浅析高层住宅建筑的结构设计与成本优化

徐江龙

摘要：随着社会经济的发展，对于住宅也提出更多需求，日益稀缺的城市土地资源、土地供给等，推动住宅逐渐转向为高层。如何在有限土地上保证高层建筑经济性与结构性最佳，已经成为工作者关注重点。基于此，本文主要分析了高层住宅建筑的结构设计与成本优化。

关键词:高层住宅建筑；成本管理;结构设计;设计优化

中图分类号:TU973文献标志码:B

引言

随着我国现代化进程的推进，市场经济体制的完善，给建筑行业加大了市场竞争的同时也带来了机遇。在这种背景下，提升企业竞争力就显得至关重要，建筑造价成本直接关系着企业的经济收益，因此必须加以重视。结合工程的实际情况，对造价结构的设计进行优化工作，会直接减少建筑造价成本，从而为企业带来更多的经济收益，促进企业的平稳发展。

1高层建筑设计要求

1.1安全性

高层建筑安全设计要求至关重要，影响人们生命安全，需要对相关要素进行控制，在设计阶段充分考虑基础结构安全问题。高层建筑具有使用时间长等特点，在建筑设计图纸和方案中，应规定安全管理和施工方面问题。例如，在建筑材料选择上，应选择抗震性能良好的材料，同时质量标准需要达到行业先进水平。对建筑安全要素进行控制，是提升建筑物使用性能的前提。

1.2经济要素

经济成本也是高层建筑设计中需要考虑的重要方面，根据以往设计经验，通过对施工技术优化，对建筑物基础结构进行控制，选择合适的施工方案是控制成本的主要措施。例如，在A高层建筑设计中，对施工人员进行技术培训，重点强化其施工能力，使得工期缩短、工程项目保质保量完工，并且节约了经济成本，达到业主方合同要求，因此，高层设计中，应考虑经济要素^[1]。

1.3舒适要求

建筑设计中，给居住者带来舒适体验十分重要，建筑结构设计中，应考虑位置选择、是否处于环境良好地区等等，同时对户型种类和室内空间的要素进行控制，以居住者体验度为目标，对各项设计方案进行优化。舒适度要求一直以来都是高层建筑设计重点，为体现相关设计原则，需要对基础结构进行优化，为居住舒适安全提供重要保障。高层建筑剪力墙和梁板直接影响室内空间布局方案选择，需要在设计阶段，对相关结构进行规范。

2结构设计与造价成本的关系

一个合理准确的建筑造价成本数据对于设计人员进行优化建筑结构设计工作，保障工程的施工质量、提升工程的经济效益等方面都有着非常关键的作用。因此，在一个工程开始时应该先确定一个合理的工程设计，并根据工程造价估算一个造价成本的数据，设计人员才能根据数据进行结构设计的优化工作，达到控制工程造价成本的目的，提高经济效益。在对工程进行大体的设计工作时，由于客户采用的投资方案不同，建筑工程的具体设计方案也会存在一定的不同之处，产生了不同的造价成本。出现这种情况，在后续建筑工程设计工作中就要根据不同方案的造价成本优化工程结构设计方案，以及选择工程所需性价比较高的材料。负责工程一方也要结合当前实时投资情况，对实时工程作出改变。只有建筑结构设计得到了合理的优化，才能确保在合理的造价成本范围内整个工程建设的顺利进行，提高工程经济效益^[2]。

3高层住宅建筑的结构设计与成本优化

3.1基础形式优化

地基是构成建筑物的基石，也是建筑提高抗震能力的关键部分。地基又由人工建造以及天然形成，在建筑造价成本方面的作用较大。天然形成的地基，由于不需要人工进行加固工作，节省了人力成本。其中也不需要填充石料，水泥等填充物，减少了采购材料的成本的投入。一般要满足地质条件好，承载力较强等要求的地方才可以被作为天然地基来使用。而当天然地基没有通过相关检验工作时，就需要采用人工建造的地基。首先需要确定工程的基础形式，然后对于可能使用的地基方法进行筛选，如复合地基，桩型基。复合型地基是通过处理天然地基，采用加固或是置换等方式来加强土壤结构的承载力。一般情况下是由天然基体加上人工增加区域构成。桩型地基的桩结构，一般是混凝土、钢制以及一些复合材料构成。桩型地基相较于复合型地基具有更高的承载力、桩型制作更灵活方便，适用性更强等优点。

