张文强1 庞博2
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摘要：随着我国经济在不断的发展和人生活水平的提高，高层建筑物的建筑功能、材料、结构设计等方面都在不断的发展变化。高层的建筑物已经成为反映所在城市繁荣程度和社会进步程度的标志。高层的建筑物面积比较小，节省公共设备、设施投资，也能改变城市的面貌等繁荣度，设计水平的提升和施工技术的创新使混凝土高层建筑得到迅速的发展。本文分析了高层建筑结构设计的特点以及高层混凝土结构在设计中的要求，阐述了高层建筑结构设计的相关要点，为今后的工作提供参考。
关键词：混凝土；高层建筑；结构设计
引言：
人们的日常生活水平在发展中得到不断的改善，消费水平要求也在逐渐地提高。在这当下社会，我们最应该重点关注的问题首当其冲便是居住环境，生活条件与居住问题本质上有着千丝万缕的关系。人民的生命财产安全又与住房建筑质量的好坏有着密切联系。这不仅是个人问题，相关单位更应该本着生命负责的态度，对房屋的结构设计以及修建房屋的材料进行严格控制，确保工程施工的质量安全。不仅仅如此，更重要的一点是，若没有采取可行性的建筑设计方案，合理有序的组织管理，那么后续的施工任务很难正常运行。因此我们综合考虑多样化的建筑材料，选择最切合设计要求的施工方案，以此保证建筑工程的顺利进行。
1高层建筑结构设计的特点
（1）建造高层建筑可以在相同的建设场地中，以较小的占地面积获得更多的建筑面积，可部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观。但过于密集的高层建筑也会对城市造成热岛效应或影响建筑物周边地域的采光，玻璃幕墙过多的高层建筑还可能造成光污染现象。
（2）在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑可以提供更多的空闲地面，将这些地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照采光和通风效果。
（3）高层建筑的分析和设计比一般的多层建筑复杂得多，侧向荷载（风荷载和地震作用）是高层结构的控制因素。由于竖向交通和防火要求等都使得高层建筑造价较高、运行成本加大。
2高层混凝土结构在设计中的要求
高层建筑自身结构设计与其他一般性建筑相比具有一定的特殊性，因此对建筑的抗震性和稳定性也有更高的要求。混凝土结构在其设计中充分考虑了这一特性，能充分的满足这一要求，达到建筑结构设计所规范的稳定性。其混凝土自身的特点主要表现在以下三个方面：
2.1安全性
我们所讲的安全性，其实就是在外力的具体作用下，混凝土结构能够承担一定的荷载作用并能保证整个结构的安全稳定，同时在一般情况下还不能够受到温度和湿度的影响，即使受到了影响，但是对其的影响也很小。还有一点是非常重要的，那就是混凝土结构在具体的使用过程中，它能够有效的降低应力对它的撞击影响，能够很大程度的保证结构的稳定性，最终来保持结构的安全性。在设计中可以考虑采用混凝土材料作施工材料，保证建筑结构处于一种稳定的状态。
2.2持久性
由于混凝土材料本身的特性，其抗腐蚀性较强，所以不易受外界恶劣环境的威胁。与其他建筑材料相比较而言，混凝土结构的持久性更为明显。不断完善对建筑结构方面的设计，提高建筑工程中混凝土材料的使用寿命。
2.3实用性
所谓的实用性是从混凝土结构的使用性能上来说的。混凝土结构在正常使用过程中，如果因施工或养护不当而出现严重的裂缝，会严重影响混凝土结构的实用性。因此，需要将这两种可能会出现的状态控制在标准的范围内，满足建筑结构的强度和稳定性。由于在设计和施工的过程中混凝土材料存在着一定的优点因此，在建筑设计中得到了广泛的应用。
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3高层建筑结构设计分析
3.1建筑使用功能
建筑一般为工业和民用之分。工业高层很少，使用上需要大空间一般都用框架结构或框架－剪力墙结构。民用有住宅，办公，商业之分，住宅一般平面不规则用剪力墙结构较多，也有框架－剪力墙结构。办公和商业一般用框架和框架－剪力墙结构，如果高度较高可采用筒体结构。
