时间：2023-08-28 16:30:27
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【关键词】高层建筑；结构设计；问题及对策
引言
我国科学技术不断进步，高层建筑结构优化设计是我国高层建筑设计与管理中较为重要的一个环节，其主要的目标就是在于提升高层建筑的结构合理性和经济性。但是，在我国高层建筑结构设计的优化过程中还存在很多的问题，无论是管理体制方面还是在具体的实施过程中，都存在很多的不足之处，所以我们需要加强高层建筑结构设计的优化工作，保证各个环节都能够做到科学严谨、合理，从而使得高层建筑结构设计的优化能够得到最大程度的保障，为我国的经济发展做出应有的贡献。
1 高层建筑结构设计的重要意义
目前，我国高层建筑结构设计大多数是运用钢筋混凝土作为最基本的材料。钢筋混凝土具有造价低、来源丰富、形状多样等特点，可以实现结构设计师的各种创意设计，还能有效地节省钢材。钢筋混凝土结构在耐久性、耐火性以及承载能力方面有着明显的优势，并且通过建筑设计师的巧妙设计，还能实现非常理想的抗震性。钢筋混凝土结构也有一些缺点，例如：断面大、自重大，而且费模费工。
伴随着社会的进步与发展，人们生活水平不断提高，高层建筑也正在飞速发展，并形成更具有商业化、城市化以及工业化的结果。科学技术的不断进步，出现的轻质高强的材料，为高层的建筑发展提供了有利的条件。近些年以来，高层建筑在世界各地不断涌现，因此，对高层建筑的结构设计特点与结构进行全面的了解成了首要的问题，唯有如此，才能达到先进的，安全的并且能保证质量的设计产品，才能真正提高高层建筑结构设计的品质，进而满足人们居住的条件。社会经济的快速发展，对高层建筑的结构设计来讲起到很大的促进作用，同时，对设计的质量也提出更高的要求，要把高层建筑结构设计的质量提高到更高的档次，就必须提高建筑设计师的设计水平，并且要把握结构设计中的独特的特点，把这些重要的要素结合在一起并进行有效的运用，才能实现高层建筑结构设计的完美品质。
2 高层建筑结构计算中要点和优化策略
2.1 优化高层建筑结构计算中的计算软件选用
在进行高层建筑结构设计时，应该按照实际情况选择适当的计算软件进行处理，在选择三维空间分析软件时不能选取力学模型相同的，特别是在遇到受力比较复杂的情况下，譬如在对框支剪力墙进行分析的过程中，因为其产生了多次的变换，所以选择软件的过程中需要特别注意。同时在分析局部受力比较繁琐的构件时，还需要根据分析的结果对配筋设计进行改动。
2.2 优化高层建筑结构计算中的计算参数取值
首先，将建筑物的抗震功能考虑到建筑结构设计中时，需要考虑结构的平扭转耦联，将其加到结构计算的过程中，要保证振型数等于或者大于十五，多塔结构的振型数需要大于或者等于九倍的原振型数，同时还需要保证振型参与质量大于等于结构总质量的90%，如果达不到这个要求，就会在后面的计算过程中出现较大的误差，计算结果也不再具有参考意义。
其次，计算高层建筑结构的内力位位移时，如果只考虑梁、柱等关键部位结构构件的刚度，而不计算非承重结构构件的刚度，那么最终测量计算出来的自振周期就会比实际测量的值大，这样最终设计出来的结构受到地震的作用也会相对较小。特别是在设计框架结构过程时建筑的刚度很大，过多的实心墙体运用会使得整个周期实测值变小；运用剪力墙结构时，较少的砖块使用量能够保证墙体的刚度较小，这样就能够保证测量值和实际计算值之间的差距较小。因此在对建筑结构进行设计过程中，在考虑建筑结构的抗震性能时需要将非承重结构的刚度等因素考虑进去，使用数据时也需要结合非承重墙相关方面的数据，通过一定的计算进行相应的改动，但是现在很多建筑设计师在对结构设计进行改进时，通常都是利用软件的默认值1.0，这样就会导致很多有其他结构的建筑都会存在很大的安全隐患，抗压抗震能力十分微弱。
3 高层建筑结构设计中的要点与优化策略
3.1 优化高层建筑结构设计中梁柱构造
如果梁的腹板高度hW≥450mm，就应该在梁的两侧分别依照高度来配置纵向安排钢筋，每侧纵向钢筋的截面面积不应该比腹板截面积（bhW）的0.1%还要小，同时间距不应该比200mm大。在实行抗震设计的过程中，框架柱应该达到剪压比的需要，它的截面关键应该让轴压比来掌控。不过在结构设计里面常常会产生轴压比μN达上限甚至超限的现象，但箍筋的体积配箍率ρV却无法达到规程需要的状况。这就违背了框架柱的强剪弱弯准则，同时对柱的延性产生了一定的作用。
3.2 优化高层建筑结构设计中过渡层设计
假使剪力墙结构在转换层或者是过渡层中，例如：底层框架剪力墙结构，这种结构在应对地震时能够展现出最大的抗剪切力合抗倾覆力矩，而且这种结构不利于它在地震中的受力。而且，因为受到了垂直均匀荷载的作用，转换层或者过渡层在受到剪力墙压剪以及拉剪作用，结构的横向荷载发生作用，会导致转换层或者过渡层剪力墙结构受到的很像承载力减少，同时结构的抗裂性也会降低。通过实验不难发现，一旦结构中的反复横向荷载和垂直同时作用时，转换层或者过渡层所受到的横向荷载以及承载力就会减少很多。可是如果按照平常的检验和计算对其进行检验时，如果结构的垂直荷载或者结构高跨比较小时，那么最后估算出来的剪力墙承载力就会比较大，这样会导致整个建筑的安全系数较低，抗震能力较弱。因此，在设计建筑结构转换层或者过渡层时应该在每个结构部分里加入构造柱和圈梁，这样就能够形成一个类框架系统，整个系统的抗震能力就得到了显著提升，结构过渡层或者转换层传送剪切力更加灵敏，延展性等各方面的性能会大大增强，整个建筑会更加趋于安全。
4 结语
综上所述，我国高层建筑正在不断发展，高层建筑的结构设计正在不断优化，其在高层建筑工程发展中慢慢体现出了极其重要的作用。在当前国内外经济形势的一片大好的发展背景下，加强高层建筑结构设计的优化管理，有着非同寻常的作用。与此同时，通过对高层建筑结构设计的科学优化，能够促进投资成本在工程项目的质量安全和环保节能等方面进行合理而均衡的分配，从而使高层建筑项目获得更高的增值，并进一步推动我国经济建设以及城市化步伐的加快。而负责高层建筑结构设计优化的相关人员，要对这些工作有充足的把握。在这种情况下，才会完成好高层建筑结构设计的优化等一系列工作，进而保证高层建筑工程项目设计管理的顺利进行。
参考文献：
[1]李源新.高层建筑结构概念设计与高层剪力墙结构的优化[J].科技创新导报，2012（15）.
