楊帆

摘要：自古以來，建筑就作為人類文明象征的其中之一，是人類發(fā)展的代表。日前，伴隨著經(jīng)濟極速發(fā)展以及城市化步伐日益增速，為讓土地這種有限且不可再生的資源得到合理使用，中國建筑每天都在發(fā)生著意想不到的改變，集中體現(xiàn)為形態(tài)上不斷發(fā)展得越來越高，甚至能說，高層建筑的發(fā)展就是建筑業(yè)發(fā)展的核心勢頭。然而，伴隨建筑高度日益增高，建筑的內(nèi)部空間越來越擴大，結構設計在安全以及穩(wěn)定方面的問題日益顯現(xiàn)，也越來越受到人們的重視和器重。作為中國傳統(tǒng)結構形式的混凝土結構，因具備造價低、耐持久、結構造型靈活以及整體性良好等優(yōu)勢，在各類工程結構中得到普遍使用。由此可見，對高層建筑混凝土結構的優(yōu)化和設計進行研究非常重要。

關鍵詞：高層建筑;混凝土結構;設計;優(yōu)化

改革開放后國內(nèi)的經(jīng)濟進步是非常迅速的，人們對居住的要求不斷提升，這些導致了建筑業(yè)的不斷變化，建筑材料以及技術不斷進步，讓高層建筑可以借助更加先進的技術以及材料，實現(xiàn)項目的建設。高層建筑的層數(shù)更多，高度更高，很多以往的一些結構設計的方式不再適用，同時因為層數(shù)的增加，結構的風荷載以及受地震作用也是要考慮的關鍵問題?？傮w上來說，高層的結構設計是更加復雜的，要考慮到的各方面因素也是更加多樣化。

1高層建筑混凝土結構設計要求

1.1安全性

在安全性這方面主要是要保證建筑在使用過程中的安全，相應的技術和施工人員要對建筑物的承載力、剛度等各個方面進行詳細的考慮，最重要的是要保證建筑物能夠應對突發(fā)狀況，在出現(xiàn)突發(fā)事件時能夠保持穩(wěn)定，不會出現(xiàn)坍塌等較為重大的安全事故。

1.2可靠性

可靠性指的是建筑物在一定的時間所能保證的承載力、強度等性能，確保建筑物在其使用年限內(nèi)不出現(xiàn)性能大幅度下降的問題。每個建筑都會有其規(guī)定的使用年限，當其使用到達其規(guī)定的時間后應該停止使用，原因是此時的建筑可靠性已經(jīng)嚴重下降，不適宜居住。

1.3適用性

建筑物要確保居民能夠正常進行生活，這就是建筑物的適用性，技術與施工人員要確保建筑物在使用之時不會出現(xiàn)裂縫變形等問題，確保居民的正常安全生活。

2高層建筑混凝土結構的穩(wěn)定設計要點

2.1科學設計結構體系

混凝土高層結構設計時，可以利用BIM技術構建仿真模型，檢查設計方案存在的問題，從根本上實現(xiàn)混凝土高層結構設計的完善，提高混凝土高層結構質(zhì)量。在混凝土高層結構設計過程中，設計人員必須要做好設計方案的審計工作，對設計方案進行反復的檢查與審核，確保設計方案的科學性、合理性和可行性。

2.2合理設計地基與基礎

地基的設計必須要與施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、地理環(huán)境緊密地結合在一起。地基設計過程中要綜合考慮基礎拉梁結構，如通過增加基礎配筋促進拉梁結構與整個地基結構穩(wěn)定性的提高。地下室設計過程中，設計人員可以采用褥墊處理方法來提升地下室的穩(wěn)定性，防止地下室出現(xiàn)大面積裂縫。隨著建筑高度不斷增加、高層建筑物不斷增多，地基設計的合理性與科學性顯得越來越重要。地基建設過程中，除了需要對現(xiàn)場地質(zhì)條件進行綜合考慮外，還必須充分考慮地下水對地基的影響，要根據(jù)地下水位的實際情況，優(yōu)化地基設計。只有這樣才能保證地基設計的合理性，提高混凝土結構的穩(wěn)定性。

2.3選擇合適的結構嵌固端

嵌固端位置的選擇，對結構指標以及內(nèi)里配筋會有直接的影響，因此結構設計以及計算中，要結合土體的實際約束以及上下層的剛度，對嵌固端的實際位置進行確定，讓計算模型更加符合現(xiàn)實的情況。

2.4優(yōu)化整體結構的方案布置

對整體結構的布置進行優(yōu)化，對抗側力構件的尺寸、平面位置進行合理的布置，并防止出現(xiàn)結構偏心以及扭轉的現(xiàn)象，最大程度上讓構件承載力以及抗震延性得到充分的發(fā)揮，不要出現(xiàn)一些構件的承載力接近極限的狀態(tài)，一些構件則是沒有將自身的承載力發(fā)揮出來的現(xiàn)象。剪力墻布置要注意采取周邊、對稱的原則，豎向連續(xù)，防止出現(xiàn)剛度以及承載力突變。

2.5高程建筑混凝土結構穩(wěn)定性設計

2.5.1臨界荷重

在高層建筑混凝土結構中會存在諸多的懸臂桿，懸臂桿主要可以分為剪切型、彎曲型以及彎剪型幾種類型。剪切型在失穩(wěn)的正常狀況之下會導致整個樓層出現(xiàn)不同程度的失穩(wěn)狀況。而純框架類型的梁以及柱會因為雙曲率彎曲而導致其出現(xiàn)不同程度的側位移狀態(tài)，這樣就會導致樓層出現(xiàn)失穩(wěn)等問題。

2.5.2高層建筑混凝土結構臨界荷重確定

一般應用的結構構建要通過荷載效應標準組合分析，綜合長期作用產(chǎn)生的影響驗算分析，保障變形、裂縫等數(shù)值不會高于規(guī)定的最大限度。通過分析混凝土材料、鋼筋實際的測量強度以及兩種材料的實際配筋率以及結構構建對應的界面集合實測值則可以確認實驗數(shù)值，分析結構上的荷載可以根據(jù)時間變異性不同將其劃分為永久荷載、可變荷載以及偶然荷載三種類型。

2.5.3荷載標準值取值分析

不規(guī)則結構的豎向控制較為關鍵指標就是剛度比。剪切剛度則主要就是對底部大空間一層轉換結構設計評判分析，剪切剛度主要就是通過對底部為大空間且屬于多層的轉換結構進行判斷分析。樓層層間的位移數(shù)值可以判定混凝土結構豎向規(guī)則性，同時此種方式也是剛度比計算中較為普遍的缺省方式，在實踐中要綜合實際狀況進行針對性的控制分析，避免剛度突變等問題，如果出現(xiàn)薄弱層則就要強化分析。

2.6把握好整體結構延性設計

需要將結構耗能的能力進行充分的發(fā)揮，防止出現(xiàn)結構瞬時以及脆性的破壞，在遇到地震以及極強風荷載的情況下，高層的高度原因，需要結構具備極強的抗側強度以及延性，對水平荷載抵抗抵消。

3結語

總之，高層建筑已經(jīng)是國內(nèi)建筑業(yè)如今的主流，高層與多層建筑是截然不同的，在結構設計方面有著更加復雜的要求，諸多的方法以及技術是需要進行改進的，不斷有新技術以及新材料出現(xiàn)并被應用到建筑領域，高層的結構設計也是會達到更高的層面上，設計人員一定要加強自身的專業(yè)能力。

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（作者單位：喀什市規(guī)劃設計研究院（有限責任公司））