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摘要：高层建筑的出现及使用有效地缓和了城市居民的住房问题，通过科学的设计及施工，高层建筑的各项性能可以很好地满足用户的需求，同时在智能化设施的支持下，人们的生活水平可得到较好的提升。对于高层混凝土建筑而言，结构抗震设计的科学性影响较大，同时，如何保护高层建筑在地质灾害中不被破坏需要设计者予以重视。本文主要对高层混凝土建筑抗震设计中的常见问题，重点围绕高层混凝土建筑抗震结构设计的优化展开详细论述。
关键词：高层建筑；混凝土结构；结构设计
引言：
高层建筑的混凝土结构设计过程中，需要明确实际高层建筑结构的楼层使用承载量，对结构设计的相关决定性因素进行分析，明确高层建筑的轴向变形量，目标控制量，分析高层建筑结构混凝土中的相关结构设计特点和设计问题，解决这些问题，更好的发展高层建筑混凝土结构的设计效果。
1高层建筑混凝土建筑设计中的常见问题
1.1楼高设计不合理
根据这个项目施工，可以表明，如果建筑物的楼层相对来说比较高，那么其施工的难度也会增加，楼层比较低，施工难度就会比较小。我国针对高层混凝土建筑的各项技术均制定了相应的标准，差异化结构形态下的高度要求各异，但是缺乏系统性设计要求的引导，部分设计人员并未参照相应的标准设计，降低了建筑自身的抗震性能。
1.2地段选择及处理不当
高层混凝土建筑对地基的要求较高，同时作为高层建筑的重要安全保障——地段的选取及地基处理关系到建筑综合性能的实现，选取不当必然会影响到后续建设工作的有效性。在城市建设全面推进的今天，很多建筑开发企业更多的是考虑经济效益，忽视了对建筑用地的分析与评估，一些不适宜建设高层建筑的地基投入使用。城市经济的过快发展，使得城市周边的地块开发频率加大，尤其是对于一些不良地基、地势起伏较大、靠河流较近的地块利用率明显提升，这些地基如若处理不全面必然会影响到建筑整体的抗震性、安全性。
2高层混凝土结构设计要点
2.1合理选择抗侧力结构
合理的选择抗侧力结构体系是保障建筑物水平抗震性能的关键。在实际工程设计过程中，需综合建筑功能、结构高度等因素综合考虑，选择合理的抗侧力体系。（1）对于结构高度小于50m且对建筑空间要求较高的建筑，可选择框架结构作为结构抗震体系，充分利用框架结构空间灵活的特点。（2）对于100m左右的高层住宅可选择剪力墙结构，结构刚度较大，水平位移较小，建筑安全性和舒适性都较高。（3）对于结构层高和建筑空间都较高的建筑，特别是办公楼之类的公共建筑可选择框剪结构和框筒结构，在满足建筑使用功能的同时，保证结构抗侧力刚度。
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2.2科学布置结构平面
高层建筑的结构布局对其抗震性能有很大程度的影响，在建筑结构设计中，必须与抗震设计的相关原则相吻合。无论是科学实验，还是历史的经验告诉我们，规则的、简单的、对称的建筑结构有利于强化建筑的抗震能力，有利于消耗地震释放的能力，有利于弱化地震的延伸，从而降低地震对建筑的破坏。所以说，在建筑结构设计中应当遵循抗震设计理念来展开，在满足建筑需求的基础上，尽量选择规则性的平面结构，提高结构抗震性能。
2.3加强地基设计
（1）沉降缝设计。在建筑使用的过程中，沉降是常见的现象，过度的不均匀沉降会给建筑带来严重的危害，降低建筑的安全性能，对于高层建筑来说，应在建筑高度差较大或转折部位以及地基土的压缩性差异较大的部位设置沉降缝。通过设置沉降缝的方式可以把建筑物分割成若干相对独立的结构，使沉降的过程保持独立，避免各结构单元相互影响，能够降低不均匀沉降对建筑物的不良影响。
