中国中元国际工程有限公司 100089
摘要：随着我国城市化进程的不断推进，建筑设计和施工水平的不断提高，高层建筑早已成为各大城市建筑的主流，广泛应用于住宅、商业以及各种公共建筑中。目前我国高层建筑的结构形式以钢筋混凝土结构为主，文章就高层建筑混凝土结构的设计要求、设计特点和设计要点进行总结分析，以供参考和借鉴。
关键字：高层建筑；混凝土结构；结构设计
引言
钢筋混凝土结构是现代建筑中应用最广泛的结构形式之一，通过充分利用钢筋的受拉性能和混凝土的受压性能，使二者结合成为共同承受建筑荷载的受力构件，具有强度大、承载能力强、抗震性能良好、耐久性和耐火性好等优点，因而成为现代高层建筑结构的主要形式。文章结合混凝土结构在高层建筑中的应用现状，对高层建筑混凝土结构的设计要求、设计特点和设计要点进行总结分析，并提出了一些合理性建议。
1高层建筑钢筋混凝土结构的设计要求
1.1高层建筑钢筋混凝土结构的功能要求
对于高层建筑混凝土结构来说，安全性、适用性以及耐久性是最基本的三个功能要求。安全性主要体现在两个方面，一是建筑物施工期间的安全；二是建筑物使用期间的安全。在施工期间，高层建筑混凝土结构具有施工周期长、难度大、安全风险高等特点，设计人员在设计阶段需充分考虑施工因素，优化设计成果文件，尽力减小现场的施工难度。在使用期间，设计人员应当保证建筑结构在正确使用的前提下，满足一定的的承载能力和整体稳定性，并保证建筑结构具有一定的延性，当偶然或突发性事件发生后，不至于发生倒塌，威胁使用者的生命财产安全。适用性是指建筑物在功能上必须满足使用要求，且结构自身要具备良好的工作性能，以保证在使用过程中不会发生过度的变形、裂缝等问题；不可避免的是随着使用时间的增加，建筑结构会出现一些裂缝、变形问题，但只要保证不超出限定值，建筑整体结构就不会受到较大影响。耐久性是指建筑物本身要经久耐用，是建筑结构在预期年限内预期使用荷载作用下，可以满足建筑物正常使用的最低要求，通常根据建筑结构的设计使用年限、环境类别、混凝土的强度等级等来采取措施加以控制。
1.2高层建筑钢筋混凝土结构的选型要求
在高层建筑的结构设计中，建筑和结构是关系最密切的专业。建筑师往往根据建筑的使用功能和美学要求处理建筑体型，包括平面和立面；而结构师则根据受力的合理性和建筑工程的经济性进行结构设计，其中结构形式、结构体系的选择以及结构的总体布置对结构的受力性能起着决定性作用。而结构体型又与结构总体布置密切相关，简单规则的体型易于得到受力合理的结构总体布置，可使结构具有良好的抗震性能；反之，过于复杂的建筑体型，将增加结构设计的困难，进而造成结构布置的不合理性。因此，优秀的设计是建筑和结构的完美结合，需结构师和建筑师密切合作。从方案设计阶段开始，就应根据建筑物的用途、高度、抗震设防烈度、设计使用年限、地质环境等具体条件选用受力性能较好且经济合理的结构形式和结构体系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2高层建筑钢筋混凝土结构的设计特点
与多层建筑相比，高层建筑高度大，层数多，在结构的侧向力分析、延性设计和刚度设计等各方面都有所不同，需要设计师具有丰富的设计经验，清晰的结构概念，从宏观到微观把握好结构的设计思路，从结构的整体指标计算具体到单个构件的配筋都要认真仔细地进行设计。对于结构承受的侧向力，在多层建筑中，水平地震作用及风荷载相对较小，不是主要控制荷载；但在高层建筑中，侧向水平力随高度增加而逐渐增大；对于结构的延性设计，高层建筑需要具有更好的延性来消耗和抵抗地震作用，这样整个建筑结构在水平地震作用下，才能具有良好的变形能力和耗能机制，为人们在地震发生时争取更宝贵的逃生时间。对于结构的刚度，高层建筑结构所受水平地震作用随高度和层数的增加而逐渐变大，在弹性阶段，结构的侧向位移与其所受水平力为线型关系，因此在对高层建筑结构的竖向构件进行设计时，需要合理的布置其数量和位置，使结构整体具有合适的抗侧力刚度，不宜过刚或过柔，不宜出现刚度突变等不利因素，从而使结构的侧向位移趋于合理，以满足正常使用极限状态的要求。
3高层建筑钢筋混凝土结构的设计要点
