［摘要］在我國現(xiàn)代化城市的快速發(fā)展中，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市的重要標(biāo)志。它代表了城市的發(fā)展水平和進(jìn)步的標(biāo)志。隨著城市高層項目的增多以及建筑體系的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，所以就給結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員帶來了困難。怎樣設(shè)計出經(jīng)濟(jì)合理且安全性高的高層建筑，是設(shè)計工作人員要面臨的問題。
［關(guān)鍵詞］高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化方法
目前，我國各個行業(yè)對于建筑房屋的要求越來越高，能夠?qū)τ邢蘅臻g和資源合理分配，對建筑材料和建筑設(shè)備合理應(yīng)用，打造出安全和舒適以及美觀的建筑房屋是符合現(xiàn)代化高層建筑房屋的基本要求。
1高層建筑結(jié)構(gòu)具有的特點
相對于低層建筑，高層樓房具有較強的柔韌性，這種特點使高層建筑在遇到地震的時候容易因為結(jié)構(gòu)變形而產(chǎn)生危險。所以要想讓高層建筑結(jié)構(gòu)具有延性，那么在建造的時候，需要采取一些措施。
1.1軸向變形
軸向變形在高層建筑中非常重要，在高層建筑提升高度時，豎著的荷載會增加，會使高層建筑中的中柱體出現(xiàn)軸向變形，導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的梁上彎矩受到影響，從而影響高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以在建筑設(shè)計中要對予重視。
1.2側(cè)移
在高層建筑增加高度時，會使荷載的側(cè)向變形增大，所以高層建筑中也要對側(cè)移合理設(shè)計。
1.3水平荷載
在高層建筑結(jié)構(gòu)中水平荷載起決定性意義。在設(shè)計中起最關(guān)鍵的作用。在結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，水平荷載結(jié)構(gòu)具有的軸力與建筑高度和體積都增加的情況下，要對水平荷載要給予重視，更好的維護(hù)高層建筑的穩(wěn)定性。
2目前在高層建筑結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題
2.1在結(jié)構(gòu)設(shè)計中對建造地基沒有重視
在建筑高層房屋時，沒有對建地基重視起來，所以造成建筑的安全性和結(jié)實性出現(xiàn)情況，沒有在施工前，對區(qū)域的地理情況進(jìn)行考察，沒有認(rèn)真查一下有關(guān)資料，工作人員只憑經(jīng)驗來制定施工方案，造成了建筑存在安全隱患。
2.2對高層建筑結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)行合理設(shè)制
有一些建筑設(shè)計人員只注重高層建筑的外觀，而忽略了對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和合理性。要讓高層建筑達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)，需要考慮到方方面面，從整個結(jié)構(gòu)設(shè)計來考慮，像對于強風(fēng)和地震，需要做好預(yù)防措施。
2.3高層建筑結(jié)構(gòu)布局不夠鮮明
建筑設(shè)計人員應(yīng)在施工前，應(yīng)對街道的尺度做考察，通過測量得出數(shù)據(jù)，然后再對高層建筑尺度進(jìn)行設(shè)計。應(yīng)做到街道與高層建筑融洽和和諧。能夠做到不破壞全景的整體美和車輛以及行人的出行暢通。
2.4高層建筑結(jié)構(gòu)的高度設(shè)制的不合理
有些開發(fā)商不按照結(jié)構(gòu)的規(guī)格隨意的對建筑物增高。由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有多樣化的特點，每個地方和每個地方的地質(zhì)結(jié)構(gòu)都不同，如果給不適合增高的建筑物濫意增高，不光違反了規(guī)定還會對群眾帶來生命安全隱患。
3對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行的優(yōu)化策略
3.1對高層建筑的抗震性進(jìn)行優(yōu)化
要確保高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計每個位置的剛度都能夠均勻?qū)ΨQ。平面形狀要做到簡單和規(guī)范。這樣才能方便計算地震應(yīng)力。對地震應(yīng)力扭轉(zhuǎn)和集中的位置進(jìn)行處理，在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，最好把剛度的中心點和地震力中心點設(shè)計到一處。一般情況下，外力作用垂直建筑物要比偏心距的邊長5%大。高層建筑物具有體積大噸位的特點。假如抗震效果差，那么出現(xiàn)震動因素，就會造成危險和損失，所以要對抗震性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
