摘要：高层建筑混凝土结构在设计过程中稳定性是较为关键的因素，根据实际状况了解关键参数，制定有效的方案可以在根本上保障建筑混凝土的稳定性，保障其满足内在的设计要求与需求。
关键词：高层建筑；混凝土结构；稳定性设计
1建筑混凝土结构设计现状以及优化意义
1.1建筑混凝土结构设计的现状
在21世纪之前，我们国家的建筑结构设计形式开始趋于多样化，结构工程逐渐变得复杂，开始出现很多复杂的建筑，比如说，超高层结构、复杂的连体结构、新型转换层结构等，都给结构设计师带来了很多的困难和挑战。因此作为一个结构设计人员需要在遵循各种规范的条件下与时俱进，不断的吸取新的知识，争取掌握全面的知识，使自己具备一定的专业技能和勇于创新的精神从而有能力面对新的挑战。目前的规范通常只针对我们常见的工程，在人们不断的提高建筑使用功能需求和感官视觉需求的当下，设计师应根据已有的经验或收集相关资料，或者不断的进行试验研究去创新，不能完全依据规范和规程的条款。
1.2混凝土建筑结构优化的意义
目前，我们国家的经济发展速度很快，居民的居住、生活环境逐渐优化。设计人员需要不断的对建筑结构进行优化，使得建筑物既满足安全、耐久、适用、经济，又满足感官视觉要求。混凝土结构设计的优化是以实际为主，依据建筑物的基本情况，以经济为前提进行优化设计，其最主要的内容就是充分的利用基础结构、方案以及围护结构等环节，建立起最符合要求的模型，最后需要科学的计算结构中的各种参数，确立出建筑工程的最终方案。混凝土结构的优化设计具有十分重要的意义，首先，可以极大的提高建筑物的经济性能，对建筑结构进行优化能够节约成本、节省混凝土等材料，对抗震方面也有改善，可以减少建筑结构内外层不必要的修饰，还可以提高结构的受力能力。其次，混凝土结构的优化设计也极大的减少了一项工程的造价。
2高层建筑混凝土结构类型分析
高层建筑混凝土结构主要可以分为钢筋混凝土结构、组合结构以及新型结构、智能建筑结构几种不同的类型。
2.1钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构主要通过钢筋以及混凝土构成，通过钢筋混凝土建造主要包括了大模板现浇结构以及薄壳结构、应用滑模、升板等相关构造的钢筋混凝土结构，是主要的承重构件。此种类型的结构整体性良好，具有耐高温、位移较小，成本较低以及刚度较大的特征。随着混凝土增强材料技术在不断的发展，钢筋混凝土以及钢混凝土等高强度的混凝土技术手段在不断的发展，在多数的高层建筑结构中广泛地应用了钢筋混凝土结构。
2.2组合结构
组合结构就是钢筋混凝土组合结构与组合砌体结构构件构成。组合结构与钢筋混凝土结构具有一定的差异性。相对于混凝土结构来说，可以有效地节约建筑施工需要的成本，其科技含量较高，组合结构中将混凝土填充在结构之中，可以有效地提升整体的承载能力，可以节省钢材。组合结构应用范围较为广泛，在高层建筑结构等诸多行业中广泛应用。
2.3新型结构
高层建筑结构体系中剪力墙体系以及框架体系是较为常见的类型。新型的结构体系可以分为筒中筒体系、框筒体系以及束筒体系三种类型。相对于传统的单片平面结构体系，新型的结构体系中具有较强的抗侧刚度，其承载力更大。在高层建筑结构中应用功能较为全面，应用范围较为广泛。
2.4智能建筑结构
智能化建筑结构在高层建筑中应用相对较少，是一种融合高新技术产品的建筑结构。在社会经济发展过程中，人们的生活水平在不断地提高，这些建筑结构在不断地完善，建筑系统、结构体系以及服务管理在不断地完善优化，为建筑结构设计提供了有效的技术支持。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3混凝土结构优化设计应注意的事项
3.1超高层建筑的超高问题
当前，在很多高层建筑中存在超高承重的问题。我们国家严格规定了建筑的高度，并且在超高层建筑的抗震方面要求十分严格。在设计超高层建筑结构时，严禁存在改变结构类型导致超高层建筑超高的现象。在结构的设计中，一定要认真的检查和审核设计方案，解决可能存在的超高问题，保证施工人员和居民的安全。
