徐树明
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摘要：随着我国现代化建设的不断推进以及城市的不断扩建，高层建筑越来越为人们所青睐。但是由于高层建筑自身存在的一些特殊性，导致高层建筑在施工和设计时具有相当的难度和挑战性。为了进一步优化这些问题，寻求更加合理的高层建筑结构设计和施工方案，本文探讨了高层建筑结构的优化设计问题，并且根据相关的问题给出对策，为进一步促进我国建筑领域发展做出贡献。
关键词：高层建筑结构优化设计；问题；对策
1导言
结构设计是高层建筑设计的重要内容之一，结构设计的合理性，会直接影响到整个建筑的质量和安全效果，而且在新形势下，人们对高层建筑结构设计也提出了更高的要求，因此高层建筑结构设计是高层建筑项目建设中所关注的重点。
2高层建筑结构优化设计中的问题
2.1结构体系问题
在高层建筑的结构设计工作中，需要考虑到结构体系的合理性，确保高层建筑的结构体系能够满足建筑工程的实际需求，并将结构的稳定性考虑进去，如若选择的结构体系并不合理，就会直接影响到结构的稳定性，导致结构的稳定性下降。比如在钢筋混凝土结构体系设计工作中，设计人员就需要充分结合工程结构的特点，并根据建筑所在的地区抗震设防等级的具体情况来选择适宜的结构体系。设计人员在选择结构体系时，如若不考虑结构的合理性，就会直接影响到高层建筑结构的稳定性以及安全性。特别是在决定钢筋混凝土的结构体系时，如若不能科学制定设计指标，就会直接影响整个建筑结构的各项性能，并在后续的施工以及使用过程中产生各种安全以及质量问题。
2.2扭转问题
在建筑领域，扭转问题是非常关键和核心的一个问题，在世界范围内都受到了普遍的关注和研究。高层建筑对扭转设计直接关乎到高层建筑地理自然灾害的能力，尤其是在面对台风和地震时，建筑的扭转问题直接关乎到建筑的安全性。建筑在进行设计和施工时，因为某些不可抗的因素难免的会出现建筑的不平衡，不对称。在低层建筑中，这种不平衡，不对称可以被忽略不计，而在高层建筑中，这种不对称、不平衡则可能会酿成灾难性的后果。高层建筑中楼体的平衡关系以及力学构架是整个扭转问题产生和解决的核心。随着人们的物质生活水平发展以及审美需求的提高，单一的完全对称性建筑已经不能够再满足人们对建筑的期盼，更加多元化的高层建筑受到人们的追捧，这为设计师的工作带来了更大的挑战性和难度。
2.3地基与基础设计问题
在高层建筑工程中，地基与基础施工较为重要，其将会直接影响整个建筑的稳定性以及施工质量。如若不能做好高层建筑工程地基与基础环节的施工，就会导致建筑物发生不均匀沉降、建筑物整体倾斜等问题。在设计阶段，就需要考虑这些问题，选择合理的地基与基础类型。在地基基础设计不合理时，当地基斜面坡坡度较大的时候，就会对地基混凝土施工时振捣质量造成一定程度的影响，难以保障地基基础施工质量，从而对整个建筑结构的稳定性造成消极影响。在设计工作中，如若地下室底板配筋的设计不合理，就会导致高层建筑结构的稳定性受到影响，导致高层建筑出现不均匀沉降等问题。另外，在实际的设计工作中，设计人员往往会忽略掉地下水对地基基础造成的影响，从而严重影响了高层建筑工程后续施工的施工质量以及地基基础的稳定性与耐久性。
3高层建筑结构优化设计优化对策
3.1满足综合性能
在高层建筑结构设计中，设计人员要能够考虑到高层建筑的综合性能，只有满足建筑的综合性能，所开展的结构设计工作才有意义。
