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建筑结构优化措施范文1
关键词：优化;建筑;结构;设计;措施;研究
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。
参考文献：
建筑结构优化措施范文2
关键词:框剪结构；优化设计；措施；内力分析
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。
（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。
建筑结构优化措施范文3
关键词: 高层建筑剪力墙；结构优化设计
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：
[1]吕瑞孝，姜剑虹 . 高层建筑剪力墙结构设计需关注的要点 [J]. 科技信息，2011，(19).
建筑结构优化措施范文4
关键词：高层建筑；剪力墙；结构设计；优化措施
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：
[1]韩桂发.浅析高层住宅结构设计与体会[J].价值工程,2010.
建筑结构优化措施范文5
【关键词】建筑结构；抗震设计；整体稳定性；空间刚度；延性结构；地震作用；抗侧刚度
0 引言
我国是一个地震灾害频发的国家，地震灾害给国民经济及国民的生命财产带来了严重的冲击和危害； 建筑房屋是地震灾害中受创比较严重的物体之一，据有关地震灾害研究专家分析，致使人们在地震中丧生的主要原因是建筑房屋的抗震性能差，难以抵挡地震灾害的冲击破坏，建筑房屋的倒塌使得人员伤亡量惊人。所以在此形势下，为了能够防御地震灾害，尽可能地减少地震灾害对社会的危害，我们必须要加强对建筑结构工程中抗震设计的研究和探讨，提升建筑结构的抗震性能。
1 建筑结构抗震设计中的三大关键问题
1.1 抗震场地的选择
选择对建筑抗震有利的场地，宜避开对建筑抗震不利的地段，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。地震造成建筑物的破坏，除地震直接引起的结构破坏外，场地条件也是一个重要的原因。地震引起的地表错动与地裂，地基土的小均匀沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。因此，应选择对建筑抗震有利的地段，应避开对抗震不利地段，如软弱场地土、易液化土、状态明显不均匀等地段；当无法避开时，应采取适当的抗震加强措施，应根据抗震设防类别、地基液化等级，分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施；当地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、新近填土和严重不均匀土层时，估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施；对于地震时可能导致滑移或地裂的场地，应采取相应的地基稳定措施。
1.2 建筑结构体系的合理选择
建筑结构体系的合理选择是结构设计应考虑的一个重要问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和经济性起决定的作用。具体而言，应注重以下几方面的设计：
第一，结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。抗震设计的一个重要原则是结构应具有必要的赘余度和内力重分配的功能，即使地震中部分构件退出工作，其余构件仍能将竖向荷载承担下来，避免整体结构失效或失稳。
第二，结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。在这过程中，竖向构件的布置，应尽量使竖向构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平按近均匀；楼屋盖梁系的布置，应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去；转换结构的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直重力荷载通过转换层一次至多二次转换。与此同时，整体抗侧力结构体系也必须明确，抗侧力结构一般由框架、剪力墙、简体、支撑等组成，它们宜尽量贯通连续，若它们沿竖向要有变化，则变化要缓慢均匀。
第三，结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。钢筋混凝土结构具有良好的塑性内力重分布能力，能较充分地发挥吸收和耗散地震能量的作用。
第四，结构体系应具有合理的刚度和强度。宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；框架结构设计应使节点基本不破坏，底层柱底的塑性铰宜晚形成，应当使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散；对于可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。
1.3 重视建筑平面布置的规则性
建筑的平、立面布置应符合抗震概念设计原则，宜采用规则的建筑设计方案，不应采用严重不规则的设计方案。抗震设计规范规定，对平面不规则或竖向不规则，或平面、竖向均不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型；对凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内的实际刚度变化的计算模型；对薄弱部位应乘以内力增大系数，应按规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。在我国建筑中，结构的对称性主要指的是抗侧力主体结构的对称。对称的建筑如平面对称的简体框架结构、筒中筒结构、简体结构、框剪结构、剪力墙结构、框架结构等，一般比较容易实现结构的对称性。
结构的规则性主要体现在以下四个方面：一是，建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度要比较接近、变形特性要比较相近；二是，建筑主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀，不要突变；三是，建筑主体抗侧力结构的平面布置，应注意同一主轴方向各片抗侧力结构刚度尽量均匀；四是，建筑主体抗侧力结构的平面布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀，保证主体结构具有较好的抗扭刚度，以避免建筑在地震或风的扭矩作用下产生过大的扭转变形，从而引起结构或非结构构件的破坏。可以说，重视建筑平面布置的规则性在建筑结构设计中相关重要，在实践中应高度重视这方面的规范。
2 提高建筑结构抗震能力的优化措施
建筑结构抗震设计是专家们通过对大量建筑地震震害实例进行分析，归纳总结出来的实践经验。抗震设计在建筑结构设计中是非常重要和必要的，因而，应当引起高度重视。为了有效提高建筑结构抗震能力，需从以下几方面着手：首先，要合理的布局地震外力能量的传递吸收途径，保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面，从而形成构件双向抗侧力体系。使其在地震作用下呈弯剪破坏，并且塑性屈服尽量产生在墙的底部。而连梁宜在梁端塑性屈服，还有足够的变形能力。在墙段充分发挥抗震作用前，按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力，避免墙肢的剪切破坏，提高建筑结构的抗震能力。其次，要按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施确保建筑结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。为了保证钢混结构在地震作用下具有足够的延性和承载力，应按照“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的原则进行设计，合理地选择柱截面尺寸，控制柱的轴压比，注意构造配筋要求，尤其是要加强节点的构造措施。最后，要设置多道抗震防线，即在一个抗震结构体系中，一部分延性好的构件在地震作用下，首先达到屈服，担负起第一道抗震防线的作用，其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服，从而形成第二、第三或更多道抗震防线，这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。
3 结束语
总之，在对建筑结构的设计过程中，不仅需要对建筑结构的使用功能和使用年度进行考虑，同时还需要对建筑结构的安全防震性能进行考虑，并在建筑结构设计的过程中充分对地震的来临进行模拟，要保证建筑符合小震不坏、中震可修、大震不倒的原则。为了做到以上的抗震要求，就要对结构动力学的基本原理和方法进行充分的学习，并运用到建筑结构设计中。
【参考文献】
[1]葛振军，李彬.抗震设计常见问题浅析[J]. 工程质量，2007（07）.