3.2嵌固端设置问题
我国现存在的很多混凝土结构在设计时都会附带地下室，混凝土建筑结构的嵌固端通常被设置在地下室的顶板处。针对建筑层数的不同锚固端的要求也各不相同，超高层混凝土结构的嵌固端对建筑的基础要求很严格，要求基础必须埋置一定的深度，这样做的目的是保证主体结构的稳定，同时也可以减弱地震反应。在设置嵌固端时一定要高效，避免出现因为嵌固端的设置不合理而出现修改的现象，造成经济损失和不必要的工作量。
4高程建筑混凝土结构稳定性设计
4.1临界荷重
在高层建筑混凝土结构中会存在诸多的悬臂杆，悬臂杆主要可以分为剪切型、弯曲型以及弯剪型几种类型。剪切型在失稳的正常状况之下会导致整个楼层出现不同程度的失稳状况。而纯框架类型的梁以及柱会因为双曲率弯曲而导致其出现不同程度的侧位移状态，这样就会导致楼层出现失稳等问题。弯曲型的悬臂杆可以通过欧拉公式计算分析获得其临界荷重。
4.2高层建筑混凝土结构临界荷重确定
一般应用的结构构建要通过荷载效应标准组合分析，综合长期作用产生的影响验算分析，保障变形、裂缝等数值不会高于规定的最大限度。通过分析混凝土材料、钢筋实际的测量强度以及两种材料的实际配筋率以及结构构建对应的界面集合实测值则可以确认实验数值，分析结构上的荷载可以根据时间变异性不同将其划分为永久荷载、可变荷载以及偶然荷载三种类型。
4.3荷载标准值取值分析
不规则结构的竖向控制较为关键指标就是刚度比。剪切刚度则主要就是对底部大空间一层转换结构设计评判分析，剪切刚度主要就是通过对底部为大空间且属于多层的转换结构进行判断分析。楼层层间的位移数值可以判定混凝土结构竖向规则性，同时此种方式也是刚度比计算中较为普遍的缺省方式，在实践中要综合实际状况进行针对性的控制分析，避免刚度突变等问题，如果出现薄弱层则就要强化分析。抗震等级以及轴压比限制也是关键因素。在实践中要合理地进行框架柱轴压比设定限制分析，提升抗倒塌能力，增强塑性变形能力，避免受到地震力的影响而出现不同程度的破坏与影响造成框架柱出现破坏与损坏等问题。剪重比设计过程主要对各个楼层中地震潜力最小数值合理分析，避免其受到地震作用的影响。
4.4嵌固端位置设计
高层建筑一般状况之下会添加人防结构以及地下室结构，在人防顶板以及地下室顶板上设置嵌固端。嵌固端的位置对于高层建筑结构会产生不同程度的影响，在设计过程中如果忽略此问题则会导致高层建筑结构出现细节问题。例如，在嵌固端的上下层刚度设计过程中，要分析限制范围、嵌固端楼板设计以及结构缝位置是否协调，要分析上下层的抗震等级是否一致等问题，加强细节分析与设计，合理的大量设计变更分析，对建筑结构安全结构进行系统分析，合理设计。
结束语
如今，建筑高度越来越高，且为了满足功能要求，设计中采用更大高宽比，使结构重量增加，但结构的刚度却减小，导致结构可能处于不稳定的状态，受风荷载或其它荷载作用后可能发生失稳倒塌。因此，必须高度重视并做好结构的稳定设计。
参考文献：
[1]张健.浅谈高层建筑混凝土结构设计[J].绿色环保建材，2018（12）：101+103.
[2]张志强，贾洪亮.高层建筑混凝土结构设计分析[J].工程建设与设计，2018（23）：21-22.
[3]刘同新，王业顺，秦凤艳.高层建筑钢筋混凝土结构分析与设计要点[J].四川水泥，2018（08）：94.
[4]张瑾.浅议高层建筑混凝土结构方案设计与优化[J].山西建筑，2018，44（17）：51-53.
论文作者:罗倩倩1,付华莲2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/24
标签：结构论文; 混凝土结构论文; 建筑结构论文; 高层建筑论文; 混凝土论文; 刚度论文; 组合论文; 《基层建设》2019年第29期论文;