摘要：结构优化设计是指在影响建造的所有变量中，挑选主要参数建立函数模型，然后使用合理的方法得到最优解。对房屋建筑结构的主体进行设计工作和最优化分析、对房屋建造的部分结构进行设计工作和最优化分析是建筑结构优化设计的主要内容。建筑结构优化的过程是指，在满足房屋建造的基本功能及设计要求下、符合经济要求等诸多条件下完成结构设计工作的过程。
关键词：房建结构；设计体系；选型及抗震
1导言
我国经济发展速度正在不断加快，人们生活水平得到了显著的提升，城市化发展速度也不断加快，越来越多的建筑物如雨后春笋般建设出来。房建是建筑形式中重要的内容，与人民生活息息相关，房建结构设计不仅关系到建筑物安全，也关系到建筑功能。人们生活水平提高，在选择房屋过程中，对房屋质量、性能、外观都提出更高的要求，这也预示着房屋建筑结构设计在朝着新的方向发展，越来越多先进的技术运用到实际生活中。同时，很多新型环保的建筑材料运用到房屋建筑结构中，有效的提升了房屋建筑的适用性、安全性，房建结构也必须朝着经济、实用、可靠的方向发展。基础设计是房间结构设计的关键，加强对基础设计在房建结构设计中应用的研究具有十分现实的意义。
2房屋建筑结构设计体系选型
房屋建筑结构是房屋在建设过程中形成一定的空间和造型，并能承受自然和人为施加在建筑结构的各种荷载，确保建筑能够安全使用的骨架，常见的建筑结构有剪力墙、框架剪力墙、筒体结构。
2.1剪力墙结构
剪力墙结构指用钢筋混凝土墙板代替框架结构中的梁柱，钢筋混凝土墙板承受建筑结构各类荷载引起的应力和水平作用力，这种用钢筋混凝土墙板承受水平作用力和竖向荷载力的结构成为剪力墙结构。剪力墙结构具有以下特点：第一，很好的承载力、整体性和空间作用，抗侧力效果明显，因此在高层建筑中应用效果比较好。第二，剪力墙结构与楼板组成受力结构，所以剪力墙不能随便拆除或者破坏，用户无法自行对房子进行改造。随着建筑行业的发展，短肢剪力墙结构应用越来越广了，短肢剪力墙结构使用宽度比较小的剪力墙，用户可以在小范围内对室内空间进行改造，增加了房屋室内设计的灵活性。第三，剪力墙结构的楼盖一般使用平板，可以不设置梁，空间利用率高。
2.2框架剪力墙结构
框架剪力墙结构又称为框剪结构，框剪结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，从而构成比较灵活的室内空间，满足不同建筑的功能要求。由于布置了一定的剪力墙，所以这种结构具有一定的侧向刚度。框架剪力墙结构中由剪力墙承受建筑水平荷载，竖向荷载由框架结构承担，这种结构一般适合10-20层的房屋建筑。
2.3筒体结构
筒体结构是由一个或者多个筒体作为承重结构，筒体结构是在框架剪力墙结构和全剪力墙结构的基础发展起来的，它将剪力墙和密柱框架集中设置在房屋建筑的内部和外部从而形成一个封闭式的空间筒体，这种结构适合平面或者竖向布置复杂、水平荷载比较大的高层建筑。
3房屋建筑结构设计原则
3.1简单性原则
当前我国城市建筑朝着高层、超高层建筑发展，建筑层数越来越多，结构越来越复杂，建筑地基基础工程所承受的荷载越来越大，这对建筑结构设计的要求越来越高。在建筑结构设计中坚持简单性原则，有利于建筑设计师对建筑结构模型、应力和侧向位移有一个全面的了解，并从中找出其中的薄弱环节，采取相应的措施，提高建筑结构质量。
3.2均匀和规则性原则
建筑结构平面和竖向布置应保持一定的均匀和规则性，满足高层建筑规范对平面凹凸尺寸、高宽比、长宽比等的要求，建筑结构中心和刚度中心保持一致，减少建筑结构扭转和偏心的影响。地震发生时，建筑结构能够将建筑结构的惯性力快速传播出去，减少地震对建筑结构的破坏作用力。
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3.3延性原则
