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摘要：随着高层建筑规模的不断扩大和投资的不断增加，结构选型作为建筑结构方案设计的重要环节，对建筑功能、工程造价、社会效益等都将产生影响，正确处理高层建筑结构选型及结构优化设计问题，对高层建筑设计、施工、使用、维护等有重要意义。文章结合某工程的实例，通过分析结构选型和结构优化的重要性，解读结构选型的关键，选取适宜的结构优化方案，旨在为高层建筑保证安全度降低造价提供依据。
关键词：高层建筑；结构选型；结构优化；设计
1高层住宅建筑结构的选型
高层住宅建筑的结构体系和选型方式直接决定了建筑结构在建设过程中的施工难度和建成使用后的经济效益。高层住宅建筑结构体系是指建筑物的主体结构能抵抗竖向和水平向荷载和各种力的作用而保持结构的稳定性。住宅建筑由于其用途的特殊性，结构需要以安全性、舒适性为重点进行设计。使结构体系受力明确，传力直接，有利于抗震，以此实现建筑物的整体结构安全。但随着建筑物高度的增加，由于随高度变化的风荷载和水平地震力的作用而产生的横向荷载会显著大于其纵向抗侧力构件刚度的增长速率。为此，就需要有针对性的对结构中抗侧力体系进行加强。使横向力能够有效传递竖向构件并向下传递到基础。
一般来说，高层住宅结构体系根据抗侧力体系进行分类，主要包括框架、剪力墙、框-剪、框架核心筒、筒中筒等多种形式。也有一些复杂的结构形式由以上基本形式组合的连体、悬挑、带加强层的复杂结构形式也在近年的高层住宅建筑当中频繁出现。目前城市高层住宅建筑中最常见的结构是钢筋混凝土、钢和二者的混合结构这三种形式。在高层建筑住宅的选型阶段，应根据高层建筑安全经济运行所需要的结构基础和造价预算，以及工程施工的工期长短来选择最适宜的结构体系类型。还需要注意结构体系的选择，以适应建筑理念的可持续发展，并达到国家消防建筑体系的标准，消防安全是设计和选择的指导因素。
2优化设计的原则
2.1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。
2.2功能性
房屋建筑的功能性可通过优化构件的平面布置，满足大空间的整体效果，控制梁高保证净高要求等措施来体现，建筑的功能和居住舒适度是优化设计的重要原则，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，才能发挥它的实际价值。在优化过程中，需要注意的是不能一味追求建筑的使用功能去取消承重梁及重要部位的竖向构件，避免产生安全隐患。
2.3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。
3建筑结构的优化设计
3.1 结合建筑类型进行优化
汶川地震震害结果表明，对于教育类项目，如中小学，由于使用功能要求，相比其它建筑，教学楼竖向结构体系相对较弱，强度和刚度不足，并且建筑体型不对称，致使建筑在地震中易倾倒。因此教育类项目，应在建筑侧边及楼梯间布置剪力墙，以增强建筑结构的整体性与稳定性，使其具有良好的工作性能。
针对文化体育类项目，例如图书馆、博物馆，根据其典藏书籍及文物的特点，其荷载大，使用空间大，平面不规则，在结构进行平面布置时不必按照传统9m模数布置，某项目案列按12m模数优化柱网后，结构截面变化不大，但能更好满足建筑使用功能需求。
3.2 结合建筑总高度进行优化
在某超高层中，通过对比分析钢骨砼柱—砼梁与钢管砼柱—钢梁，钢梁组合楼盖可有效降低梁柱截面，满足建筑使用净高要求，且中庭洞口各层交错布置，采用钢梁组合楼盖解决了传统支模难题；可有效控制塔楼标准层室内梁高，内部净高高出150～200mm；绝大部分构件都在工厂加工完成，最大化地提高建筑产品工业化水平，大大减少施工现场建筑垃圾；施工工期大大缩短。
3.3 结合建筑荷载进行优化
越来越多的企业在项目建设过程中承受着巨额成本的压力,地下室优化的必要性不容忽视。在满足安全和建筑功能、效果的前提下，充分考虑覆土、消防车、人防等荷载，再进行平面布置，并进行多方案比选，项目实例表明，在常规8.5m×8.5m柱网情况下，荷载越大，采用大板结构，建筑物含钢量最低，最经济。在结构优化过程中应多方面考虑，对建筑安全、美观、经济等全面比较，以实现项目效益最大化。
3.4 剪力墙结构优化理论在实际工程中运用
（1）在进行结构计算时，应通过软件分析，满足最大层间位移、周期比、位移比、轴压比等各项指标确要求。
（2）通过适当的缩减剪力墙的长度，减轻自重，增加高层建筑内部使用空间。
（3）剪力墙的肢截面控制，在具体的控制中，需要保障肢截面以简单、规则为基准，具体的门窗洞口，同样需要设计整齐成列，并形成明确的墙肢与连梁，进而使得应力可以的合理的分布，提升高层建筑的整体安全性和稳定性。
（4）剪力墙过长的部分，采用的开设洞口的方式，完成对剪力墙的均分，再由刚度较小的连梁对他们进行连接，避免剪力墙出现的脆性剪切破坏，影响高层建筑的整体质量和安全。
（5）剪力墙应自上而下的连续性布置，减少高层建筑出现刚度突变的情况，保障剪力墙的连续性。设计过程中适当对剪力墙的厚度和混凝土强度进行调整，满足轴压比的要求。
（6）对窗口梁和阳台梁等截面进行调整，完成对结构刚度及位移的微整，使结构布置更合理。针对高层建筑的结构选型设计的基本情况，可完成高层建筑的结构优化，从而使得高层建筑的空间效果、结构性能和高层建筑的整体综合效益等均可得到改善，在保障高层建筑基本功能的基础上，提升高层建筑的稳定性和安全性。
结束语：
综上所述，当前城市化进程的不断加快，使得高层建筑的规模和数量在不断持续扩展中，而在高层建筑的结构选型设计以及结构优化设计方面，我国还比较欠缺理论以及方法上的有效应用，但随着高层建筑的快速发展，已经有来自各界的学者和专家对其予以重视。高层建筑行业的结构选型不仅重要，而且是一项相对复杂的工作，其涉及到的工作存在很多不确定性及综合性。所以，这就要求必须在高层建筑的结构选型设计的过程中，更加注重智能型方法的优化与完善。
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