高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计1.docx

高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
摘要：正确处理高层建筑的结构选型和优化设计，对高层建筑的设计、施工、使用和维护具有重要意义。本文结合工程实例，分析了结构选型和优化的重要性，阐述了结构选型的关键，选择了合适的结构优化方案，旨在为提高高层建筑的安全性、降低成本提供依据。
关键词：高层建筑；结构选型；结构优化；设计
引言：城市化建设进程不断深化，土地利用紧张的局面越来越严重，高层建筑逐渐成为未来城市建设项目的主要建筑形式。随着材料水平的提高，建筑物的要求标准也在增加，包括功能和类型。在这种情况下，建筑成本将继续上升。在高层建筑的结构选择设计中，安全是最关键的设计因素。同时，在市场经济体制的环境下，建筑企业必须具备一定的竞争力才能生存和发展。因此，在考虑安全性的基础上，我们还必须考虑高层建筑的经济性。此外，建筑物的风压值，土壤条件，层数和功能要求对结构选择有一定的影响。
一、优化设计的原则
1、安全性
结构优化设计不仅可以降低工程投入，节约建设成本，更重要的是可以保证结构的安全性能。如果仅以节约资金投入作为结构优化的判别依据，而不考虑结构的安全性，那么结构的优化将无任何价值和作用，并且不能保证结构安全的优化设计也是行不通的，因此，安全性是设计人员结构优化的根本原则和基础条件。
2、功能性
房屋建筑的功能性可通过优化设计体现，在优化过程中，不能以除去建筑物内部承压梁的形式提升空间范围，房屋建筑的功能和居住环境的舒适度是优化设计的重要原则，尤其是在目前的经济条件下，对房屋设计进行选择时，消费者有更加具体的功能性要求，只有在满足房屋功能性要求的条件下，建筑结构才能发挥它的实际价值和作用。
3、经济性
对建筑材料的优化使用是房屋设计经济性原则的主要方法，建筑施工是一个涉及多个领域的综合性大型工程，并且随着经济水平的快速发展，各个方面，如钢筋、混凝土、水泥、砌体等都需要投入大量的资金，进行工程建设时，各个分支的资金使用十分有限，这就要求在保证安全性的条件下，遵循经济性原则，通过节能材料的合理选择严格控制建筑成本，合理安排施工流程，减少不必要的成本投入。
二、高层建筑结构选型设计
1、高层建筑结构类型分析
高层建筑结构的选择决定了高层建筑的整体安全性和可靠性，几种常见的结构类型可分为框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。①框架结构主要是由梁柱、楼板等部分组成，根据建筑功能的需求，完成对平面框架的布置。框架结构造价低，但在水平荷载影响下变形较大，抗震效果不佳；②框架-剪力墙结构，在高层建筑中，剪力墙主要布置在电梯室内，通过核心筒承受水平荷载，抗震能力强，整体稳定性高。但框架-剪力墙结构容易受平面布置的限制，出现质心和刚心不重合的现象，结构扭转过大，可能会出现的安全隐患；③剪力墙结构具有较强的竖向和水平承载能力，对高层建筑的整体刚到和稳定性具有显著的提升效果，重点在于剪力墙的布置及自重的控制；④筒体结构，在电梯间及建筑外围布置剪力墙，形成筒体，该结构具有更高的刚度。
2、高层建筑结构选型的影响因素
除了建筑需求的影响外，高层建筑结构选型的主要因素可归纳为：①环境条件，主要包括设防烈度、场地条件、基本风压等；②建筑方