（2）地基基础设计。高层建筑的地基要承受巨大的压力，如果基础底面承受的压力设计值与地基承载力设计值相当，或者不超出5%时，应适当提高上部结构的刚度，在框架结构上增设拉梁，增加梁柱的截面面积，并增加框架梁的配筋，提高基础的抗不均匀沉降能力；如果超出了预估沉降值的限度，应增大基础底面积，并对地基进行适当的加固处理，通过这些方式提高高层建筑的荷载能力。针对不同的地质情况、建筑结构类型、地基承载能力应选择不同的处理方式。一些高层建筑的剪力墙结构可以采用水泥粉煤灰碎石桩的形式，这种桩是利用石屑、粉煤灰、碎石等与水泥掺和，加水搅拌，并使用相应的机械制成的低强度桩。
2.4加强薄弱层设计
高层建筑薄弱层的设计是高层建筑设计的关键环节，薄弱层在强烈地震作用下，容易产生屈服并发生较大的变形，影响结构安全，应对结构薄弱层进行重点设计，提高结构整体安全性。当高层结构存在以下情况时我们认为该结构存在结构薄弱层：竖向结构刚度不连续，楼层刚度比小于规范要求；抗侧力结构受剪承载力突变等。薄弱层设计时，需要将地震力乘以放大调整系数，通过放大后地震力对结构薄弱层进行构件设计，保证薄弱层的安全储备，提高其抵抗地震灾害的能力；在放大地震力的同时，也要在结构构造上采取加强措施，提高结构抗侧向力的能力。
2.5加强转换层结构设计
在高层建筑混凝土结构转换层的设计过程中，最应当遵循的原则就是对转换层的上层和下层的两部分建筑的刚度比进行严格的控制，通过对它们刚度比的控制，来使整体建筑竖向构件的抗侧力能够得以提升，从而降低整体建筑竖向构件的刚度突变性，如此一来可以使整个高层建筑混凝土结构的整体性，刚度比，位移比满足规范要求。在高层建筑混凝土结构转换层的设计过程中，还应当通过设计来使高层建筑上部建筑的竖向构件相对减少，以此来降低转换层结构的刚度差值，进而有效避免混凝土结构转换层的刚度发生突变性的转换，以此来实现高层建筑混凝土结构转换层较难实现的抗震性功能，使高层建筑的抗震需求得到最大程度上的满足。
2.6加强抗震设计
建筑的抗震加固设计可以从以下2个方面进行：在高层建筑结构的设计过程中，要选用螺旋复合捆绑式钢筋混凝土施工技术，这样能够保障钢筋和混凝土在复合施工技术的应用下，发挥出其抗震的安全特性；在建筑的抗震加固设计中，选用分体柱，利用分体柱进行专门的建筑抗震弯曲性设计。之所以在建筑抗震加固设计中选用分体柱设计，是保障在分体柱的设计过程中，将建筑的链接健在分隔板和摩擦阻尼的应用下，起到抗震防止形变的目的。
2.7确保科学计算各项参数
单位面积总荷载标准值是否合理，结构自振周期是否正常。对一般工程，不考虑折减的计算自振周期大概在下列范围：框架结构：T1=（0.08～0.1）n框架-剪力墙和框架-筒体结构：T1=（0.06～0.08）n剪力墙结构和筒中筒结构：T1=（0.04～0.05）n，注：n为建筑物层数如果计算结果偏离上述经验值太远，应考虑构件截面是否太大或太小，剪力墙数量是否合理，应进行适当调整。墙柱轴压比是否接近规范上限值且又使大部分墙柱为构造配筋控制柱墙的轴压比主要为控制结构延性。控制墙柱轴压比接近规范上限且大多数墙柱为构造配筋，这样既可满足结构延性要求，又可取得较好的经济性。楼层层间位移尽量接近规范上限值，使结构不致因刚度过大造成成本增加，墙、柱、梁、板计算结构有无超筋、普遍偏大或偏小。
3结语
高层建筑是新时期建筑事业的一大突破，在土地资源愈发紧张的今天优化高层混凝土建筑的抗震性有利于资源能源的有效利用、有利于“百年大计、质量第一”的贯彻落实、有利于社会的和谐稳定。在建设过程中，不仅要考虑土地利用效率，更要保证建筑的结构稳定和安全性，这需要通过优化建筑结构的混凝土施工设计来实现。
参考文献：
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[3]经瑞.水利工程中混凝土结构的优化设计[J].工程技术研究，2019，4（02）
论文作者:陈绮玲
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第20期
论文发表时间:2019/4/29
标签：结构论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 混凝土论文; 地基论文; 结构设计论文; 《建筑细部》2018年第20期论文;