深圳宗建建筑设计有限公司江西分公司 江西省南昌市 330038深圳市建筑设计研究总院有限公司 江西省南昌市 330038
摘要：城市化建设进程不断深化，土地利用紧张的局面越来越严重，高层建筑逐渐成为未来城市建设项目的主要建筑形式。随着材料水平的提高，建筑物的要求标准也在增加，包括功能和类型。在这种情况下，建筑成本将继续上升。在高层建筑的结构选择设计中，安全是最关键的设计因素。同时，在市场经济体制的环境下，建筑企业必须具备一定的竞争力才能生存和发展。因此，在考虑安全性的基础上，我们还必须考虑高层建筑的经济性。
关键词：高层建筑；结构选型设计；建筑结构；优化设计
1.高层建筑结构选型的重要性
高层建筑结构选型是高层建筑发展的基础。现代城市建设要求通过结构选型实现高层建筑的功能实用性和经济成本的控制。首先，高层建筑的功能趋于综合化、多样化，这就要求高层建筑的室内空间设计和立面设计趋于多样化、多功能化，高层建筑必须注意结构选型。其次，建筑高度越来越高，越来越受到社会各界的关注，建筑结构选型优化，可以实现预期的投资成本。当然，一些新的理论和信息需要在高层建筑中表达出来，高层建筑的结构选型受各种人为因素的影响。
2.高层建筑结构选型设计
2.1高层建筑结构类型分析
高层建筑结构的选择决定了高层建筑的整体安全性和可靠性，几种常见的结构类型可分为框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。（1）框架结构主要是由梁柱、楼板等部分组成，根据建筑功能的需求，完成对平面框架的布置。框架结构造价低，但在水平荷载影响下变形较大，抗震效果不佳；（2）框架-剪力墙结构，在高层建筑中，剪力墙主要布置在电梯室内，通过核心筒承受水平荷载，抗震能力强，整体稳定性高。但框架-剪力墙结构容易受平面布置的限制，出现质心和钢心不重合的现象，结构扭转过大，可能会出现的安全隐患；（3）剪力墙结构具有较强的竖向和水平承载能力，对高层建筑的整体刚到和稳定性具有显著的提升效果，重点在于剪力墙的布置及自重的控制；（4）筒体结构，在电梯间及建筑外围布置剪力墙，形成筒体，该结构具有更高的刚度。
2.2高层建筑结构选型的影响因素
对高层建筑结构选型的影响，不仅包括建筑需求因素，还包括以下这些因素：一，环境因素，高层建筑的环境条件主要是场地条件、防烈度、基本风压；二，建筑方案特征，其包括了建筑的高宽比、高度、长宽比以及建筑体型，其中建筑体型又是由平面体型和立体体型构成；三，建筑使用功能的要求。对于高层建筑，其使用功能基本上分为住宅、办公、旅馆、综合大楼等。某种功能的建筑，也许只有某几种结构形式可以与其匹配。如高层住宅的使用空间相对更小，分隔墙体会比非常多，而且每一层的平面布置大体一样，所以高层建筑的住宅功能相对来讲，更适合剪力墙或框架-剪力墙结构；四，结构抗灾水平、现场施工情况、运营维护以及后期投入使用情况。
2.3高层建筑结构选型设计方法
高层建筑的上层结构采用何种形式、地上的建筑高度、建筑物的墙体厚度等在很大程度上决定了房屋建筑结构基础的类型、埋深和截面积等因素。因此，在设计时必须充分考虑这些因素，借助所学的专业知识，利用经验对建筑工程的结构方案和计划进行轮廓构思和设计，然后制定出相关的设计目标，借助相关的手段对结构的设计进行实现。
在对房屋建筑进行结构选型设计时，应采取一系列的措施，对房屋建筑进行实地勘察，充分了解房屋建筑的地理位置、当地的气候特点、周围建筑等，并在此基础上，调查当地的施工资料、地质检测材料、地震状况等。全面了解房屋建筑的基础情况，设计出最合适的建筑方案，争取将各种因素对房屋建筑的综合影响降到最低。设计人员在进行房屋建筑的结构设计时，应该对设计的工程进行仔细的考虑，从房屋的整体入手，对房屋的构架有个清晰的认识，做好和业主的沟通，保障房屋的结构符合各方面的要求。