[2]姜海菊.江浙地区高层建筑基础的选型与优化设计___以某高层住宅楼工程为例[J].建筑，2011（08）.
[关键词]高层建筑；结构设计；优化设计
随着社会经济的不断发展，城市人口的不多增加以及建设用地的日趋紧张，使得高层建筑如雨后春笋般发展。从现在的建筑水平来说，高层建筑或高层住宅是今后整个建筑业的重点。所以高层建筑结构优化设计的重要性就日益凸显出来。
所谓结构优化设计，就是指工程结构在满足约束条件下按照预定目标求出最优方案的设计方法。
1.高层建筑的发展方向
1.1新材料的开发和应用
随着高性能混凝土的研制和发展，混凝土的强度等级和韧性得到了很大程度的改善，尤其是高强度混凝土的出现，使用高强度混凝土可以减小结构构件尺寸，从而减小结构的自重；高层建筑钢结构中FR钢提高了高温时铁的强度，使钢材的防火保护层厚度减小，从而降低钢结构的造价。
1.2隔震和消能减震设计得到推广
目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”，即适当控制结构物的刚度，但容许结构构件在地震时进入非弹性状态，并具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。高层建筑结构的减震是通过在结构中设置被动耗能装置，为结构提供一定的附加刚度或附加阻尼，从而消耗本来由结构构件所需承担的地震能量，以减轻结构的动力反应，从而大大减轻了高层建筑结构的变形和损伤。
1.3智能建筑技术得到发展
现代建筑技术和高新技术产业的结合促成了智能建筑的产生，在高层建筑中有更广阔的应用前景。智能建筑是建筑、装备、服务和经营四要素各自优化、相互联系、全面综合并达到最佳组合，以获得高效率、高功能与高舒适的建筑物。智能建筑是通过对建筑物的4个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷 高度安全的环境空间。智能建筑的构成至少必须具备三大系统：设备管理自动化系统、通讯网络系统、办公自动化系统，并以此应用现代4C技术构成智能建筑结构与系统，结合现代化的服务与管理方式给人们提供一个安全、舒适的生活、学习与工作环境空间。
2.高层建筑优化设计过程中出现的问题
目前，结构优化的应用远远落后于理论进展，特是高层建筑土木建筑结构的优化设计应用还不普遍。其主要原因有：
2.1高层建筑结构优化工作量比较大
高层建筑优化理论相对落后，而且目前没有实用的结构优化软件，高层建筑结构优化变量个数比较多，且变量随着结构的复杂程度而急剧增加，又难以区分主动变量和被动变量，只能求出相对最优解。高层建筑结构优化问题需要通过反复多次寻优，结构优化分析极少能一次成功，这就大大增加了高层建筑优化分析的工作量。
2.2结构尺寸
如果只重视结构尺寸的优化（即在给定结构的几何形状、荷载和材料的情况下，求出满足约束条件的最优构件截面），而忽视结构整体的优化。现在结果表明，形状优化比尺寸优化更有意义。单纯的尺寸优化无法接近最优的结果，也不能令人信服。设计人员较普遍地认为，结构设计只要结构方案和布置合理，结构又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，认为上部结构相对下部结构，即地基基础部分，特别是软土地基的意义不大，因此对上部结构截面的优化所能达到的经济效益未予以足够的重视。
2.3对离散变量无法做出准确的分析
建筑物尺寸以及钢筋、型钢规格型号等都不是连续变化的，因此，传统的优化方法，如各种梯度算法、对偶算法等解析算法均无法胜任。而且，由于问题的规模较大，随之带来的计算量急剧增加的“组合爆炸”问题也会使计算量急剧增加。
3.高层建筑结构优化设计的方法
3.1方法
对高层建筑结构方案进行优化采用何种方法，首先应分析这一问题的目标函数、目标函数中的各种变量，这些变量之间的各种数学解析关系以及与各种变量有关的约束条件，在分析的基础上是采用间接优化还是直接优化方法来确定。高层建筑结构方案优化的目标就是材料耗量，材料耗量决定于构件的截面尺寸大小，截面尺寸必须满足通过力学分析得到各构件内力后的强度计算及位移变形等条件。因此，目标函数很难用明确的数学解析式来表达，不能用数学上求极小值的方法，也就是一般所说的间接优化方法来优化。高层建筑结构方案的优化只能采用直接优化法来解决，即给目标函数中变量以已知值，经过试算使其满足一定的约束条件，求得其目标值，并找出使目标值逐步变小而趋向最佳值的路线或方向，以达到目标函数的最优值。因此，可以采用满应力法进行高层建筑结构优化设计。
3.2满应力设计法是在桁架等杆系结构的设计中发展起来的，是结构优化中最简单、最易为工程人员理解的一种准则法。所谓满应力是指结构构件在荷载作用下的最大应力达到所用材料的容许应力，此时材料的强度得到充分利用，构件截面面积将是最小，故可作为桁架最轻设计或体积最小设计的一个准则。满应力设计法是结构在规定材料和几何形状的条件下，按照满应力准则的要求，修改构件的截面尺寸，使每一构件至少在一种工况下达到或接近其容许应力限值的优化算法。如果结构除了应力约束外还有界限约束，则要求每一构件应力约束和界限约束中至少有一个达到临界值。
3.3利用满应力设计法进行高层建筑的结构优化设计要遵循以下步骤：①要根据常规做法和经验确定结构构件的初始截面尺寸，并按构件分类分别建立柱、墙、梁可供选择截面尺寸的数据库；②要对结构构件进行力学分析，算出各工况下结构的位移及内力，并对结构构件进行承载力计算；③要根据计算结果，对构
件截面尺寸进行调整，在满足位移条件的前提下，尽量充分发挥
构件材料的性能，即按规范计算使其接近满应力状态。
总之，由于目前我国高层建筑发展迅速，在其结构设计中经常遇会到各种问题，这就需要结构设计人员不断地积累经验，自主创新，利用正确概念进行结构设计。因此，结构工程师必须在每一个工程项目的设计中都能做到不断地探求自然法则，不懈地追求相对的最优，要通过反思比较，在经验积累中不断提高自己的判断力和创新力。通过结构优化设计来降低工程造价是控制工程投资的一个有效途径，而正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键。不能片面强调节约投资，而降低技术和质量标准，又要反对重技术、轻经济，设计保守浪费的现象。建筑结构设计的首要任务是满足建筑功能的需求，实现建筑物适用、安全、美观、经济的目标。
参考文献
[1]沈蒲生.高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.
