张彬彬
身份证：3208111989****251X 江苏淮安 223001
摘要：近年来随着人们对住房的要求越来越高，居民高层建筑的结构设计也是越来越复杂，而钢筋混凝土作为高层建筑的灵魂所在，其结构设计工作是高层建筑建设过程中的重中之重，一旦其结构出现问题，将直接威胁到居住人们的人身财产安全，因此作为一个高层建筑结构设计工作者，应该本着可实行性的原则进行实地考察，在充分吸取前人经验教训的情况下，结合现代高科技设计出符合人们实切需求的高层建筑。
关键词：高层；建筑；混凝土；设计；要点
1导言
随着工业化、商业化、城市化在我国的迅速展开，以及改革开放和人口迁徙等因素，人口适宜居住和土地合理使用等问题越发突出，对于建筑形式提出了更高的要求，所以高层建筑逐渐进入人们的视野。由于建筑的高度发生变化，建筑的功能和类型也逐渐多样，导致其结构设计也随之日益复杂，其中混凝土结构设计更是最容易出现遗漏和错误的环节，也是整个建筑施工过程的基础。
2高层建筑的混凝土结构的设计形式
在高层建筑刚发展的时候，混凝土结构体系最常用的是框架、剪力墙和框架-剪力墙三种传统体系结构；但伴随着建筑技术和建筑材料的发展，以及建筑层数的不断增加。
2.1框架结构体系：这种体系是过去低层建筑中最常用的房屋结构，一般仅适用于10层及10层以下的低层建筑。整个结构体系是以框架梁、框架柱为骨架的刚性一体式连接结构，具有抗震性强、自身结构完整、重量轻和强度高等优点。但当框架结构的房屋高度增加时，框架结构的侧向力作用也随高度而增加，其自身水平负载所产生的内力也远超于竖向负载所产生的内力；而框架结构本身又存在抗侧向位移刚度小、支座不均衡沉降敏感等结构问题，所以很容易是整个建筑结构发生侧向位移等情况。
2..2剪力墙结构体系：这种结构体系相对于框架结构体系是一种更优的发展体系，一般适用于25～30层的房屋建筑结构。整个结构体系是由横向和纵向所组成的一体化钢筋混凝土墙结构，具有侧向位移刚度大、整体性好、水平力作用下侧向位移小，以及没有梁和柱等构件外露的优点，并且对房屋有围护和分割作用，以及能够有效的抵抗水平负载和竖向负载。但由于剪力墙的结构性延展性差，导致建筑内部划分的空间较狭窄，仅适用于宾馆和住宅等建筑。
2.3框架-剪力墙结构体系：这种结构体系是综合了前两种结构体系的优点所产生的，一般适用于10～25层的房屋建筑结构。整个结构体系是由框架和剪力墙共同组成的，把各种负载压力分流到各种承载物上；一般的水平负载是由剪力墙结构所承担的，一般的竖向负载是由框架结构所承担的。这样的分流可以大幅度减少柱梁的截面和增加建筑空间的灵活度，以及增强侧向位移的刚度，是一种非常实用的结构体系。
3高层建筑中钢筋混凝土的结构设计要点
在高层建筑中，钢筋混凝土作为其主要的建筑材料，其结构性能直接关系到高层建筑本身的质量问题，因此在进行钢筋混凝土材料结构设计时，有几个需要重点关注的要点，具体如下：
3.1抗震功能的加强设计
高层建筑在居住使用过程中，其抗震功能非常重要，可以对于诸如地震类的自然灾害有一定的抵抗能力，而高层建筑的抗震功能主要是依靠钢筋混凝土结构来实现的，因此在进行高层建筑钢筋混凝土结构设计时要将抗震性能设计作为其主要的影响因素和关健环节。而高层建筑在建设过程中若是其层数和结构刚度的突变系数较大，则应该多取其振型数，比如高层建筑房屋结构中所包含的多塔结构，顶部小塔楼以及转换层等，在取其振型数时应选大于12的数，但是其大小仍然不能超过房屋总层数的三倍，而且对于具有弹性的楼板建筑在分析刚性要求时，其振型数的选取还要更大些。
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3.2耐久性设计
