房屋建筑结构优化设计

【摘

 要】目前我国高层建筑发展迅速，在其结构设计中经常遇会到各种问题，这就需要结构

设计人员不断地积累经验，自主创新，利用正确概念进行结构设计，因此，结构工程师必
须在每一个工程项目的设计中都能做到不断地探求自然法则，不懈地追求相对的最佳最优
要通过反思比较，在经验积累中不断提高自己的判断力和创新力。

 

　　【关键词】房屋建筑；结构；优化设计

 

　　

 

　　中图分类号：

TU208 

　　

0 引言 

　　建筑结构优化设计，是实现建筑本体功能与建筑投资成本的关键手段。随着国家建立节
约型社会理念的不断深入，建筑的需求者与供应者都对建筑结构的优化设计提出了更高的
要求。结合工程经验和理论依据，对建筑结构优化设计过程中的材料选用、构件设计和整体
结构布局主要因素进行分析，探讨建筑结构优化设计的实现手段，为未来建筑结构设计者
进行结构优化设计提供参考。

 

　　

1 房屋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

5%～30%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。

 

　　

2 房屋建筑结构优化设计的内容 

　　通常，结构设计的工作主要是根据建筑设计的要求，采用合理的设计理念和方法，来
确定适当的结构形式、布置以及具体的构件设计尺寸。对常见的钢筋混凝土住宅结构体系进
行优化时，可以从结构整体的布局以及具体构件两方面的因素来加以考虑。影响结构整体的
布局的因素包括了建筑物的体型特征、柱网尺寸、层高以及抗侧力构件的位置等具体构件因
素主要包括结构的布置、构件的截面、混凝土和钢筋强度等级及配筋构造等。综合考虑两方方
面的因素影响是必须的，为了实现这一目标，对工程师提出了更高的要求，即需要结构工
程师对结构和构件受力特征有充分的把握，能根据构件设计的合理经验和规范的深刻理解
采用合理优化方法进行有效设计。

 

　　

3 房屋建筑结构优化设计的措施 

　　

3．1 加强剪力墙的设计 

　　剪力墙设计中连梁的设计是关键。联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成，从而增加
了墙肢的约束条件。连梁的剐度增大必将使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配
内力也相应增大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。
因此，在住宅结构设计时，有经验的设计师都不会采用大刚度的窗下墙作为连梁，而宣将
连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度与变形要求时，应从经济角