确定性问题，取得安全可靠与经济合理之间的均衡。结构设计就是要处理这种安全可靠与经济合理的矛盾。

一、结构选型

建筑结构是形成一定空间及造型，并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用，使建筑物得以安全使用的骨架。建筑结构是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容，是保证房屋安全的重要手段。建筑结构的形式是为了满足建筑功能要求，为创造建筑的美而服务。建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种。

建筑结构是解决坚固问题，处于服务地位，由注册结构师完成；建筑设计是解决功能、适用和美观的问题，处于先行与主导地位，由注册建筑师完成。建筑设计必须和建筑结构有机结合起来，只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真实的表现力和实际的可行性，富有建筑的个性。

1.砌体结构：砌体结构的墙体具有承重和围护的双重作用，所用材料便于就地取材，施工较简单，施工进度快，技术要求低，施工设备简单。由于砌体抗拉抗剪强度低，因此砌体结构的抗震性能差，一般不超过七层，故一般适用于多层住宅、办公楼、学校、小型庭院等[1]。砌体结构一般不适用于高层建筑及需要大空间的建筑。由于墙体承重，在其上开设门窗受到限制，建筑立面效果显得厚实。

2.框架结构：框架结构的承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙只起围护和分隔作用；平面布置要灵活，能够满足生产工艺和使用功能的要求。采用的材料是型钢和钢筋混凝土，要有很好的抗压和抗弯能力，由于梁、柱刚接，抗侧移和抗振动能力强，因此，其抗震性、整体性和延通性较好，适用于多层和高度不超过60m的高层建筑。框架结构的平面布置时，建筑平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称。要控制结构的高宽比，一般高宽比设为5～7，减少结构在水平荷载下产生的侧移。房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距内，减少温度裂缝。　框架梁宜拉通、对直，框架柱宜上下对中，梁柱轴线宜在同一竖向平面内。尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化设计及施工。

3.剪力墙结构：剪力墙是建筑物的承重墙，同时也是围护墙和分隔墙，因此，剪力墙的布置必须满足建筑平面布置和结构布置的要求。有较强的承载能力，同时也具有很好的整体性和空间作用，因此，剪力墙作为抗侧力构件用于高层建筑。受剪力墙间距的限制，建筑物的平面开间布置不灵活，所以多用于旅馆、公寓住宅等建筑较为适宜。剪力墙结构的楼盖结构一般采用钢筋混凝土平板，可不设梁，这样可节约层高。

4.简体结构：筒体结构的空间结构有很大的抗侧力刚度和抗扭能力，同时剪力墙集中布置使建筑平面设计具有很大的灵活性，因此主要用于各种高层和超高层公共建筑。如美国的汉考克大楼、西尔斯大楼、芝加哥标准石油公司大楼和纽约世界贸易中心大楼等结构都是筒体结构体系。简单结构平面布置时，形式选用方形、圆形为好，也可用对称的三角形或人字形平面。当采用矩形平面时，长宽比不宜大于2。外框筒密柱间距一般为1.22～3m。平面四角处的柱子截面做成L形或八字形，截面尺寸加大2～3倍。内筒边长尺寸一般是外筒边长的1/3为好。在框筒顶部设置1～2层高的刚性环梁，以提高整体框筒的空间整体性。

二、结构设计中的成本优化分析

2.1结构成本到底有多少

1.地上成本：

钢筋：（35～90）Kg/㎡x5.0元/㎡=175～450元/㎡

混凝土：（0.3～0.5）m ?/㎡x(360~460)元/㎡=110～230元/㎡

钢筋+混凝土=285～680元/㎡，平均483元/㎡

2.地下成本：

钢筋：（120～260）Kg/㎡x5.0元/㎡=600～1300元/㎡

混凝土：（0.9～1.4）m ?/㎡x(400～600)元/㎡=360～650元/㎡

钢筋+混凝土=960～1950元/㎡，平均1455元/㎡

3.基础及桩基础成本：总价一般在25～120元/㎡，平均60元/㎡

综上，则单位面积的结构成本为（按地下面积占总面积22%估算）490～1020元/㎡ ,平均755元/㎡。

相关成本：支护、模板、土方、砌体

支护+土方+基础=170～180元/㎡