高层建筑钢筋混凝土结构在设计时还要加强其耐久性，通常在高层建筑钢筋混凝土结构的设计方案中，由于没有考虑到建筑周围的环境影响因素，影响到了建筑本身钢筋混凝土结构性能的可靠性，因此在进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计时，要在钢筋混凝土材料的造价与材料性能上进行集中控制，只有这些条件符合标准要求，才能保证设计出来的钢筋混凝土结构其耐久性达到规定要求。再加上现在人们的生活水平逐渐提高，对高层建筑的居住要求也提高了起来，因此钢筋混凝土结构的耐久性设计极其重要，这直接关系到居住人们的使用条件。
3.3加强新概念设计
高层建筑钢筋混凝土的结构设计还要加强新概念设计，也就是说要设计一些样式新颖的建筑出来，同时还要保持其抗震性能和抗风性能等基础抵抗性能，而且加强高层建筑的新概念设计，可以在满足高层建筑钢筋混凝土的弹性要求上尽量设计出其延展性，这不仅能保证高层建筑更符合居住人们的实际需求，同时也是未来高层建筑钢筋混凝土结构设计的发展趋势。
4高层建筑混凝土结构优化设计对策
4.1经得起考验的优化设计
在进行高层建筑混凝土结构优化方案设计时，大多数设计人员没有充分考虑持久性设计，在高层建筑建中总是发生由于外力和环境因素影响出现问题的情况，造成高层建筑极易遭受损坏，对高层建筑整体结构的安全性产生影响。所以，在高层建筑中，优化高层建筑混凝土结构设计方案，对高层建筑混凝土结构优化进行充分考虑，确保高层建筑混凝土结构优化方案的合理性、耐久性和实用性，使高层建筑混凝土结构优化设计成本降低最低。按照高层建筑的实际情况设计科学合理的高层建筑混凝土结构优化方案：①确保高层建筑混凝土结构的对称性和规则性，确保高层建筑物质量能够均匀分布，避免发生倒塌情况。②科学合理设计高层建筑混凝土结构布局，对高层建筑混凝土结构设计不断进行创新和优化，确保高层建筑的耐用性。③优化设计方案要确保高层建筑的美观性，使高层建筑与周围环境相互协调，防止发生建筑错层、多面与四周环境不和谐等情况。
4.2加大力度对剪力墙的优化设计
对剪力墙结构的优化设计，主要是对高层建筑混凝土结构中的连接横梁进行优化设计，因为连接横梁是高层建筑剪力墙优化设计中的重中之重。在优化设计连接横梁的过程中，一旦剐度增加，在发生地震时剪力墙结构所要承受的压力也会不断增大。这样要想增强住高层宅建筑抗震能力，就要大量使用钢筋，因而导致材料费用的增加。所以，在进行连接横梁优化设计时，会将连接横梁的截面和刚度设计的比较小。但是要引起注意的是，设计的弱连梁要达到结构所要求的形变和刚度要求，并且要从建筑结构经济性和安全性两方面综合进行考虑，来保证剪力墙结构设计优化工作更好地进行。
4.3减少施工缝、对结构平面进行优化
建筑混凝土结构平面的确定对高层建筑结构的设计有着重要的影响，其质量对高层建筑的综合性能有着直接影响，因此设计人员要按照具体的建筑要求来合理设计建筑结构的平面。对于高层建筑中的每个独立结构单元来说，要确保建筑结构平面形状的简单性、规则性和对称性，便于均匀承担高层建筑混凝土结构所负担的承载力和刚度等压力；高层建筑的平面不宜过长，高层建筑的突出部分也不宜过大；要确保高层建筑的竖向体型均匀性和规则性，控制内敛或者外挑的幅度，并且要保持混凝土结构侧向刚度下大上小的均匀变化形式，禁止选择竖向结构非常不规则的方式。
结束语
建筑行业作为我国经济发展的基层力量，在土地资源极其短缺的情况下，高层建筑得到快速发展，高层建筑结构质量不仅给人们生活带来影响，还制约了国家经济的发展。所以，优化高层建筑混凝土结构设计是一件十分重要的工程，建筑行业管理单位要按照建筑工程实际情况，认真依据建筑工程规章制度，通过先进建筑技术，科学合理优化建筑结构设计方案，确保高层建筑长期稳定发展。
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论文作者:张彬彬
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第19期
论文发表时间:2018/2/3
标签：高层建筑论文; 结构论文; 钢筋混凝土论文; 建筑论文; 混凝土结构论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 《建筑科技》2017年第19期论文;