常天宇
中国建筑第二工程局有限公司，黑龙江省哈尔滨市150000身份证号：23230119890205****
摘要：现阶段，我国社会经济发展迅速，与此同时也加快推动了建筑领域的发展，在这样的发展背景下，高层建筑规模、成本投资等方面也因此扩大化发展，在建筑结构设计中，结构选型作为其中比较重要的一部分设计内容，其对建筑使用功能、成本造价、效益等方面都会产生一定的影响，因此需要加大对高层建筑结构选型以及优化设计的重视，就此本文首先对高层建筑结构选型设计进行探讨，然后提出建筑结构优化设计策略，以此为结构设计人士提供有价值的参考依据。
关键词：高层建筑；结构选型；设计；优化策略
中图分类号：TU24 文献标识码：A
1 引言
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，本人再次探讨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。
2 高层建筑结构设计中应当遵循的原则
2.1 结构方案的优良
在高层建筑工程，结构设计将直接影响着整个建筑工程的顺利开展。因此在高层建筑结构设计工作中，应当保障设计图纸满足建筑工程施工的可行性以及经济性，并保障高层建筑工程后续施工的安全性。在对同一结构系统展开设计工作时，应当尽可能的减少多种不同类型的设计体系被应用于同一种结构设计单元中，并且在设计图纸中，深入分析建筑工程后续施工环节可能对施工质量以及施工效率造成的消极影响。
2.2 计算简图的合理性
对于高层建筑结构设计来说，计算简图的合理性尤为重要，其直接关系着高层建筑结构的计算公式以及建筑结构的构造方式。在设计工作中，如若不能够科学地选择计算简图，那么将会导致后续的结构设计无所依据，难以保障设计工作各项参数的准确性，并且将设计中的问题直接反应在具体的施工环节中，影响整个建筑结构的稳定性以及可靠性。
2.3 分析计算结果的合理性
目前的高层建筑设计普遍使用计算机技术辅助完成，能够基本保障计算的结果准确。但是，在实际的建筑工程中，涉及的参数较多，设计人员需要根据不同的施工环节以及施工内容使用不同的计算方案以及计算软件，考虑到计算方式的差异性，就需要分析计算结果的合理性，保障各项参数以及数据能够被切实应用在高层建筑工程施工中。
3 当前高层建筑结构设计存在的问题
3.1 未能全面认识到图纸
在整个建筑施工环节中，图纸起到了非常关键的作用。它是对现场施工起着重要的指导性作用。如果没有在前期正确合理的设计好图纸，在现场施工过程中会导致一系列环节根本无法进行，并且施工质量也有可能会存在隐患。从一些项目来看，有的建设单位并没有真正的认识到这一环节的重要性，没有正确的理解图纸在整个项目过程中的重要性和严谨性。所以，在工程进入施工阶段的时候，无法根据项目的实际施工条件评估图纸，因此很难以适当的方式进行施工活动。在设计过程中，有很多设计师的综合素质有待提高，而缺乏工作经验也造成了很多设计问题。如果不能及时发现问题，将影响项目建设的发展，也将失去图纸设计指导的意义。
3.2 基础选型不合理
在建筑工程结构设计中，基础结构的选型非常关键，其与建筑的施工质量、整体稳定性和使用安全密切相关。但是从目前来看，不少结构设计人员在对建筑结构进行设计的过程中，存在基础结构选型不合理的问题，在这种情况下，地基的承载能力无法很好地满足建筑实际需求，使建筑在使用过程中容易出现基础侧向位移或不均匀沉降问题，严重时甚至可能导致建筑过度沉陷和结构开裂，影响使用寿命和使用安全。
3.3 嵌固端设计不合理
任何建筑结构在进行结构计算分析之前，首先要确定上部结构嵌固端的所在位置，对于有地下室的建筑结构，许多设计人员为图设计便利，将嵌固端直接取在地下室顶板上，并未复核地下一层与首层的侧向刚度比是否满足嵌固要求。由于嵌固端的合理选用直接关系到结构计算模型与结构实际受力状态的符合程度，影响到杆件内力与结构侧移等计算结果的准确性，因此，随着地下室和地基基础形式的多样化，上部结构嵌固端的选取显得极为重要。结构设计只有通过综合分析，才能正确的选取上部结构的嵌固端，采取正确的计算方法和抗震加强措施。
4 高层建筑结构设计问题的解决策略
4.1 制定合理科学抗风结构方案
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。最后，根据地方的气候情况，测算建筑结构所在地区的风荷载以及需要的承载力以及抗风性能，设定专门的标准，并在该基础上制定一个放大系数，尽可能的保障该建筑不会在未来的使用中受到强风天气的影响。
4.2 在实际工程中优化剪力墙结构理论的应用
（1）在实际设计时，可以通过减少剪力墙长度的方式来降低其重量，进而起到增加建筑内部空间的作用。（2）在具体控制剪力墙肢节上，应当根据简单规则作为设计依据，要求门、窗、洞口的混凝土设计应当整齐，能够明显呈现出墙肢和连梁，进而保证墙体承受的应力平均、合理，以此提升高层建筑稳定性、安全性。（3）针对剪力墙长度过长的问题而言，通过开孔的方式均匀划分剪力墙，之后采用弱连接的方式进行梁连接工作，这样做的目的主要是为了避免剪力墙的脆性破坏，防止对建筑物安全和质量造成影响。（5）布置剪力墙应当自上而下进行，避免建筑刚度突变，进而保障剪力墙具有一定的连续性，设计过程中，需要结合实际情况况适当调整剪力墙混凝土的厚度和强度，以此达到压轴比的标准要求。
4.3 科学设计承重柱截面
建筑物的整体承重力最重要的就是承重柱，所以在建设单位设计的过程中，必须合理的设计截面。根据实验数据，正确计算承重柱的受力情况，并要按规定减少承重。最后确定承重柱的受重力。对于承重柱，随着横截面积的增加，它将增加添加物的承载能力，但也会增加整体结构重量，这不仅增加了建造成本，而且还对设计师的综合素质水平要求达标。因此，在设计承重柱截面时，要在保证项目整体结构安全性能的基础上考虑因此而发生的相关成本。
5 结束语
高层建筑能够进一步提升对有限土地资源的利用率，通过对其进行合理的结构选型和优化，能够促使整个建筑在空间的布置上也会更为科学合理，在实际结构选型设计中，根据当前工程实际，从荷载、环境等多方面来选择合适的建筑结构体系，确保最终结构符合建筑工程提出的各项要求，从根本上起到对建筑结构质量的保障作用。
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