湖北省随州市建筑设计院 湖北随州 441300
摘要：随着社会的不断进步，城市发展也在不断加速，而城市的土地资源相当有限，导致人们将重点关注对象放在了高层建筑上，高层建筑作为解决城市住楼的最有效对策，可以使城市有限的资源得到有效的利用。在高层建筑建设过程中，不可避免需要用到高层建筑钢筋混凝土结构，只有合理运用钢筋混凝土结构，增强其抗风性能和抗震性能，才能更好地建设高层建筑。就此，本文探讨高层建筑钢筋混凝土结构设计。
关键词：高层建筑；混凝土结构；设计分析
1 高层建筑混凝土结构设计概述
结构设计并非一项独立的工作，在设计中需要对建筑物的整体形式进行充分考虑，在建筑物投入使用后，风力等自然因素会对结构各方面性能产生或多或少的影响，高层建筑尤为明显，为有效规避其影响，在设计时需要对钢筋混凝土结构的抗风能力、水平受力情况以及竖直受力情况进行分析，根据规定要求提升结构的变形能力以及承载能力。
1.1 结构分析
为保证钢筋混凝土结构体系与建筑方案设计要求相一致，设计人员需要将此结构同建筑工程项目的各方面情况进行有机结合，减少不必要的浪费；若建筑工程所在区域的地基条件较好，为保证钢筋混凝土结构体系变形极限值，设计人员需要综合各类情况对结构刚度进行降低，具体从以下两方面对钢筋混凝土结构进行分析。一方面，对结构高度控制进行分析。高层建筑工程中钢筋混凝土超高的情况比较常见，此种情况会使整体建筑物的抗震性能有所降低，为此设计人员需要严格把控此结构的高度，减少超高情况出现的概率；另一方面，对结构体系选择进行分析。高层建筑对钢筋混凝土结构内部和外部结构提出了更加严格的要求，基于此设计人员需要根据工程实际要求优化外部及外部结构，进而为建筑物的整体稳定性及强度提供更多的保障。
1.2 现存问题
钢筋混凝土结构在高层建筑工程中得到广泛应用，台风、大雪及暴雨等天气因素会对此结构的性能产生一定的影响，工程整体质量可能会降低，为此如何应对天气因素被加入研究工作中。此外，高层建筑工程的规模较大，施工时间较长，在施工过程中可能会出现不同的问题，若未及时进行处理便会出现一些安全隐患，影响施工及后期使用安全性，为从根源上减少以上问题，设计人员需要在钢筋混凝土设计工作中投入更多的时间和精力，确保结构设计方案符合实际施工及相关规定的要求。
1.3 设计原则
（1）安全性原则。保证建筑物的安全是结构设计的主要目的，为了提升建筑整体结构的安全性，在设计前设计人员需要对各项规定要求及工程资料进行阅读和分析，使设计方案满足施工及安全要求。
（2）适用性原则。充分发挥高层建筑的使用性能是建设的主要目的，为了实现上述目标在钢筋混凝土结构设计过程中设计人员需要落实适用性的原则，如建筑施工需要较大的空间时禁止设置小柱网，在墙柱无法落地时需要对转换结构进行合理设置，将结构布局对建筑物使用功能的影响降至最低。
（3）可靠性原则。无论何种材料或者结构均有使用寿命，为更好地延长使用寿命，在设计过程中设计人员需要对结构以及各类材料的耐久性及可靠性等进行充分考虑，在其他条件允许的情况下广泛应用耐久性较好的材料，以提升钢筋混凝土结构的耐久性。
2 高层建筑混凝土结构设计优化措施
2.1 加强高层建筑构造周期性折减系数
在高层建筑构造框架中，如果选用的墙板是轻质材质的，折减系数应取0.9。如果选用的材质是少量墙体和砌体，核算周期时折减系数在0.7~0.8，而当墙体使用的为砌体时，在核算周期时其折减系数应控制在0.6~0.7。在对顶盖构造和框架的构造规划中，由于填充墙的使用会使得规划时的刚度小于构造的实际刚度，就会出现构造时的核算周期比实际核算周期小，这就会导致房子建筑的构造存在不安全因素，因此，相关设计人员在对建筑物的构造进行核算周期时，需要对其进行适当的折减，这样方可改善建筑物的作用和功能。
