探索高層建筑混凝土結構優化設計分析

廖文杰

寧波工程學院 浙江 寧波 315211

近年來我國城市化發展的速度不斷加快，各類高層建筑的數量逐漸增加，而高層建筑與普通建筑不同，該建筑結構除了要承受建筑外部的壓力以外，還需要承受自身的質量壓力以及其他壓力，因此，人們對高層建筑的安全性以及穩定性有著非常高的要求。

1 高層建筑混凝土結構設計的基本原則

（1）安全性。無論對于哪一種類型的建筑物，安全性永遠都是其必須要具備的重要性能之一，只有在安全的環境下，建筑物才能夠發揮出本省的功能價值。尤其是對于高層建筑這樣特殊的建筑物來說，由于其本身的特殊性，使得該類建筑物的受力情況以及建造技術與其他建筑物有所不同，并且高層建筑物所隱含的危險因素非常多，為此要想正常的使用高層建筑，就必須要滿足建筑物的安全性。高層建筑物的結構設計是影響其本身安全性的主要因素，建筑物是否具有良好的、合理的結構設計，將會直接決定建筑物本身的安全性，因此，現代建筑業在不斷地對高層建筑物的結構設計進行優化處理，想要通過這樣的方式來進一步提高建筑物的安全性能，達到能夠安全投入使用的標準。

（2）適用性。人們之所以大量的建造高層建筑物，主要就是因為該類建筑物具有非常強的適用性，城市化的發展范圍不斷擴大，人們對建筑物的需求愈發增加，但是可用占地面積是非常有限的，因此，高層建筑就成為人們進行建筑物建造的首要選擇。

（3）可靠性。對于高層建筑物來說，可靠性即為耐用性，是幾乎所有建筑物都必須要具備的一種基本性質。一般來說，建筑物的使用年限都非常的高，而由于高層建筑物無論是在建造還是拆除方面，都非常的不方便，因此這就使得高層建筑物要具有較長的使用年限，為此這就必須要進一步提高該類建筑物的可靠性。要想做到這一點，就需要在建造的過程中確保使用的材料安全可靠，科技工藝具有較高的水平，這樣確保建筑物在可靠性、安全性方面都具備良好的性能。因此要想滿足高層建筑物的可靠性，需要進行非常綜合的研究[1]。

2 高層建筑混凝土結構優化設計分析

2.1 合理布置建筑平面結構

高層建筑物的要具備非常良好的抗震性能，而影響建筑物抗震性能的主要因素為建筑物的平面結構設計，同時該設計也是建筑物建造過程中的基本工程之一。在平面結構設計時，工程師需要結合建筑物的實際需求、要求、標準以及建筑物本身所需要達到的抗震等級為標準來進行設計。一般來說，簡單、對稱、規則的平面結構設計即能夠達到一定的抗震標準，在地震時能夠緩解掉大部分的地震能量，弱化地震對建筑物所造成的傷害。而除了這種簡單的平面結構設計以外，多塔結構、頂部塔樓結構等也是較為常見的高層建筑結構。而無論對于哪一種結構設計，都需要嚴格的遵循設計要求與標準，在滿足高層建筑物基本需要的基礎下，再進一步的改善建筑物的平面結構設計內容，提高抗震性能。

2.2 嚴格控制混凝土自身參數性能

混凝土是建造高層建筑物的主要施工材料，因此混凝土自身參數性能是否達標，將會對實際的建筑物質量造成直接性的影響。所以在對高層建筑物結構優化設計過程中，需要首先對混凝土的參數性能進行一系列的優化處理。原料的配比是影響混凝土質量的決定性因素，通常情況下會選擇中水熱化的普通桂酸鹽水泥，這是目前市場上標準的施工用水泥。在進行混凝土的調配過程中，需要結合現場的施工設備，來選擇合理的水泥調配方法，同時要測出各類砂石骨料的含水量、本體直徑等數據，以此來控制砂石的投入量。在進行原料調配的過程中，需要嚴格按照工作規律來進行施工，即按照沙子-水泥-石子-水的順序依次投料，并在這期間確認材料的攪拌程度，確保材料能夠充分的得到攪拌。需要注意的是，如果是在冬季進行施工，則需要注意采取防凍害措施。除此之外，在施工過程中還應該做好保溫養護、保濕養護等工作，控制好鋪設好的混凝土的表面溫度，預防混凝土表面開裂。

2.3 關注薄弱層結構的設計

薄弱層是高層建筑設計當中的關鍵所在，高層建筑的薄弱層在遇到地震等其他外界力量的影響下，會出現凹陷形變等情況，而這將會對建筑物內部的混凝土結構造成較大的破壞影響。因此為了能夠有效地避免這種情況的發生，就需要對薄弱層的設計進行優化處理。首先是要提高建筑物的整體結構安全性，通過整體穩定性的提高來加強對薄弱層的保護作用。其次是要提高豎向結構剛度的連續性。因為如果結構剛度不連續，就會很容易導致薄弱層的出現，從而增加建筑物的安全隱患。除此之外，還需要進一步地去調整薄弱層的安全規范標準，要結合實際的建筑情況來確定安全標準，不能夠使用統一化的標準對高層建筑物的薄弱層進行規定處理，避免因為安全標準制定不合理，導致薄弱層的施工質量達不到實際的需求。做好這些工作，將會明顯的提高高層建筑的薄弱層設計，提高薄弱層的安全性能，以此來讓建筑物具備更強的抗震能力[2]。

3 結束語

高層建筑在社會發展中有著重要的用途，同時也是當代城市發展離不開的建筑群體。因此，要繼續加強對高層建筑物混凝土結構的優化設計，及時發現建造過程中出現的問題，研究問題并制定出具有針對性的解決方案，通過合理布置平面結構設計、嚴格控制混凝土自身參數、關注薄弱層設計等手段來進一步地對該類建筑的結構進行優化處理。