高層建筑混凝土結構設計解析

摘要：隨著人們對于高層建筑建設質量要求不斷提高，在高層建筑的建設過程中，尤其要重視混凝土結構的設計及優化工作，從而保證高層建筑的建設質量。在實際建設過程中，根據混凝土結構設計的相關要求及以往建設經驗，解決高層建筑建設過程中的混凝土結構設計問題，為高層建筑質量保證做出貢獻。

關鍵詞：高層建筑;鋼筋混凝土;結構設計

1 導語

社會的不斷發展帶來建設用地日益緊張的局面，為了守住耕地紅線，在我國社會主義建設過程中，已經加強了高層建筑的設計施工，通過高層建筑的建設滿足人們對于生產空間及居住空間的要求。在高層建筑的建設過程中，對混凝土結構的設計優化是非常重要的，落實混凝土結構優化設計工作，對于高層建筑的質量保證起到積極作用。

2 高層建筑結構設計特點概述

當前，高層建筑結構設計工作的主要內涵包括：側向力的合理建設和結構剛度的適宜性選擇問題。

2.1 結構設計過程中的側向力問題

不論是高層建筑還是低層建筑，在建設完成之后所承受的力都是一樣的，包括了風力、地震力、載荷力等，因為高層建筑的特征，側向力對于高層建筑的結構內力影響較大，能引起高層建筑物的結構變形。低層建筑因為高度較低，水平產生的內力和位移很小，所以側向力對于低層建筑的影響可以忽略不計。

2.2 建筑物應該具有適宜剛度

鑒于高層建筑的高度特點，在設計建造過程中不僅需要注意側向力的問題，還需要對建筑物的結構剛度進行選擇設計，保證高層建筑物具有一定的剛度，能滿足一定的自震幅度，將建筑物的結構位移控制在一定范圍內，從而保證建筑質量滿足要求。

3 高層建筑物的混凝土結構概述

高層建筑物的混凝土結構主要包括了鋼筋混凝土結構、組合結構、新型結構和智能建筑結構四個部分，在高層建筑設計建造過程中，所發揮的作用雖然有一定差異，但是最終目標效果卻是一致的。

3.1 鋼筋混凝土結構

鋼筋混凝土結構作為高層建筑設計建設過程中適用范圍最廣、使用頻率最高的結構設計之一，在高層建筑設計建設中起到了重要地位。因為鋼筋混凝土良好的整體性能，在實際應用中具有耐高溫、位移小、建設成本低、強度大等優點，所以鋼筋混凝土結構在高層建筑中被廣泛應用于主體建造、模板現澆結構等主要承重部件當中。而且，隨著我國建筑技術的不斷進步，鋼筋混凝土結構建設已經取得驕人成績，鋼筋混凝土結構建設中增強材料的不斷使用，鋼管混凝土、鋼混凝土等技術在實際建設中的運用越來越多，給高層建筑的建設工作帶來方便。

3.2 組合結構的簡單概述

組合結構在實際建設過程中與鋼筋混凝土結構相比，有著更為突出的優點，其應用范圍也更加廣泛。在建筑設計建造過程中，組合結構主要包括了鋼筋混凝土組合結構和組合切體結構，對于建筑建造過程中截面尺寸受到較大限制的地方適用度更高。組合結構相比于鋼筋混凝土結構，科技含量更高，而且建設過程也更加復雜，但因為其對環境污染小、通過節約鋼材能達到經濟節約的目的，在適當的條件下，使用組合結構可以完全替代鋼筋混凝土結構，為高層建筑的設計建設做出貢獻。組合結構在建設過程中，混凝土是被填充在鋼管之內的，鋼管內的混凝土在力的作用下其承壓能力大大增加，提高了鋼管承載能力的同時也大大節省了鋼材，目前，組合結構因為其在建筑建設中所表現出的優越性，已經被廣泛應用于高層建筑、冶金、造船等設施建設。

