马嘉营
齐齐哈尔市兴教建筑设计有限责任公司 黑龙江齐齐哈尔 161000
摘要：当今时代，正是全球经济爆炸式增长的时代，生产力不断提高，建筑行业也随之飞速发展。建筑行业前景一如既往的被看好，得益于行业本身的特点及业内人士的共同努力。在我国，多层大跨超长混合建筑因具有利用率高、高效美观等特点而成为建筑行业的大热趋势。本文基于多层大跨超长混合建筑的视角，深入探讨了多层大跨超长混合建筑结构优化设计，并通过典型工程案例进行了具体分析。希望能够引起更多业内人士对多层大跨超长混合建筑的持续关注和思考，解决一些建筑结构设计中的实际问题，提高并优化建筑结构设计的技术，促进建筑行业整体健康发展。
关键词：大跨度；混合结构；建筑设计
前言
如果深入了解一下我国建筑行业的发展现状，不难发现多层大跨超长混合建筑现在正是炙手可热。在城市化进程不断向纵深方向推进的今天，城市人口越来越密集，经济越来越发达，对多层大跨超长混合建筑的需求也越来越大。面对如此现象，施工单位纷纷准备挑起大梁，在承接更多多层大跨超长混合建筑施工工程之外，进行建筑设计和施工技术上的创新，做到科学合理设计、节能减排施工。这当然是一个良性发展的趋势，但是，现如今的多层大跨超长混合建筑结构设计中仍然存在一些技术性难题，不利于建筑工程顺利展开，也容易遗留一些不必要的安全隐患。本文对多层大跨超长混合建筑结构优化设计进行了深入探讨，旨在对多层大跨超长混合建筑结构优化设计提供一些新的设计思路和思考，促进多层大跨超长混合建筑工程建设向前发展。
1大跨度混合结构形式
大跨度混合结构建筑，顾名思义，我们可以指导这一建筑结构具有复杂的、至少两种的结构形式混合其中，这些结构形式可以是钢结构、也可以是木结构，还可以是铝合金等复合材料结构等。从建筑材料角度分析，大跨度混合结构形式根据功能性、经济性或美观性需要进行混凝土构件、锁膜构建等混合。常见大跨度混合结构形式如表1所示。
表1 常见大跨度混合结构形式
2大跨度混合结构建筑优化设计
2.1结构选型优化
进行大跨度混合结构建筑优化设计，首先从结构选型优化开始。结构选型优化可以根据大跨度混合结构建筑的功能性、经济性或美观性等需求进行选择设计。举例而言，空间广阔的建筑结构可以选择拱形等结构，高层建筑可以选择悬挂等结构。因此，大跨度混合结构建筑的结构选型需要根据具体问题进行具体分析。
2.2结构布置优化
结构体系的优化是先从结构的概念设计入手，使结构的平面布置尽量规则、对称，立面和竖向规则，侧向刚度均匀变化。同时，通过计算和定量分析，对关系到体系整体性能的设计变量，如框架结构的柱网布置、框架一剪力墙结构中的剪力墙的数量、平面布置和刚度特征值等进行优化。
2.3结构构件优化
在保证建筑结构设计合理的前提下，如何使用最经济的结构构件达到预期的建筑目的就是所谓的结构构件优化。最经济的结构构件通常体现在通过数据建模科学减少结构构件的尺寸、面积等。
3案例分析
3.1工程概况
某建筑主要由一幢超高层建筑(45层)、三幢高层建筑(30层)及其4层裙楼和6幢三层建筑物组成。作为典型的大跨度混合结构，优化设计可以从裙房结构着手。
3.2 优化设计
3.2.1选型分析
本工程选型方案为型钢混凝土柱+型钢混凝土梁+混凝土板，利用型钢混凝土构件承载力高、变形性能好、经济合理等优点，有效减小梁高，但由于节点刚度增大会使柱在节点区域的剪力增大，因此柱截面反而较大。与钢结构相比，结构用钢量小，造价可减小50%，同时耐火性、耐腐蚀性较好。
3.2.2结构布置优化
本工程结构布置优化如图1所示。图中位置1将原结构布置设计进行优化，原建筑结构设计柱子在比照建筑设计目的和功能需求后发现可有可无，因此为了优化受力结构、减少建筑视觉上的冗余效果，可将原连接主梁的柱子取消，并使其连接至附近的承重柱上。图中位置2进行原结构布置设计优化时，根据平面结构布置我们可以发现周围相同环境的区域内并没有类似柱子，因此为了均匀建筑结构整体的受力情况，可将原悬挑部位的柱子取消，使内部结构更加科学合理。
图1 结构平面初步布置图
3.2.3 构件优化
本工程构件层次的优化主要针对框架柱的优化。由于柱的受力是由上往下逐渐增大的，在进行柱的设计时就可以将柱的尺寸根据受力有所调整。本工程中KZ4为尺寸较大的型钢混凝土柱，混凝土用量和型钢用量都较大，所以有必要对其进行构件尺寸及含钢率的优化。
4结束语
综上所述，本文对多层大跨超长混合建筑结构进行了优化设计分析，首先提出大跨度混合结构建筑优化设计应从结构选型优化、结构布置优化以及结构构件优化三个方面着手，然后以某多层大跨超长混合建筑为典型案例进行详细的优化结构分析，从而得出比较科学合理的多层大跨超长混合建筑结构设计方案。总而言之，本文认为尽管当前我国多层大跨超长混合建筑的发展中还存在着许多这样或那样的问题，但是随着科学技术的不断进步、建筑人员的不懈钻研，会逐渐从建筑的设计源头上避免安全隐患的产生，保证高层建筑的施工质量，为城市的现代化发展添砖加瓦。
参考文献：
[1]胡明.关于多层大跨超长混合建筑结构设计探究[J].建筑知识,2017,37(17):11.
[2]陈建.多层大跨超长混合建筑结构设计分析[J].住宅与房地产,2017(15):170.
[3]冯剑威.关于多层大跨超长混合建筑结构设计探究[J].建材与装饰,2016(05):106-107.
论文作者:马嘉营
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/21
标签：结构论文; 建筑论文; 多层论文; 构件论文; 建筑结构论文; 大跨度论文; 优化设计论文; 《防护工程》2018年第4期论文;