摘要：近年来，我国建筑行业发展迅速，人们开始关注建筑质量的问题，并且对于高层住宅结构的设计会有更多的考虑。在高层住宅结构设计中，设计优化方法具有非常显著的优势，提高了建筑结构的安全性与适用性，同时也降低建筑成本。本文分析了高层住宅建筑中，结构设计优化的相关问题。
关键词：高层建筑；结构；优化设计；问题；对策
1建筑结构设计的优化内涵
建筑结构的设计优化指的是通过对先进科学的设计理念进行综合运用，将其以合理的设计方式进行表达，从而呈现出最优的建筑设计方案，将设计出的建筑物实现实用性与美观性的双重优化，就是建筑结构设计优化的过程。对于建筑结构而言，其优化设计主要针对两个方面: 其一，是建筑外观的整体优化; 其二，是建筑内部空间的各项细节优化。设计师要做到对建筑的整体优化，不单要根据建筑本身的特点进行调整完善，同时还要结合建筑周边的环境进行优化，将建筑物与周边环境进行有机结合，呈现城市与自然的和谐景象。
2 建筑结构优化设计对房屋建筑的意义
建筑结构对房屋建筑设计的意义尤为重要，从建筑理论与实践操作两方面同时实现了对建筑本身的优化。在我国城市化进程不断推进的今天，建筑数量已经实现了成倍增长，城市中心空余土地早已消失殆尽。这就在一定程度上决定了建筑高度的增加，已经成为现代化进程的必然趋势，这也为建筑结构的优化调整提出了更高的要求。只有在保证建筑质量安全的基础上，做好建筑结构的优化工作，并为房屋的结构设计融入更多的先进、科学理念，利用高科技的建筑技术实现建筑结构的优化设计。通过对房屋设计进行结构方面的优化，能够实现建筑设备性能的高效发挥，提高建筑材料的利用率，避免造成建筑材料的浪费，为建筑企业谋求利益最大化，提高房屋的实用性与美感，充分利用建筑内部的有效空间，增加人们的居住舒适度。
3高层建筑结构的优化设计
3.1结构体系与布置优化
（1）按照建筑的总体布局，高度等，在坚持经济性的原则上，选择合理的结构体系。比如，与普通框架相比，异形柱框架的用钢量较大，条件允许的条件下尽量使用前者；与普通剪力墙相比，短肢剪力墙的钢含量较大，条件允许的条件下应尽可能使用后者。（2）在平立面的选择上，应该尽量选择规则性较好的平立面结构方案。避免严重不规则的平面布局，特别是出现凹陷或大孔的平立面结构，尽量不要选择，另外，控制平面的纵横比，合理设缝，使结构刚度的中心无限靠近建筑质心。竖向结构上，避免过大外挑或内收的出现，尽量不要选择有薄弱层、跃层和转换层的结构，最后，控制建筑的侧向刚度，使其沿着建筑高度方向均匀变化。（3）在柱网尺寸的选择上，应选均匀、合理，使得各个结构构件受力合理，减少用钢量。（4）剪力墙优化。在满足设计规范，以及结构验算合理的情况下，尽量减少剪力墙的数量，限制墙肢长度，控制连梁刚度，尽量选择大开间布置。剪力墙的厚度只要能够满足轴压比的要求即可。如果连梁刚度过大，可以在梁中开水平缝，使其变成双梁，或者可以增大跨高比，降低连梁刚度。
3.2梁板的优化设计
高层住宅建筑中的梁和板可优化性不高，并且其优化通常在局部优化、组件形式，计算算法和负载类型等方面。由于高层住宅建筑承受相对较小的载荷，上层结构通常使用普通梁和普通板。密肋楼盖通常适用于地下室顶板的结构。它一般分为两种类型，单向和双向密肋楼盖。过去，由于地下室顶板有大量的覆盖土壤，结构顶板通常由单向次梁楼盖代替。不同楼层根据不同的工作条件使用的算法也不同：线弹性法或塑性内力再分布法主要适用于普通单跨和连续跨；考虑塑性内力再分配分析方法一般用于计算住宅建筑中的一些结构构件；另一种方法称为塑性极限分析。对于高层住宅结构中的楼板，线弹性法用于计算项目就可以达到所需的要求，并且楼板通常相对规则，并且荷载不是太大，因此只需根据构造要求选择钢筋。当布置梁时，力传递路径应小于两级，并且跨度通常设定在3.5m~6.5m 之间，、梁的高度通常是长度的 1/2。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆作为耗能部件，连梁刚度大，并且可以吸收大部分地震能量。但是，为了避免超筋，不能布置过钢。