2.2 加强高层建筑钢筋混凝土结构抗震性能
高层建筑钢筋混凝土的抗震性能作为建筑设计中的重要因素，需要格外重视，在对建筑进行规划，对房屋进行分类时主要依据的就是其抗震性能，其抗震性能的等级需要依据建筑的高度、构造类型进行划分，如果高层建筑构造刚度骤变系数相对较大或者高层建筑楼层数较多，就需要多取其振型数。如建筑顶部有变换层或者小塔楼，建筑的振型数在取值时需要大于12，但其振型总数还是需要控制在建筑层数三倍的数量范围内。只有不断加强建筑的抗震性能，才能保证建筑的稳定和安全。
2.3 加强高层建筑的耐久性能
在对高层建筑的设计规划过程中，人们更多考虑的是如何优化建筑构造，分清主次问题，选择出合适的规划设计方案，而建筑的耐久性能往往被人们所忽视，此外，还由于在建筑构造规划过程中，规划设计人员往往没有考虑到高层建筑构造耐久性的问题，因为，其规划所要进行的工作就是在规划的年限内保证用户各种需要都得到满足，因此，在对高层建筑进行规划的过程中需要不断重视建筑耐久性方面的问题。在实际操作过程中，由于建筑物的外在条件比较复杂，如天气的变化，温度的变化等，导致了建筑的可靠性降低，因此，人们更多关注建筑的造价和材料，将材料少、造价低作为设计满意的标准。而随着社会的不断进步，工程的质量也是人们日益关注的问题，当规划人员在面临建筑使用要求或者技术要求和经济要求之间的矛盾时，需要提高高层建筑的质量，因为提高了建筑的质量也就保证了建筑的经济效益。
2.4 加强高层建筑高强钢筋和高强混凝土的规划
合理运用高层建筑的高强钢筋和高强混凝土，可以有效降低建筑的工程造价和设备运行成本。一般而言，高层建筑的总造价包括施工费、资料费和框架构架的根底物料，而在其中对建筑造价影响较大的是用钢量，因此，为了降低建筑工程的总造价，可以在合理范围内适当降低建筑的用钢量，在条件允许的情况下采用高强钢筋和高强混凝土，可以节省建筑的成本。若高层建筑的地基属于厚软的类型，由于建筑与地基的荷载对比比较大，因此，可以合理使用高强钢筋和高强混凝土，从而达到优化构件横截面的目的，这样不仅可以有效减低设备施工难度，还可以降低成本。一般混凝土强度等级如表1所示。
2.5 加强框架梁的设计
在对高层建筑混凝土结构设计过程中，需处理好剪力墙和框架柱间的框架梁问题。高层建筑的截面设计如果竖向变形差过大，就会导致剪力墙和框架柱相连的框架梁间出现超筋的问题，对框架梁截面设计不利。针对这种问题，主要有两种解决对策，首先，优化结构的轴压比，其次采用其他有效的计算方法。
表1满足耐久性要求的混凝土最低强度等级
结语
钢筋混凝土结构具有刚度大、位移小、整体性好等优点，使得钢筋混凝土成为建筑建设中不可或缺的材料。而现代建筑规划设计的重点和难点也是如何更好的利用钢筋混凝土为高层建筑的建设获得更加经济合理的效果。因为高层建筑的钢筋混凝土结构设计是一个比较复杂的过程，如果出现差错，将会导致很多建筑质量问题。因此，在对高层建筑钢筋混凝土设计过程中，需要认真分析，合理科学的计算，从而保证高层建筑的质量。
参考文献
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论文作者:詹蕾
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/23
标签：高层建筑论文; 建筑论文; 钢筋论文; 结构论文; 钢筋混凝土论文; 混凝土结构论文; 性能论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;