3.2框架和筒體的設(shè)計
將梁和柱進(jìn)行合理結(jié)合，建筑的整體框架就能被構(gòu)建出來，在構(gòu)建框架結(jié)構(gòu)需要注意要對位移和剪力墻的內(nèi)力進(jìn)行測量，使用連梁連續(xù)化假定法，將剪力墻和框架水平位移，再計算參數(shù)求出結(jié)果，在對實腹筒、框筒和欣筒要根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，采取不同的計算方式，目前計算方式有三種，等效連續(xù)化方法和等效離散化方法以及三維空間分析。
3.3剪力墻的優(yōu)化設(shè)計
剪力墻是建筑物中可以抵抗風(fēng)荷載和地震作用引起水平荷載的墻體。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要。為使剪力墻設(shè)計達(dá)到更加合理和科學(xué)，可以對各種不同建筑結(jié)構(gòu)中的剪力墻承載性進(jìn)行分析，進(jìn)行對應(yīng)的設(shè)計，無論哪種建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻都必須嚴(yán)格根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計和所需標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。避免造成剪力墻性能與建筑工程不相符，對自然災(zāi)害來臨起不到保護(hù)作用。
3.4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程造價的關(guān)系優(yōu)化
設(shè)計方案對工程的投資具有影響，設(shè)計費只相當(dāng)于建筑工程全部費用的1%，但對投資的影響率卻高達(dá)75%以上。所以對建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇和建筑材料的選用非常重要，而且設(shè)計方案對使用階段的經(jīng)常性費用也有影響，所以需要設(shè)計人員對這些情況進(jìn)行整合，使項目建設(shè)的造價成本降低。
3.5合理選用施工材料
3.5.1采用具有高強度的鋼筋
在符合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計承載性的要求上，選擇成本低的鋼筋，這樣達(dá)到降低成本的目的，但是要重視對鋼筋種類的選擇。新111級鋼筋是目前市場上廣泛推廣和使用的新型鋼筋，它具有比普通鋼筋強度高、價格低的特點。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，用高強度的HRB500級鋼筋比強度低的HRB335級鋼筋，節(jié)約的鋼材達(dá)到15%，這是降低鋼筋成本最好的措施。HR500級鋼筋在強度、延性和耐高溫、低溫性能、抗震和疲勞性能有很大的提高，可以用于高層和超高層建筑等標(biāo)準(zhǔn)工程。3.5.2混凝土的選擇在現(xiàn)代建筑業(yè)的要求下，混凝土有了大的改進(jìn)。在建筑結(jié)構(gòu)施工中，應(yīng)該選擇強度高的混凝土，并且還應(yīng)該具有體積小、形變系數(shù)小和耐久度高的特性。如水泥應(yīng)該去正規(guī)廠家選用，必須要有水泥出廠合格證和進(jìn)場實驗報告，要對水泥的質(zhì)量進(jìn)行檢測，在施工過程中統(tǒng)一使用同一家水泥，不可以隨意在中途調(diào)換，影響施工質(zhì)量。一些摻合料和外加劑要嚴(yán)格準(zhǔn)確的進(jìn)行科學(xué)配比再使用。
4總結(jié)
高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項專業(yè)性極高的工作，需要有專業(yè)的知識作為保障，設(shè)計人員要綜合考慮高層建筑的各種結(jié)構(gòu)性能，選擇綜合效益最強的設(shè)計方案。在保證建筑的安全和質(zhì)量的前提下，設(shè)計者要敢于創(chuàng)新，設(shè)計出更好的路線，應(yīng)用現(xiàn)代的設(shè)施工具，實現(xiàn)高層建筑的設(shè)計目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]康新杰.某高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D].導(dǎo)師：李彥蒼；吳春發(fā).河北工程大學(xué)，2017.
[2]吳根寧.淺談某高層住宅樓結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化[J].建材與裝飾，2016，（02）：119-120.
[3]劉魁玉.高層剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研究[D].導(dǎo)師：王瓊梅.成都理工大學(xué)，2015.