3.2框架设计优化

框架设计上，设计者务必同等对待横向和纵向设计，严格按照行业抗震规范进行计算，确保各个部分不会有人为特地的削弱。第一，设计者要严格规范自我行为，保证构造的节点都是按照指定的标准执行，进而保证建筑的稳定。第二，设计者应有效结合横、纵梁，将框架当成有机整体对待，务必自我申明两者共同设计的有效性，务必时时刻刻保持纵向设计的意识。第三，设计者应该全局考虑，保证空间布局的合理性，充分利用横、纵梁的结合效果，确保安全性。同时也需要考虑建筑体的实用和美观效果，确保结构不仅仅准确地建筑，也要合理地利用^[3]。

3.3剪力墙和梁板结构优化

决定高层建筑结构稳定性的关键是剪力墙设计，设计过程中，应尽量少用和不用短肢剪力墙，并且对剪力墙布局方案进行优化，重点关注剪力墙分布合理性与均匀性，促使建筑物整体结构稳定安全。针对目前高层建筑布局方案而言，内部剪力墙分布广、数量多，需要对剪力墙钢筋配置方案进行调整，根据建筑结构受力情况，明确设计要点。此外，对建筑物的梁板结构进行布局优化，可在结构梁中心位置放置刚性支架，代替钢筋混凝土梁板。同时，设计过程中，应控制梁高与板材厚度，对材料质量进行严格控制，满足建筑结构设计安全要求。并且计算梁板长度，对中心处弯矩进行规范，使得梁板结构设计优化合理，满足高层建筑结构稳定性要求。实践工作中，应认识新工艺技术在剪力墙施工中的应用。目前，在高层建筑方案中，可通过装配式剪力墙设计与施工方案，提升施工效率、保证质量^[4]。

3.4构造柱与承重柱设计优化

设计人员要对于构造柱与承重柱有清楚的认识，承重柱的作用是不可替代的，即使是在平层、低层等建筑结构中，承重柱的作用也是独一无二的。第一，设计者要有明确的清楚的认识，承重柱的设计必须要有，不论是高楼大厦还是小巧玲珑的结构，都必须要先对承重柱进行设计。第二，对于构造柱，要人为地看淡其部分承载功能，甚至完全削弱其承重功能，仅仅将构造柱当作简单的构造部分处理，然后再发挥其整体加固的功能。第三，设计者不能为了计算的简便，而特地将承重柱的截面有效高度进行削弱。计算问题处理虽然麻烦，但是发生安全问题的后果更严重。设计者需要将承重柱的本身特性充分发挥出来，可以适当考虑将承重柱的设计偏向于更高的界值，以提高建筑的整体稳定和安全性。

结束语

由于我国现代化社会进程的不断发展，建筑相关企业也受到了广泛关注。而造价成本是整个建筑工程的关键部分，关系着企业在整个工程中可以获利的效益，关系着各个阶层的收益情况，工程结构设计对造价成本的各方面作用，得到了企业的重视。在保证工程质量和施工过程不受影响的情况下，优化建筑的结构布局，减少设计成本及施工成本，提高该建筑工程的经济效益。这就要求设计人员具有较高的专业水平，可以结合理论知识联系工程实际，把控结构要点，对结构设计进行优化，使其更加科学合理，从而达到有效控制建筑造价成本的目的，提高工程的经济收益。

参考文献

[1]钟浩鸣.探讨从建筑结构设计看住宅造价成本的控制[J].中华民居，2013（8）：13-14.

[2]张进.从建筑结构设计看住宅造价成本的控制[J].民营科技，2013（8）：162.[3]李季.超高层建筑结构设计的关键性问题[J].建材发展导向(下),2018(11).

[4]王琴.建筑结构设计对于建筑造价成本的影响[J].中国室内装饰装修天地，2019（6）：176.

[5]孙明明.浅析建筑结构设计对建筑造价成本的影响[J].装饰装修天地，2019（1）：210.