高层建筑混凝土结构设计要点分析

唐宽

[摘要]随着国民经济飞速发展和城市化的规模的逐渐加快，高层建筑逐渐成为城市建筑的主流。本文针对高层混凝土结构的特点，对其钢筋混凝土结构设计进行深入分析，内容包括结构设计与计算、结构抗震加强措施，以此为实际的结构设计工作提供可靠的参考依据，保证设计质量与技术水平。

[关键词]高层建筑;结构设计;设计要点

文章编号：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0065 - 01

1 高层混凝土结构特点和主要结构形式

高层建筑在结构受力方面除了要承担本身自重和使用荷载等竖向荷载的作用，同时需要考虑地震作用力和风荷载作用力产生的水平侧向力，还需考虑高层建筑高宽比较大时的结构稳定性。根据建筑用途、结构高度、地震烈度等因素，高层建筑主要结构形式为框架结构，剪力墙结构，框剪结构等结构形式。

2高层混凝土结构设计要点

2.1 合理的抗侧力结构选择

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lOOm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。

2.2考虑建筑结构设计和建筑布局，合理布置结构平面

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选择合理的基础类型

高层建筑基础承受建筑物上部结构传下来的结构荷载，是高层建筑中最主要的组成部分。基础形式的选择由地质勘探资料和上部结构荷载等多种因素影响，基础形式选择是否合理关乎建筑物的根本安全和正常使用，并且影响结构本身的建设成本，需从多个基础方案进行比较。（1）当建筑物层数较少，荷载较小，且地基土质较好时，可以选用独立基础或者条形基础。该两种基础具有经济合理，施工简便等优点。（2）当建筑物层数较多，荷载较大，且持力层土质不好或持力层较深时，可采用桩基础。桩基础是通过桩的端承力和摩擦力将荷载传递给下方持力层。（3）当建筑物层数较多且持力层土质较好，或者建筑物层数较少且持力层土质较差时，可采用筏板基础。筏板基础大大增加了高层基础与下方持力层的解除面积，降低土层承受的单位面积荷载，提高整体承载力。

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，应对结构薄弱层進行重点设计，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转换层结构的设计

高层建筑底部各层往往对建筑空间要求较高，这就需要采用转换结构进行结构设计。在进行高层建筑混凝土结构转换层的设计过程中，需要注重转换层上下竖向结构的合理设置，保证落地剪力墙的数量百分比，以此来解决建筑竖向结构构件的刚度突变，如果无法进行内部结构的合理设置，将会导致该高层建筑的竖向刚度发生突变性的转变，出现抗震不利的薄弱点，影响该高层建筑整体结构的抗震性。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。

3结语

综上所述，当结构体系较为复杂时，应格外注重其合理布局，优化结构平面;选取安全合理的结构形式，满足建筑功能和结构特点。基础选型应多重比较，选择经济安全的方案。同时需加强结构薄弱层和转换层的设计，保证结构在地震作用下的安全性能。

参考文献：

[1]刘鹏，钢筋混凝土建筑结构设计中的关键点分析[J].绿色环保建材，2018，（09）：77 -78.