3.3 新型結構概述

框架體系、剪力墻體系作為高層建筑當中常見的體系結構，在一定程度上促進了高層建筑的發展，而隨著高層建筑的發展，新的建設體系也在不斷出現，以適應高層建筑建設過程中產生的新需求。目前，新型結構體系按照筒體組成方式可以分為三種，分別是筒中筒、框筒體和束筒體。新型結構體系與傳統平面結構體系相比，具有更加強大的抗側壓能力，因為其優異的承載能力，在高層建筑的廣泛應用中打下基礎，如今，在功能相對齊全、功能結構完善的高層建筑中，新型結構已經開始廣泛應用。

3.4 智能建筑結構

智能建筑是建筑未來發展的重要趨勢，智能建筑作為樓宇建筑與現代化新技術結合發展應用的代表，表現出多方面的優異性。當前所說的智能建筑主要包括了樓宇自動化、樓宇辦公自動化和通信自動化系統，通過自動化系統的使用，為人們帶來更多的便利。

4 高層建筑結構設計必須考慮的重要因素

4.1 高層建筑結構設計中質量安全保證

在高層建筑設計過程中，必須要考慮建筑結構設計是否能保證高層建筑的安全目標，通過不斷優化混凝土結構設計滿足高層建筑的安全需求。在實際工程建設過程中，對于高層建筑結構設計必須要考慮的因素有建設剛度與強度、建筑延性和建筑設計合理度等。

在高層建筑設計建設過程中，要對建筑物的建設剛度和強度進行高度重視，因為當建筑物建設到一定高度，輕微的側向力也會導致建筑物出現較高的側向位移，如果建筑物不能保證一定的剛度和強度，在側向力超過其規定范圍的時候，就會出現安全事故，造成經濟財產的損失。因為低層建筑高度較低，所受到的側向力并不會對建筑物安全造成影響，所以建筑物對于側向力的考慮，只需在高層建筑設計建造過程中考慮。

4.2 結構設計必須經濟合理

在高層建筑建設過程中，必須加強對高層建筑結構設計經濟合理性的控制，建設過程中，在保證建筑質量的前提下，最大化提高建筑設計建造的經濟效益。在建設過程中，根據設計需求選擇合適的建筑結構，保證建筑物經濟效益的最大化。

5 優化高層建筑混凝土結構設計的具體措施

對于高層建筑混凝土結構設計的優化工作，首先要加強對高層建筑物的認識程度，高層建筑混凝土結構作為高層建筑設計建設工作中的主體，必須與高層建筑的結構相適應。在混凝土優化過程中，必須考慮鋼筋的合理使用、結構受力、抗震設計等因素，保證混凝土結構的優化設計工作質量。

在混凝土結構設計工作中，要選擇符合標準的鋼筋，不能為了減少經濟支出而選擇強度低、質量保證不到位的鋼筋。因為建筑物在外力下的破壞程度與建筑物的自重有較大關系，所以在建筑物的建設過程中，要盡可能選擇高強度鋼筋，減少建筑物自重。

高層建筑側向力的大小是隨著建筑物的層數增加而增加的，所以在高層建筑的設計建造過程中，必須對高層建筑物水平載荷等側向力進行全面考慮，以保證高層建筑的質量安全。高層建筑建設過程中必須考慮建筑延性，一旦高層建筑受到諸如地震等外力影響，相比低層建筑更易產生變形，也更加容易引發安全事故，所以在高層建筑的建設過程中，必須對高層建筑的延性質量進行保證，保證在適當外力的情況下建筑物的形變在一定范圍之內，從而保證建筑物的安全。

6 結束語

高層建筑在我國經濟發展中受到越來越多的重視，在高層建筑混凝土結構設計工作中，應該充分考慮各方面因素，保證建筑質量的前提下，優化混凝土結構設計，減少經濟支出，提高建筑物的美觀、實用程度。

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