关键词：高层建筑结构；优化设计；成本降低
1研究背景
伴随着城市化进程的加快，全球经济一体化形式的构成，越来越多的农村人口向城市涌进，这无疑将增大城市的人口压力和住房压力，而为了有效地将这些压力缓解，避免社会矛盾激化，因而在技术水平的支持下不断出现了高层建筑，显然这在一定程度上将住房压力缓解了。然而，正如我们所知，技术是在不断进步的，以往的设计方式弊端也会在使用中不断显露出来，为了更好地保证人们住房的安全，非常有必要对现有的高层建筑结构进行优化设计。笔者根据自身的工作经验，在文章中将以A市的某个高层建筑作为实际案例进行分析阐述。该高层建筑共有10层，30m高，建筑物内部各项系统部件构成完整。
2关于未来高层建筑发展的趋势分析
2.1新型材料的开发与运用
科技水平的进步，不断研究和开发出了新型的高性能混凝土材料，在很大程度上改善了传统混凝土的韧性及强度等级，尤其是在建筑施工中出现了高强度的混凝土之后，施工人员在施工操作中有效地将结构构件的尺寸减小了，这有助于结构的自重也随之减小。另外，存在于高层建筑中钢结构中的FR钢能够有效地将高温时铁的强度提高，从而减小钢材中防火保护层的厚度，最终使钢结构在整个工程建筑中的成本造价降低了。
2.2逐渐推广的消能减震和隔震设计
现阶段，延性结构体系作为传统的抗震结构体系是在全世界范围内被普遍采用的，我国也是如此，一直沿用着这样的结构体系，其通过适当的对结构物的刚度进行控制，容许在地震时结构构件能够自行进入非弹性的状态，并在保持较大延性的情况下，尽可能的将地震能量消耗掉，有利于将地震带来的不良反应减轻，最终保证建筑结构能够长久地伫立而不坍塌。在高层建筑的结构中，是否能够有效地减震，其前提是需要提前将被动耗能的装置设计出来，以便将一定的附加阻尼或者附加刚度提供给建筑物结构，从而将结构构件需要承担的那一部分地震能量消耗掉，以便将结构中的动力反应降低，最终有利于将高层结构建筑中的损伤和变形程度降低。
2.3大力发展智能建筑这一技术
在高新技术和现代建筑技术产业的结合之下，产生了新型的智能建筑产业。从其自身所具有的特点和应用的特性分析，该技术能够广泛地应用在高层建筑的结构设计之中。简单讲就是，服务、建筑、经营及装备等四部分内容的结合体就是智能化建筑，在有效全面的综合、各自优化以及相互关联的情况下，能够使四者之间达到最佳的组合状态，从而确保建筑物的结构设计是符合高舒适、高效率和高功能的要求的。通过服务、结构、管理和系统等四个基本的要素在智能化建筑中所建立起来的内在联系的作用，随后在优化设计的利用下，能够将一个高效率运用、投资合理的安全、干净、舒适的环境空间提供给用户。若想有效地构成智能化建筑，必须同时具备三大系统，分别是办公自动化系统、设备管理的自动化系统以及通讯网络系统，只有在这样的结构设计背景之下，才能够将一个舒适、安全的工作和生活环境提供给客户。
3存在于高层建筑优化设计中的弊端
现如今，有关高层建筑结构设计的理论基础已经十分成熟，但是将理论基础应用到实际的施工设计和操作中还存在很多的问题，这极大地阻碍了高层建筑结构优化设计的进一步发展。
3.1高层建筑结构设计的工作内容复杂
相较于国外的高层建筑发展现状而言，我国的高层建筑发展时间较短，因而还有很多的实践理论在高层建筑的结构设计中较为缺乏，从基本国情出发，符合我国建筑结构设计的软件技术十分有限。但由于有较多的变量个数存在于高层建筑的结构优化之中，并且在结构复杂程度增大的情况下变量个数也会不断增加，现有的软件技术又难以有效地将被动变量和主动变量区分出来，只能够简单地将相对最优解求出来，因而在这样的发展背景下，难以促进高层建筑的结构设计在我国的进一步发展。在多方调查后认为，只有多次反复地寻找探索，才有可能将存在于结构设计中的弊端一一解决掉。从总体上分析，极少有一次性设计高层建筑结构成功的案例，文章所列举的这一案例也是在多次反复的设计研究再设计以后才成功的，因而从这一方面便可以看出有较大的分析工作量存在于高层建筑的结构优化设计之中。
3.2过多的优化结构尺寸
在建筑物结构材料、几何形状以及荷载给定的情况下，将满足于设计条件的最优化构件的截面求解了出来，却在一定程度上将结构整体的优化工作给忽视了，但是从实际的研究证明中可以看出，更具有实践和应用意义的就是形状优化。简单地说便是最优结果的得到是不可能通过单纯的优化来实现的，其需要做到全方位的考虑。然而大多数的建筑物结构设计的工作人员都认为，只需要合理的方案设计和结构布置，便可以在计算机软件中将准确的结构尺寸计算出来，可见，对于软土地基的设计并没有太大意义，这对于设计结构的最终结果自然也是难以保证的。
4优化设计的措施
4.1合理设计方法的选择
首先需要分析建筑物结构的使用性质，在各种变量的掌握下，将有效的设计方法提取出来，如：直接优化或间接优化。其中，材料耗量便是高层建筑结构优化设计的目标，因而需要从构建截面的大小尺寸上分析。针对于本次案例中所采取的直接优化的设计方法，笔者认为是合理的，其在已知目标函数变量的情况下，满足了一定约束的条件。在进一步对高层建筑中结构设计优化所具备的条件进行分析以后发现，从现代化建筑设计的角度出发，满应立法的使用更加有利于优化高层建筑的结构设计。
4.2发展于桁架等杆设计中的满应力法
其作为准则法的一种，是最容易理解、最容易操作的。其是在建筑结构有规定几何形状和结构的情况下，根据满应力法则的标准，对截面构建的尺寸进行修改，确保一次的应力限值计算都是在最优化的算法中进行的。
4.3优化设计的合理性
需要在实践经验和常规做法的遵循下，将初始结构构件的截面尺寸确定出来，并在构建分类的参照下，将有关于梁、柱及墙的数据库分别建立起来；通过计算结果的提供，调整构建截面的尺寸，并在位移条件的满足之下，将构件材料的性能有效地发挥出来。
5总结
综上所述，为了更好地满足人们的要求，与社会的发展相适应，就必须进行高层建筑结构设计的优化设计，在合理设计方式的选择下，充分地将结构构件的作用发挥出来。
作者:张海良 单位:福建经福建筑设计工程有限公司厦门分公司
参考文献:
[1]吕杨.高层建筑结构地震失效模式优化及损伤控制研究[D].天津大学,2012.
