关键词：高层建筑；混凝土结构；稳定设计
引言
建筑行业中最常使用的一种结构为钢筋混凝土结构，这种结构在刚度和抗剪性等各个方面都具有较大的优势。但是随着我国目前建筑的高度不断增加，钢筋混凝土这种结构似乎并不能适应高层建筑，截至目前，已经出现了许多由钢筋混凝土结构引发的安全事故，怎样将钢筋混凝土结构合理安全地用于高层建筑建设就成为目前建筑行业的工作人员的一大难题。
1高层建筑混凝土结构设计要求
1.1 安全性
在安全性这方面主要是要保证建筑在使用过程中的安全，相应的技术和施工人员要对建筑物的承载力、刚度等各个方面进行详细的考虑，最重要的是要保证建筑物能够应对突发状况，在出现突发事件时能够保持稳定，不会出现坍塌等较为重大的安全事故。
1.2 可靠性
可靠性指的是建筑物在一定的时间所能保证的承载力、强度等性能，确保建筑物在其使用年限内不出现性能大幅度下降的问题。每个建筑都会有其规定的使用年限，当其使用到达其规定的时间后应该停止使用，原因是此时的建筑可靠性已经严重下降，不适宜居住。
1.3 适用性
建筑物要确保居民能够正常进行生活，这就是建筑物的适用性，技术与施工人员要确保建筑物在使用之时不会出现裂缝变形等问题，确保居民的正常安全生活。
2高层建筑混凝土结构设计要点
2.1 结构平面布置
（1）降低扭转影响。降低扭转影响需要做的是要考虑楼层竖向的水平位移和层间位移的情况。不同的楼层高度所考虑的位移值是不同的。A 级高度的建筑的位移值要小于楼层平均值的 1.5 倍；B 层高度的建筑物则要小于楼层平均值的 1.2 倍。（2）相关的抗震设计。在进行相应的抗震设计时要注意到高层建筑的平面形状和结构布置的问题，要尽量确保结构的规则，同时要设置相应的防震缝，以此来对各个单元进行更好的规划。
2.2 地基与基础设计
地基是整个高层建筑建设最为关键的环节，一旦地基建设出现问题，那么之后整个高层建筑建设都将存在严重的安全隐患。我国幅员辽阔，地形复杂多样，不同地区对地基建设的要求存在不一致性。相关建设单位不能仅仅只依靠国家出版《地基基础设计规范》来进行地基的设计建设，同时要明确各个地区“地基基础设计规范”，从根本上对各个地区的实际情况了解，然后再进行科学合理的地基建设，这样所建设的地基才具有相当高的安全性、稳定性，才能进行接下来的建筑建设。
2.3 抗震等级的设计
抗震设计在高层建筑建设中是非常重要的，各个建设施工单位要按照当地的实际情况规定相应的抗震标准然后进行相应的建设。如果所在地区所统一要求的抗震烈度为 6 ～ 8 度时，在建设高层建筑时还要相应地在此基础上提高一度抗争等级。钢筋混凝土结构是抗震设计中的关键，要根据相应的房屋结构等情况进行设计，确保在面临地震时，高层建筑能够具有一定的安全性、稳定性，保证人民群众的生命财产安全。
3稳定设计
3.1风荷载与多遇地震条件下的稳定设计
在这两种条件下进行稳定设计需要对刚重比进行严格控制，并在对结构的位移进行计算和对构件的承载力进行设计时，都要充分考虑由 P-△带来的不利影响。
3.1.1 刚重比控制
现行规程指出，无论是结构稳定验算，还是对内力与位移进行计算时，均采用弹性刚度。基于此，刚重比同样考虑的是弹性刚度，以便使计算达到统一。结构刚度和它所处状态有关，在确定控制条件的过程中，需考虑适当的刚度折减。（1）情况一弯剪型控制条件为：
若能满足以上条件，则结构受 P-△作用后内力增量在5%左右；若考虑折减，则内力增量在 7%-10%左右。由于P-△对结构没有太大影响，所以可不予考虑。（2）情况二弯剪型控制条件为：
