现代高层建筑结构设计优化措施

来源：职称阁分类：建筑论文时间：2020-05-28 09:05热度：

　　建筑工程项目在建设时，建筑结构在其中具有非常重要的作用，必须要保证建筑结构自身的稳定性和安全性，才能够保证整个高层建筑的质量。本文针对现代高层建筑结构设计的优化进行分析，在保证结构设计方案能够有效落实的基础上，可以对建筑结构内各个参数进行准确的计算和分析，实现对结构设计的优化和完善。

现代高层建筑结构设计优化措施

　　关键词：现代高层;高层建筑;建筑结构;结构设计;优化措施

　　随着经济的不断快速发展，我国城市化进程的推进速度也在不断加快，对建筑物提出的建设要求越来越高。建筑行业虽然整体发展形势相对比较良好，但是由于当前我国土地资源已经处于非常紧张的状态，很多地区的土地资源已经逐渐呈现出供不应求的状态，对于现代建筑行业而言，为了能够有效应对这一客观因素带来的影响，逐渐将建筑建设方向的重点由多层建筑向高层建筑方面转变。高层建筑的兴起逐渐成为城市发展中非常重要的一部分，现代高层建筑在设计以及建造过程中，由于层数比较多，同时高度也比普通建筑物要高，所以必须要保证建筑物的结构具有非常良好的稳定性和安全性。这样不仅能够为高层建筑的质量提供保证，而且还能够减少对土地资源的大量消耗。

　　1现代高层建筑结构设计存在的问题分析

　　虽然目前建筑行业的整体发展形势相对比较良好，但是由于我国当前土地资源已逐渐表现出贫瘠状态，导致建筑用地已经逐渐呈现出供不应求的态势。面对土地逐渐稀缺这一客观因素的影响，建筑行业逐渐将发展的重点转移到高层建筑设计与建造方面，高层建筑与普通建筑相比，无论是在层数、高度等方面都有所差异，同时在结构以及地基基础等方面提出的建设质量要更高[1]。尤其是建筑物的结构设计是否具有安全性和稳定性，将会直接对建筑的整体质量产生影响。虽然高层建筑设计必须要保证建筑结构设计的合理性，但是在笔者通过对现代高层建筑结构设计现状进行分析时，仍然发现其中存在很多问题，导致建筑结构设计水平无法达到标准要求。

　　1.1建筑结构设计人才管理混乱

　　随着社会经济不断快速地发展，建筑行业的发展势头比较良好，同行业之间存在的相互竞争也比较激烈。但是与此同时，设计单位的设计人才管理水平不一，使得设计单位的设计水平具有非常明显的差异性，进一步的表现为设计师的个人职业素养和专业技术水平等，都存在着非常明显的层次上的不同，甚至部分设计人员根本就不是结构专业毕业的人员。

　　1.2建筑结构设计市场管理不规范

　　当前有很多设计单位之所以能够从重重竞争中脱颖而出，并不是该设计单位有多么好的资质或者是设计水平有多么的高，而是内部有关系，所以很多业务都是通过这种内部关系才能够实现。除此之外，笔者在深入到设计市场内进行调研和分析时发现：设计市场上的价格与国家制定的标准要求相比，要低很多。很多设计单位在激烈的竞争环境中，要想实现其自身经济效益的获得，大多数选择的是利用压低价的方式，这导致了整个设计市场的运作秩序被严重的扰乱[2]。同时，由于受到“关系户”的影响，导致很多资质和信誉度等都比较良好的设计单位正面临着被市场淘汰的危机。正是由于受到这一客观环境因素的影响，很多设计单位已经“自身难保”，而在结构设计优化方面想有所建树更是难上加难。导致这些问题出现的根本原因就是由于当前市场管理不够规范，从而存在很多“浑水摸鱼”的现象。

