高层建筑混凝土结构方案设计探究

周 弦

（成都基准方中建筑设计有限公司武汉分公司 湖北武汉 430000）

1 引言

随着新经济政策推广，我国经济呈现新经济模式，发展更加多元化，为了更好的使我国社会经济不断向前发展，提高我国经济实力，对国家基础设施的投资有所增加，建筑技术也越来越先进。中国人口众多，住房问题和工程建设问题很多。高层建筑是解决这些问题的有效方法。当然，随之增加的是技术方面的难题，高层建筑的建造需要更高的施工技术才能完成。与此同时，技术发展可以使建筑公司不落后甚至领先其他公司，获得更高经济效益。本文重点分析了高层建筑混凝土结构设计。首先，在保证质量同时又提高混凝土结构的强度，这就要求，我们不断提高混凝土结构强度，同时减轻其质量，这给高层建筑混凝土结构设计和施工带来很大挑战。然后存在需要解决混凝土结构中的裂缝等问题。目前，我国高层混凝土结构的设计和施工过程还存在许多亟待解决的问题。因此，分析这些问题并找到一些有效的解决方案具有重要的现实意义。

在实际工程中，混凝土结构设计和施工显得无比重要，特别是在高层建筑之中。首先，在高层建筑建设时，混凝土占据重要地位，这里所说的混凝土结构是指利用钢筋和混凝土混合组成而的结构，在整个高层建筑之中起着承重作用，比如说承重墙等，同时，混凝土结构对于整个建筑的结构和外观意义重大，混凝土和钢筋的混合，提高了整体的强度，而且混凝土会对钢筋产生有效的保护。比如说减缓钢筋的腐蚀软化，固定钢筋位置。钢筋可以有效提高混凝土结构，增加其承受力。在实际高层建筑施工过程中，设计时要对建筑规模和环境进行分析，结合这些来进行结构设计和建材选择，确定钢筋混凝土使用标准。严格遵照国家标准来对钢筋混凝土结构进行设计和施工，保证使用年限，提高安全性能。因此，必须重视高层建筑混凝土结构的设计和施工，确保施工项目的质量，减少安全事故的发生。

2 对高层建筑设计要求和改进措施

2.1 稳定和抗倾覆验算

对于高层建筑设计来说，对各个结构的受力问题研究是重中之重。对于高层建筑混凝土结构，在竖向荷载作用下，整体稳定不满足的可能性较小。高层建筑混凝土结构的稳定设计主要受风荷载或水平地震控制，重力荷载产生的二阶效应（重力效应）不应该太大，造成结构不稳定性坍塌。在这方面，我们必须仔细检查。

2.2 抗震结构的设计

高层建筑结构设计要有“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设计原则，对此，高层建筑结构都应该设计成延性结构。对控制梁-柱或梁-墙的相对承载力要仔细计算，提高构件的抗剪承载力，强节点、强锚固。根据实际抗震等级设计抗震结构，按要求使用材料。高层建筑物的抗震等级设计具有重大的意义。在进行抗震结构等级设计的时候，要考虑本地区地震的发生频率与震级大小，根据不同的需要设置不同的等级，一般按照百年一遇和两百年一遇的标准来设计，必要时可以增加抗震等级。例如当一个地区的抗震防烈程度为Ⅵ～Ⅷ的时候，抗震等级要在这个基础上增加一个高度。高层建筑的抗震等级设计时，主要对三个因素进行考虑：①抗震设防烈度；②建筑物的高度；③结构类型等，建筑物的抗震等级设计根据因素的不同而选用的等级不同。对于高层建筑的地下室进行防震等级设计时，要考虑到地下室与高层建筑的连接关系。当地下室被高层建筑物用做嵌固端的时候，其对整体建筑的影响较大，地下室应该和主体建筑的设计采用相同的抗震强度。反之，如果地下室不是作为嵌固端，那么我们就可以根据实际情况减少地下室的抗震等级，地区的不同，所采用抗震等级也不同，一般为3～4级。

2.3 结构的竖向设计

高层建筑混凝土竖向结构布置设计对建筑结构的质量有着直接地影响，它比平面布置更加重要。正如我们所见到的，高层建筑的竖向形状都是比较规矩的，形状易于分辨，不但符合了人们的审美标准，而且对建筑物的质量有所保证，是两全其美的做法。在高层建筑物竖向设计中提出以下几点应注意问题：①竖向结构的内收和外挑在没有特殊的情况下应尽量的不要出现。②上小下大的竖向布置设计。为了保持建筑物的稳定性，我们应该采用上小下大的设计方法，这样设计使结构的侧面上是匀称的。反之，如果采用了下大上小或其他的设计方式，就会建造出不规则形状的建筑物，为了保持其可用性以及稳定性，设计单位不得不重新进行结构设计，采用其他的辅助设计来保证建筑物的稳定性。来避免倒塌等事件的发生。

2.4 结构的平面设计

高层建筑混凝土结构应选用受风离影响小的平面形状，其在平面的设计及布置上考虑的问题有：

2.4.1 扭转的影响

在进行混凝土结构平面布置的时候，要使扭转对平面的影响尽可能的小，而且要需要考虑多方面因素，如需要注意地震作用以及在其作用下产生的偏心因素，还有就是最大的水平位置移动和层间位置移动。《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定如表1所示。

表1 高层建筑位移值设计的规定

2.4.2 抗震设计

高层建筑混凝土结构的平面设计时在抗震设计时要考虑防震缝的设计问题。如果高层建筑平面的形状和结构不能很简单地进行调整，设计十分复杂时，我们要设置防震缝，如此以来，可以将复杂的平面形状和结构布置划分为几个清晰的部分，出现相对形状规则的结构。反之，如果高层建筑的平面形状结构简单易测量，便不必设置防震缝。

2.5 专业培训

优秀的设计人员，专业知识一定要过硬，同时，也要有丰富的设计经验和现场考察经验。对此，首先我们必须要有部分相关专业人才，拥有丰富的理论知识和实践经验，带动提升公司新人设计水平，从而提高整体专业设计水平。二是培训问题，公司应该定期进行专业培训，提高设计人员对理论知识掌握程度，以保证设计人员整体水平。

3 结语

高层建筑已经存在于我国各个城市，其安全性能显得无比重要，关系到无数人的生命安全问题。只有对混凝土特性有了充分的了解，进行合理的利用，才能做好裂缝防治工作，从而提高工程质量，有效减少因混凝土问题带来的危害。最后，高层建筑结构混凝土结构设计没有绝对的标准模型，逐步从传统结构转向组合结构，对高层建筑的消能减震技术提出了更高的要求。