周晓睿
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摘要：高层建筑是经济与技术进步、人口众多与土地资源紧缺的必然产物，由于其结构的复杂性，对高层建筑的结构优化设计的必要性也日益凸显。本文针对高层建筑结构中可能存在的问题，提出了相应的解决策略，促使高层建筑行业的健康发展。
关键词：高层建筑；结构优化设计
随着城市化进程的不断加快与人口的逐步增长，城市住房紧张成为亟待解决的问题，而加大高层建筑的建设力度，可有效增多城市的可规划空间，因此可以在一定程度上缓解住房紧张的问题。为了适应社会发展的多元化需求，高层建筑的设计也愈加复杂多样，因此，对高层建筑结构设计的优化工作势在必行。
1、高层建筑结构概述
1.1高层建筑结构优化设计的基本要求
1.1.1安全性
安全性作为高层建筑结构设计的最基本要求，由于关系到人民群众的生命财产安全，应引起所有相关部门的足够重视。对此，在对高层建筑结构进行设计时，应充分考虑高层建筑的安全性，建筑造型的设计与建筑材料的选择应满足防风抗震、防水、抗腐蚀等性能，严把建设过程中每一个环节的质量关，这样才能够保证建筑整体结构的可靠性与合理性，从根本上确保高层建筑结构的安全性。
1.1.2舒适性
高层的建筑结构设计的目的是满足用户的需求，而用户使用的基本诉求为舒适性，故在对高层建筑结构进行设计时，应充分满足用户使用时的舒适性需求，处处将用户的体验与感受放在首要位置。比如，从用户居住时对热、光、声等需求出发，合理设计结构，从而给用户提供一个舒适的环境。
1.1.3经济性
在对高层的建筑结构进行设计时，应在满足安全性和舒适性要求的前提下，设计出更加经济的结构体系，满足经济性的要求。比如在结构的设计过程中，对结构材料的选取要兼具功能性与经济性，符合规范要求的同时对建材进行精打细算，设计经济可行的方案，降低建筑成本。
1.2高层建筑结构的发展趋势
1.2.1研发新型建筑材料
目前，高层建筑材料仍然以钢筋与混凝土为主，组合结构的建筑材料也在高速发展，在此基础上，为了迎合大众的个性化需求，新型的结构形式与新型材料的问世将对高层建筑的发展产生重要影响，比如高性能混凝土材料的研发可以有效降低结构自重，这就使得高层建筑在满足安全稳固性的同时向着轻量化的方向发展。
1.2.2朝着智能化的方向发展
随着智能技术等高新技术的高速发展，智能化正在悄然改变着大众衣食住行的方方面面，其中，智能建筑将给大众的生活与工作环境带来翻天覆地的变化，打造一个个独特的居住与办公环境。智能建筑将更能够满足大众的个性化需求，真正实现办公与设备管理的自动化，以及通畅的通讯网络系统。这就需要将现代建筑结构技术与智能技术相结合，有效地整合资源，在满足舒适性的基础上进一步满足越来越多的特殊需求，智能化必将成为建筑结构优化的重要发展方向，是科技进步的必然结果。
2、高层建筑结构优化中存在的问题
2.1高层建筑的高度把控问题
通常来讲，建筑越高，其抵抗灾害的能力就越低，面临的风险就越大。因此， 这就对高层建筑的结构优化提出了更高的要求。比如当地震发生时，对于高层建筑而言，建筑愈高，愈容易在地震的横向作用力下塌陷。所以开发商单方面为了经济利益不断加高建筑高度，而忽视建筑的安全性的行为是欠妥的，高层建筑并非越高越好，越高则面临的是更加严格的建筑要求与更大的风险。
2.2高层建筑的扭转问题
扭转是高层建筑结构优化需要考虑的关键问题，所谓扭转问题，就是由于各种因素的影响，使得高层建筑的结构产生不完全的对称，而正是这种不完全对称导致了高层建筑的扭转问题。所以，解决高层建筑的扭转问题的关键就是解决不对称问题。
2.3高层建筑结构优化设计工作内容复杂、工作量大
我国的高层建筑起步较晚，相关的理论基础还不够完善，且缺乏对应的结构优化设计软件，所以在实施过程中依然困难重重。高层建筑结构的复杂性决定了其优化设计过程中涉及的变量众多且不断变化，而想要得到最佳的优化设计方案势必需要对众多的变量进行最优化探索，该探索过程往往需要大量的实验做支撑，是对人力、物力与财力的综合考验。
