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摘要：随着人们经济生活水平的提高，城市的高层建筑数量不断的增加，使我国城市用地紧张问题得到较大程度的缓解，但人们对高层建筑混凝土结构设计的要求也越来越严格。因为高层建筑基础较深，体型较大等特征，其结构设计也更加复杂，所以称为高层建筑规划设计的难点。本文针对高层建筑混凝土结构设计的要求和特点，提出了高层建筑混凝土结构设计应注意的问题，供相关研究人员参考。
关键词：高层建筑；混凝土结构；设计问题
引言
随着我国经济的飞速发展，高层建筑的发展使我国人口多、土地少的压力得到缓解，使土地资源发挥了重要的作用。建筑结构系统的多样化发展，使建筑设计平面和竖向布置日趋复杂。高层建筑的设计还包括结构方案实施的可行性、可靠性、安全系数及社会经济效益等，混凝土作为高层建筑施工的主要材料，其结构设计对高层建筑物的质量和功能有重要影响，所以分析研究高层建筑混凝土结构设计，对提升高层建筑的设计水平有重要的意义。
1.高层建筑混凝土结构设计的要求和特点
1.1高层建筑混凝土结构设计要求
高层混凝土结构设计中，其结构设计特征比较明显，但是设计的难度系数较高，相关工作人员应该严格的按照混凝土结构设计相关要求进行设计。混凝土结构设计的相关要求主要表现在：（1）在混凝土结构可靠度方面的要求。可靠度作为一种能力，主要指在预先规定的时间范围内，建筑物能够充分的发挥其预定的功能，使建筑物可靠度方面的能力得到充分的展示。当建筑物超出预定的使用时间范围后，其性能会出现下降或改变的趋势，甚至不能继续使用，此时应该做好相应的报废处理工作，否则便会出现严重的安全事故问题；（2）混凝土结构功能性方面的要求。为了使工程施工的整体质量得到保障，高层建筑混凝土施工设计，其结构功能的要求主要体现在：安全性、耐久性、适用性等方面的要求。安全性的要求需要设计工作人员在设计的过程中，充分的考虑其承受力和稳定性方面的因素，还应该对设计期间的结构稳定性的问题进行充分的重视，保障建筑物结构的稳定性特征，使其在遇到突发状况时，建筑物不会出现突然倒塌的情况；
耐久性要求指的是指建筑物的整体使用期限和耐用程度，需要相关设计人员在结构设计的过程中，尽可能延长其使用时间，使其使用寿命得到保障；适用性的要求需要在建筑物结构设计的过程中，以优质的工作性能，保障使用者使用性方面的目标和要求。
1.2高层建筑混凝土结构设计特点
据相关研究得出，混凝土的结构设计特点主要表现在以下两点：（1）存在水平侧向力特征。在设计高层建筑物结构的过程中，其水平侧向力一般会对其变形设计造成较大的影响。建筑物的水平力主要有风荷载与地震产生的水平力。高层混凝土建筑结构和低层建筑物想次，如果存在水平方向的荷载，高层建筑物一般会产生较大的内力，还可能会出现位移较大的情况，对建筑物的稳定性和适用性带来较大的负面影响；（2）选择适合的刚度布置设计方式。在建筑结构设计中，必须保证一定的动力特征，如合理的自振频率，所以需要相关人员在高层建筑物结构设计过程中，对结构的强度和刚度进行充分的考虑，还应该对其出现的水平荷载和位移荷载进行严格的控制，使其控制在合理的范围之内。
2.高层建筑混凝土结构设计应注意的问题
混凝土结构主要包括钢筋混凝土结构、组合结构和框架、框剪结构等，所以在高层混凝土结构设计过程中应该根据工程实际情况，合理的选择结构类型，然后再进行相关的设计。具体的表现为：
2.1结构的平面设计
高层建筑混凝土结构应该选择受风离影响较小的平面形状，在平面的设计和布置上需要考虑的问题有：
（1）扭转的影响。在混凝土结构平面布置的过程中，要想尽可能减小扭转对平面的影响，需要对多方面的因素进行综合考虑，如地震作用以及在其作用下的偏心因素、最大的水平位置移动、层间位置移动等，具体的位移值规定如表1所示。
