随着社会经济地不断发展,高层建筑结构的高度、体型以及结构体系都变得越来越多样化,同时房屋建造商对建筑物的经济性能也越来越重视。因此优化设计变得越来越重要,利用数学原理在众多的备选方案中选出最优方案,不仅可以保证结构具有足够的安全度和可靠度,而且还可以节省一定的造价。如何利用最少的材料建造出满足规范要求和使用功能的建筑是每一个设计者所追求的目标。本文以西安地区一幢183.7米的超限高层项目为实际工程背景,对其进行了优化设计:(1)描述了其建筑布置、结构布置、结构体系以及特点,并就该工程的框架-核心筒结构体系应用PKPM结构分析与设计软件进行多遇地震作用下的弹性计算和罕遇地震作用下的弹塑性验算,得出各项力学指标,通过各项力学指标对结构的抗震性能以及结构布置做出了评价。(2)基于原结构方案的受力分析和结论,对原结构进行优化设计。由于受到原结构方案的建筑功能要求限制,核心筒面积占与结构平面总面积的比例无法进行更改,因此从考虑加强层的布置上着手。通过在原结构方案的基础上增设加强层,改变结构平面布置,研究加强层的形式、数量和位置对于结构的抗震性能影响,得出了一些关于布置加强层的有益建议。(3)在原结构增设加强层以后,对结构核心筒剪力墙的截面尺寸以及框架梁柱的截面尺寸进行优化,并计算各结构方案的材料用量,由各方案的用钢量决定出最优方案。对结构进行优化设计可以使结构的造价降低,但是优化设计并不是单纯在满足规范要求的前提下一味地减少材料用量,而是要使材料的性能充分发挥。对于影响结构抗震性能的重要部位和关键构件,应该重点加强,并进行性能验算,使整个结构的受力更加合理明确。