并做好相关的准备工作，可以利用计算机技术在网络上进行周密的计算，利用人工智能、专家系统和模糊逻辑、智能设计等领域的思想和方法。对每一个工程的数据有着严格的要求，保障设计图纸的规范性和准确性。
3.建筑结构优化设计
3.1结合建筑的总高度进行结构的优化设计
在高层建筑中，可通过对钢骨砼柱—砼梁与钢管砼柱—钢梁的比较分析，钢梁组合楼盖能更有效地降低梁柱截面，从而符合高层建筑使用的净高要求，同时中庭洞口各层相互交错的布置，通过钢梁组合楼盖使得传统支模的问题得以解决；另外，还可对塔楼标准层的室内梁高进行有效控制，内部净高超过了150～200mm；大多数的构件的加工工作都在工厂进行，这就有效提升了建筑产品的工业化水准，提高了整个建筑工程建设的施工效率。
3.2结合建筑的荷载进行结构的优化设计
地下室优化的必要性不容忽视，在满足安全和建筑功能及效果的前提下，充分考虑了消防车、人防等荷载，进行了平面布置，并对多种方案进行了比较。工程实例表明，在常规8.5m×8.5m柱网条件下，荷载越大，采用的板结构越大，建筑物含钢量最低，最经济。在结构优化过程中，应综合考虑各种因素，对建筑安全、美观和经济性进行综合比较，以实现工程的最大效益。
3.3结合建筑类型对结构进行优化设计
对于当前地震灾害所带来的震害表明了因建筑使用功能上的不同要求，例如学校这种建筑，其不同于其他建筑，学校建筑在教学楼竖向结构体系上更弱，而且也没有较好的刚度和强度，再加上建筑体型的不对称性，使得建筑的抗震能力较差。所以对于教育类建筑项目，应在建筑侧边及楼梯间布置剪力墙，这样主要是为了提高建筑结构体的稳定性。
3.4剪力墙结构优化理论在实际工程中运用
（1）进行结构计算时，应采用软件分析，以满足最大层间位移、周期比、位移比、轴压比等各项指标的要求。（2）通过适当的缩减剪力墙的长度，减轻其自重，增加了高层建筑的内部使用空间。（3）剪力墙肢节控制需要保证肢节在具体控制中以简单规则为依据，混凝土门窗洞口设计整齐，形成清晰的墙肢和连梁，使应力分布合理，提高了高层建筑的整体安全性和稳定性。（4）对于剪力墙过长的部位，采用开孔的方式将剪力墙均匀划分，然后用弱连接梁连接，避免剪力墙的脆性剪切破坏，影响高层建筑的整体质量和安全。（5）剪力墙应自上而下连续布置，以减少高层建筑刚度突变，保证剪力墙的连续性。在设计过程中，适当调整剪力墙厚度和混凝土强度，以满足轴压比的要求。（6）通过调整窗梁和阳台梁的截面，可以更合理地完成结构刚度和位移的微调。针对高层建筑结构选型和设计的基本情况，完成高层建筑的结构优化，提高高层建筑的空间效果、结构性能和整体综合效益，在保证高层建筑基本功能的基础上，提高高层建筑的稳定性和安全性。
结束语：
结构选型在高层建筑行业发展中是十分复杂的一项，拥有很强的综合性，而且包含着大量的不确定性。对于高层建筑，结构选型和结构设计对建筑的稳定性和质量安全有着重要影响。所以，建筑单位必须加大重视程度，结合实际的施工情况，考虑建筑的具体使用功能、选择更符合使用需求的设计方案，在结构选型中应该研究和建立许多的智能型的优化方法，为高层建筑结构选型提供更多的便利，从而保障高层建筑的结构安全性。
参考文献：
[1]翁泽钿.高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计[J].建筑实践，2020（08）.
[2]刘照宇.高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计[J].工程管理前沿，2020（14）.
[3]彭宇明.高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计[J].基层建设，2018（22）.
[4]杜琨.高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计[J].防护工程，2018（13）.