[2]陈耀.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].福建建材,2011（04）:36-37+39.
[3]曹鹤.基于绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计[D].西安：长安大学,2015.
[4]姜勇.超高层建筑核心筒优化设计研究[D].西安：西安建筑科技大学,2015.
关键词：高层建筑 结构 特点 设计 原则 要求
中图分类号： TU97 文献标识码： A
正文：
一、高层建筑结构类型
高层建筑结构体系按照结构形式可以分为框架、剪力墙结构，框架结构，剪力墙结构。框架结构因为是利用柱、梁等结构来承重的，所以这种结构体系的侧向位移相对较大，一般适用于低于50m的建筑。剪力墙结构因为是靠高层建筑的墙体来承重的，所以这种结构的整体性能相对较好，不易产生水平方向的变形，一般多应用于高层建筑，但是因为其在平面上的布置不够灵活，所以很少在公共建筑设计中使用。而框架、剪力墙组合结构则是结合了两者的优点、改善了其中的缺点，所以被广泛应用于高层建筑的结构设计中。
二、高层建筑结构设计原则
2.1 选择合适的基础方案
现在的设计一大特色就是不能因工程而破坏周边的环境，而改变的周边的生态环境。一切的工程围绕环境进行设计施工，使工程与自然很好的融入到一起，使得两者和谐共存。在基础方案的设计中，要把所有的相关因素全部的包括在内，综合各方面的因素，再考虑经济性对工程进行整体的评估，然后对方案进行正式的审核，最后施工，一切立足由可持续发展的观念进行施工，工程的质量一定会得以保障。
2.2 选择合理的结构方案
高层建筑作为近几年刚刚兴起的一门学科，具有很复杂的结构特点，在施工的过程中要考虑的方面很多，像是供水问题、线路等各方面都是我们要考虑的。结构设计方案中重要的有以下几点：材料的要求、施工的环境、还要充分的考虑抗击自然灾害的能力。我们要严格的遵循平面和竖直的设计原则。结构方案不仅仅是施工单位一方的事情，施工单位与使用方要达成一致，在设计方面以及今后的发展方向要进行详细的展望，为了所选取得结构方案更加的合理，最大限度的达到预期的目的。
三、工程设计案例分析
某高层建筑设计使用功能为餐饮、办公一体属综合性公共建筑。地下 2 层，裙楼 4 层，裙楼上南、北两塔楼分别高 19 层(72.5m)、25 层(90.5m)。两塔楼于 17、18、19 层连体（结构上为两塔楼分别悬挑梁处理）。
1. 结构承重体系设计
根据国家抗震区划图, 待设计建筑地区的基本烈度为七度,相应地主楼结构部分的抗震等级为二级, 裙楼部分的抗震等级为三级。结构设计中裙房部分主要考虑由恒载及使用活荷载等竖向荷载引起的荷载效应, 主楼部分结构设计不仅考虑竖向荷载效应, 还要考虑水平地震作用及风荷载作用下产生的荷载效应的组合。综合考虑裙楼部分大空间的设计使用要求以及主楼部分的抗侧移设计要求, 裙房结构承重体系采用钢筋混凝土框架结构形式,主楼采用框架- 剪力墙承重结构体系。本建筑结构在主楼抗侧力构件设计中, 剪力墙主要承担水平作用,框架承担少部分水平荷载作用和大部分竖向荷载作用。主楼平面形状基本上为正方形,因楼梯、电梯间均设置在核心筒内,为提高主楼结构的抗扭能力,剪力墙结合楼电梯间在主楼范围内采取了加强处理, 具体厚度根据高层建筑结构设计的变形限值,由刚度、承载力和延性三者间的最佳匹配决定。
2 结构优化设计策略
钢筋混凝土框架- 剪力墙结构是高层建筑结构中最常采用的承载体系之一,它同时具有框架结构建筑平面布置灵活,能获得大空间,建筑立面易于处理,以及剪力墙结构抗侧移刚度大、整体性好、抗震能力强的优点。在水平荷载作用下,具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。但钢筋混凝土框- 剪结构是一个具有双重承载体系的非常复杂的空间受力体系,力学分析难度较大,其优化设计就更为复杂和难以实现。所以,笔者以下谨通过已有的工程设计经验提出步骤性的建议，不作深入的学术探讨。
2.1 框架结构的分部优化设计技术
钢筋混凝土框架结构属于具有多个多余约束的超静定结构,其荷载效应不仅与外荷载大小有关, 还与结构构件的材料特征、几何构造特征有关。钢筋混凝土框架结构的分部优化设计,即是在结构整体内力分析完成后,根据梁柱各构件的控制内力进行截面优化设计,确定满足荷载效应水平要求的各结构构件的几何特征和配筋量的优化结果,由此导致原结构的几何特征和荷载特征发生变化, 优化结构在现荷载作用下内力分布特征发生变化,各构件控制截面上的控制内力也发生相应变化,据此再进行新一轮的优化设计。因此框架结构的分部优化设计实际上是一个迭代、渐进的寻优过程, 计算结果虽不总能等价于整体优化设计结果,但通常能给出工程实用的满意结果。钢筋混凝土框架结构的分部优化设计方法的具体步骤为:
（1）初始选型:根据结构平面、立面布置及建筑物设计使用功能,分析结构所受的竖向荷载和水平荷载及其传力路线,并考虑施工因素,归并框架梁、柱的类型,初选梁柱的几何尺寸;
（2）结构分析:按照结构的实际几何构造特征,计算结构所受竖向荷载及水平荷载,对钢筋混凝土结构进行空间内力分析。根据结构分析结果,将截面尺寸相同的构件的控制截面内力,根据其大小进行分类,并确定每一类构件的设计控制内力;
（3）截面优化设计:针对每一种梁柱构件的控制内力进行优化设计, 得出优化约束条件下的结构几何构造特征和配筋特征的优化设计结果,从而构成新的优化意义上的设计结构;
（4）收敛性判断:在工程精度意义上选取一个较小的数值,作为检验结构收敛性的条件,进行收敛性判断。若优化结构与原结构基本一致,则认为优化结构是收敛的,可以转入下一步的可行性判断,否则转回第②步重新进行结构分析、优化设计;
2.2 框- 剪结构的三阶段优化设计策略
框- 剪结构的设计主要涉及 3 个方面的优化问题:①结构最优设防水平的决策,②框架与剪力墙结构协同工作,以及承载力、刚度与延性变形能力间的最佳匹配设计,③框架- 剪力墙结构构件的优化设计问题。
高层框- 剪结构在水平荷载作用下的协同工作问题,主要是水平荷载在框架和剪力墙结构之间的分配设计, 因此剪力墙数量和位置的设计是关键问题。这里,我们将框- 剪结构的优化设计过程分为三个阶段进行,对不同阶段的不同问题,采取不同的优化准则进行优化设计。
