摘要：高层钢筋混凝土建筑结构的设计对加强建筑物稳定性和安全性具有重要作用，需要在设计过程中高度重视，并通过不断优化实现结构设计的最优化。同时，进行高层钢筋混凝土建筑结构设计优化是一项烦琐、复杂的工程，需要把握安全、稳定的原则，并兼顾施工成本，在满足构件约束条件、组建约束条件和整体约束条件的基础上，寻求优化设计的可行措施。基于此，本文主要分析了高层住宅混凝土结构优化设计。
关键词 ：高层住宅 ；钢筋混凝土 ；建筑 ；结构优化设计
引言
高层钢筋混凝土建筑结构优化设计工作是一项复杂性强、专业性要求高的工作，通过合理的结构优化设计可以显著降低整个项目的造价，进而为业主单位带来巨大的经济效益。但是由于结构对建筑物整体性能的影响极大，因此结构优化人员应积极借鉴先进的结构设计理论和优化方法，在满足规范要求的前提下开展结构优化设计工作。
1高层混凝土结构设计的原则
1.1 安全性原则
安全性是高层建筑混凝土结构设计的首要原则，技术施工人员应该在结构预设之前充分考虑安全问题，坚持以人为本，严格遵守混凝土结构安全性标准，明确高层建筑结构设计的目标与价值，充分保证建筑的安全性，同时满足相关的设计安全标准要求，提高设计的安全性与合理性。
1.2 适用性原则
由于高层建筑的特殊性，因此在进行结构设计时应该综合多种因素对建筑的功能性与安全性进行分析和考虑，同时对高层建筑的内部空间进行详细的构思，综合分析建筑的功能，坚持适用性的原则，在设计过程中结合高层建筑的结构特点与功能需求进行结构设计，提高高层建筑的结构性能。
1.3 可靠性原则
对于高层建筑混凝土结构来说，其建筑的使用年限与建筑材料、技术、工艺等方面都有联系，因此，技术施工人员应该在建设的过程中对建筑材料进行有效的控制，同时采用高科技的建筑技术进行结构建设，增加对施工各要素的综合控制，才能有效提升高层建筑的可靠性与安全性。尤其是在后续混凝土结构的设计期间，技术人员还应该坚持安全性的原则，不断提高建筑的结构可靠性，满足建筑的功能需求[1]。
2高层住宅结构形式
2.1框架结构形式
这一种结构，在空间布局上十分灵活，建筑内部空间比较大，底层空间的实用性比较强，而且在设计上操作较为便捷。但这种结构形式的不足之处在于框架柱的截面面积比较大，而且在柱位置会突出墙体，会影响高层住宅户型的实际实用面积，不利于提高高层住宅空间利用率，同时会影响住户的家具布置，降低住户的使用感受。
2.2异形柱框架结构形式
这种结构设计与框架结构比较类似，异形柱的宽度和墙体的厚度保持一致，能够有效布置室内的空间布局，但其缺点在于其抗震性较差，适用高度低，不适用于高层住宅。
2.3框架剪力墙结构形式
这一种结构多适用于高层住宅中，其竖向荷载主要由框架柱承担，因此能够随建筑功能要求灵活布置，便于实现大空间、大柱跨的建筑要求 ；水平荷载荷载主要由剪力墙承担，同时剪力墙也承担一部分竖向荷载。通常在一些商业住宅，或是有商业空间要求的建筑中使用较好，其缺点在于框架柱截面较大，对住宅建筑的使用有较大的影响[2]。
2.4剪力墙结构形式
这一结构主要是根据建筑的平面布置，来合理布置钢筋混凝土剪力墙，由于其不存在外露柱子，能够提高室内空间的利用率，而且也较易满足住宅建筑的平面使用要求，但其不足之处在于剪力墙结构的刚度较大，对地震的反应比较强烈，而且剪力墙体自身较重，若是在设计上存在不合理之处，将会导致材料使用量的较大增加。
3建筑结构优化设计的具体措施
3.1 框架结构的优化措施
对框架结构进行优化是一个不断迭代、渐进寻优的过程。根据建筑物结构整体内力分析报告，研究分析梁柱各构件间的内力和方向，确定满足载荷效应水平要求的各结构件的几何特征，并根据这些特征计算配筋量。当对框架进行了优化设计后，能够使优化结构在现有载荷作用下内力的分布发生变化，使构件的受力更加合理，从而提高建筑物结构的稳定性[3]。