3.1高层建筑钢筋混凝土结构的选型优化
3.1.1合理调整结构整体布局
高层建筑钢筋混凝土结构的整体布局要考虑场地地形、持力层土层状态、基础形式、有无地下室及裙房、上部结构的结构形式等因素的影响，在总体上需满足结构平面简单规则，质量、刚度和承载力分布均匀的要求。当不能满足时，可通过设置施工缝来进行划分，使结构各分部能够分别满足上述要求。但施工缝在现场施工时易因位置留设不当或施工技术等原因引起质量问题，所以我们在进行结构设计时，还应慎重采用施工缝。
3.1.2合理控制建筑高度
高层建筑的高度并不是一味越高越好，其有一定的总高度限制。目前在我国的高层建筑相关设计规范中，在原有的A级高度基础上，又新增了一项B级高度，若高层建筑的总高度达到了B级或者超出了B级，则应当考虑适当调整设计方案，这点要给予重点关注。
3.1.3合理设置嵌固端
嵌固端设置的位置对高层建筑整体结构的安全性与稳定性具有较大的影响，但在现实中，设计师们有时会忽略这个问题。我国目前大部分的高层建筑都附带人防和地下室结构，结构设计时通常会将嵌固端设置在人防或地下室顶板。此时，设计师们要特备注意严格遵循嵌固端上下层的刚度范围、关注嵌固端与结构缝的协调性、把握好嵌固端楼板设计要点以及保持嵌固端上下层抗震等级的一致性等，确保人防或地下室顶板能够满足嵌固条件。
3.1.4合理应用短肢剪力墙
建筑结构中的短肢剪力指的是墙肢截面高厚比在5～8内的墙体，短肢剪力墙在稳定性和受力性能方面都十分不利，因此在我国的高层建筑钢筋滚凝土结构设计中，对短肢剪力墙的应用有着较为严格的限制，结构设计者们也应当尽量避免或减少采用短肢剪力墙。
3.2高层建筑混凝土结构平面布置
对于高层建筑混凝土结构，平面布置是建筑结构设计中的关键要点，应当尽量减少扭转的不利影响。具体来说，首先从概念设计的角度出发，充分考虑结构的抗震性能，合理调整结构的平面形状和荷载状况；其次在计算方面，要充分考虑地震情况下的偶然偏心因素，科学评估楼层竖向构件的层间位移和水平位移情况，通常A级高度高层建筑的层间位移应小于楼层平均值的1.2倍，最大不能高于1.5倍，B级高度高层建筑的层间位移应最大不高于楼层平均值的1.2倍。
3.3高层建筑混凝土结构竖向布置
高层建筑混凝土结构竖向布置也非常重要，一般对于高层建筑混凝土结构的竖向布置而言，要尽量保证建筑整体体型的均匀性与规则性，除非有特殊要求，否则尽可能避免出现较大的内收或外挑设计。为了保证建筑重心和结构的稳定性，在建筑结构竖向布置中应遵循上小下大的原则，且侧向的变化要均匀和缓慢。如果有特殊情况需要将高层建筑设计为不规则结构，则必须要慎重考虑其的设计问题，以保证建筑结构的稳定性。若为内收结构的竖向结构类型，应确保楼层侧向刚度不小于邻近三层侧向刚度平均值的80%或邻近上部楼层侧向刚度的70％。
结束语
综上所述，我们在开展高层建筑钢筋混凝土结构设计时，要结合实际项目，认真分析高层建筑混凝土结构的设计要求和设计特点，准确把握高层建筑混凝土结构的设计要点，结合相关设计规范，运用自己的结构设计概念、经验、判断力和创造力为业主和社会设计出更好的建筑结构。
参考文献：
[1]朱炳寅.高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析[J].2013（08）:JGJ3-2010
[2]孙鸿涛.高层建筑的结构设计特点[J].建筑工程技术与设计，2018（12）:1062
[3]唐宽.高层建筑混凝土结构设计要点分子[J].建材发展导向，2018（23）:134
[4]唐学红.高层建筑混凝土结构优化设计分析[J].建材设计，2018（8）:3
[5]刘欢欢.高层建筑抗震结构设计[J].建筑设计，2018（12）:987
论文作者:冀晨歌
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/2
标签：高层建筑论文; 结构论文; 混凝土结构论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 钢筋论文; 建筑论文; 《工程管理前沿》2019年第07期论文;