2.4忽视高层建筑结构的整体优化
目前，对于高层建筑结构的优化，往往局限于构件尺寸的优化，而忽视对建筑整体的考量与优化设计，这将产生这样的一种状况：构件的各项指标合乎规范，但是由于并未从整体出发进行设计优化，缺乏全方位的设计，导致建筑质量受到影响。
2.5相关结构设计人员专业水平有待提高
由于我国高层建筑结构设计缺乏相关的实践经验做指导，这就要求相关人员有更高的专业素养。一方面，相关设计人员理论基础相对薄弱，需要更加系统化的强化学习，另一方面，缺乏足够的实践做基础使得经验不足，在设计优化过程中无从下手，难以交出满意的答卷。
3、高层建筑结构优化中问题的对策
3.1高度把控问题的对策
高层建筑是存在标准高度以及标准结构的，如果超过这个标准高度，将会面临不可测的风险之中，危及到人民群众的生命财产安全，因此，设计人员在对高层建筑进行设计之初，应根据相关理论并结合当地的地质情况，精准设计建筑高度，将其控制在标准高度范围内，只有这样才能在最大程度上保证建筑物的安全性。
3.2 高层建筑扭转问题的对策
高层建筑扭转问题同样涉及到安全性，为了在最大程度上避免扭转问题可能带来的负面影响，首先要求设计人员在对高层建筑进行设计时，精确设计，尽可能保证建筑的对称性与规则性，避免各种因素产生的不完全对称现象，从而从源头上减少扭转问题及其带来的影响。并且，当设计完成之后，进入到施工阶段时，一方面，要严格按照设计方案来执行与施工，绝不能疏忽大意，应以严谨的态度对待施工过程的各个环节，避免由于施工时的纰漏而导致扭转现象的发生。另一方面，当在施工过程中发现了不对称或者不规则的现象时，及时反映情况，听取设计人员、结构人员等相关专家的建议，采取措施进行补救，以期尽最大努力减少扭转问题的发生。
3.3优化变量选取，化繁为简，减少工作量
高层建筑的复杂性决定了需要调控选择的变量众多，而众多的变量则意味着繁琐的试验过程以及较大的工作量，针对该问题，如果建筑结构优化设计人员能够依据扎实的理论基础与丰富的实践经验，选取相对较优变量进行试验优化，则能够在一定程度上减少工作量，因此，这就需要提高相关设计人员的整体素质，比如进行系统培训，出国学习相对前沿的理论与经验等，在一定的经验基础上对各离散量进行合理取值，整合成一套相对成熟、理论联系实际的高层建筑结构优化设计系统，建立统一的标准。另外，结构优化设计人员可与软件开发人员相合作，将结构优化设计人员的专业能力和经验与软件开发的技术优势相整合，开发出适合中国高层建筑结构的结构优化软件，从而可以在很大程度上减少设计人员的工作量，同时也可以避免人为的计算失误，从而更快更准确地确定最佳的结构优化设计方案，节省人力财力，提高效率。
3.4注重整体优化，选择合理的结构优化方案
在对建筑结构方案进行选择以及开展选型工作时，不仅需要对构件截面的尺寸与形状进行优化，而且要从整体出发，综合衡量各个因素，在优化过程中，不单要符合施工设计的规范，更要考虑到外部条件，比如，建筑地的地质情况，社会经济与文化因素，从而充分体现设计的科学性与合理性。
3.5重视计算简图的应用
在信息化时代的大背景下，计算机越来越多地被应用到结构优化设计中，这为相关设计人员的优化设计工作提供了便捷，但是大多仅仅局限于软件的应用，而忽视计算简图的应用。计算简图在构件尺寸的计算、配筋率的设置等相关环节上具有重要作用，因此，不应忽视计算简图的应用，充分发挥其在结构优化设计中的优势，从而进一步提升设计优化的准确性与工作效率。
4、结语
综上所述，高层建筑结构优化设计是适应社会发展的必然举措，对此，相关设计人员应针对该过程中依然存在的问题与矛盾，紧跟时代潮流，采取合理的优化设计策略，推进我国建筑结构优化工作的不断前进，推陈出新，促使整个建筑设计领域健康发展。
参考文献
[1]谭威.高层建筑结构优化研究[J].现代物业(中旬刊),2019(9).
[2]逯涛.高层建筑结构的优化设计问题及对策[J].城市建设理论研究(电子版), 2018,279(33):69.