完善高层建筑混凝土结构设计的探讨

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【摘 要】混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。随着混凝土在现代建筑工程中的发展应用，使得现代建筑的质量和性能都得到了大幅度提升，从而为我国的城市建设奠定了坚实的基础。而为了使高层建筑混凝土结构设计水平进一步提高，加大对完善高层建筑混凝土结构设计的分析研究力度不仅意义重大，而且迫在眉睫。本文通过对高层建筑混凝土结构设计的深入分析，然后对如何完善高层建筑混凝土结构设计进行了详细阐述，以供同行探讨。

【关键词】高层建筑；混凝土结构；设计

引言

随着我国经济建设力度的不断加大，我国的经济呈现出高速发展的态势，人们的生活生产水平得到了有效地改善，因此人们对建筑也提出了更高的要求。而随着我国城市建设进程的加快，在当前的城市建设中，高层建筑越来越多，而高层建筑的结构设计也逐渐成为了当前建筑设计师们工作中的重点和难点。而随着科学技术的进步，我国的建筑行业也随之呈现出高速发展的态势，在现代的建筑领域中，各种施工技术和施工理论以及施工设备都得到了长足的发展，同时还涌现出了大批更加先进的施工技术和施工材料以及施工设备，而随着这些技术和材料以及设备的发展应用，使得我国建筑的质量和性能得到了大幅度提高，从而为我国城市建设奠定了坚实的基础，同时也为高层建筑混凝土结构设计创造了有利条件。然而就我国高层建筑混凝土结构设计的实际情况而言，其中还存在着着一些较为严峻的问题，这些问题不仅影响到高层建筑混凝土结构的质量和性能，同时还极容易留下安全隐患。因此，为了提高高层混凝土结构设计的水平，还必须要加大对其的分析研究力度。本文从高层建筑结构设计特点出发，对高层建筑混凝土结构设计进行了深入的分析，然后对如何完善高层建筑混凝土结构设计进行了详细阐述。希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国今后的高层建筑混凝土结构设计起到一定的参考作用。

1、高层建筑结构设计特点

随着人们对现代建筑要求的提高，在当前的城市高层建筑建设过程中更是离不开对混凝土结构的应用，在高层建筑混凝土结构设计中，如何才能够提高混凝土结构设计的水平和提高建筑的质量和性能，就成为了当前建设单位所亟待解决的问题，而当前高层建筑结构设计的抓哟特点有：

（1）侧向力（风或水平地震作用）成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。高层建筑和低层建筑一样，承受自重活载 雪载等垂直荷载和风 地震等水平力 在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，可以忽略不计。

（2）结构应具有适宜刚度。随着高度的增加，高层建筑的侧向位移迅速增大。因此设计高层建筑时，不仅要求结构有足够的强度，而且要求结构有适宜的刚度，使结构有合理的自振频率等动力特性，并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。

2、高层建筑混凝土结构设计中注意要点分析

2.1概念设计

结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。结构概念设计是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定，设计中不能陷入只凭计算的误区。以下一些要点值得注意：

（1）在结构体系上，应重视结构的选型和平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。结构应具有明确的计算简图和合理的传递地震力途径，结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。

（2）一般工程都仅进行小震下的弹性设计，而用概念设计和构造措施保证“中震可修，大震不倒”，但没有验算和证实，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，无人知晓。对抗震设防烈度较高地区的特别重要建筑和超限建筑，审查专家往往会提出更具体的设计指标：1）中震或大震不屈服设计；2）中震或大震弹性设计；要求设计单位确保实现“三水准”的设计目标。

（3）水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用，应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力；结构刚度选择时，虽可考虑场地特征，选择结构刚度以减少地震作用效应，但是也要注意控制结构变形的增大，过大的变形将会因p-δ效应过大而导致结构破坏。

2.2结构选型

（1）结构的规则性问题。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作被动。

（2）结构的超高问题。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外，增加了b级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。

（3）嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面。

3、结束语

随着科学技术的进步，在当前的建筑工程中，混凝土已经成为了现代建筑的标志，而随着混凝土在现代建筑工程中的发展应用，使得现代建筑的质量和性能都得到了大幅度提升，从而为我国的城市建设奠定了坚实的基础。在现代的高层建筑混凝土结构设计中，怎样才能够提高混凝土结构设计的水平和提高建筑的质量和性能，就成为了当前建设单位所亟待解决的问题。通过本文对完善高层建筑混凝土结构设计的探讨和分析，相信读者对其也有了进一步的认识。总而言之，高层建筑混凝土结构设计是一项涉及面极广且非常复杂的工作，因此，设计人员必须要具备良好的专业素质，并且在具体的设计过程中还应该结合建筑的整体情况，从而才能够完善高层建筑混凝土结构设计，才能够提高高层建筑的质量和性能。