高层建筑结构侧向位移是建筑设计中的关键环节，楼层的层数越高，结构越复杂，则水平荷载下结构侧向位移变形越严重，所以建筑结构设计中，必须确保结构具有一定的延性。一旦建筑结构在外力作用下，结构可以进入非弹性状态，确保建筑结构的稳定性。建筑结构设计过程中，选择延性好、强度大的建筑材料：比如高强度钢筋、高强度混凝土等，这样能减少楼层剪切力，一旦发生地震时，建筑结构不会立即受到地震冲击力，发生断裂或者房屋倒塌等现象，确保人民群众的生命财产安全。
4建筑结构抗震设计基本要求
4.1建筑选址要求
建筑结构设计的首要任务是根据地质状况、地形地貌选择适合建筑的地段，这对设计有着最直接的关系。适合建筑的地段，不仅可以降低建筑结构设计时的抗震等级，同时减少建筑在实际施工中的施工量。①最常见的构造地震是由于岩层断裂发生错位，在地质构造上发生巨大变化而产生。为避免这种地震给人类带来的损失，应避免将建筑物建造在地震时可能发生地表错动的部位。②避免选择土质松软，地下水丰富的地带，这些地带在地震发生时容易造成坍塌滑坡等现象，不利于建筑的安全。要选择土壤硬度、密度适中的地带，硬度密度不均匀的场地在地震时会增强地震波，从而加强建筑物的倒塌断裂。条件允许下，建筑场地要选择相对地势开阔平坦、土质密实均匀的地带，这种地带降低了施工的难度，同时减少了地震时带来的额外破坏。
4.2建筑平立面布置的合理性
建筑物的造型由建筑专业设计，但其平面和立面的布置对结构的抗震性能有重大影响。科学合理的建筑平立面设计，可以最大限度增强建筑的抗震性能，提高建筑整体的质量。在建筑设计时，平立面布置宜规则、对称；建筑的质量、侧向刚度及承载力应避免突变。结构对称，有利于减轻结构的地震扭转效应。形状规则，地震时各部分振动协调一致，减小了应力集中的可能性，有利于抗震。建筑结构平面布置应尽可能使质心和刚心重合，避免地震时产生的扭转效应严重破坏远离刚心的构件。同时沿房屋高度方向。抗侧力构件的截面尺寸、材料强度应逐渐均匀变化，避免出现薄弱部位。对于建筑造型复杂的建筑进行抗震设计，可通过设置抗震缝而使其规则化，但同时也将带来基础处理困难、漏水等新问题。对不规则的建筑应考虑从结构计算、内力调整和抗震构造等多方向综合处理以保证建筑的整体抗震性能。
4.3抗震构造设置
在建筑结构设计中，抗震构造措施是一项十分重要的内容。其目的是加强构件整体性，提高结构及构件、节点的变形能力，从而提高结构对地震能量的消耗，是保障大震不倒的重要措施。不同的建筑，其主体结构的类型及构造措施也是不尽相同的。本工程采用部分框支抗震墙结构，例如框架梁，是框支架在地震作用下的主要耗能构件，因此梁、特别是梁的塑性铰区应保证有足够的延性。影响量延性的诸因素有梁的剪跨比、截面剪压比、截面配筋率、压区高度比和配筋率等。不同抗震等级的梁对上述各方面的要求不同。在框架节点部位抗震构造从三个方面要求：①节点区混凝土强度等级；②节点区箍筋加密；③梁、柱纵筋在节点锚固。对于抗震墙部分，为了保证墙体稳定而限制墙体厚度，为了保证墙体的延性而限制墙体轴压比和设置边缘构件等。
5结语
房屋建筑结构设计的根本目的是为了使房屋建筑具有一定的安全性、耐久性、功能性。建筑结构的造价在建筑建造成本中占据很大比例，而房屋结构优化设计是为了在房屋建造过程中降低建造成本、实现经济合理化、产生一定的经济效益。所以要在保证房屋建筑的安全性、耐久性、功能性的基本要求下来实现房屋建造的经济性。
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论文作者:张超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/9/18
标签：结构论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 剪力墙论文; 荷载论文; 延性论文; 《基层建设》2018年第26期论文;