2.2.1 第一阶段:最优设防水平 Id的优化决策
根据地震危险性分析结果或地震区划规定, 在预测地震烈度概率分析基础上, 用模糊综合评判法计算结构的模糊延性向量和模糊抗震强度、损伤等级概率和震害损失的预估期望值 E(Id),在满足最大投资约束和最大损失约束条件下,使 k1C(Id)+k2k3E(Id)达到最小,求出最优抗震设防烈度 Id。
2.2.2 第二阶段:剪力墙构件的优化设计
剪力墙结构构件的优化设计主要是结构刚度与延性指标的最佳组合,可用力学准则进行优化。结构刚度对结构的影响主要为结构的自振周期和侧向位移, 结构延性对结构的影响主要为保持承载力前提下的变形能力。因此,可用结构整体的侧向位移量来协调结构的刚度和延性。我们根据高层结构设计规范对结构层间位移和顶点总侧移的限值来控制结构的刚度设计和延性设计。
2.2.3 第三阶段:框架结构的优化设计
框架结构的优化设计准则是一个结构准则, 在一次整体分析完成之后,可按照前述方法对框- 剪结构中的框架部分进行优化设计。
四、结语
总而言之，高层建筑混凝土结构的优化设计方法多种多样，但是不论使用哪一种方法都要建立在施工的可行性的基础之上，施工技术必须严格依照设计标准，如果出现施工不可行的情况下，重新审视设计规范。高层建筑混凝土施工技术是科学元素和技术元素的融合和应用，它的实现过程必然需要建筑施工各环节基础技术的支持和管理理论的强化。所以，设计与施工的相辅相成才是实现合理、科学节约成本的有效措施。
参考文献
[1] 孙 凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程，2011（06）.
关键字：高层建筑结构设计优化
1 工程概况
某高层建筑设计使用功能要求集展销、外贸、餐饮、办公、居住和旅游于一体．属综合性公共建筑。主楼占地面积9483m2,总建筑面积19737m2，主楼高73．6m，地面以上19层、地下1层，主楼建筑面积为12091m2；裙楼高3层。建筑面积为7646m2。建筑平面如图l所示。
1.1 结构承重体系设计
综合考虑裙楼部分大空间的设计使用要求以及主楼部分的抗侧移设计要求。裙房结构承重体系采用钢筋混凝土框架结构形式，主楼采用框架―剪力墙承重结构体系。
本建筑结构在主楼抗侧力构件设计中 剪力墙主要承担水平作用，框架承担少部分水平荷载作用和大部分竖向荷载作用。主楼平面形状基本上为正方形 楼梯均设置在角部位置，为提高主楼结构的抗扭能力，剪力墙结合楼电梯间设在主楼结构的两个对角位置，具体厚度根据高层建筑结构设计的变形限值，由刚度、承载力和延性三者间的最佳匹配决定。
1.2 建筑缝的处理设计
本建筑由主楼和裙房两部分组成。在二者的连接部位需设置建筑缝。考虑到主楼部分高度较大、结构有效重量大，裙房部分高度较低．因此二者问需设置防震缝和沉降缝。对于防震缝。为避免书楼和裙房间连接部位留出较大的宽缝，给裙房屋顶防水处理带来困难．本建筑采用“抗”的方法 在结构分析时．将主楼和裙房视为一个整体进行抗侧力设计计算：对于沉降缝，结合主楼需设一层地下室的建筑要求，设计中将主楼基础设计成桩基础。而将裙房基础设计成柱下条形基础，通过两类基础的沉降变形计算，相应调整和消除主楼和裙房两部分的不均匀沉降差。施工时，在主楼和裙房连接部位预留1.5m宽后浇带。通过施工手段局部调整高低两部分间的沉降差。
1.3 基础设计
根据《工程地质勘察报告》提供的场地工程地质条件。并考虑主楼和裙房间荷载分布的不均匀性特点,主楼部分结合地下室的设计采用深桩筏板基础．以提高主楼结构的整体稳定性。降低主楼部分的沉降变形。
裙房部分采用柱下条形基础 通过修工条形基础的宽度来调整基底反力．进一步控制裙房部分的基础沉降变形。使主楼结构和裙房结构在各自使用荷载作用下,能产生基本上一致的基础沉降变形量。
2 结构优化设计策略
钢筋混凝土框架―剪力墙结构是高层建筑结构中最常采用的承载体系之一，它同时具有框架结构建筑平面布置灵活。能获得大空间，建筑立面易于处理，以及剪力墙结构抗侧移刚度人、整体性好、抗震能力强的优点。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。但钢筋混凝土框―剪结构是一个具有双重承载体系的非常复杂的空间受力体系，力学分析难度较大．其优化设计就更为复杂和难以实现。所以，尽管国内外学者对此做过许多有益的尝试．但框―剪结构的优化设计还存在很多具有重大工程意义和科学意义的课题。2.1 框架结构的分部优化设计技术
钢筋混凝土框架结构属于具有多个多余约束的超静定结构，其荷载效应不仅与外荷载大小有关。还与结构构件的材料特征、几何构造特征有关。钢筋混凝土框架结构的分部优化设计。即是在结构整体内力分析完成后，根据梁柱各构件的控制内力进行截面优化设计，确定满足荷载效应水平要求的各结构构件的几何特征和配筋量的优化结果，由此导致原结构的几何特征和荷载特征发生变化。优化结构在现荷载作用下内力分布特征发生变化。各构件控制截面上的控制内力也发生相应变化。据此再进行新一轮的优化设计。因此框架结构的分郜优化设计实际上是一个迭代、渐进的寻优过程，计算结果虽不总能等价于整体优化设计结果．但通常能给出工程实用的满意结果。
钢筋混凝土框架结构的分部优化设计方法的具体步骤为：
(1)初始选型：根据结构平面、立面布置及建筑物设计使用功能，分析结构所受的竖向荷载和水平荷载及其传力路线，并考虑施工因素，归并框架梁、柱的类型，初选梁柱的几何尺寸；
(2)结构分析：按照结构的实际几何构造特征，计算结构所受竖向荷载及水平荷载，对钢筋混凝土结构进行空间内力分析。根据结构分析结果，将截面尺寸相同的构件的控制截面内力，根据其大小进行分类，并确定每一类构件的设计控制内力；
(3)截面优化设计：针对每一种梁柱构件的控制内力进行优化设计。得出优化约束条件下的结构几何构造特征和配筋特征的优化设计结果，从而构成新的优化意义上的设计结构；
(4)收敛性判断：在工程精度意义上选取一个较小的数值，作为检验结构收敛性的条件，进行收敛性判断。若优化结构与原结构基本一致，则认为优化结构是收敛的。可以转入下一步的可行性判断，否则转回第(2)步重新进行结构分析、优化设计；
