建筑结构优化措施

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建筑结构优化措施范文第1篇

关键词：房屋建筑；结构设计；优化措施

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.

[4]张凯月.建筑结构优化设计方法在房屋结构设计中的应用[J].工程建设与设计，2020（16）：37-38.

建筑结构优化措施范文第2篇

关键词：建筑结构；优化方法；措施

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）

[2] 张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J].陕西建筑，2008（11）.

建筑结构优化措施范文第3篇

关键词：高层住宅；结构类型；剪力墙；结构优化；

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。

参考文献

建筑结构优化措施范文第4篇

[关键词]新形势 建筑空间 结构设计 优化措施

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。

参考文献

建筑结构优化措施范文第5篇

【关键词】框架结构；设计；技术措施；优化方法

随着社会经济的发展以及城市化进程的不断深入，建筑业也随之不断的繁荣。作为建筑工程设计的重要环节，建筑框架结构设计在很大程度上决定着建筑质量的好坏。当今社会，人们对于建筑的要求不仅要考虑到居住的舒适度，还希望融合的有现代元素。所以在很大程度上是对设计师智慧的考验。我们进行效果优化的前提是对建筑框架结构中技术设施的详细了解。

一、建筑框架结构设计中的技术措施

对于建筑框架结构设计中的技术措施，主要是指设计师对于软件的操作。一般而言，设计师需要使用PKPM软件，特别是在计算梁柱的时候，经常会用到其中的TAT和SATWE三维软件。中国建筑科学研究院PMPK CAD工程部设计的这两种软件，为设计师进行建筑框架结构设计带来了诸多便利。

第一，使得设计师在进行梁柱计算的结果更加的接近现实生活中的受力状态。比如建筑结构在恒、活、风、地震力等进行设计的时候，不是按照框架楼面的从属面积进行考虑的，而是按照抗侧移刚度进行。

第二，这两种三维软件，是专门为高层结构分析与设计而开发的基于壳元理论的三维组合结构有限元分析软件。其核心是解决剪力墙和楼板的模型化问题，尽可能地减小其模型化误差，提高分析精度，使分析结果能够更好地反映出高层结构的真实受力状态。他们所需的几何信息和荷载信息都从PMPK CAD建立的建筑模型中自动提取生成并有多塔、错层信息自动生成功能，大大简化了用户操作。

第三，在使用PKPM软件的时候，计算机仅仅是按照矩形的形状进行分析和计算的。对于井式梁而言，其断面非常的小，我们可以先取出弯距，然后再按照T型梁的情况进行必要的补充计算。这样进行的好处就是不必直接加大梁的高度。

第四，设计师在绘制施工图的时候，要注意在对直径比较大的钢筋进行连接的时候，要采用机械连接的方式进行。虽然机械连接与焊接连接结果相差不大，但机械连接更加可靠，更容易进行检查。在进行连接的时候，对于机械连接接头的位置，设计师应该根据具体的情况，在满足要求的基础上进行选择。

二、建筑框架结构设计中的优化方法

（一）基础平面图和详图设计优化方法

第一，一般而言，对于柱下扩展基础宽度比较宽，地基出现不均匀或是较软的时候，就要使用柱下条基了。但与此同时，要注意考虑到节点处，基础底面积在双向使用的时候，可能带来的不利因素，因此要适当的加宽基础，以避免不利现象的发生。当基础下面出现防空洞、枯井等情况时，要采取一些积极有效的措施从上面跨过去，比如大多数设计师会选择做一个厚板。

第二，要在混凝土基础的下面设计出垫层。如果出现了防水层，就要考虑设计出防水层的厚度。

第三，建筑施工的路段非常好，基础的埋深也大于了三米，这时候就要建议甲方建个地下室。在此设计地下室是非常有必要的，它不仅可以很好的提高地基的承载能力，还能有效的减少地震的发生对上部建筑的影响。若地基的承载能力正好达到了设计的要求，这时候地下室的地板就可以不再向外延伸，以起到防水的作用。与此同时，要在间隔三十米或是四十米的时候设计一个后浇带，并在两个月之后选用微膨胀混凝土进行浇筑。但要注意到关键的两点，一是这里建造的地下室不是局部的，二是要保证地下室的埋深要相同。此外，当地下室的外墙使用混凝土浇筑的时候，可以不使用基础梁和楼层处梁。如果抗震缝或是伸缩缝的位置在地下，此时就只用将连接处进行加强，不用再设置抗震缝或是伸缩缝了。

