高層建筑結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)及建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

李明明

青島東南建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東青島 266000

高層建筑需要穩(wěn)定的建筑和合理的空間布置，建筑師需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始時需要提前選擇結(jié)構(gòu)[1]。在選擇時，請考慮沖擊強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)調(diào)整。還必須使用模擬技術(shù)模擬設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)，以確定設(shè)計(jì)是否可行，并找到最佳設(shè)計(jì)解決方案。為了滿足建筑的要求，應(yīng)根據(jù)安全、美學(xué)和經(jīng)濟(jì)原則，利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能，最大限度地提高建筑的整體性能，同時確保建筑和美學(xué)功能。

1 高層建筑的結(jié)構(gòu)類型

高層建筑初期，結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)十分重要，因?yàn)檫@一步直接關(guān)系到施工過程中的經(jīng)濟(jì)性和建設(shè)項(xiàng)目。對于高層建筑，必須選擇優(yōu)質(zhì)建筑材質(zhì)，并注意建筑結(jié)構(gòu)中的壓力系統(tǒng)將有針對性地放大，以便外部力首先垂直向下延伸到基層，從而避免外部力直接影響建筑。

當(dāng)前，城市建筑的高層建筑主要由混凝土、鋼筋及其融合組成，構(gòu)建高層建筑時，應(yīng)考慮高層建筑的安全性和經(jīng)濟(jì)適用性，必須遵守國家防火標(biāo)準(zhǔn)和甄選準(zhǔn)則?？茖W(xué)高層建筑的選擇是建筑物安全的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，選擇今后可能成為重大問題的建筑不僅會縮短高層建筑的壽命，而且還會導(dǎo)致高層建筑的外觀不符合科學(xué)的設(shè)計(jì)原則，因?yàn)槌鞘袑用娴慕ㄖ怯捎谫Y源制約而需要減少的項(xiàng)目。這將增加建筑面積以確保空間，但是，如果施工配置不合理，則直接確定施工項(xiàng)目的失敗，不僅消耗人力、資源和金錢，而且對施工企業(yè)也有負(fù)面影響。

2 設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)要注重的本質(zhì)和內(nèi)涵

設(shè)計(jì)質(zhì)量決定了設(shè)計(jì)的有效性和安全性，設(shè)計(jì)大型建筑時，需要不同于一般建筑的獨(dú)特元素，高層建筑的更高精度和安全要求必須符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃，盡可能結(jié)合設(shè)計(jì)顏色以確保安全性和質(zhì)量，從而人為設(shè)計(jì)復(fù)雜的建筑。由于高樓大廈的設(shè)計(jì)將更好地體現(xiàn)城市的發(fā)展現(xiàn)狀，這是一座象征性的建筑，整個設(shè)計(jì)過程需要不斷創(chuàng)新和改造，使設(shè)計(jì)師和管理人員能夠建設(shè)高質(zhì)量的住宅建筑。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化選擇

在設(shè)計(jì)多層建筑之前，必須先選擇并選擇結(jié)構(gòu)平面，設(shè)計(jì)行業(yè)有著成功是設(shè)計(jì)成功一半的想法和共識。在高級別建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，必須將結(jié)構(gòu)平面的選擇和設(shè)置指定為重要的先決條件和基礎(chǔ)，以便為其他高級建筑設(shè)計(jì)工作提供必要的計(jì)算、技術(shù)要求和先決條件。結(jié)構(gòu)方案的選擇確定了標(biāo)準(zhǔn)和價值目標(biāo)，以滿足高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求和目標(biāo)，整合和權(quán)衡要素和因素，加強(qiáng)優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)合理基礎(chǔ)。

3.2 重視高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的數(shù)字化運(yùn)用

高層建筑計(jì)算圖表是高層建筑設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，尤其是當(dāng)高層建筑設(shè)計(jì)進(jìn)入構(gòu)件尺寸計(jì)算、設(shè)置工程性能和設(shè)置鋼筋時，一些高層設(shè)計(jì)師忽略了使用設(shè)計(jì)圖表，這種做法在計(jì)算高層結(jié)構(gòu)時會造成損失，并導(dǎo)致無法最大限度地利用該圖表的效率和利用率優(yōu)勢[2]。

這必然會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)計(jì)算中出現(xiàn)錯誤和問題：

第一，高質(zhì)量建筑設(shè)計(jì)需要數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、專業(yè)化、建模、高密度的計(jì)算圖表，并在高質(zhì)量建筑設(shè)計(jì)中系統(tǒng)地使用，以確保計(jì)算的準(zhǔn)確性和效率，從而提高建筑評價的質(zhì)量和效率。這包括根據(jù)高層建筑計(jì)算特性對計(jì)算圖表進(jìn)行分類。通過為不同的高層建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)建不同的計(jì)算草圖模型，可以高效地對不同的高層建筑結(jié)構(gòu)執(zhí)行計(jì)算，從而提高計(jì)算效率和質(zhì)量；

第二，要數(shù)字化高層建筑工程圖，可以使用CAD、GIS等專用軟件對高層建筑的各種工程圖進(jìn)行建模和處理。涉及創(chuàng)建一個包含先進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫可以整合不同時期、區(qū)域和目標(biāo)的建筑表示數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)快速搜索，并為新的高層次建筑設(shè)計(jì)提供快速審閱過程，為進(jìn)一步發(fā)展高質(zhì)量建筑設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)字和專業(yè)基礎(chǔ)。

3.3 優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能性

對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行高層設(shè)計(jì)優(yōu)化時，突出工作的科學(xué)和概念規(guī)范十分重要，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和功能才能在建筑行業(yè)得到順利的體現(xiàn)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化能夠安全、規(guī)范、務(wù)實(shí)地進(jìn)行，提高整個高層建筑的功能和適應(yīng)性。優(yōu)化高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，重要的是要注意可持續(xù)性設(shè)計(jì)，以反映高層建筑可持續(xù)性的參數(shù)和指標(biāo)，使高層建筑更好地適應(yīng)施工的影響、使用的影響、結(jié)構(gòu)倒塌、框架變形等。提高具有良好冗馀性的高層建筑的穩(wěn)定性和功能。在優(yōu)化高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，需要增加對優(yōu)化至關(guān)重要的總體水平力，結(jié)構(gòu)優(yōu)化通過將單向荷載分解為上部建筑的力來提高建筑上部水平力的穩(wěn)定性，從而確保上部建筑水平方向的連續(xù)性和安全性。多層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)始終強(qiáng)調(diào)整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，多層建筑的穩(wěn)定性需要通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)、系統(tǒng)優(yōu)化和功能分化等措施來提高，以考慮到建筑對建筑施工和使用各個方面的影響，從而提高建筑的整體穩(wěn)定性和連續(xù)性[3]。

4 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)是考慮多種因素的決策過程，是一個非常全面的技術(shù)篩選過程，穩(wěn)定性、承載力、舒適性、美學(xué)和安全性是建筑設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)。這些重要的價值觀是相互關(guān)聯(lián)的，不應(yīng)相互沖突，房地產(chǎn)業(yè)今天發(fā)展得更快更成熟，住房建設(shè)今后將面臨更大的挑戰(zhàn)。建筑業(yè)必須不斷優(yōu)化專業(yè)知識，改進(jìn)施工技術(shù)，規(guī)定住宅的設(shè)計(jì)和選擇，并在很大程度上滿足建筑行業(yè)的要求，同時確保建筑工程的質(zhì)量和安全。