高层建筑钢筋混凝土结构优化设计

（广东 东莞 523000）

高层建筑钢筋混凝土结构优化设计

盛承财

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本文针对钢筋混凝土材质高层建筑中的结构优化问题进行了研究，提出几点结构优化设计方面的建议。

建筑结构；钢筋混凝土；优化

一、高层建筑钢筋混凝土结构的基础要求

高层建筑指高度超过一定水平的建筑物。其高度界定各国标准不一，我国高层建筑指超过十层的民用或其他用途建筑物。与低层建筑相比，高层建筑受力结构更复杂，需要考虑因素更多。首先，高层建筑建设完成在使用过程中需要承受来自建筑本身的纵向压力，即竖向荷载，同时还有风力对其造成的横向压力，即横向荷载。其次，高层建筑的外观应当符合相关标准，比如对于其高宽比有明确规定，只有当建筑高宽比达标时，才能全面综合的保障建筑的稳定性。最后，高层建筑应当对于各种自然、地质灾害有较强防御能力，因为大风、地震等灾害对高层建筑的危害远大于低层建筑。所以高层建筑的建设过程中，对建筑施工各方面，如混凝土质量、施工人员技术水平等要求较高。

需要注意的是在对高层建筑钢筋混凝土结构进行优化时，必须满足高层建筑结构的基础要求，在确保其安全性与稳定性的前提下进行。

二、如何优化高层建筑钢筋混凝土结构设计

（一）优化结构方案设计

结构方案的确定对于之后进行的结构计算以及施工图制作有极大的影响，简而言之，只有确定一种合理、科学的结构方案后，之后两步才能顺利、有序地进行。所以在对高层建筑钢筋混凝土结构开展优化设计的过程中应当充分重视这一部分的优化。具体可以采取的优化措施有三类，第一，在确定结构方案时，让结构工程师参与其中。建筑师需要做到的就是确保建筑的外形美观，而结构工程师需要做到就是确保建筑的结构安全。让两者同时参与到结构方案设计中能让两种思想融会贯通，最终产生安全与美观兼备的建筑结构方案。在进行结构设计时需要遵循的原则包括建筑外形的简洁、美观、规则以及对称，尽量保证建筑机构抗侧刚度中心与建筑平面形心、建筑质量中心三点重合，保证建筑立面形状规则、并且分布规则、均匀，避免让建筑外形上产生过多的外凸以及内凹。第二，使建筑拥有直接、简单的受力、传力途径。简洁的受力、传力途径能减少建筑在建设过程中结构构件的使用量，完成对建筑造价成本的控制。过于复杂的受力、传力结构需要用到更多用于转换力的结构构建，会造成建筑成本的大幅增加。第三，结构概念设计。目前全球建筑都面临着地震类地质危害等问题，在设计建筑结构时考虑建筑的抗震性能是十分必要的。结构概念设计是建筑结构工程师通过长时间的实践以及总结得出的经验，合理利用能保证建筑的实际抗震性能与预期抗震性能达到统一。

（二）优化建筑结构计算

随着计算机技术的不断发展，建筑结构计算这一项原本极为复杂的工作变得十分简便，显著降低了建筑结构设计师的工作难度，并且可以让结构设计师通过不断调整输入的数据在短时间完成大量的计算，从而得出最优的设计方案，对于提升我国建筑结构设计水平有极大的促进作用。但是结构设计师在使用计算机软件的时候需要注意：第一，在使用计算机软件进行结构计算时，需要将大量的数据、图形资料，在输入完成后，操作人员应当对各输入数据准确性的重要作用有正确认识，输入完成后进行全面的检查与核对，保证数据的准确性。第二，正确设置计算机计算参数。计算参数的设置对于计算结果起到了决定性的作用，在设置参数时需要考虑两方面的因素，工程造价与建筑安全，遵循的原则就是在保证建筑安全系数达标的情况下尽量减少建筑的结构造价成本。第三，不能过分依赖计算机软件，使用软件进行数据与计算后需要对其提供的计算结果进行判断。计算机的由于其系统的复杂性难免会发生故障，同时其要求在构建计算模型时需要对数据进行一定的简化，并且其中遵循的计算规则是对于建筑结构的最低要求，所以结构设计师应当结合自身实际工作经验，完成对其合理性、科学性的评判。

（三）优化建筑图纸制作

建筑施工图纸直接用于指导施工现场的施工过程，所以在其设计过程中应当遵循三项原则，这里重点讲解的是建筑的结构施工部分。首先，施工图纸面向的是施工现场，也就是说需要施工人员能对图纸有正确的理解，这就要求结构设计师在设计过程中需要规范地进行各类符号的标记，同时建筑施工图纸中的说明内容中不能包含可能产生歧义的内容，确保施工人员理解的准确性。其次，建筑结构设计施工前，结构设计人员应当与施工现场的技术人员以及施工人员进行技术交底，将施工中需要注意的部分详细地说明，并与施工技术人员进行协商，保证各项施工过程的可操作性。最后，结构施工尽量选用从业时间长，施工经验多的施工人员进行，保证施工质量，从而保证建筑的整体安全。

（四）合理选用各类施工材料

在钢筋混凝土结构中，最常使用的两种材料分别为钢筋与混凝土。以下针对这两方面进行了详细的说明。1、钢筋的选用。我国对于钢筋混凝土结构建筑中的钢筋型号有明确规定，要求在进行材料选用时要尽量使用HRB400、HRB500等普通热轧带肋钢筋，避免HRB355热轧带肋钢筋的使用。同时结构施工中通过高强钢筋的合理应用能有效减少建筑施工中需要付出的结构成本。2、混凝土的选用。混凝土工艺经过100多年的发展，在现代社会依然有极大的应用空间，究其原因就是其根据现代建筑的需求进行了大量的创新。在建筑结构施工中选用现代高强度混凝土能在保证建筑安全的情况下完成对建筑结构体积的缩小，并且此种混凝土还具有形变系数小，耐久度高的特点。实践经验表明，在进行建筑结构施工时选用高强度的材料能显著降低建筑成本，通常能节约15%左右的混凝土使用量。

结语

想要实现高层建筑钢筋混凝土结构的优化，需要从建筑结构的各方各面进行优化改进。建筑结构设计师在进行结构设计时需要对建筑的外形、功能以及安全各方面进行全面的考虑，实现建筑钢筋混凝土结构的优化设计，满足用户使用需求、减少建筑建设成本的同时确保建筑使用过程中的稳定性。

[1]赵腾，等.高层钢结构建筑施工技术研究的探析[J].城市建设理论研究，2013（14）.

[2]赵扬.钢筋混凝土框架-剪力墙结构优化设计[J].城市建设理论研究，2013（04）.

TU97 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

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