摘要：近年来，随着我国建筑业的快速发展，人们开始关注建筑质量，并将更多地考虑高层住宅结构的设计。在高层住宅结构设计中，设计优化方法具有非常显著的优点，提高了建筑结构的安全性和适用性，降低了工程造价。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：房屋结构；优化设计；应用
导言：伴随着我国可用土地面积的日渐减少以及人口数量的进一步增多，造成各大城市的高层住宅建筑逐渐增多，能够预见超高层与高层的住宅建筑将会变成我国以后建筑行业的发展趋势。针对高层住宅建筑来说，最主要的是应该保证其对应的建设质量，进一步为人们提供更加安全与舒适的居住环境。而为了保证其具有很高的建设质量，应该进一步做好其结构设计工作。这就需要充分优化高层住宅建筑的结构设计，为高层住宅建筑工程的高品质建设奠定坚实的基础。
1高层住宅建筑结构设计优化的重要性分析
建筑结构体系是建筑结构中承担横向和竖向作用力传递的介质，通常情况下，建筑结构是由多种构件共同组成的。目前高层住宅建筑结构体系中，常用的结构体系包含框架体系、框剪体系、剪力墙体系、框架框筒体系以及框筒结构等。
不同的结构体系适用于不同的建筑功能，根据高层住宅建筑的层数、高度以及功能用途，选出合理的结构类型，在结构设计中显得尤为重要。而目前的结构设计行业发展迅速，设计单位众多，设计人员素质参差不齐，同时在业主追求开发速度的今天，设计周期普遍偏短，设计变更频繁，片面追求速度而不注重质量的把控，严重影响了设计质量及品质。因此高层住宅建筑结构设计优化工作显的尤为重要。
高层住宅建筑结构设计优化的作用及价值主要体现在以下几点：1土建成本在住宅建设中占据主导地位，对于房地产开发商而言，可以节省造价，加快施工进度，提升建筑的品质。2对于施工单位而言，优秀的结构设计方便施工，节约人工成本，增加企业的利润。3对于设计人员而言，在结构设计的优化过程中，通过交流，可以学习新技术，提高设计水平。4对于社会而言，高层住宅的建筑结构设计优化可以节约能源，减少建设过程中的使用材料及建筑垃圾，实现能源的可持续发展。
2高层住宅建筑结构设计的具体要求
2.1 功能性与舒适性
高层住宅建筑的实用性体现在为人们提供高品质的居住场所，以及满足人们关于住宅建筑的功能需求，高层住宅建筑的结构设计也应该满足这一需求，实现建筑的功能性以及舒适性，在结构设计的进程中，需要进一步规划建筑的外立面设计、平面布置以及内部空间设计等等，让人在居住的时候从视觉到居住体验都可以感受到建筑的舒适以及美观，进一步提升人们的生活品质。
2.2经济性
住宅建设一定要考虑的决定性因素就是经济性，其极大地影响了建筑结构设计，应该经过结构设计的完善来提升建筑的经济性，合理的优化以及配置建筑使用的工具、设备以及材料等资源，最大限度地减少建设成本，控制建设投入，特别是关于部分稀缺建筑材料的使用，能够对建筑结构设计进行优化，进一步控制这些材料的使用，不但可以减少建设成本，而且可以提升建设效率，有利于进一步减少建设工期。
2.3稳固性与安全性
建筑结构就是建筑的骨干，作为建筑的支撑具有非常重要的基础作用，和住宅居民的生命财产安全紧密相连，一栋好的住宅建筑首先应该注重的就是安全性，特别是高层建筑，应该考虑到结构设计的各方面，考虑到建筑整体的可靠、牢固以及构件之间的连接，保证建筑结构设计符合国家的设计标准。
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3建筑结构优化设计的方案
3.1 加强剪力墙的优化设计
在对高层住宅建筑中剪力墙结构的优化设计，主要是需要对其结构中的连梁进行优化设计，因为连梁是高层住宅建筑剪力墙设计中的关键。在对连梁进行实际设计的过程中，如果其剐度增大，那么在地震作用下剪力墙结构所需要承担的作用力也会随之增大。这样要想使得住宅建筑具有较高的抗震性能，就需要加大对钢筋数目的使用量，从而造成了材料方面的浪费。因此，经验丰富的设计师在进行结构优化设计时，一般在进行连梁设计时，会将其设计为截面和刚度较小的弱连梁。不过需要注意的是，所进行的弱连梁设计需满足结构所要求的刚度和形变要求，并且在进行抗侧力构件设计时，需从结构稳定性和经济性两方面进行综合考虑，以确保将剪力墙结构设计的优化工作做得更好。
3.2建筑结构抗震性设计
由于我国地震自然灾害频发，因此对于高层住宅建筑的结构优化设计，还需要确保具有较高的抗震性。我国对于建筑结构抗震设计要求在《抗震规范》中有非常明确的规定，相关人员在实际的设计过程中，需严格按照相应的规范和标准进行。一般来说，在进行优化设计之前，需要对当地的振型数进行仔细地勘察，当振型数大于 3 时，对于其取值应该确保为 3 的倍数，并且随着建筑层数越来，振型数的取值相应的也应该更大一些。因此，对于目前我国高层住宅建筑的结构抗震设计，其最小的振型数取值都在9以上。不过值得注意的是，并非振型数的取值越大越好。除非有特殊的需求，对于高层住宅建筑结构振型数的取值，最大不应该大于建筑总层数的 3 倍。
3.3耐久性的优化设计
之前的高层住宅建筑结构设计对于耐久性的重视程度不够，这样所建成的高层住宅建筑在完工之后，能以达到所规定的使用年限，进而导致用户的切身利益受到损害。之所以会出现这种现象，主要原因在于对高层住宅建筑进行结构设计时，对于建筑可能受到的外界因素的影响考虑不周，进而导致建筑结构因受环境因素的影响而导致其结构出现损坏，进而导致高层住宅建筑的使用年限大幅度缩减，这对于建筑行业的未来发展是十分不利的。因此，在实际的设计过程中，作为相关的结构设计人员，需要对结构设计的质量及耐久性进行全面考虑，对于外界的影响因素需采取有针对性的措施加以预防和控制。特别是对于混凝土结构的优化设计，不能片面的追求经济效益，需要分清主次，从而确保所设计的高层住宅建筑能够更加受到用户的青睐。
3.4 注重结构的细部优化
对于高层住宅建筑结构的优化设计，在注重整体设计的同时，也应加强结构局部构件的优化设计。比如在对现浇板进行设计时，需要把异形板尽量划分为矩形板，这样不仅能够确保结构受力更加合理，同时还能有效的避免拐角出现裂缝的现象。又比如对于底框梁箍筋的设计，一般所需要使用到的箍筋数量较大。如果能够选用冷轧带肋钢筋作为箍筋，不仅能够方便整个高层住宅建筑工程的施工，同时还能节省大量的施工材料成本开支，以实现施工企业经济效益的更大化。
结束语
综上所述，优化高层住宅结构设计具有重要意义。作为一名相关设计人员，我们需要充分把握高层住宅结构设计优化的关键点，继续研究和深入研究，进一步提高结构设计优化水平，更好地指导高层住宅结构设计。可以预见，随着我国高层住宅结构设计优化的不断完善，未来我国建筑业将有更广阔的发展空间和前景。
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论文作者:王云
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/20
标签：结构设计论文; 建筑论文; 高层住宅论文; 建筑结构论文; 结构论文; 优化设计论文; 体系论文; 《基层建设》2019年第20期论文;