高层住宅建筑结构设计优化

摘要：高层建筑结构设计是一项复杂的系统工程，设计人员不仅要研究建筑地基、 基础及上部结构的共同作用，还应与其他各专业密切配合、 协调，确保计算的可操作性和准确性，实现经济、安全的结构方案，最终达到优化设计之目的。本文介绍了高层住宅建筑结构设计的基本要求，分析了高层建筑结构优化设计中存在的问题，提出了高层住宅建筑结构的优化设计措施。

关键词：高层住宅 建筑结构设计 优化

Abstract：The high-rise building structure design is a complicated system engineering, design personnel not only to the construction of foundation, foundation and the upper structure of common effect, still should be closely cooperate with each other and professional, coordination, ensure that the calculation of the operability and accuracy, to realize the economic, security structure scheme, and finally reach the purpose of optimization design. This paper introduces the structure of the high-rise residential buildings design basic requirements, analyzes the structure optimization design of high-rise building some existing problems and puts forward the structure of the high-rise residential buildings design optimization measures.

Keywords: high-rise residential buildings structure optimization design

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：

高层建筑是随着社会经济的发展和人们生活的需要而发展起来的，建筑技术的进步，轻质高强材料的出现以及机械化、电气化、计算机在建筑工程中的应用，又为高层建筑的发展提供了物质和技术基础。高层建筑结构设计是一项复杂的系统工程，设计人员不仅要研究建筑地基、 基础及上部结构的共同作用，还应与其他各专业密切配合、 协调，确保计算的可操作性和准确性，实现经济、安全的结构方案，最终达到优化设计之目的。

一、高层住宅建筑结构设计的基本要求

1、 满足安全性和耐久性要求。住宅作为商品有其自身的特点， 使用寿命长、一次性投入大且在使用有效期限内一旦破坏会造成极大的人员伤亡和经济损失，即使较小的损伤也会造成较大的损失和恶劣的社会影响。因此， 结构安全性和耐久性是住宅结构设计的最基本的要求。结构体系的选择， 材料的选用，都应该有利于抗风抗震， 同时需采取符合规范的有效构造措施减少由于耐久性造成的结构损伤，使得建筑物在使用寿命期间发挥最大的经济社会效益。

2、满足舒适性要求。住宅建筑设计应该为住户起居的舒适性要求提供条件， 例如， 多种户型， 灵活分隔室内空间， 人居的热、光、声的环境等要求， 为此结构设计应较好地配合建筑和机电专业， 尽可能在居住空间中避免露柱露梁的压抑感和采用隔音较差的分隔墙材料， 使室内简洁明快， 隔声较好，给居住者创造一个幽静舒适的环境。结构方案中还应考虑住户日后改变分隔空间的可能性， 当采用剪力墙结构时， 宜采用大开间布置。结构设计中在满足结构安全的前提下还应赋予结构构件足够的刚度以满足舒适性的要求。

3、 满足经济性要求。随着城市土地成本、人力成本及材料成本的不断上涨，住宅作为商品， 开发商的利润空间越来越小， 土地成本作为固定成本一旦投入不可改变，只能通过减少材料和人力的投入来减少工程的造价；另一方面购房者则要求房屋设计布局好， 外观美， 房价适中， 质量上乘。因此， 结构设计应根据房屋的建筑场地、建筑平立面、层数多少、 户型布局等各种条件，在满足安全性、耐久性和舒适性要求的前提下设计出最为经济的建筑结构。首先，基础作为整个结构的根基，投入占整个结构的3成以上，应综合考虑排水、施工、安全等各方面因素选用适合现有场地的基础形式，减少投入；其次，上部结构应根据层数、户型、建筑物高度等选用合理的结构体系及合理的结构布局，使结构构件在保有一定的安全赘余度前提下能发挥最大的受力性能，最终减少投入。

二、 高层建筑结构优化设计中存在的问题

1、只重视构件截面尺寸的优化，即在给定结构的几何形状和材料的情况下，求出满足计算结果的最优构件截面，而忽视合理结构形式及结构布置对构件截面的影响。研究表明，合理结构形式优化比构件截面优化能取得更好的经济效益。 单纯的截面优化只能使得局部结构设计满足实际使用状况的要求。设计人员较普遍地认为结构计算有比较成熟的计算机软件进行分析计算，构件截面只要通过计算结果满足规范即可。结构在荷载工况下特别是地震作用下工作时，结构形式对整个结构的地震反应有极大的影响，要综合考虑上部结构刚度、场地类别等各种因素才能使建筑物满足抗震规范要求，也只有在保证满足抗震规范这个前提下构件的截面设计才有意义。

2、优化的目标还不能完全符合工程的需要。 由于实际结构问题往往十分复杂，存在设计变量多、条件繁、受建筑功能限制较大等难点，多种因素甚至不确定性因素使得结构设计只能得到相对经济的设计结果。目前尚没有实用的高层建筑优化分析软件，能够人为输入设计条件自动完成结构设计并且得到最优结果。 很多高层建筑设计项目，结构方案和布置还是比较合理的，其构件截面也是同类型结构中常用的尺寸，但是计算分析后还存在某些薄弱环节，为了改善这种受力状况，只有通过概念设计采取合理的结构措施消除薄弱环节的危害性，仅增大构件截面不仅不能得到明显改善，反而可能会徒增耗材量。

转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/jianzhushejilw/5359.html