(5)可行性判断：对优化设计结果进行一次内力分析，检验其可用性。若整体分析能够满足工程设计要求，则可按此方案进行配筋和构造处理，作为最终的优化设计结果。否则需根据工程经验和结构内力分析结果进行局部调整，直到方案可用为止。
2.2框―剪结构的三阶段优化设计策略
框―剪结构的设计主要涉及三个方面的优化问题：① 结构最优设防水平的决策；②框架与剪力墙结构协同工作，以及承载力、刚度与延性变形能力间的最佳匹配设计；③ 框架―剪力墙结构构件的优化设计问题。
2.2.1第一阶段：最优设防水平I 的优化决策
根据地震危险性分析结果或地震区划规定，在预测地震烈度概率分析基础上，用模糊综合评判法计算结构的模糊延性向量和模糊抗震强度、损伤等级概率和震害损失的预估期望值E(Id)，在满足最大投资约束和最大损失约束条件下，使k1C(Id)+K2K3E(Id)达到最小，求出最优抗震设防烈度Id。
2.2.2 第二阶段：剪力墙构件的优化设计
剪力墙结构构件的优化设计主要是结构刚度与延性指标的最佳组合,可用力学准则进行优化。结构刚度对结构的影响主要为结构的自振周期和侧向位移,结构延性对结构的影响主要为保持承载力前提下的变形能力。因此，可用结构整体的侧向位移量来协调结构的刚度和延性。我们根据高层结构设计规范对结构层问位移和顶点总侧移的限值来控制结构的刚度设计和延性设计。
2.2.3 第三阶段：框架结构的优化设计框架结构的优化
设计准则是一个结构准则,在一次整体分析完成之后，可按照前述方法对框―剪结构中的框架部分进行优化设计。
2.2.4 框―剪结构的优化设计步骤
(1)分析结构平面、立面布置特点，根据工程经验选定剪力墙抗侧力构件的布置位置及几何厚度；
(2)根据结构使用荷载特点，根据经验归并框架结构类型，并初步选定每一类型框架结构梁柱构件的几何尺寸；
(3)进行整体结构的空间内力分析；
(4)根据结构分析计算结果。检查结构的层间位移及顶点总位移是否满足规范要求。若满足规范要求，则转入第5步进行判断：若不满足规范要求．则直接返回第1步，进行剪力墙水平截面面积的修正；
(5)刚度最优化判断：比较结构实际侧移值和规范限值，若｜且，则转入第6步进行计算；否则转入第1步，并用原剪力墙厚度乘以修正系数，来修正剪力墙几何尺寸，重新进行结构分析；
(6)分别进行剪力墙和框架结构构件的截面优化设计；
(7)收敛性判断：比较优化结构与原结构的接近程度，若优化结构与原结构基本一致，则认为优化结构是收敛的，可以转入下一步进行可行性判断。否则将优化结构作为原结构转回第3步重新进行结构分析、优化设计；
(8)可行性判断：对优化设计结果进行一次内力分析，检验其可用性。若整体分析能够满足工程设计要求，则可按此方案进行配筋和构造处理．作为最终的优化设计结果。否则需根据工程经验和结构内力分析结果进行局部调整。直到方案可用为止。
关键词：高层建筑；结构；优化设计
近几年来，随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步，我国高层建筑技术取得飞跃性发展，高层建筑在城市建设中被广泛采用。高层建筑的结构设计方法是否准确、合理，直接影响到建筑的安全性、适用性、耐久性及经济性。因此，对高层建筑结构设计进行优化尤为必要。
1.高层建筑结构设计特点
1.1水平荷载因素
其一，楼房本身的重量和其楼面使用的荷载在竖构件中所引起的轴力、弯矩的数值与楼房的高度成一次方的正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；其二，当楼房的高度一定时，竖向的荷载大体上是一固定的数值，但是，在水平方向上的荷载。就风荷载和地震荷载，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
1.2轴向变形因素
高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大，并且从纵向观察，沿着其高度发生的纵向变形很厉害，同时中部构件与边部构件及其角部构件的变形存在很大的不同，这对于其结构内力的分配具有很大的影响，因此，对于构件中的轴向变形影响必须加以慎重的分析。
1.3侧移控制指标因素
高层建筑不同于低层建筑，在高层建筑结构设计中，结构侧移已成为其最主要因素，水平荷载下结构的侧移变形会受到楼层高度的影响，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，楼层越高，其变形越大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
1.4结构延性因素
相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，地震作用下的变形也会相应较大。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免其发生倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
2.高层建筑结构分析
2.1结构分析的基本假定
弹性假定。目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法，在垂直荷载或一般风力作用下，结构通常处于弹性工作阶段，这一假定基本符合结构的实际工作状况，但是在遭受地震或强台风作用时，往往会产生较大的位移，进入到弹塑性工作阶段，此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的，应按弹塑性动力分析方法进行设计。
刚性楼板假定。大部分高层建筑结构的分析方法均将平面外的刚度忽略不计，而对于楼板在自身平面内的刚度则假定无限度的大。对于框架体系和剪力墙体系来讲，他们通常采用这一假定，并且这样的做法也是完全可以的，但是，当遇到结构的竖向刚度有突然性的变化，楼板的刚度比较小，并且抗侧力构件之间的距离过于大，楼层的层数比较少等情况时，楼板的形形就会受到很大的影响甚至发生强烈的变形。尤其是结构的底部和顶部，它们各层的内力和位移都会受到很大的影响，可以通过调整剪力来解决这一问题。
