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建筑结构优化设计在高层建筑设计中的应用黄劲

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：黄劲

[导读] 摘要：现如今，随着建筑事业较快发展，使得房建工程项目规模的日益增大。

        身份证号码：45092319870609xxxx
        摘要：现如今，随着建筑事业较快发展，使得房建工程项目规模的日益增大。在房屋建筑中应用优化设计，特别对结构设计来说，是必不可少的重要环节。该环节不仅可以满足房屋建筑的经济适用，还是完善房屋结构质量的必要保证。本文针对现行房屋建筑结构设计的相关标准、规程，优化结构的设计方案，为我国的房屋建筑和经济发展带来保障。
        关键词：建筑结构；优化设计；高层建筑设计；应用
        引言
        随着我国社会经济的迅猛发展，我国人民的物质生活水平相比过去也有了很大的提高，这就促使人们对居住和生活的环境有了更高层次的要求。在对高层房屋结构进行设计时，就要积极的应用建筑结构优化设计的方法，使房屋不仅能够提升房屋的舒适度，更好满足人们居住需求，还可以在保证房屋基本性能和质量安全的情况下，降低建设成本。这就需要应用先进技术对房屋结构进行设计，促进建筑结构优化技术的发展。
        1 建筑结构优化设计的重要性
        对高层房屋建筑结构设计进行优化，是当前设计不可忽视的重要问题之一。对于建筑开发来说，在房屋的结构安全和使用性能得到保障的同时，还要不断控制成本带来的经济效益。实际上，这给房屋建筑结构设计的工作提出了更高的要求，需要结合现代的优化设计理论来完善专业知识，从新型的设计要求出发，控制建筑材料的资源配置，同时还要坚持现代化的建筑结构设计理念，在设计过程中，不断的进行优化调整及取舍，完善科学合理的结构选型，凸显出设计的优势及特色，最终实现房屋建筑需要体现的总体目标。在此阶段，结构优化设计不仅能够保证房屋建筑的设计质量，同时，还能够在一定程度上充分利用土地资源和就地取材，带来更大的经济和社会效益。
        2 建筑结构优化设计需要遵循的原则
        2.1优劣互补
        在进行建筑结构优化设计时，要遵循优劣互补的原则，如果建筑内部结构太刚的话，建筑物很容易因为一些碰撞和击打而产生损伤，变形能力较差，如果建筑结构受到较大的破坏力时，整个结构需要承受较大的力量，否则就会使建筑结构的局部或者整体产生损坏，甚至会威胁到住户的生命财产安全。但是，如果内部结构太柔的话，也容易发生变形，在这样的情况下，虽然能够在一定程度上抵抗直接的破坏力，但是却极容易发生变形而无法继续正常使用。因此，在进行建筑结构优化设计时，必须充分利用优劣互补的方法，使建筑结构刚柔并济，既能够承受一定的破坏力，不易发生损坏，同时也不会轻易发生变形，从而保证建筑结构的安全稳定性。
        2.2分清主次
        在进行建筑结构的优化设计时，通常会涉及到一些关于结构设计的关键理念，设计人员必须高度重视这些理念，并将其融入结构设计中。建筑结构体系包含着许多方面，设计人员在进行设计时，需要将各方面协调融合起来，并且应用到设计中。不同的构建和领域在建筑结构设计中发挥着不同的作用，设计师在设计过程中必须要分清主次，高度重视于主要的部分，同时区别对待不同构件的作用。
        2.3层层设置
        在建筑结构设计中，必须对安全结构体系进行层层设置，保证安全结构体系的完善。因为安全结构体系能够在最大程度上保障人们的生命财产安全，当发生灾难时，能够有效抵抗外力的破坏，层层设置安全防护体系能最大程度地避免、消除隐患，充分发挥安全防护体系的作用，进一步优化建筑结构优化设计工作。

