探索高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

廖文杰

寧波工程學(xué)院 浙江 寧波 315211

近年來我國城市化發(fā)展的速度不斷加快，各類高層建筑的數(shù)量逐漸增加，而高層建筑與普通建筑不同，該建筑結(jié)構(gòu)除了要承受建筑外部的壓力以外，還需要承受自身的質(zhì)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(wěn)定性有著非常高的要求。

1 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yuǎn)都是其必須要具備的重要性能之一，只有在安全的環(huán)境下，建筑物才能夠發(fā)揮出本省的功能價(jià)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(shù)與其他建筑物有所不同，并且高層建筑物所隱含的危險(xiǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將會(huì)直接決定建筑物本身的安全性，因此，現(xiàn)代建筑業(yè)在不斷地對高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化處理，想要通過這樣的方式來進(jìn)一步提高建筑物的安全性能，達(dá)到能夠安全投入使用的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）適用性。人們之所以大量的建造高層建筑物，主要就是因?yàn)樵擃惤ㄖ锞哂蟹浅?qiáng)的適用性，城市化的發(fā)展范圍不斷擴(kuò)大，人們對建筑物的需求愈發(fā)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(jìn)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(zhì)。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(jìn)一步提高該類建筑物的可靠性。要想做到這一點(diǎn)，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(jìn)行非常綜合的研究[1]。

2 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

2.1 合理布置建筑平面結(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)該設(shè)計(jì)也是建筑物建造過程中的基本工程之一。在平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，工程師需要結(jié)合建筑物的實(shí)際需求、要求、標(biāo)準(zhǔn)以及建筑物本身所需要達(dá)到的抗震等級為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般來說，簡單、對稱、規(guī)則的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即能夠達(dá)到一定的抗震標(biāo)準(zhǔn)，在地震時(shí)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以外，多塔結(jié)構(gòu)、頂部塔樓結(jié)構(gòu)等也是較為常見的高層建筑結(jié)構(gòu)。而無論對于哪一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都需要嚴(yán)格的遵循設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)，在滿足高層建筑物基本需要的基礎(chǔ)下，再進(jìn)一步的改善建筑物的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，提高抗震性能。

2.2 嚴(yán)格控制混凝土自身參數(shù)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(shù)性能是否達(dá)標(biāo)，將會(huì)對實(shí)際的建筑物質(zhì)量造成直接性的影響。所以在對高層建筑物結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，需要首先對混凝土的參數(shù)性能進(jìn)行一系列的優(yōu)化處理。原料的配比是影響混凝土質(zhì)量的決定性因素，通常情況下會(huì)選擇中水熱化的普通桂酸鹽水泥，這是目前市場上標(biāo)準(zhǔn)的施工用水泥。在進(jìn)行混凝土的調(diào)配過程中，需要結(jié)合現(xiàn)場的施工設(shè)備，來選擇合理的水泥調(diào)配方法，同時(shí)要測出各類砂石骨料的含水量、本體直徑等數(shù)據(jù)，以此來控制砂石的投入量。在進(jìn)行原料調(diào)配的過程中，需要嚴(yán)格按照工作規(guī)律來進(jìn)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(rèn)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(jìn)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(yīng)該做好保溫養(yǎng)護(hù)、保濕養(yǎng)護(hù)等工作，控制好鋪設(shè)好的混凝土的表面溫度，預(yù)防混凝土表面開裂。

2.3 關(guān)注薄弱層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

薄弱層是高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中的關(guān)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(huì)出現(xiàn)凹陷形變等情況，而這將會(huì)對建筑物內(nèi)部的混凝土結(jié)構(gòu)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(fā)生，就需要對薄弱層的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化處理。首先是要提高建筑物的整體結(jié)構(gòu)安全性，通過整體穩(wěn)定性的提高來加強(qiáng)對薄弱層的保護(hù)作用。其次是要提高豎向結(jié)構(gòu)剛度的連續(xù)性。因?yàn)槿绻Y(jié)構(gòu)剛度不連續(xù)，就會(huì)很容易導(dǎo)致薄弱層的出現(xiàn)，從而增加建筑物的安全隱患。除此之外，還需要進(jìn)一步地去調(diào)整薄弱層的安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，要結(jié)合實(shí)際的建筑情況來確定安全標(biāo)準(zhǔn)，不能夠使用統(tǒng)一化的標(biāo)準(zhǔn)對高層建筑物的薄弱層進(jìn)行規(guī)定處理，避免因?yàn)榘踩珮?biāo)準(zhǔn)制定不合理，導(dǎo)致薄弱層的施工質(zhì)量達(dá)不到實(shí)際的需求。做好這些工作，將會(huì)明顯的提高高層建筑的薄弱層設(shè)計(jì)，提高薄弱層的安全性能，以此來讓建筑物具備更強(qiáng)的抗震能力[2]。

3 結(jié)束語

高層建筑在社會(huì)發(fā)展中有著重要的用途，同時(shí)也是當(dāng)代城市發(fā)展離不開的建筑群體。因此，要繼續(xù)加強(qiáng)對高層建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)建造過程中出現(xiàn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格控制混凝土自身參數(shù)、關(guān)注薄弱層設(shè)計(jì)等手段來進(jìn)一步地對該類建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理。