摘要：随着我国城市化进程的逐步加快，人们越来越关注高层建筑，建筑类型和居室功能也越来越多，建筑结构设计也出现了多种风格。然而，建筑结构设计的多样化不仅关系到建筑的审美功能，更重要的是强调建筑的安全性能等。从这个意义上说，科学合理的建筑结构设计可以促进高层建筑综合性能的发展。
关键词：高层建筑；结构设计；优化
1 高层建筑结构设计的特点
高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构设计占有更重要的位置，结构设计的质量直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。高层建筑结构设计具有以下特点：
1.1水平力起着决定性作用
在过去，在低层和多层建筑的结构设计中，竖向荷载通常表现为竖向荷载。在高层建筑结构设计中，水平荷载起着决定性的作用。虽然竖向荷载对结构设计也有重要意义，但并不是最关键的设计因素。因为在高层建筑结构设计中，竖向轴向力和弯矩的值与建筑高度的第一平方成正比，而结构上的倾覆力和水平荷载的轴向力与建筑的第二平方成正比。所以水平荷载是决定性的。因此，我们不难得出一个结论，在高层建筑结构的发展趋势变得越来越高，大，水平载荷的因素应优先考虑，这是需要保持稳定的高层建筑结构，同时设计高层建筑结构的必然要求。
1.2侧移
在高层建筑结构设计中，随着高度的不断增加，则会导致水平荷载下结构的侧向变形不断的增大，其与建筑高度的4 次方成正比，在这种情况下，结构侧移则成为高层结构设计中关键的因素。
1.3轴向变形
在高层建筑复杂化的趋势下，轴向变形的因素变得越来越重要，特别是在高层建筑高度升高的情况下，竖向的荷载会大幅度增加，进而引起高层建筑结构中柱体会出现轴向形变，从而在高层建筑结构的连续梁上出现弯矩的影响，最终会影响到高层建筑结构的稳定性，因此在高层建筑结构设计中要对轴向变形予以重视。
2 建筑结构设计中存在的问题
2.1在建筑结构设计时对地基建造不够注重
目前，大多数建筑图纸都是按照建筑的基本设计图来施工，关于地质勘探的信息和数据很少。因此，在施工中，基础施工一直没有得到足够的重视。这样，在建筑结构设计中不注意基础施工，可能会导致建筑的安全性和坚固性问题。为了使建筑更加稳定，有必要在调查地质情况的同时查看相关的地质信息，并考虑各种因素来进行建筑的结构设计。在施工中，设计师一般会根据自己的想法和经验进行地基的施工，使建筑物的承载力大大降低，这可能成为未来建筑安全的潜在隐患。
2.2高层建筑结构设计体系不够合理
高层建筑的结构设计出了追求外观好看以外，还有注意设计的科学性和和合理性、体系化。对于高层建筑的设计并不是单一的，有剪力墙结构体系、筒体结构体系等等。另外，要想一个高层建筑达到一定的安全性，一定要将其整个结构设计系统化，既要考虑地震等带来的巨大载荷，也要考虑到水平方向的强风等，并且还有做好相关的预防措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果这些问题只是被单独拿出来解决，而忽视其他一连串的问题，就极容易给高层建筑埋下隐患，对突如其来的灾害不知所措。
2.3高层建筑结构的均衡关系不够合理
在高层建筑的结构布局上，设计人员在设计前应该先将街道的宽度测量清楚，再考虑高层建筑物的自身尺度。一个设计合理的高层建筑其主题、裙房和顶部之间应该是均衡的尺度空间。另外，高层建筑的地理位置应该以城市的街道布局为基础，与其相容，做到和谐，确保高层建筑的结构设计部不会坏周边建筑的美感，不阻碍车辆行人的出行，并且自身外形应该做到美观。然而，设计人员在该方面还存在一些薄弱意识。
3高层建筑结构设计优化方法
3.1优化结构方案设计
结构方案的确定对后续结构计算和施工图制作有很大的影响。总之，只有确定合理科学的结构方案，才能顺利有序地进行以下两步。因此，在高层建筑钢筋混凝土结构优化设计过程中，应充分重视这部分的优化设计。可以采取三种类型的优化措施。首先，结构工程师应该参与结构方案的确定。建筑师要做的是保证建筑的外观美观，结构工程师要做的是保证建筑的结构安全。两者可以同时参与结构方案的设计，将两者的思想结合起来，最终形成一个安全美观的建筑结构方案。在结构设计需要遵循的原则包括建筑外观简洁、规则和对称，保持建筑横向刚度中心和建筑平面重心，施工质量中心3 o '时钟，保证建筑立面形状，和分配规则，甚至为了避免建筑形状产生太多的外凸，凹。其次，建筑有一个简单和直接的电力传输方式。简单的传动方式可以减少结构构件在施工过程中的使用，完成施工成本的控制。过于复杂的输电线路需要更多的结构构件进行转换，这将导致建设成本大幅增加。第三，结构概念设计。目前，世界各地的建筑物都面临着地震灾害等问题。在建筑结构设计中，必须考虑建筑物的抗震性能。结构概念设计是建筑结构工程师经过长期的实践和总结而获得的经验。
3.2优化建筑图纸制作
施工图直接用于指导施工现场的施工过程，因此在设计过程中应遵循三个原则。在这里，重点是建筑结构的建设。首先，建筑工地的施工图纸，也就是说，施工人员可以正确的对图纸的理解，这就要求结构设计师在设计过程中需要各种各样的符号标记规范，同时说明在施工图的内容不能包含可能产生歧义的内容，以确保施工人员理解的准确性。其次，结构设计人员在进行结构设计和施工前，应与施工现场的技术人员和施工人员进行技术交底，详细说明施工中需要注意的部位，并与施工技术人员进行协商，确保施工过程的可操作性。最后，结构施工应由工作时间长、施工经验丰富的施工人员进行，以保证施工质量和建筑物的整体安全。
3.3合理选用各类施工材料
在钢筋混凝土结构中，最常使用的两种材料分别为钢筋与混凝土。以下针对这两方面进行了详细的说明。
1）钢筋的选用。我国对于钢筋混凝土结构建筑中的钢筋型号有明确规定，要求在进行材料选用时要尽量使用HRB400、HRB500等普通热轧带肋钢筋，避免HRB355热轧带肋钢筋的使用。同时结构施工中通过高强钢筋的合理应用能有效减少建筑施工中需要付出的结构成本。
2）混凝土的选用。混凝土工艺经过100多年的发展，在现代社会依然有极大的应用空间，究其原因就是其根据现代建筑的需求进行了大量的创新。在建筑结构施工中选用现代高强度混凝土能在保证建筑安全的情况下完成对建筑结构体积的缩小，并且此种混凝土还具有形变系数小，耐久度高的特点。
4 结语
综上所述，每一个结构工程师应不断地追求尽善尽美的设计思想，不只盲目照搬规范和依赖计算机程序作设计，用自己的结构设计概念、经验、判断力和创造力为业主和社会设计出更好的建筑。
参考文献：
[1]刘利峰.钢筋混凝土建筑结构设计优化研究[J].科技资讯，2010
[2]陈颖.高层建筑结构优化设计分析[J].工程建设与设计，2010
[3]张启照.建筑结构优化设计探讨[J].福建建材，2010
论文作者:史建奇
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第23期
论文发表时间:2019/6/12
标签：结构设计论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 荷载论文; 钢筋论文; 《建筑细部》2018年第23期论文;