[2]戴国莹.建筑结构抗震设计方法（八）――抗震设计的总过程[J]. 建筑科学，1990（02）.
建筑结构优化措施范文6
关键词 建筑；设计；结构；优化；方案；抗震；
Abstract: With the social development and progress, we have more and more attention to optimize the design of building structures, building structures to optimize the design for the real life of great significance. This paper describes the architectural structure to optimize the design of relevant content.
Keywords architecture; design; structure; optimization; programs; earthquake;
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言
科学技术的不断创新，推动经济不断向前快速发展，人们对物质生存环境提出了更高要求，而建筑是人类物质生存环境的重要载体。近年来，节能环保型社会建设理念的不断深入人心，进一步加剧了建筑的需求者与供应者对建筑结构优化设计的需要。建筑结构的优化设计，不但满足了投资者控制建筑投资成本的目标，而且更加符合使用者对建筑本体功能的需求，从而实现了社会整体经济效益的最大化。因此，建筑结构的优化设计，在市场经济下的节能环保型社会越来越成为可行。
1、建筑结构优化设计的基本理论
建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满足本体功能，最大程度保障安全性，缩减投资成本；在建筑工程的设计阶段，确定每一个子系统及整体结构的优化布局；在建筑工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是基础，3个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。
建筑结构优化设计的基本要求：
(1)功能性
建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满足也不再局限于传统的实用，而是增添了舒适性、美观性、协调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。
(2)安全性
建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。因此，安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。
(3)经济性
建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。
(4)环保性
建筑结构设计的环保性是继经济性之后的一大更高要求，建筑结构优化设计过程通过材料选用品种的环保、整体布局的环保来体现可持续的发展理念。在建筑资源的材料选用方面，在保证建筑本体功能性、安全性的基础上，最大可能的选择节能环保型材料，同时，在结构优化的整体布局中，不仅强调建筑主体内部结构的统一与环保，也包括建筑建设过程中废旧材料的处理与应用，更不能忽略建筑未来使用过程中对环境产生的重要影响。另外，材料选用的环保、整体布局的环保也是结构优化设计过程中安全性的体现。
2. 建筑中的优化设计方案
（1) 房屋结构周期性折减系数。房屋框架结构和顶盖等结构设计中，因为填充墙体存在使结构实际表现刚度大于设计计算刚度，计算周期也会大于实际周期，所以当算出结构剪力偏小时，会使房屋的某些结构不安全，而应该对房屋结构计算周期适当的进行折减，这样能达到很好的效果，但是对于房屋框架结构，计算的周期不宜折减或折减系数取小。
（2) 耐久性的优化设计。在之前大部分混凝土结构设计方案中，很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性，也就是保证房屋建成之后，在合理使用期限内，要能满足用户正常使用要求。但是很多的设计未能达到，造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中，由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤，引起房屋可靠度指数下降。对一般高层混凝土结构设计来说，低造价和省材料设计都应为满意的结构设计，但随着人们生活水平的提高和在实际工程中，有时在其他使用要求或技术指标上升为设计主要矛盾时，设计者们就要放弃对经济的单纯追求。所以当选以混凝土结构优化为设计的主要目的时，就应依据设计所要面对的关键性问题，分清主次，选多目标或单目标来实施优化，达到满意效果。
3．建筑结构抗震设计内容
建筑结构的抗震设计分为两大部分：计算设计和概念设计。以达到合理抗震设计的目的。
3.1 计算设计
建筑结构抗震计算包括两部分：地震作用计算和结构抗震验算。
3.1.1 地震作用计算
地震作用曾称为地震荷载，包括水平地震作用、竖向地震作用和扭转地震作用，它与地震的性质和建筑结构的特性有关。地震作用计算的方法有：反应谱法、振型分解反应谱法和动力分析法（时程分析法），其中反应谱理论被广泛的运用于地震作用的计算。
（1）反应谱理论是一种拟静力方法，它是考虑了结构的动力特性（自震周期、震型和阻尼）所产生的共震效应，其计算过程是先用动力方法计算质点体系地震反应，建立反应谱和反应谱曲线，然后用加速度反应谱计算结构的最大惯性力作为结构的等效地震荷载，最后按静力方法进行结构计算设计。反应谱理论是依据弹性结构地震反应得到的，但如果遇到强烈地震结构进入弹塑性阶段时，则反应谱理论不能计算出构件进入弹塑性状态的内力、变形，也无法找出结构的薄弱位置，因此专家提出了延性这一概念，利用延性系数来概括结构超出弹性阶段的抗震能力，从而使反应谱由弹性变成塑性。
