浅谈建筑结构的优化设计

　摘要：由于目前我国高层建筑发展迅速，在其结构设计中经常会遇到各种问题，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：建筑结构；优化设计；原则

 

　　引言

 

　　房屋结构优化设计对于整个工程建设的贡献是不容忽视的。每个工程建筑想要达到的目
标就是用最少的资金投入提高整个工程结构的坚固性和可靠性，以至达到最大最长远的经
济效益。优化设计方案是控制造价和节省工程开支最有效的方法之一，通过合理的建筑结构
方案优化设计方法更加合理进行工程资源配置，以期达到房屋建筑结构设计的安全性、适用
性和经济性目标。

 

　　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。

 

　　建筑结构优化设计基本原则

 1、建筑平面布置产生规则结构效应的原则 有规则建筑体型

和平面布置的结构，因其受力较简单，造价相对较低。但由于不同使用功能的需要，建筑的
体型和平面布置是多种多样的，不可能因结构要求规则而对建筑师的创作提出无理要求，
倒是可以在满足不同使用功能的前提下，通过对结构墙、柱的布局和墙肢长短的调节，使不
规则的建筑体型和平面布置产生规则结构的效应，同样可以使建筑结构达到经济合理和安
全耐用的预定目标。

 2、提高建筑舒适度原则 所谓好的建筑，应是从建筑、结构、装饰装修到

给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合，是整体优化设计，如果仅仅
是某个专业设计得好，是不可能被称作是一个好建筑的，结构设计也不能例外的；建筑结
构设计要能最大程度地满足建筑平面布置、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感
的要求，投入使用后，使用户在工作和生活中感到很舒适，使建筑真正成为人人赞美的好
建筑，这才是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。因此，建筑结构的优化设计应包含结构
体系的优选、传力途径的科学性、构件布置的合理性、构件和材料选用的正确性等内容；应该
把尽可能提高建筑投入使用后的舒适度作为建筑结构优化设计的一条重要基本原则。

 3、不

同构件采用不同的安全系数的结构优化设计原则

 由于现浇钢筋混凝土楼板的约束作用，可

以在很大程度上提高楼盖梁的承载能力，最高时可提高约

1.5 倍。而现行国内结构计算软件

却不能准确反映现浇楼板的这种约束作用，因此，按力学计算结果进行结构设计的话，对
现浇楼盖梁而言，它的安全系数就偏高了许多。另一方面，从对出现垮塌事故的工程进行事
故原因调查和分析可以得知，由于楼盖或楼盖梁的问题而导致结构破坏的工程实例极少，
除非是结构计算本身有误；从许多震害调查的工程实例中也可得知，在地震力作用下建筑
倒塌的主要原因，也大多是由于墙、柱等竖向构件首先遭到破坏所致。在实际的结构设计工
作中，若不考虑构件的实际承载能力，对所有构件采取相同的安全系数，就会造成建筑结
构在安全性和经济性方面的不合理。因此，在结构设计时，对独立构件、静定结构和竖向构