若能满足以上条件，则结构受 P-△作用后内力增量在5%-10%左右；若考虑折减，则内力增量在 10%-20%左右。由于 P-△对结构有一定影响，所以需要考虑 P-△，即对由此产生的位移与内力进行计算；经计算确定的位移应符合其限值，且对构件进行承载力设计时，应采用经计算确定后的内力。在计算过程中，对位移进行计算时需采用弹性刚度，而对内力进行计算时，需采用结构进入屈服状态时对应的刚度，另外对于弹性刚度，还应考虑一定折减系数，一般为 0.5。
（3）情况三
对于弯剪型，其刚重比不能小于 1.4；对于剪切型，其刚重比不能小于 10。若刚重比小于以上数值，则会增加 P-△效应，导致刚度柔弱，必须立即调整和加强。
3.1.2 刚重比和位移限值之间的关系
现行规程针对不同类型的结构体系给出相应的位移限值，用于控制结构刚度，防止其过弱。然而，结构即便满足这一限值，也不代表可以满足稳定设计中刚重比控制值要求。尤其是在水平荷载相对较小的情况中，刚度减小时，经计算确定的位移依然可以达到限值要求；但在稳定设计过程中，刚度控制和水平荷载之间没有任何关系 [6] 。如果水平荷载相对较小，经计算确定的剪重比在0.015 以内，则刚重比即便相对较弱，也可达到位移限值要求，然而无法满足控制值要求。丹麦与荷兰所用建筑规范不仅提出了位移限值，还对水平荷载取值进行了规定，即在风荷载与竖直方向荷重 1.5%中选取较大值，以此确保结构符合稳定设计相关要求。如果结构有很大水平方向荷载，经计算确定的剪重比超过 0.035，则结构能达到位移限值的要求，同时满足控制值要求。可见，对刚重比进行控制是稳定设计重要内容，特别是当结构水平方向荷载相对较小时，若只按照规范的位移限制进行控制，则会使实际刚度较低，难以达到稳定设计最终要求。
3.2 罕遇地震条件下的稳定设计
结构受罕遇地震作用后，因有 P-△效应存在，所以结构达到屈服状态后，无论是刚度还是承载力均会降低，影响结构耗能，其下降程度和承载力设计与受多遇地震持续作用后 P-△影响程度有关。若结构刚重比能达到以上式（14）或式（15）标准，则受罕遇地震作用后，承载力与刚度实际下降将变少，在设计过程中对 P-△可不予考虑。若结构刚重比可达到以上式（16）或式（17）的标准，则受罕遇地震作用后，承载力与刚度实际下降变多，在设计过程中必须保证结构具有足够屈服承载力，也就是根据受多遇地震作用后对 P-△效应进行分析确定的内力设计确定不同截面的承载力，应注意，若能增加梁承载力，则能直接增加整个结构屈服承载力，使受到罕遇地震作用后发生的刚度与承载力降低得到有效弥补。如果能通过设计增加结构受多遇地震持续作用后的屈服承载力，则能对因受 P-△作用后产生的耗能能力降低予以有效弥补。结构在受到罕遇地震作用后，由于有 P-△效应的存在，所以结构可能产生失稳。为避免失稳，必须对多遇地震条件下的 P-△效应进行有效控制。基于此，确定刚重比最小值是一种有效方法。
结语
总之，在高层建筑混凝土结构设计过程中，想要切实提升设计水平，就需要对整体项目涉及的要点进行研究，从而采取有效的方式将混凝土结构设计水平提高。
参考文献
[1] 王连波 . 高层建筑钢筋混凝土剪力墙结构设计分析 [J]. 住宅与房地产 ,2019(18):228.
[2] 岳鹏飞 . 高层住宅建筑结构设计实例分析[J]. 工程与建设 ,2019,33(3):376-377.
[3] 商圣强 . 带主次梁转换层的超限高层建筑结构设计[J].工程技术研究,2019,4(10):202-203.
论文作者:孙振涛
论文发表刊物:《建筑实践》2019年16期
论文发表时间:2019/11/20
标签：刚度论文; 结构论文; 承载力论文; 位移论文; 荷载论文; 高层建筑论文; 稳定论文; 《建筑实践》2019年16期论文;