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        3 建筑结构优化设计在高层建筑结构设计中的应用
        3.1对主体结构进行优化
        建筑主体结构设计是建筑结构安全性的主要决定因素，按照上述方法建立建筑结构模型后，需要对其进行不断的优化和改进，提高建筑主体结构承载力。使其具有一定的外部影响作用抵抗能力，能够在大风、地震等恶劣环境条件下保持足够的稳定性，避免出现主体结构倾覆的现象。首先应对剪力墙设计进行优化，保证其整体质量的均匀性，让刚度中心与结构重心尽可能重合。具体可采用适当增加剪力墙长度、减少剪力墙数量等方法，对剪力墙结构进行优化。这样能够提升剪力墙稳定性，同时可以减少混凝土材料的施用量。如果建筑结构不满足设置大面积剪力墙的条件，或对建筑抗震性能有较高要求，则不能采取大面积剪力墙的设计方案。
        3.2优化地基基础设计
        地基是房屋的基础，对房屋建筑有着至关重要的作用，特别是地基的设计，将会直接决定的房屋的形态以及功能。在房屋的形态和功能各有差异的情况下，对地基的要求也会发生不同的变化，并且地基的稳定性将会直接影响到房屋的安全性。因此，设计人员在对地基进行设计时，就要全方位、立体化地对地基进行有效的控制，要保证地基设计的科学性和合理性，才能够最大限度地保证房屋的安全性。对于基础设计，以桩基为例，要充分掌握桩基的桩身高度以及直径，从而有效地对房屋的基础构造进行合理的优化，确定房屋的建设成本，采用有针对性的施工技术，对基础机构进行有效的确定，为房屋打下坚实的基础。
        3.3剪力墙底部加强部位的优化设计
        目前，高层住宅的结构形式基本上采用钢筋混凝土剪力墙结构。对于剪力墙结构来讲，其重要的支撑就是剪力墙。因此，在对剪力墙结构进行优化设计的时候，应该注意满足以下几点：①应保证剪力墙底部加强部位的高度，并应明确从地下一层顶板的顶部向上计算，底部加强部位及其上一层的剪力墙均应设置约束边缘构件加强，保证结构底部在大震作用下有较强的抗倒塌和变形能力；②如果地下室满足作为嵌固端的要求时，应尽可能的将嵌固部位提高，在地下一层顶板处进行上部剪力墙的嵌固时，结构的经济性最好，在基础顶部作为上部结构的嵌固端时，结构的经济性较差。
        4 综合结果科学分析
        房屋结构优化设计最为主要是通过量化的方式对结构进行计算分析。房屋结构综合结果的科学化分析，需要通过计算的方式，将优化结果和最初的设计方案试下对比，在满足工程基本要求前提下，最优化选择合理的结构设计方案。房屋建筑结构优化设计中，需要从房屋整体出发，在自然地理环境和社会经济条件全面分析基础上，对深刻影响房屋结构的因素和问题进行专门的立项研究，以此多角度的、专业化的分析，得出精确化的结果，严禁避免结构优化中出现模棱两可的问题。在整个房屋结构优化中，这一阶段的分析是非常重要的，也是房屋结构优化同时满足美观性、实用性、牢固性的需求，同时实现结构成本的控制。
        5结束语
        建筑结构的优化设计，对高层建筑房屋建设工作来说是一项至关重要的工作，在一定程度上决定了整个建筑结构的安全质量和外部美观性。对此，设计人员必须要充分认识到建筑结构优化设计方法的重要性，并且不断提升自己的综合素质和工作能力，不断夯实自身的理论基础，丰富理论知识，与此同时，还要积极创新，敢于尝试，并将其应用到结构设计中。设计人员也要端正自己的态度，秉持认真负责的精神去对待工作，为住户设计出更美观、安全、性价比高的建筑。
        参考文献：
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        [2]佟月强，郝明.试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].科技与企业，2018（04）：66-69.
        [3]辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程，2018（09）：78-81.