3.2混凝土结构的设计
高层混凝土结构在具体的设计过程中，它要保持一定的均匀性和对称性，它主要体现在主体抗侧力结构方面的具体变形，具体的是看他沿两个主轴方向的变形是否具有一定的相似性，以及它们之间的刚度是否相近或者相同。所以在该结构的平面布置中，我们应该特别注意主体抗侧力结构，要尽最大可能的保持各片抗侧力结构刚度具有一定的均匀性，尽量避免个别的刚度非常大，这样有可能会造成结构的延性比较差。在对高层混凝土进行水平布置的过程中，应该特别注意主体抗侧力结构与中央核心结构之间的均匀性，以及它们和周边的相关结构之间的刚度的均匀性，在具体的设计过程中一定要保证主体结构具有非常大的抗扭刚度，这样在风荷载或地震荷载的具体作用下，能够保证它们不会产生特别大的扭转变形，同时能够保证相关结构不被破坏。
3.3高层建筑结构的受力路线
在对高层建筑结构进行设计的过程中，有两个结构都必须要有非常明确的受力路线，这两个结构分别是水平平面结构和竖向平面结构。如果在一个楼上面有一定的重力作用，那么这个荷载主要是通过楼盖构件的弯曲传，然后再向下面进行传递，把这个荷载传递给竖向的一些构件，最后再一层一层的传递，直到把这个荷载传递到建筑物的地基处。在具体的结构类别和布置方式方面，受力路线的模式存在着非常大的差异。在大多数高层建筑物的底部，一般情况下都含有非常少的立柱，它们主要是为了留出大量的空间，这样就能够利用这些空间来设置广场和出入口等。如果荷载较重，建筑物需要设计大量的立柱时，且还要保证柱间距较大时，那么这种方法就不再适用了，我们要考虑采用另外一种结构体系，它能够把上面的力传递给底层的立柱以及其地基。如果高层建筑的楼层发生了一定的变化，那么它们之间的受力路线也会发生一定的改变，这时需要竖向和水平两个方向同时进行转换结构。在具体的受力路线中，底层的建筑结构与其它层之间存在着很大的区别，具体的就是每一个立柱都承受着上面传递过来的荷载，在具体的施工和使用过程中，要充分考虑它们在竖向沉降方面的区别，这不只是设计需要考虑的问题，也要在施工过程中根据实际情况随时与设计沟通，以确保高层的各层楼面横向的水平度，减小因不同柱间的压缩量差异破坏高层建筑的上部结构稳定性。
3.4剪力墙的优化
在其它建筑中，原来框架结构中起承受水平和竖直两个方向的力的构件是梁柱，而在高层建筑中取代梁柱来承受水平和竖直两个方向的力的是剪力墙体系结构。剪力墙体系结构是一种混凝土材质的结构形式，不仅可以直接承受水平和竖直的力，对于其它结构的水平载荷也可以起到调节作用。因此，不断优化剪力墙的结构对于整个高层建筑结构设计的进度和安全性都有着巨大的影响。在进行剪力墙结构体系优化的时候，需要注意剪力墙设计中的连梁的设计是很重要的一部分。高层建筑设计人员可以把连梁之间的各个墙体连接起来而形成联肢墙。这种设计可以使得墙肢的约束条件增加，从而使墙体的各个部分都得到了更多的内力，十分有效的提高高层建筑的抗震能力。但是这种做法的缺点在于对于投资商来说造成了不必要的浪费，然而对于整个高层建筑结构的安全性来说绝对是利大于弊的。
结束语：混凝土的结构设计对高层建筑结构的安全性和稳定性具有极其重要的影响，混凝土质量的好坏，关系整个建筑结构的工程质量，混凝土结构与高层建筑的设计是相互制约、相互依存的关系，在工程设计当中，要充分利用两者的关系。在施工阶段要综合考虑实际情况对建筑工程可能存在的不利影响，在设计中加以防范解决并不断地改善，以此保证建筑的整体质量。
参考文献
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[4]王博,王识.高层混凝土建筑抗震结构设计分析[J].建材与装饰,2018(02):91.
论文作者:张文强1,庞博2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/29
标签：结构论文; 高层建筑论文; 高层论文; 混凝土论文; 荷载论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 《防护工程》2018年第15期论文;