摘要：高层建筑结构要以严格而规范的设计工作为前提，通过系统的优化和反复验证，保障质量、安全、效率等各项目标的完成。当前，高层建筑结构设计中存在着高层建筑结构方案选择失当、高层建筑结构计算中传统工具应用不系统、高层建筑结构设计功能不足等问题，易导致高层建筑结构出现抗震能力、安全水平、使用性能等一系列不足和欠缺。必须从优化高层建筑结构设计工作入手，建立高质量、高安全的高层建筑结构优化设计体系和网络，确保高层建筑结构设计成高稳定性、高质量的精品，建立起数字化时代进行高层建筑结构设计工作的新模式、新样板和新模型。
关键词：高层建筑结构；优化设计；问题
1结合当前高层建筑结构设计的重要性
针对高层建筑结构设计来说，如何更好的实现和完善高层建筑的设计阶段，为了完善其中的关联性，就要以完善设计的条件。一般来说，在高层建筑结构设计中，设计师需要根据建筑物的使用要求、拟建场地的地理特征以及施工技术来确定建筑结构的设计要点。因此，高层建筑结构设计的实际过程具有相关性和基础性的特征。在掌握技术实施要点的时候，设计者必须结合工程的具体结构设计条件。同时，在高层建筑结构设计过程中，设计者还需要保证设计创新，结合高层建筑结构的建筑案，必须保证高层建筑结构设计的美学和可靠性的协调统一。
2建筑结构优化设计要点
2.1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。
2.2材料利用优化
实施结构优化设计的目的，就是为了降低建筑成本，提高企业的经济利益，达到“低成本，高利润”的效果。在建筑结构中，材料作为构成建筑实物的重要部分，在结构优化设计中占据非常重要的地位。所以，设计人员要合理分析结构特性，根据建筑周边的环境，坚持就近取材，选择性能优良的建筑材料。在钢筋混凝土结构中，柱是主要的受压构件，所以，应该选取抗压强度较高的混凝土，减小柱的截面面积，减小建筑自重，增加建筑室内的可利用空间。梁板是主要的受弯构件，所以，在钢筋的选择上应该尽量选择高强度的钢筋，减少钢筋的数量，另外，要协调使用混凝土与钢筋的强度，尽量发挥材料性能。
2.3荷载优化
（1）荷载的输入关系到结构计算是否准确，关系着建筑含钢量以及其他材料的使用等等，所以，在荷载的取值上必须准确，满足设计规范的要求，做到不漏算、错算、多算。按照最新版本的荷载规范来确定荷载的值。对于某些特殊功能建筑物，荷载值应与甲方一起测算。（2）当填充墙有大面积的开口，或者出现门窗，应该扣除该部分的重量。地面，楼面，屋顶，填充墙，隔墙，框架和线条上的静载荷值应根据施工实践和大样本详细计算。
2.4构件配筋设计优化
（1）在施工图设计过程中，钢材含量主要通过部件的精制配筋设计来减少。主要通过钢筋级别的选择与钢筋数量的控制两个方面控制钢筋含量。（2）新三级钢筋的强度比二级钢筋高20％，价格高出约6％，三级钢筋主要用作受力钢筋。在结构抗裂中，由于裂缝的出现与钢筋的等级没有必然的联系，但是与钢筋应力有关，不适合选择高强度的钢筋。构造钢筋的选择与最小配筋（箍）率相关。比如，梁的最小配筋率为max（0.2％，ρmin），当混凝土强度≥C30时，三级钢更经济。当混凝土强度小于C30时，二级钢更经济。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）在钢筋的使用上，三级钢与二级钢在外型上比较接近，在施工中很容易弄错，为了避免错用、错拿的现象出现，建议直径≥16mm的钢筋。
3高层建筑结构优化设计策略
3.1高层建筑结构方案的优化选择
高层建筑结构设计前，首先应做好结构方案的选择和选型工作。设计行业有“方案成功是设计成功的一半”的思想和共识。进行高层建筑结构优化设计时，必须将结构方案的选择与定型工作列为重要的前提和基础，为高层建筑结构设计的其他工作提供必要的计算、技术前提和条件。结构方案选择中，要确立标准和价值目标，以此来适应高层建筑结构设计工作的要求和目标，综合与权衡各类要素和各方面的因素，提升优化高层建筑结构设计的科学性和合理性。一个优秀的结构方案和设计产品，首先要符合建筑技术和设计行业的基本要求和标准，这是选择结构方案的必要前提。在优化高层建筑结构方案过程中，既要与施工要求一致，也要与外部条件吻合。
3.2重视高层建筑结构计算简图的数字化运用
高层建筑结构计算简图是设计高层建筑结构中的重要基础，特别是在高层建筑结构设计工作进入到计算构件尺寸、技术性能设定、配筋率配设等环节上，计算简图有着普遍而重要的应用作用。一些高层建筑设计人员在广泛使用计算机和专业软件的前提下，已经忽视了结构计算简图的运用，这对于高层建筑结构计算工作是一种损失，导致简图在效率和使用上的优势不能发挥，结构计算工作就难免出现误差和问题。当前，高层建筑结构设计中，要将计算简图进行数字化、网络化、专业化运用，建立高层建筑结构计算简图模型，全面而系统地在高层建筑结构设计中使用信息化的计算简图平台，确保计算的精确性和高效性，进而提高高层建筑结构计算的质量和效率，具体应做好以下几点：第一，要依据高层建筑结构计算的特点将计算简图进行种类划分，针对不同的高层建筑结构计算建立起不同的计算简图模型，在有效适应不同高层建筑结构计算工作的基础上提升计算的效率和质量。第二，要做到高层建筑结构计算简图的数字化，利用CAD、GIS等专业软件，将各类高层建筑结构计算简图进行建模加工，实现计算简图的数字化操作，这样，不但有利于提升高层建筑结构计算简图的运行质量，更有助于规模化、系统化地运用数字化高层建筑结构计算简图。第三，要建立高层建筑结构计算简图的数据库，将不同时期、不同地域、不同目标的高层建筑结构计算简图数字化成果整合在一起，在新的高层建筑结构设计中实现快速查找和迅速检阅，为提升后续的高层建筑结构设计工作提供坚实的数字和专业基础。
3.3优化高层建筑结构设计的功能性
在高层建筑结构优化设计工作中，要有多维度的视角和多层次的认知，这样，才能确保高层建筑结构满足施工建设及日后使用的要求和需要。在高层建筑结构优化设计过程中，设计人员要明确优化的基本目标———让高层建筑取得施工和使用、应用和安全、功能和保障上的最佳状态。从高层建筑结构优化设计工作开始，必须强化高层建筑结构设计的多功能性。要根据高层建筑的立项意图和建设方意见进行结构优化的细节设计。但是，在高层建筑结构优化设计过程中，必须强调工作的科学性和设计的规范性，所设计的结构和功能才能在施工中得到顺利体现，结构的优化才能有安全、标准、实施上实现的可能，才能提升整个高层建筑结构的功能性和适应性。
4结论
总之，结构优化设计的基础是坚持可持续发展的理念，充分利用有限的资源，是符合社会发展需要的有力措施。本文分析了高层住宅建筑结构优化，希望能为类似的工程建设提供一些帮助。
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论文作者:李黎明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：建筑结构论文; 高层论文; 简图论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 钢筋论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第12期论文;