高層建筑鋼筋混凝土結構優化設計

（廣東 東莞 523000）

高層建筑鋼筋混凝土結構優化設計

盛承財

（廣東 東莞 523000）

本文針對鋼筋混凝土材質高層建筑中的結構優化問題進行了研究，提出幾點結構優化設計方面的建議。

建筑結構；鋼筋混凝土；優化

一、高層建筑鋼筋混凝土結構的基礎要求

高層建筑指高度超過一定水平的建筑物。其高度界定各國標準不一，我國高層建筑指超過十層的民用或其他用途建筑物。與低層建筑相比，高層建筑受力結構更復雜，需要考慮因素更多。首先，高層建筑建設完成在使用過程中需要承受來自建筑本身的縱向壓力，即豎向荷載，同時還有風力對其造成的橫向壓力，即橫向荷載。其次，高層建筑的外觀應當符合相關標準，比如對于其高寬比有明確規定，只有當建筑高寬比達標時，才能全面綜合的保障建筑的穩定性。最后，高層建筑應當對于各種自然、地質災害有較強防御能力，因為大風、地震等災害對高層建筑的危害遠大于低層建筑。所以高層建筑的建設過程中，對建筑施工各方面，如混凝土質量、施工人員技術水平等要求較高。

需要注意的是在對高層建筑鋼筋混凝土結構進行優化時，必須滿足高層建筑結構的基礎要求，在確保其安全性與穩定性的前提下進行。

二、如何優化高層建筑鋼筋混凝土結構設計

（一）優化結構方案設計

結構方案的確定對于之后進行的結構計算以及施工圖制作有極大的影響，簡而言之，只有確定一種合理、科學的結構方案后，之后兩步才能順利、有序地進行。所以在對高層建筑鋼筋混凝土結構開展優化設計的過程中應當充分重視這一部分的優化。具體可以采取的優化措施有三類，第一，在確定結構方案時，讓結構工程師參與其中。建筑師需要做到的就是確保建筑的外形美觀，而結構工程師需要做到就是確保建筑的結構安全。讓兩者同時參與到結構方案設計中能讓兩種思想融會貫通，最終產生安全與美觀兼備的建筑結構方案。在進行結構設計時需要遵循的原則包括建筑外形的簡潔、美觀、規則以及對稱，盡量保證建筑機構抗側剛度中心與建筑平面形心、建筑質量中心三點重合，保證建筑立面形狀規則、并且分布規則、均勻，避免讓建筑外形上產生過多的外凸以及內凹。第二，使建筑擁有直接、簡單的受力、傳力途徑。簡潔的受力、傳力途徑能減少建筑在建設過程中結構構件的使用量，完成對建筑造價成本的控制。過于復雜的受力、傳力結構需要用到更多用于轉換力的結構構建，會造成建筑成本的大幅增加。第三，結構概念設計。目前全球建筑都面臨著地震類地質危害等問題，在設計建筑結構時考慮建筑的抗震性能是十分必要的。結構概念設計是建筑結構工程師通過長時間的實踐以及總結得出的經驗，合理利用能保證建筑的實際抗震性能與預期抗震性能達到統一。

（二）優化建筑結構計算

隨著計算機技術的不斷發展，建筑結構計算這一項原本極為復雜的工作變得十分簡便，顯著降低了建筑結構設計師的工作難度，并且可以讓結構設計師通過不斷調整輸入的數據在短時間完成大量的計算，從而得出最優的設計方案，對于提升我國建筑結構設計水平有極大的促進作用。但是結構設計師在使用計算機軟件的時候需要注意：第一，在使用計算機軟件進行結構計算時，需要將大量的數據、圖形資料，在輸入完成后，操作人員應當對各輸入數據準確性的重要作用有正確認識，輸入完成后進行全面的檢查與核對，保證數據的準確性。第二，正確設置計算機計算參數。計算參數的設置對于計算結果起到了決定性的作用，在設置參數時需要考慮兩方面的因素，工程造價與建筑安全，遵循的原則就是在保證建筑安全系數達標的情況下盡量減少建筑的結構造價成本。第三，不能過分依賴計算機軟件，使用軟件進行數據與計算后需要對其提供的計算結果進行判斷。計算機的由于其系統的復雜性難免會發生故障，同時其要求在構建計算模型時需要對數據進行一定的簡化，并且其中遵循的計算規則是對于建筑結構的最低要求，所以結構設計師應當結合自身實際工作經驗，完成對其合理性、科學性的評判。

（三）優化建筑圖紙制作

建筑施工圖紙直接用于指導施工現場的施工過程，所以在其設計過程中應當遵循三項原則，這里重點講解的是建筑的結構施工部分。首先，施工圖紙面向的是施工現場，也就是說需要施工人員能對圖紙有正確的理解，這就要求結構設計師在設計過程中需要規范地進行各類符號的標記，同時建筑施工圖紙中的說明內容中不能包含可能產生歧義的內容，確保施工人員理解的準確性。其次，建筑結構設計施工前，結構設計人員應當與施工現場的技術人員以及施工人員進行技術交底，將施工中需要注意的部分詳細地說明，并與施工技術人員進行協商，保證各項施工過程的可操作性。最后，結構施工盡量選用從業時間長，施工經驗多的施工人員進行，保證施工質量，從而保證建筑的整體安全。

（四）合理選用各類施工材料

在鋼筋混凝土結構中，最常使用的兩種材料分別為鋼筋與混凝土。以下針對這兩方面進行了詳細的說明。1、鋼筋的選用。我國對于鋼筋混凝土結構建筑中的鋼筋型號有明確規定，要求在進行材料選用時要盡量使用HRB400、HRB500等普通熱軋帶肋鋼筋，避免HRB355熱軋帶肋鋼筋的使用。同時結構施工中通過高強鋼筋的合理應用能有效減少建筑施工中需要付出的結構成本。2、混凝土的選用。混凝土工藝經過100多年的發展，在現代社會依然有極大的應用空間，究其原因就是其根據現代建筑的需求進行了大量的創新。在建筑結構施工中選用現代高強度混凝土能在保證建筑安全的情況下完成對建筑結構體積的縮小，并且此種混凝土還具有形變系數小，耐久度高的特點。實踐經驗表明，在進行建筑結構施工時選用高強度的材料能顯著降低建筑成本，通常能節約15%左右的混凝土使用量。

結語

想要實現高層建筑鋼筋混凝土結構的優化，需要從建筑結構的各方各面進行優化改進。建筑結構設計師在進行結構設計時需要對建筑的外形、功能以及安全各方面進行全面的考慮，實現建筑鋼筋混凝土結構的優化設計，滿足用戶使用需求、減少建筑建設成本的同時確保建筑使用過程中的穩定性。

[1]趙騰，等.高層鋼結構建筑施工技術研究的探析[J].城市建設理論研究，2013（14）.

[2]趙揚.鋼筋混凝土框架-剪力墻結構優化設計[J].城市建設理論研究，2013（04）.

TU97 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：A

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