（2）抗震设计。高层建筑混凝土结构的平面设计中的抗震设计需要对防震缝的设计问题进行充分的考虑。如果高层建筑平面的形状和结构不能进行简单的调整，而设计比较复杂时，应该设置防震缝，这样可以把复杂的平面形状和结构布置划分为几个部分，形成形状比较规则的结构。如果高层建筑的平面形状结构简单并且容易测量，则不用设置防震缝。
2.2结构的竖向设计
高层建筑混凝土结构竖向结构布置设计直接影响着建筑结构的质量，由于高层建筑的竖向形状都比较规矩，也比较容易分辨，既符合人们的审美标准，也保障了建筑物的质量，所以它比平面布置更加重要。高层建筑物结构的竖向设计中应注意以下问题：（1）在没有特殊情况的时候其竖向结构的内收和外挑应尽可能不要出现；（2）竖向布置应设计为上小下大的形式。为了使建筑物的稳定性得到保障，应该采用上小下大的设计方法，这种设计其结构的侧面的匀称的。反过来，如果采用下大上小的设计方法，建造出的建筑物形状就会不规则，为了使其稳定性及可用性得到保证，设计单位会重新进行结构设计，运用其他辅助设计使建筑物的稳定性得到保障，防止发生建筑物倒塌等事件。
2.3抗震结构的设计
高层建筑物的抗震等级的设计有重要的现实意义，在对其抗震结构等级进行设计的过程中，应该对本地区发生地震的频率和震级大小进行充分的考虑，根据实际需求的不同设置不同的等级，一般是按照百年一遇和两百年一遇的标准进行设计，如果有必要可以增加抗震等级。如一个地区的抗震防烈程度为Ⅵ—Ⅷ时，其抗震等级应该在此基础上增加一个高度。所以设计高层建筑抗震等级的时候，应该考虑建筑物的高度、结构类型、抗震防烈度等方面的因素，根据不同的因素对建筑物抗震等级进行设计的时候选择的等级也有所不同。在设计高层建筑地下室抗震等级的时候，应该对高层建筑和地下室的连接关系进行考虑。如果地下室被高层建筑物用来做嵌固端的时候，对整体建筑有较大的影响，此时地下室应该采用和主体建筑设计相同的抗震强度。反过来，如果地下室不作为嵌固端，我们可以根据实际情况适当降低地下室的抗震等级，地区不同，采取的抗震等级也各不相同，一般情况下为3—4级。
2.4剪力墙的布置
在高层建筑剪力墙分布进行结构设计时，如纯剪力墙结构、筒中筒剪力墙、框架—剪力墙结构、框架—核心剪力墙等，任何形式的剪力墙结构，都是高层建筑结构设计重要的组成部分。剪力墙的双方向设计及均匀、对称和强边角设计原则使建筑物的空间较大。所以对剪力墙进行均衡的布置可以防止单个所承受的刚度力量过于集中，这种结构如果发生改变，会对和其相关联的结构造成重要的损害。如果剪力墙的轴压比相对于规定的限度较大时，为了不断增强截面的塑性改变形状的能力，我们可以增加剪力墙的底部强化部分，设计对边缘进行约束的结构。另外在条件允许的情况下，在高层建筑的设计过程中应该对短肢剪力墙引起足够的重视，尽可能避免出现短肢剪力墙，如果必须要使用短肢剪力墙，应该根据实际情况严格的控制其安放的位置和个数。
结语
综上所述，混凝土结构设计对高层建筑的质量有重要的影响，所以必须对高层混凝土结构设计引起高度重视，而混凝土结构设计中也存在着一些问题，同样对高层建筑物的质量造成严重影响，所以相关单位必须对高层混凝土建筑结构中存在的问题引起重视，并及时采取有效的措施解决，使其稳定性和安全性不断得到提升，达到延长其使用寿命的目的。
参考文献
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作者简介：叶黎明（1984.10），男，籍贯：江西，学位：硕士，职位：结构设计 职称：工程师，研究方向：建筑结构工程
论文作者:叶黎明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/17
标签：结构设计论文; 高层建筑论文; 建筑物论文; 混凝土论文; 结构论文; 高层论文; 剪力墙论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;