计算图形的假定。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种：1）一维协同分析；2）二维协同分析；3 三维空间分析；三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度，按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲，有7个自由度。
2.2结构静力分析方法
筒体结构。其分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类：等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。一种是只作几何分布上的连续化，以便用连续函数描述其内力；另一种是作几何和物理上的连续处理，将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板，以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。等效离散化方法是将连续的墙体离散为等效的杆件，以便应用适合杆系结构的方法来分析，这一类方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子结构法等。等效连续化和等效离散化更为精确的计算模型是完全按三维空间结构来分析筒体结构体系，其中应用最广的是空间杆、薄壁杆系矩阵位移法，这是目前工程上采用最多的计算模型。
框架-剪力墙结构。其结构内力与位移计算的方法很多，由于采用的未知量和考虑因素的不同，各种方法解答的具体形式亦不相同，框架、剪力墙的机算方法，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。
剪力墙结构。剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法、剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法，此法较为精确，而且对各类剪力墙都能适用，但因其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。
3.高层建筑结构优化设计方法
结构平面布置。在考虑抗震设计时，结构的平面布置、体型及构造措施是否合理比计算是否精确更直接影响结构安全。在高层建筑的一个独立单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀、对称，要使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，以减少水平荷载作用下扭转的影响。建筑平面长度不宜过长，否则可能因两端振动不一致使建筑物破坏。不应采用严重不规则的平面设计。对平面形状的要求，所以《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2002）对抗震设计的A级高度钢筋混凝土高层建筑的平面布置提出如下具体要求：平面宜简单、规则、对称，减小偏心；平面长度不宜过长，突出部分长度L不宜过大；不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。抗震设计的B级高度钢筋混凝土高层建筑，混合结构的高层建筑其平面布置应简单、规则，减少偏心。
结构竖向布置。结构竖向设计应做到刚度均匀而连续，避免由于刚度突变而形成薄弱层，在地震区高层建筑的立面宜采用矩形、梯形、金字塔形等均匀变化的几何形状。高层建筑结构的竖向抗侧移刚度的分布宜从下而上逐渐减小，不宜突变。在实际工程中往往沿竖向分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级。截面尺寸的减小与混凝土强度等级的降低应在不同楼层，改变次数也不宜太多。《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2002）对需要抗震设防的高层建筑，要求沿竖向体型应规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向设计严重不规则的结构。
结束语
总而言之，我国建筑发展至现在的高层和超高层，经历了诸多的演变，这期间研究建筑力学结构的设计逐渐向深层次、扩学科的方向前进。随着社会经济的发展，建筑也会产生更加复杂、多元的建筑需求，这就要求建筑设计时在满足建筑使用需求的基础上精益求精的对建筑结构优化设计进行研究，创造建筑多变形式的力学结构设计方案。
参考文献：
关键词：高层建筑；结构优化；设计；分析
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
随着国民经济的快速发展，加上科学技术的不断进步，我国高层建筑行业取得了重大的突破。越来越多的高层建筑对我们的设计提出了新的课题，节约成本降低造价成为开发商必谈的话题，因此结构优化成为我们设计师面临的新课题，高层建筑结构设计是否合理，不仅仅影响到高层建筑安全性，而且还直接影响到高层建筑的工程造价。本文主要研究高层建筑结构设计原则，探讨高层建筑结构设计问题与策略，为设计单位在高层建筑结构设计方面的进一步开展提供借鉴。
1、高层建筑的结构设计原则
1.1、确定合理基础方案
针对高层建筑而言，基础设计，主要根据高层建筑的地质条件决定，确定合理、科学的基础设计，结构设计人员必须掌握高层建筑的荷载分布、选择正确的结构类型，确定具体施工方案，对建筑工程的各类条件进行综合分析后，方可确定合理基础方案。
1.2、确定合理计算模型
针对高层建筑结构而言，计算模型应传力明确，抗震体系合理，若计算模型不合理，极易导致结构设计不合理，进而导致一些不必要的安全问题。所以，高层建筑结构设计必须在满足安全基础上，确定合理计算模型。
1.3、确定合理计算工具
随着信息化技术的不断发展，计算机技术在建筑结构设计中被广泛运用，信息技术为高层建筑设计提供越来越多不可估量的作用，各种计算软件层出不穷。所以，建筑结构设计人员，必须全面掌握计算软件优缺点，熟悉使用条件、使用范围，确定合理的计算工具。
