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摘要：经济的快速发展使高层建筑随之不断兴起，混凝土作为建筑施工过程中必不可少的施工材料，其结构的设计在高层建筑建设中的起着不可估量的作用。本文通过结合建筑工程的实际情况，以高层建筑混凝土结构设计的要求和特点为出发点，对其设计中应注意的问题进行了探讨，希望为有关单位提供参考。
关键词：高层建筑；混凝土结构设计；设计问题
1混凝土结构设计相关要求与特点分析
1.1混凝土结构设计相关要求
1.1.1混凝土结构功能性方面的要求。为了确保工程施工的整体质量，在高层建筑施工设计期间，其结构功能要求主要有三个方面，即：安全性方面的要求、耐久性方面的要求以及适用性方面的要求。安全性方面的要求需要相关工作人员在建筑物设计期间，对承受力与稳定性等方面的因素展开充分的考虑，同时还需要注重设计期间的结构稳定性等问题，从而确保建筑物结构拥有更好的稳定性特征。当遇到突发问题的时候，建筑物不会出现倒塌情况；耐久性主要指，建筑物的整体使用期限与耐用程度，这要求相关人员在设计建筑物结构期间，必须尽可能的延长其使用时间，确保其使用寿命；适用性要求，相关建筑物建筑结构设计期间，必须拥有优质的工作性能，从而确保能够达到使用者适用性方面的要求与目标。
1.1.2在混凝土结构可靠度方面的要求。可靠度属于一种能力，主要指预先规定的一个使用时间。如果在此期间，建筑物能够将预定的功能充分的发挥出来，便充分的表示该建筑物具有可靠度方面的能力。当建筑物超出预定的使用时间以后，其所有性能都会出现改变以及下降的情况，甚至不能再继续的进行使用，必须做好报废处理工作，否则将会引发出现严重的安全事故问题。
1.2混凝土结构设计的特点
提高混凝土结构在高层建筑中的有效应用，是当今建设单位亟待解决的问题。高层建筑对地基基础的承受能力和承受强度要求较高，其结构设计具有以下特点：
1.2.1选用最优的结构形式。目前，高层建筑的常用结构主要包括框架结构、框剪结构、剪力墙结构和筒体结构等，其中的框架结构就是单纯地以梁、柱、板所构成的建筑框架，然后后期以实心砖或者其他填充材料进行填充，其一般主要适用于高度低于60m；框剪结构就是在框剪结构中加入一部分剪力墙结构，以实现剪力墙和框架的共同承载，这在一定程度上增加了建筑结构的整体承载力，一般主要适用于那些商品房（上部为住宅，下部位商户的建筑设计中）或者高度低于120m的高层建筑设计中；剪力墙结构则是完成由剪力墙所构成的建筑结构类型，其具有比框剪结构更加复杂的结构体系，相应的承载力性能也更好。而筒体结构则是现阶段高层建筑中设计标准最高的一种形式，其承载性能和抗震性能均优于其他几种高层结构形式，尤其适用于超高层（>150m）或者摩天大楼中。因此，要根据的实际情况来合理选择结构形式。
1.2.2要注意结构结构的整体布局和造型。结构设计人员要充分注重概念设计，充分运用自己的建筑设计专业知识，在满足高层建筑结构适用性和美观性的基础上尽可能地优化建筑结构的平面布置和竖向布置工作，确保整体建筑结构的规则性、均匀性和简单性。避免局部建筑部位因突变或者削弱而形成薄弱部位。过大的应力集中问题也会导致相应的变形问题，故而需确保建筑结构截面尺寸设计的合理性。
1.2.3设置合理的沉降缝和转换层等。其中的沉降缝是高层建筑结构中常见的一类变形缝，其是为了避免相邻高层建筑物之间或者裙楼中各建筑高度存在过大差异而引发的地基承载变形问题。而控制转换层则主要出现在框剪结构中，具体就是上部框架结构和下层剪力墙结构的交接部位，具体就是通过采用加固措施来防范相应的承载力突变问题，以全面确保其结构质量。
1.2.4优化构件截面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在满足高层建筑混凝土结构设计安全性的前提下，要尽量选用成本性价比较强的构件截面，但是并非简单的越小越好。否则，一味地选择过小的建筑构件截面，虽然可能在一定程度上节省建筑成本，但是却极大地增加了结构设计安全风险，所以必须要在综合结构安全性和经济性的基础上，优化构件截面。
2高层建筑混凝土结构优化设计对策
2.1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。
2.2合理确定结构形式和基础选型
当前高层建筑结构包括框架结构、框剪结构、剪力墙结构和筒体结构等几种常见类型，并且他们对于建筑高度要求不同，所以在实际的高层建筑结构设计中，设计人员需要根据工程的具体建设高度来合理选择结构形式。但是为了确保结构形式确定的合理性，同样需要考虑经济因素，即要在确保结构整体质量和安全性的基础上，尽量降低结构设计成本。同理，基础选型也需要综合经济因素和安全因素，以便确保基础选型的科学性和合理性。
2.3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。经实践表明，如果高层建筑的平面结构和竖向结构布置的比较规则、均匀和简单，为之后相应的各种指标校核和检验也会带来便利，确保建筑混凝土结构各项性能符合标准，最大限度发挥建筑结构的功能。
2.4优化结构参数的选择
在高层建筑混凝土结构设计的过程中，大多数的工作都是借助计算机平台完成的，所以实际设计中所选择的荷载计算系数或者电算系数的合理性直接关乎结构设计的质量，所以设计人员在进行结构设计的过程中，必须要结合实际情况来合理确定电算系数或者荷载系数等相关参数。
3结语
在高层建筑混凝土结构设计过程中，设计人员需要综合考虑地基荷载、自重、地震力等众多应力的影响，确保相应混凝土结构的延性、刚度和强度等性能可以满足建筑的使用需求。此外，设计人员还需要从建筑结构整体上来进行把握，充分了解和掌握总体结构体系设计和主要承力部位之间的衔接关系，以便不断优化结构设计方案，提升结构设计的经济性和适用性。
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论文作者:陈方阳
论文发表刊物:《建筑科技》2018年第1期
论文发表时间:2018/4/8
标签：高层建筑论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 混凝土论文; 混凝土结构论文; 建筑物论文; 《建筑科技》2018年第1期论文;