3.2 结构抗震设计优化
高层建筑抗震设计尤为重要，结构优化人员应首先确定地震作用影响下的建筑物主体结构布局设计的合理性，然后对原有结构设计方案中的抗震措施和核心部位的抗震设防做法做出科学的评价。由于地震作用的方向是多角度的，因此需要对结构整体在水平作用、竖向作用和扭转作用下的结构计算合理性及准确性进行分析，特别是对位移比、刚重比、位移角、轴压比、周期比、层间受剪承载力之比等参数是否满足规范条文进行分析。结构设计中应设置多道抗震防线（延性结构），其可以在相互连接的基础上抵抗地震作用和余震作用。
3.3 剪力墙结构的优化措施
剪力墙结构的优化设计主要集中在 2 个方向：考虑结构的延展性和刚度。做好结构延展性的优化，需要根据建筑物在保持承载能力的前提下对结构的抗变形能力进行优化；做好结构刚度设计的优化，主要是根据测得的建筑物的侧向位移和自振周期调整结构。对剪力墙的结构设计进行优化，首先需要对剪力墙的组成构件进行优化分析，分析剪力墙的延性、刚度和承载力，进一步增强剪力墙的稳固性和支撑力度。同时，剪力墙的结构优化设计需要与隔震和减震设计相结合，通过剪力墙的优化设计使建筑物支撑座弹塑性层间位移角控制在标准要求范围内，并通过提高弹性层间位移角的极限值实现对钢筋混凝土结构在延伸性和刚度上的进一步扩展[4]。
3.4 建筑基础结构的优化措施
如果高层钢筋混凝土建筑带有裙房，则应对裙房和建筑主楼采用差异化的基础设计。首先，应依据地勘资料确定主楼和裙房地基地质承载力和有无软弱层，然后采用差异化的基础设计，控制主楼和裙楼的差异沉降。其中，主楼基础桩的形式、大小、布置根数和布置方案对整个基础部分的造价和安全性起着重要的作用。其次，结构优化设计人员应初步审核原有结构设计图纸中桩的所有设计参数，对原有结构图纸中桩的布置是否合理、是否满足经济性需求等问题进行分析。再次，地下室楼板的荷载取值应合理、准确，特别是消防车荷载，进行基础计算时不考虑消防车荷载。最后，地下室顶板的厚度不宜过薄，若顶板上部覆土较厚可优先选用井字梁，若覆土厚度较薄可优先选用十字梁。
3.5 做好楼板结构的优化
在高层钢筋混凝土建筑结构中，建筑的楼板设计厚度较小时，在施工时容易出现裂缝的安全隐患；当楼板设计厚度较大时，又会造成原材料的浪费。因此，应做好楼板结构的优化设计。一般会尽力避免采用大跨厚板，而是根据弹性假定的方式设计楼板厚度，根据厚度的不同配置合适的最小配筋率，在起到增强楼板结构强度的作用的同时，减少了原材料浪费[5]。
结束语
总的来说，随着我国经济发展人民生活水平的提高，对高层住宅的品质、功能要求越来越高，高层住宅的发展趋势越来越国际化，设计样式越来越多，这对高层住宅的结构设计优化提出了更高的要求和挑战，高层住宅的结构设计难度也越来越大，结构设计受重视的程度日趋提高，在一定程度上将确保各类建设项目的顺利运行。
参考文献：
[1] 吕啸斐.高层住宅结构设计的优化策略解析[J].中国房地产业，2017（15）：91.
[2] 宋郁茹.高层住宅建筑结构设计的优化[J].住宅与房地产，2017（15）：202.
[3] 莫锐.浅谈高层住宅结构优化设计标准[J].中国标准化，2016（18）：130-131.
[4] 马利东. 高层住宅混凝土结构设计与优化分析[J]. 工程技术研究,2019,4(16):172-173.
[5] 陈龙. 高层钢筋混凝土住宅结构优化设计研究[J]. 产业创新研究,2018(9):102-103.