1.4、确定合理的构造措施
针对高层建筑结构而言，结构设计满足符合“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的设计原则，确保薄弱部位的强硬，合理确定钢筋锚固长度，提高构建延性性能。
2、高层建筑结构设计的控制因素
2.1、风荷载
高层建筑和超高层建筑的设计中，对风荷载的严格控制是至关重要的，特别是对于超高层建筑。例如：高度超过百米的高层建筑，风荷载的设计除了按照当地有关规定外，还必须由专业的风洞试验室进行风荷载的试验研究，以探求该高层建筑准确的受力状况。
2.2、地震力
目前，地震区的建筑设计与施工都必须考虑地震力的影响，正确选择高层建筑的抗震等级，合理的采用构造措施，对于高层和超高层建筑来说非常重要。
2.3、地基基础
地基是高层建筑设计首先要解决的问题，地基的天然条件决定了高层建筑运用何种方式进行地基处理。例如，山东菏泽属于中软弱地基，地基条件较差，在小高层建筑中多数采用复合地基，高层建筑多数采用桩基；而新加坡来福士城的高楼群，则由于地下地质条件好，在进行地基设计时采用了筏性基础。以上实例都是地基单一设计型的案例，但是在很多时候，需要根据当地的地基条件采用不同的基础方案，把这些基础方案进行比较和结合，选择一个安全可靠、经济合理的组合方案运用到地基建设中。
3、高层建筑结构优化探讨
3.1、将概念设计和细部结构设计进行优化
所谓概念设计实际上也就是指一些没有具体的数值来进行量化的指标，包括地震裂度以及其本身的不确定性等，因此在进行设计计算的时候难免会和现实产生较大的差别，正是在这样一种背景下我们才需要在对这样一种指标进行设计和确定时选择使用概念设计的方法，将数值仅仅只是作为辅助或者是参考的依据来进行。在这样一种设计的过程当中更为强调的就是设计人员本身的灵活性以及应用结构设计优化方法的能力，这样良好的结合才能够真正实现效果上的最优化。因为细节是构成整体的单位，所以对各种设计细节的严格管理，也就可以实现整体的功能的有效发挥，因此，在建筑结构设计的施工过程中，应该重视对建筑细节的处理。
3.2、将抗震构造以及框架梁设计进行优化
为了进一步提高城市高层建筑结构设计的安全性以及稳定性，建筑结构设计单位在高层建筑结构设计方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高层建筑结构安全性以及稳定性水平得到进一步提升。但是由于我国的建筑物抗震标准较低，在抗震与构造方面，很难处理好结构设计与抗震烈度之间的关系。为此，在实际的高层建筑抗震与构造设计中，抗震与构造设计需要有一定的弹性，这样才可以满足高层建筑结构设计安全性以及稳定性要求。举例来讲，中震烈度的重现期是475年，被超越率是10%;大震的重现期约为2000年，被超越率是2%。我国建筑构造规定的安全度及抗震计算方法也相对较低，且在轴压比、配筋率以及梁柱承载力匹配程度等抗震延性的相关规定也不够严格。结构设计造价在建筑整体投资之中比例的减少也应给予重视，尤其是在高烈度区域应有严格的抗震方法以及构造措施来保证建筑物结构的稳定性与安全性。另一方面，在实际的高层建筑结构设计过程中还需要进一步解决与框架柱和剪力墙相连的框架梁设计问题。就高层建筑结构的截面设计而言，竖向变形差过大通常会导致与框架柱和剪力墙相连的框架梁出现超筋现象，进而影响到框架梁截面设计。
框架梁端部竖向变形差所引起的剪力和固端弯矩的计算函数式如下:
其中，MAB/MBA为框架梁固端弯矩;QAB/QBA为框架梁端剪力;Δ为框架梁端部竖向变形差;Ib为框架梁截面惯性矩;I为框架梁计算长度。
3.3、对建筑结构中抗侧力体系进行优化
现代高层以及超高层建筑的安全性可靠性保证通常会受到结构的抗侧力体系影响，合理的抗侧力体系能够保证其安全性。因此在对建筑结构的抗侧力系统选择时应当注意：
3.3.1、建筑的高度是结构体系选择的主要影响因素，通过结合实践可以总结如下规律：对于建筑高度同结构的抗侧力体系选择，当建筑物高度小于100米时，通常采用框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构作为抗侧力体系；当建筑物高于100米低于200米时，通常采用剪力墙结构、框架-核心筒结构作为抗侧力体系；而当建筑物高度在200-300米之间时，通常采用框架-核心筒结构、框架-核心筒-伸臂结构作为建筑物的抗侧力体系；建筑物高度在300米-400米之间时，框架-核心筒-伸臂结构以及筒中筒结构是常见的抗侧力体系；而建筑高度高于400米低于600米时常用的结构抗侧力系统为，筒中筒-伸臂结构，巨型框架/桁架/斜撑结构、组合体结构。
3.3.2、在建筑的设计上，应尽可能地确保结构抗侧力构件相互联结、组合为一个整体。
3.3.3、对于建筑中采用了多重抗侧力结构体系的具体实际情况时，应综合分析每种结构体系在建筑设计中的效用，对各自的贡献度有合理的估计和评判。
4、结语
建筑是凝固的艺术，建筑师总是希望通过建筑物表达自己的设计意图，力求艺术性和实用性的完美结合。结构师在保证安全性的前提下，当然应该敢于挑战新的结构形式，使建筑师的意图得以实现。在建筑结构设计的过程中，在基本满足建筑师设计意图的基础上，平面布置应尽量规则，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异；使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上下贯通；能不使用转换层的就应避免使用，以减小结构分析和设计上的困难，另外也不经济，还容易造成应力集中；竖向刚度最好不要突变，而要渐变，否则突变处在水平荷载作用下会出现严重的应力集中现象，这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。
参考文献：
[1]陈耀.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].福建建材,2011,04:36-37+39.
[2]邵永玻.高层建筑混凝土结构优化设计的探讨[J].门窗,2012,07:151+160.