具体而言，综合性能满足视角下的高层建筑结构设计中应该考虑到以下几个方面的内容：第一，确保建筑结构的延性设计的合理性，这一方面考虑主要是针对高层建筑长期使用中的变形问题，尤其是在地震、大风等巨大外力作用下的变形，确保延性设计的合理性，则能够使高层建筑有效应对巨大外力作用下说发生的变形问题。第二，确保高层建筑的水平荷载力。由于高层建筑的特殊性，其受到水平方向荷载力的影响较为明显，如大风，为此，设计人员在设计工作中必须确保高层建筑具有良好的水平荷载力。第三，确保高层建筑安全性，在高层建筑结构设计中，要能够坚持以人为本的理念，比如，逃生通道的合理设计，确保建筑在出现火灾、地震等情况时，建筑内人员能够尽快逃离，将此类灾害的负面影响降到最低。
3.2制定合理科学抗风结构方案
考虑到高层建筑的高度问题，在工程施工过程中，就需要考虑到部分较高楼层的风荷载问题，所谓的风荷载，也可以将其称之为风的动压力。风荷载与地面高度、风压、地形等有关，由于高层建筑的高度问题，因此需要额外注意建筑所处地区的风荷载情况要保证高层建筑结构具有良好的抗风性。在展开设计工作时，设计人员无疑要考虑到高空中风压与风速对建筑物造成的影响，并且在结构设计工作中，提高建筑的抗风性能，并且尽可能地减少建筑在大风天受到的影响。另外，设计人员在对针对建筑抗风性能展开的结构设计工作中，也要考虑到当地的环境情况，根据不同的气候、温度以及风荷载情况，决定建筑结构的设计工作。首先，在展开建筑结构设计工作时，需要先保障建筑结构整体的稳固性，以此为前提，考虑后续的设计内容。一般来说，在建筑结构基础设计时，需要使用高级砂石，并且在基础持力层使用抗拔锚杆提高建筑基础的稳固性。其次，需要加强对高层建筑内部能耗机构的设计，该设计工作主要针对剪力墙、楼板等非承重结构以及建构进行耗能设计。通过对地方风压的情况，选择相应的设计方案，减少风能对建筑物造成的消极影响。
3.3计算简图使用
在高层建筑结构设计中，针对构件尺寸的设定、配筋比率等都需要开展必要的计算活动，计算结果可以为相应的设计工作提供必要的参考，而在计算过程中会使用到计算简图，为了确保计算简图的使用效果，则要保证计算简图与建筑实际情况相符。
3.4科学进行结构设计
在结构设计环节，设计人员需要考虑到建筑结构的延性特征，确保建筑在施工以及后续使用过程中，不会发生变形或者倒塌等事故，提高高层建筑对荷载的承受力。另外，在设计工作中，还要考虑到建筑工程施工中适用的结构形式，也就是建筑结构的构成材料，钢结构与混凝土结构的特点不同，并且在实际的应用过程中，呈现出来的强度以及应力效果也不同，在设计工作中，需要根据施工现场以及工程所在地区的天气环境、水文地质情况以及周遭建筑分布，合理选择不同的结构形式，除此以外，还要考虑高建筑在未来投入使用后的实际用途，确保选择适用于建筑未来正常运作的结构形式。另外，在钢结构建筑中，虽然结构的稳定性以及抗震性能普标较高，但是其防火性能仍然存在一定的进步空间，因此，在开展结构设计工作时，应当考虑到建筑的防火性能，将钢结构与钢筋混凝土结构进行适当的结合，在保障建筑的稳定性以及抗震性能的同时，提高建筑的防火性能。另外，为了进一步提高建筑物在未来运行过程中的安全性能，在建筑物内部增加安全疏散通道，以此提高该建筑的安全性。
结束语
总之，高层建筑结构设计工作较为繁杂，涉及的方面较多，除了在设计工作中需要考虑到建筑工程施工的可行性以及施工质量意外，还要尽可能的提高施工质量，降低施工成本，以此促进施工行业的健康发展。
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