高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计

高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计

刘华'莫尚轩

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摘要:在城市化进程中，我国的城市规模持续增大，人口数量也大幅度增加，为了满足城市发展需求，当前的城市建筑主要以高层建筑为主，通过这种方式，可以有效的提高土地资源利用率，这也是建筑行业的主要发展方向。高层建筑对质量和安全性有非常严格的要求，在建筑设计环节，设计单位要系统化的进行工程规划，重点进行结构选型，通过结构设计优化，最大程度的避免结构隐患的出现，保证高层建筑的安全性和稳定性，这也是设计方面需要重点完成的任务。本文对此进行分析研究，并且提出了几点浅见。

关键词：高层建筑；结构类型；结构设计；优化策略

1 高层建筑结构类型分析

1.1框架结构

框架结构是当前的主要建筑结构类型，在高层建筑中，这种结构形式也比较常见。从结构上来看，框架结构主要由梁板柱构成，建筑构件的连接普遍采取刚性连接的方式，形成一个框架整体，该结构具有一定的应用优势，由于结构框架比较简单，其自重较小，有助于降低建筑工程的整体自重，避免对基础结构产生更大的压力，另外，框架结构具有施工便利性的特点，施工流程简单，而且工艺技术体系成熟，有助于提高工程施工效率，在造价方面也有明显优势，可以大幅度的降低工程建设成本。

1.2剪力墙结构

是借助建筑墙体来起到竖向承重和抗侧力结构的作用，其优点是竖向承载、水平承载力比较强，能够从整体上提升其刚性和稳定性，侧向变形相对比较小，比较适用于住宅、宾馆等类型的建筑，结构高度一般为几十米到一百米之间，对于缺点，主要有结构自重比较大，对建筑的平面布置存在约束性，无法获取比较大的建筑空间，对于间距一般为3m~8m之间，通过在剪力墙上开洞口，如果洞口越大也就与框架越接近，这主要在于剪力墙布置方面以及对自身重量的控制作用。

1.3框架-剪力墙结构

是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，在框架结构中设置适当剪力墙的结构。在整个结构体系中，剪力墙承担大部分的水平荷载，而框架主要负担竖向荷载，两者在建筑结构设计上分工明确。框架剪力墙结构一般用超高层建筑，具有抗震性能良好，整体结构比较稳定的优势，相比较于框架结构，其在水平荷载力以及侧向刚度都有一定的提升，在布置上比剪力墙结构更为灵活，比较适用于10层~20之间的办公楼、教学楼等。

2 高层建筑结构设计优化策略

2.1遵循结构选型原则

高层建筑结构设计过程复杂，而且设计效果干系重大，设计方面必须要遵循一定的设计原则，保证结构选型的合理性，并且加强细化设计，避免出现盲目性的设计行为，通过这种方式，真正的发挥出工程结构设计的关键性作用，达到预期的建筑设计目标，通过设计优化，消除高层建筑的结构隐患。高层建筑结构设计工作主要需要遵循以下原则：第一，实际性原则。设计人员要全面的收集工程信息，任何的设计细节，都要建立在充分论证的基础上，对结构受力情况进行精准计算，不能出现含糊不清的设计问题，结合自己的设计工作经验，在科学进行建筑结构选型的同时，保证各种结构细节的科学性和合理性，严格遵循实际性的结构设计原则，达到提高高层建筑结构安全性的最终目标。第二，安全性原则。高层建筑的结构安全性非常关键，关系到了人们的生命安全，所以，在结构设计和选型过程中，一定要重点关注结构安全性问题，遵循安全性的设计原则。我国的地域辽阔，地质环境复杂，在不同的地区，地质条件和水文地质都存在很大的差异，这些因素都会对建筑安全产生一定的影响。关于抗震设计，我国的建筑行业有非常明确的规范，建筑抗震等级也比较清晰，在建筑结构设计过程中，如果忽视抗震设计，会导致工程品质不佳，建筑结构缺乏合理性，建筑稳定性不足，如果发生地质灾害，会对建筑物产生极大的威胁，增加房屋建筑的破损程度，甚至会导致建筑坍塌，所以，设计人员要加强抗震设计，立足于建筑安全，优化建筑结构。第三，经济性原则。造价控制是建筑工程各方面企业单位的共同任务，在全面造价的影响作用下，造价控制工作必须要体现在工程项目的各个环节，在建筑结构设计中，也要体现出经济性设计理念，设计人员要立足于经济性工程建设，优化工程结构，在保证建筑安全的基础上，最大程度的降低工程造价。

2.2合理选择工程材料

材料是建筑工程项目的基本构成，在建筑结构设计过程中，材料的选择非常关键，关系到了工程的造价和品质，与建筑抗震性能也存在必然联系，如果材料选型不当，很容易导致建筑结构稳定性不足，引发建筑安全问题，所以，在抗震理念下，材料的选择必须要保证科学合理，通过这种方式，促进建筑抗震性能的提升，给人们创造安全稳定的生活工作环境。具体来讲，在建筑结构设计环节，设计人员要立足于建筑安全，从建筑抗震的角度上，对建筑材料进行合理选择，材料因素与建筑抗震之间存在必然联系，设计人员要对各种建筑原材料的性能进行分析，计算各种建筑构件的受力环境，确定具体的材料类型，同时，在待选材料中，进一步的进行对比，选择造价最低的材料，通过这种建筑结构设计方式，可以实现对建筑材料的科学选型，在保证建筑抗震性能的同时，还能最大程度的控制建筑造价，达

到降低工程建设成本的效果。

2.3加大对结构选型的重视力度

在进行高层建筑结构施工中，结构在整个建筑中起到承接和传递重力的作用。因结构模式的不同，其在实际建设中也存在一定的差别之处，为此在进行结构选型时应结合当前高层建筑的层高、使用功能等多方面来决定，最大化确保结构选型设计产生的效益性。随着我国建筑领域的发展，相关的设计单位数量不断增多，在这样的背景下，施工、设计等方面工作人员出现了专业能力不一情况，另外，由于市场的需求量相对比较大，因此也出现了设计质量差，周期短等情况，甚至有些设计没有注重质量，将大部分重点用于经济效益方面，因此要对前期概念设计加大重视力度，促使优化高层建筑结构选型设计，保证高层建筑质量符合规范标准要求。

3 结束语

综上所述，近年来，我国的城市化进程不断增速，建筑行业也在高速发展。高层建筑属于当前的主流建筑模式，高层建筑的建设，有助于缓解城市的空间压力，由于高层建筑层高的关系，对结构安全要求非常高，如果出现设计漏洞，容易引发安全风险，所以，在高层建筑设计环节，需要重点的进行结构设计，合理的进行结构选型，利用精细化的设计工作，提高结构稳定性，保证高层建筑抗震性能可以达到行业规范要求，真正的发挥出高层建筑的优势作用。

参考文献

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