3.3高层住宅结构优化过程中应注意的事项
就目前的高层住宅结构优化而言，大多数建筑工程师在考虑结构设计的优化时并不会充分理解前期的方案，更不会参与预设计划的制定，因此不可能系统地了解整个建筑结构的合理性和缺陷。这使得真正优化工作变得更加困难。结构优化的概念不应在建筑完工后进行，应该在建筑设计的早期阶段需要认真对待。确保优化结果的整体特征，不仅可以减少企业的支出，而且可以更科学，准确地规划整体结构。保证了结构的科学性和合理性。不同建筑物位置所需的优化方案也不同。因此，可以合理地选择各种因素，尤其是内部细节因素进行优化。优秀的结构优化结果可以大大减少人力资源和财务资源的应用，提高企业的整体效率。随着现代企业结构的发展，各种钢结构逐渐应用于工厂建筑的建设，需要专业的理解，以深入了解和学习结构。确保优化结果将使公司在优化后得到改善的经济效益。
3.4建立完整的建筑结构优化系统
目前，中国对住房建设的优化设计缺乏相应的标准和法案，建筑优化设计的历史相对较短。没有太多案例可以参考，导致一些设计团队陷入困境，不仅无法提高企业优化效率，甚至为企业安全生产埋下安全隐患。因此，建立一个建筑结构优化系统是必不可少的。通过验证产业结构中的问题，完善企业管理制度。相应地，在建立结构优化系统后，相关人员也可以得到合理的管理和配置，不同岗位的员工和工作部门有明确的工作目标。工作内容得到了丰富和完善。这对公司的长期稳定健康发展具有重要意义。因此，在企业建筑结构优化工作之前，必须建立完整的建筑结构优化系统，为整个结构优化工作提供指导。
3.5充分重视传统技术与现代计算机新型技术的结合
现代科技信息技术飞速发展，计算机辅助技术应用在各个领域，房屋建筑结构设计也不例外。充分重视传统技术与现代计算机技术的结合，可以对房屋建筑结构进行受力分析、计算，防患于未然。同时，还能对房屋建筑的整体结构一目了然的呈现在计算机上，使内部结构、功能、美观性直观呈现，有利于设计人员控制房屋建筑结构的安全性、美观性、功能性、经济性。
3.6房屋抗震设计
在房屋抗震设计中应用优化技术，主要是合理布置抗侧力构件，比如框架柱和剪力墙的比例选择，框架柱主要承受轴力和弯矩，而剪力墙主要承受轴力和剪力，如果经计算发现在某个方向抗侧力不够，应考虑在这个方向增加布置剪力墙，在此基础上实现设计优化的目的。
结束语
综上所述，建筑结构设计优化对于房屋建筑的设计工作而言至关重要。设计师在进行房屋结构设计时，要兼顾建筑的生活实用性与视觉美观性，应在现有的设计方法基础上进行调整与优化，满足人们日益增长的多样化需求。通过大量的建筑实例表明，对房屋建筑的结构设计进行调整及优化，可以最大程度的提升企业及社会的经济效益，保证建筑质量及居住安全的基础上，促进建筑企业健康长久发展。
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论文作者:肖显强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 结构优化论文; 优化设计论文; 高层住宅论文; 《基层建设》2019年第14期论文;