關于高層建筑結構混凝土設計的探討

王偉濤

摘要：隨著科學技術的快速發展，我國建筑行業逐漸發展起來。然而建筑行業的快速發展使得城市的土地越來越稀缺，在這個背景下高層建筑應運而生。由于人們物質生活水平的不斷提高，人們提高了對建筑物的要求，在建筑結構設計過程中，混凝土設計得到了人們的重視。文章主要分析了建筑結構混凝土設計的特點，還分析了建筑結構混凝土設計的運行階段與建筑結構混凝土設計的驗收階段中應該注意的事項。

關鍵詞：高層建筑；結構；混凝土；設計

隨著現代商業化、工業化以及城市化的快速發展，建筑行業慢慢發展起來。由于建筑結構本身具有低造價、高強度、建造速度較快的優點，因此我國建筑會采用這種結構。然而在建筑結構設計過程中混凝土的設計是非常復雜的，并且也是非常重要的，所以要不斷完善建筑結構中混凝土的設計，這樣做既提高了房屋建筑的質量，又延長了房屋建筑的使用壽命。

一、建筑結構混凝土設計的特點

（一）側向力是影響結構內力、變形以及建筑物土建造價的主要因素

高層建筑與低層建筑相同，它們都要承受自重、雪載等垂直荷載以及風、地震等水平力。在低層建筑結構中，水平荷載所產生的內力、位移都是非常小的，因此往往會被忽略不計；然而在高層建筑結構中，水平荷載所產生的內力以及位移比較大，因此水平荷載、地震力是制約高層建筑最主要的因素。

（二）建筑結構具備適宜的剛度

隨著高度的不斷增加，高層建筑的側向位移在逐漸增大。所以在設計高層建筑的時候，既要求結構要具備較高的強度，又要求結構要具備適宜的剛度，促使建筑結構的自振頻率較為合理，并且也可以將水平力作用之下的層位移控制在一定的范圍之內。

（三）建筑結構具有良好的延展性

與低層建筑相比較，高層建筑在地震作用下的變形會更大。建筑結構的承載力、變形能力這兩個因素影響著建筑結構的耐震性。為了能夠促使建筑結構在進入塑性變形階段之后仍然具備較強的變形能力，這就要在保證強度的前提下，借助合理的構造措施來促使建筑結構得以提高。所以在建筑結構設計過程中要將這些要素作為依據，合理的設計，保證建筑結構具有良好的延展性。

二、建筑結構混凝土設計的運行階段

（一）地基基礎設計

為了能夠保證高層建筑的安全、穩定，地基起著關鍵性的作用。如果地基基礎設計存在著問題，那么這就會嚴重影響到后期建筑物的使用。通常來講，地基的沉降問題是高層建筑地基基礎設計中應該注意的問題。本文主要分析了兩種常見的地基設計方案：其一，設置沉降縫。為了避免不均勻沉降給建筑物帶來的危害，對于那些較長的建筑物，在建筑平面的轉折處應該設置沉降縫，沉降縫可以將建筑物劃分成具有獨立性的結構單元，這就促使各個結構單元相互不影響。其二，處理地基基礎。由于高層建筑傳給基礎的荷載較大，這就會增加地基的承載力。如果基礎底面壓力的設計值與地基承載力的設計值相差不多，那么就可以采取提高上部結構剛度來增加地基的承載力；如果基礎底面壓力的設計值與地基承載力的設計值相差較多，那么就可以采取放大基礎底面積、加固處理地基來減少上部負荷。

（二）上部結構設計

建筑行業不僅要做好高層建筑結構的基礎設計，還要優化設計高層建筑的上部結構，特別是要設計好受力構件、豎向受力結構等主體結構，同時還要控制到設計的質量，不斷優化設計方案，促使高層建筑的設計質量得以提高。1、布置剪力墻。在高層建筑中會涉及到剪力墻的布置問題，不管是純剪力墻結構中的剪力墻還是筒中筒結構中的剪力墻都會涉及到如何布置這一問題，并且這也成為高層混凝土結構設計最需解決的一個問題。通常情況下要雙向布置剪力墻，堅持對稱、均勻的布置原則來保證剪力墻的剛度分布均勻。此外，如果剪力墻的軸壓比超過了一定的限制，那么就要設置底部以及約束邊緣構件，不斷提高截面的塑性變形能力。2、設計框架短柱。在地震的作用下，框架短柱的剛度較大，此時就會吸收較大的地震力，特別是要注意樓層局部出現短柱的部位，較為容易產生剪切破壞而形成結構抗震薄弱部位。比如：在框架結構中的三跑與四跑樓梯的樓梯四角的框架柱，面對此類框架短柱要采取以下的措施：（1）采用復合箍筋沿著柱全高加密間距100毫米，與此同時要對稱布置短柱的縱向的鋼筋；（2）為了能夠對短柱的抗震性能進行改善，這就要不斷提高構建受剪承受力以及受壓承載力，避免發生剪切破壞。3、設計框架梁。框架梁的梁端負彎距會受到了風荷載、地震力等水平荷載的影響，所以為了避免框架梁負筋過多，這就要合理設計框架梁。如果在設計框架梁的時候，沒有考慮到活荷載不利布置的因素時，這就要增大框架梁的跨中正彎矩。此外，如果搭建在框架梁上的次梁負筋配置較大的時候，這會嚴重影響到框架梁，在這個時候要減少此處配筋，合理的調整框架梁。

三、建筑結構混凝土設計的驗收階段

建筑行業要做好建筑結構混凝土設計初步完成之后的驗收工作，促使建筑結構混凝土設計的質量得以提高。在建筑結構混凝土設計這一驗收階段，要客觀、有力的檢查以及評價建筑結構混凝土設計的質量。同時還要仔細、認真檢查驗收施工過程中所涉及的各個地方。好的驗收工作可以保證建筑結構混凝土設計質量。然而在驗收工作中，實事求是是一個非常重要的精神。如果建筑結構混凝土設計中出現了一系列問題，這就會導致質量不合格，進而引發了建筑結構混凝土的施工事故。在建筑結構混凝土設計的驗收階段中要構建完整的、有效的驗收體系，并且還要制定嚴格的驗收標準，保證建筑結構混凝土的設計質量。

總結：

綜上所述，本文主要分析了建筑結構混凝土設計的特點、建筑結構混凝土設計的運行階段以及驗收階段中應該注意的事項。然而在實際建筑結構混凝土設計中，如果僅僅依靠這些理論知識是遠遠不夠的，還需要將建筑結構混凝土設計的理論與實踐充分結合起來，從實踐中總結經驗，然后再不斷改進理論，通過這樣反復進行才可以完善建筑結構混凝土設計技術。

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