高层住宅结构设计优化措施

贾晓飞

摘要：当前形势下，由于我国经济的发展，建筑市场的不断发展以及人们生活质量水平的不断提升，使得对于建筑工程的要求越来越高。如何设计出经济合理可靠的高层住宅建筑结构，是设计人员要面对的问题。而掌握高层住宅建筑结构设计要点，正确合理地处理结构设计时所出现的问题，是结构设计人员必须具备的一项基本素质。因此，在进行建筑结构的设计的时候，加强对于建筑结构的设计是非常重要的。由于城市进程的不断加快，在进行建筑的时候，加强对于建筑结构设计，是建筑中最重要的一部分。笔者主要针对于高层住宅结构设计中的现状及优化进行详细的探究。

关键词：高层住宅;结构设计;优化

前言

在建筑工程中建筑结构设计是非常重要的，它除对建筑物性能有着重要影响之外还对建筑工程具体施工方案，整个工程的经济利益产生重要的作用。与此同时，对于每个基本构件，设计人员也要细致重视，设计工作也要结合实际中的工程所需，从而使工程图纸可以很好的为整个工程服务，实现其应有的价值。

一、建筑结构设计的内容

在进行建筑工程的设计的时候，加强对于建筑结构的设计是非常重要的。建筑结构设计主要就是对于建筑的结构进行设计、对于暖气以及通风的设计、电气以及给排水的设计。要想使建筑达到标准的要求，就需要保证建筑设计的每一个环节都需要满足人们对于建筑提出的要求及其自身所具有的科学合理性。只有这样才能够保证建筑的整体水平达到相关的建筑要求。建筑结构设计时，为了使建筑能够更加具有科学性，就需要对于建筑结构中构件的承载力的极限以及正常使用中产生的极限进行详细的计算，保证其符合相关的设计标准。另外，对于建筑结构设计来说，会因为有多种效应同时作用在结构上，这就要求结构设计人员，对于结构进行详细的计算分析，将建筑中的各种不利的因素进行详细的考虑。另外，在进行设计的时候，还要求设计者根据实际的情况，进行建筑抗震设计。

二、高层住宅结构设计的现状和存在的问题

城市化进程的不断加快，造成城市的住房紧张，房价一路高升，迫使住宅由多层向高层发展，出现了钢筋混凝土框架结构的高层住宅。高层住宅建设经过几十年的快速发展，研制出了高强度的建筑材料，完善了抗震结构体系，创立了新的设计理论，尤其是计算机在结构设计中的应用，为高层建筑的安全设计提供了有力支持。

1） 高层住宅结构的现状。在高层住宅的建设过程中，逐渐形成了框架剪力墙结构或框架简体结构和巨型结构。钢则是这种结构理想的建设材料，因为钢结构具有强度高、抗震性好的优点。但是全钢的结构造价高、耐火性差，这样造价低、承载力强、材料丰富的钢筋混凝土结构便应运而生，加之合理的结构设计，增强了建筑的抗震性能。当然，钢筋混凝土结构也存在着自重大、构件断面尺度大的问题。因此需根据钢和混凝土的特点，设计出更好的结构形式，以获得合理的经济效益和精良的技术。

2） 高层住宅结构设计中存在的问题。工程质量的好坏，尤其是住宅建筑的质量优劣直接影响人们的生命安全。结构的设计对于建筑的安全、经济来说至关重要。但在结构设计中还存在着一系列概念、方法上的差错，这些差错有的是没有理解设计方法;有的是设计人员不顾实际情况盲目套用别人的设计结果;有的则是没能建立正确的设计结果的验证体系。所以为保证建筑的质量，必须加强设计人员管理和提升设计结果的验收标准。

三、高层住宅结构设计优化及抗震结构优化的措施

伴随着房地产业的发展，与之相关的建材和建筑工艺也获得飞速发展，人们对住宅的安全性和审美性提出了更高的要求，目前随着高层住宅的发展，结构的抗震性成为设计的重要内容。下面对高层住宅的绿色环保和抗震性等方面进行分析以实现结构设计的优化。

1） 高层住宅结构设计优化存在的问题及原因。结构设计的优化通过将有限分析技术和优化技术相结合，实现了对结构尺寸和形状的控制。但在具体的应用中仍存在着结构优化与理论不一致的问题，原因主要有 ： 目前高层住宅建设没有明确规定要使用优化设计;建筑的设计和管理体制使设计人员缺乏对结构进行优化设计的动力;传统的结构设计优化方法无法实现离散变量优化，因为建筑尺寸的大小、型钢的型号变化都不是有规律的，不合理的分析反而会使工程的计算量急剧增加。

2） 高层住宅结构优化设计的理念。随着全球气候变暖、环境污染、生态破坏等问题的出现，“绿色建筑”应运而生。“绿色建筑”是人类实现与自然和谐共处，享受高效、舒适生活空间的有效途径，还可以实现资源节约，环境保护。它是在最大限度地保护生态平衡的基础上，充分利用自然资源进行建造的建筑，所以又称为生态建筑、节能环保建筑。经过结构设计的优化，建筑结构降低了对钢筋、混凝土等资源的使用量。这样既保护了环境又实现了资源的充分利用。

3） 高层住宅抗震结构设计的原则。合理的结构形式对于增强高层住宅的抗震性有着重要作用，因为建筑物的结构会随着地震的发生而改变。要做到建筑结构具有很强的抗震性能，需要高层住宅的设计人员根据建筑类型和地震的级别选择不同的结构类型。所以在对高层住宅的结构进行抗震设计时，首先应综合考虑建筑的性能，如 ： 稳定性、承载能力、延性、刚性，对于建筑的结构比较薄弱的部位应加强抗震措施。同时在进行抗震设计时，应设多重防线，从而使高层住宅形成完整的抗震体系，达到良好的抗震效果。并且在处理建筑的结构关系时，应该有足够的韧性，从而提高建筑的抗震能力和延性。

四、结语

目前，由于我國社会经济的发展，高层住宅越来越多的出现在人们的视野及生活中，高层住宅作为社会经济发展的产物，其建设要求既安全环保又效益显著。这样住宅结构的设计不仅要缩短设计周期，充分利用建筑材料的性能，还应把握高层住宅结构设计中存在的问题，对住宅结构的设计进行优化，加强结构的抗震性能，以改善人们的生活环境，减轻城市发展的压力。

参考文献：

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[2]于连政. 高层住宅剪力墙结构方案设计及工程应用[D].  2019.

[3]文涛， 陈思杭， 韦康. 试析高层住宅建筑结构抗震的优化设计[J]. 建筑工程技术与设计， 2018， 000（015）：858，892.

（作者单位：河北建筑工程学校）