第四，新建或是在建建筑物的基础不要比周围原有建筑物的基础要深。如果需要深于原有建筑物的基础，那么基础之间的净距离就应该不得小于基础之间高度1.5倍到2倍之间。

（二）暖沟图和基础留洞图设计的优化方法

在暖沟施工的过程中，需要特别注意几点。

第一，就是当碰到电线管的时候，沟盖板要适当的下降。对于室外的暖沟，在上面还要覆盖一定厚度的土层才可以。

第二，要详细的注明位于暖沟两侧的墙体的厚度，包括一些材料的制作方法等。对于比较深的暖沟，则要严格的检验它的强度，看是否能够满足需求。

第三，洞口较大时，要加过梁，同时暖沟还要加通气孔。

第四，基础埋得较浅时，可能暖沟入口的底部或是基础留洞更低，这个时候就要进行相应的局部降低。

第五，对于特殊的土质，例如湿陷性的黄土地区或是膨胀性的地区，不同于一般土质的暖沟做法，这时就要根据相关的土质进行分析研究，设计出符合当地土质的设计图。

（三）梁详图设计的优化方法

第一，对于梁上有次梁的，包括挑梁的端部，要附加箍筋或者是吊筋，一般情况下，优先采用附加箍筋。但对于梁上的小柱或是水箱下面架在板上的梁，不需要附加箍筋。

第二，对于外部的梁跨度相差不大的时候，要保持梁高是在同一水平面上，特别是外部的框架梁。原则上，上梁纵筋应该能够满足直径小、间距小的条件，这样可以有效的抗开裂。但也要注意，钢筋之间的距离也要符合要求，它不是无限小的。除此之外，还要注意和梁的断面相呼应。

第三，按照规定，箍筋在挑梁的端部要进行加密，纵筋要距离相等，箍筋可以不等。小断面的连续梁或是框架梁，上、下部分的纵筋要采用相同直径的进行布筋。还要尽量的将大挑梁截面的大小进行统一。这样不仅有利于施工人员施工的方便，还有利于减轻大挑梁自身的重力。

（四）柱详图设计的优化方法

第一，地上的建筑为圆柱形时，低下的有使用方柱形。采用这样的方式，可以对施工的进行提供便利。圆柱上的纵筋要不得少于8根，并采用螺旋箍进行布箍。对于方柱形则要采用井字箍，并按照相关的规定进行适当的加密。但是对于幼儿园，则不适合采用方柱形。对于柱上的纵筋，虽然原则上要求采用大直径、大间距的，但也要注意不宜过大。

第二，柱内埋管的时候，要在柱子的四角埋下直径相当大的管，对于管的截面面积小于4%的，可以不必进行相关的验算。

第三，柱子应该采用强度高的混凝土进行构建，适当的减小截面的面积。最大限度的避免短柱的出现。但对于大跨度的框架结构，由于楼梯平台与楼期间的框架柱相连，就会不可避免的出现短柱，此时则要对短柱箍筋加密。或者是那些框架结构外立面，是带形窗的时候，因为要设置连续的窗过梁，使得外框架柱也可能成为短柱，此时，也应该注意加强措施。

第四，要充分考虑到降低地震的竖向作用，要在柱子的轴压比和配筋等方面留有余地。

三、结语

全文主要是详细的建筑框架结构设计中使用最广泛，也是技术最先进，最前沿的技术措施PMPK软件，特别是TAT和SATWE的优点进行了分析。同时也对建筑框架结构设计中各个部分的设计方法和理念进行了优化。比如在基础平面图和详图设计方面、暖沟图和基础留洞图设计方面、梁详图设计方面、柱详图设计方面等进行了系统详细的阐述。希望可以促使设计师在设计的过程中，提高工作效率的同时，减少错误的出现，并为我国建筑事业的发展提供技术支撑。

参考文献：

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[2]白正辉.建筑框架结构设计应把握的主要问题.[J].建筑科学，2007，（15），27-31.

[3]江美新.论建筑框架结构设计技术措施.[J].科技和产业，2005，（2），115-119.