　　2现代高层建筑结构设计的优化措施

　　2.1现代高层建筑结构设计方案科学合理性选择

　　现代高层建筑结构在涉及以及具体建设过程中，结构的稳定性和安全性，将会直接对整个建筑物的质量产生影响，尤其是高层建筑的层数很多、高度较高，所以对结构的要求也比较高。图1是某地区28层的高层建筑立面图，在对现代高层建筑结构设计进行优化时，设计人员首先要做的一点就是要对建筑结构自身在使用过程中的性质进行深入的分析[3]。同时还要对其中各种不同的变量等因数进行掌握和了解，这样才能够从中找到符合实际要求的设计方法，比如当前比较常用的设计方法有直接优化方法和间接优化方法。在对设计方案进行制定和具体选择利用时，要想保证建筑结构设计方案的有效性和科学性，就必须要对其中各项因素、指标进行深入的分析。比如将材料的消耗量作为其中的关键点，在对该指标进行分析时，发现会直接对建筑结构构件的截面尺寸大小产生影响。也就是在实践中，必须要保证构件自身的截面尺寸能够通过力学分析等一系列措施和方法，从中得到准确有效的强度计算值以及对应的位移变形条件等。但是在与实际情况进行结合分析时，发现数学解析方法在其中的应用，无法将目标函数进行准确有效的表达，所以也无法通过极小值求解的方式，从中获取到最符合实际情况的建筑结构设计方案。针对这一问题，在对高层建筑结构进行设计优化时，一般会直接利用直接优化方法[4]。该方法在应用时，主要是指在经过一系列的测算和分析之后，能够达到目标值的基本要求，同时还能够实现目标函数最优值的选择和利用。通过这种方式在其中科学合理的落实，能够保证现代高层建筑结构设计得到优化和完善。

　　2.2现代高层建筑结构优化设计加强层合理性选择

　　高层建筑已经逐渐成为各大城市内非常重要的建筑群体，甚至部分高层建筑由于其外形的独特性，具有一定的标志性作用。高层建筑的质量与结构设计的稳定性和安全性具有非常密切的联系。但是由于现代高层建筑结构在设计以及建设过程中，要求越来越高，所以必须要对结构设计进行优化和完善，这样才能够保证结构的安全性和可靠性。在针对高层建筑结构的优化设计方案进行制定和分析时，对于其中的一些重点和关键部位，要保证设计方案的针对性。比如在对加强层进行设计优化时，一般加强层都会被设置在结构的中部或者是上部区域位置处，这样不仅能够实现对结构的有效控制，避免结构顶部出现侧向位移等问题，而且还能够对地震等作用力起到良好的缓解作用。所以在优化设计中，必须要意识到加强层设计优化的重要性，这样才能够保证整体结构的优化设计效果。

　　2.3现代高层建筑结构设计荷载取值合理性选择

　　现代高层最直接表现出来的特点就是层数多，单元重复性强，故一点点的荷载效应就会产生重复积累性的变化，从而导致结构整体的浪费，笔者曾经参与这样一个项目：一个接近百米的高层办公楼，因业主需要，设计单位需要在施工图阶段考虑夹层荷载，设计完成后业主因和之前的项目作出成本比较后，认为该高层办公楼建设成本过大，需要进行优化。经过拿到该项目的模型和施工图研究后，初步得到以下的判断：设计方采用的夹层荷载为考虑加建钢筋混凝土的楼板的荷载，而逐层递加累积，最终导致整个结构的荷载很大。优化建议：采用钢结构夹层荷载，楼面采用木地板做法，已达到减小荷载的目的。最终通过以减小荷载为目的的一系列的调整，成功地使整栋楼的造价得到了很好的控制。

　　3现代高层建筑结构的未来发展趋势

　　随着科学技术的不断进步和快速发展，高层建筑结构优化设计工作也在不断的完善，为了能够保证结构的设计质量，可以对一些先进的技术手段、材料等进行合理的引进和利用。其中高性能混凝土将会成为未来高层建筑结构设计过程中的首选，这种材料与传统混凝土材料相比，无论是强度或者是韧性都有所改善，同时还能实现结构自重的有效控制，为结构的安全性和稳定性提供保证。

　　4结束语

　　高层建筑已经逐渐成为现阶段以及未来建筑行业的主要发展趋势，为了保证建筑的质量，必须要保证结构设计的科学性和合理性。同时，在对结构设计优化方案进行制定和实施时，要对重点部位给予更多的关注，同时还要引进和利用一些先进的材料、技术，这样才能够保证现代高层建筑结构设计优化水平的有效提升。

　　参考文献

　　[1]李盛勇，吕坚锋，徐麟，等.高层建筑结构合理构成与高效率结构设计[J].建筑结构，2020，50(4)：1-7，24.

　　[2]马玲.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].建材与装饰，2019(36)：74-76.

　　[3]王海燕，王海骄.提高房屋建筑结构设计安全性的研究[J].工程建设与设计，2019(20)：18-19.

　　[4]李波.超高层建筑结构设计的关键问题分析[J].建材与装饰，2019(14)：121-122.

　　作者：刘威单位：桂林市建筑设计研究院

文章名称：现代高层建筑结构设计优化措施

文章地址：http://www.zhichengg.com/jzlw/15987.html

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