浅析混凝土建筑结构设计

浅析混凝土建筑结构设计

余德胜

余德胜

广东现代建筑设计与顾问有限公司广东深圳518000

摘要：随着现代社会的经济迅速发展，混凝土结构在建筑工程中的使用数量不断增加，然而，为了满足现代社会发展中的城市化发展，在高层建筑混凝土结构的设计方面要注重要注重概念设计的理念。根据相关的特点，应该选择抗震、抗风性能稳固的并且条件经济合理的建设结构体系。对高层建筑的内力进行分析计算，要确保建筑的结构的受力合理性，各组成构件具有延性，不容易出现脆弱性的破坏，以此来保证高层建筑的安全性能，使得高层间建筑具有舒适性和可靠性。

关键词：高层建筑；混凝土结构；结构设计；研究分析

1、高层的建筑特点

为了能使得高层建筑的建设能够给满足现代化社会居民的实际需要，相关的结构设计应该注重概念性设计理念。并在此基础上进行结构的选型和平面以及立体布置的布局规则性，加强构造的相关措施，选择优良的抗震以及抗风的材料，使得高层建筑能够有着经济合理的结构体系。高层建筑的抗震设计中要对建筑的整体抗震性能有着保障，保证整个建筑体都能能够有着相应的承载能力。不仅如此，高层建筑的抗风设计中，对顶端的设计应注意相关的位移，对水平的位移要进行严格的控制。

2、高层的建筑结构体系

在受力计算之前进行概念性设计，是保证高层建筑可靠性和安全性建设的主要因素。高层建筑体系设计的时候要选择好的结构体系，使得整个建筑的受力能够处在一个合理的状态，使得各个构件能够发挥出相应的抗力，让整个建筑结构能够有着能够把握的延性状态，以此来规避建筑发生脆弱性破坏的可能，危及到人们的财产安全。

高层建筑的框架体系是由梁和柱两个主要的结构构件组成的，两者是承受着竖向以及水平作用的结构。混凝结构中的应用最为广泛的结构体系就是框架结构，在高层建筑的建设中更是有着非常广泛的应用。其有着对空间分割灵活，利于抗震并且节省建设材料等特点。装配式高层建筑的框架结构中的梁以及柱这种组成构建一般是标准化的，在进行装配整体式结构的时候非常的便利，对工期的缩短有着非常好的作用。在采用現浇混凝土框架时候，因为这种结构的整体性以及刚度都很好，使得抗震性能也非常的好。

3、高层建筑混凝土结构设计的工作要点

3.1概念性的设计

以高层建筑的特点作为依据，在进行建筑整体计算之前首先要对高层建筑进行概念性设计。概念性设计对高层建筑来说，主要的作用是选择对抗震合理的设计结构方案，对延性的结构极其构建进行明确设计。对结构设计中潜在的薄弱部位进行分析定位，采取合适的措施，避免布局过程中出现破坏导致连锁反应。

3.1.1结构平面的布置。高层建筑的在机构平面的设计过程中是要求平面形状简单规则，其质量和刚度的要求上是基于建筑的承载能力分布均匀的基础之上。在设计的过程中，尽可能的将机结构框架的质心和几何结构的重心放在同一个点之上。只有这样，才能够有效的减小结构的潜在问题。同时，能够尽量的减平面的凹凸，使得平面的偏心能有效的减小。

3.1.2结构立面的设计。高层建筑的立面设计应该是追求竖向结构的规则均匀。相关结构的侧向刚度应该是上面小、下面大的均匀变化。结构的立面布置上要避免过大或是不规则的现象出现。因为承载结构是需要布置得当的，要避免对转换结构的过多转换，使得结构能够保证安全可靠。

3.2高层建筑的基础设计

在高层价建筑的建设过程中，基础设计的目的是降低由于长期重力荷载作用下造成的地基变形或是差异变形的问题。以此来保证高层建筑的基础不会发生沉降过大和差异沉降的现象，这也是作为基础设计的一个设计的关键性因素。特别是在多塔楼的高层建筑中，建筑物的自重不均匀会导致传递到基础上的力之间的差距有着明显的差距，一旦基础的处理不够正确，就会出现由于基础受力不均产生的不均匀沉降现象，这样的情况会影响到上层结构的安全性和正常使用。

高层建筑的基础设计在进行选型的过程中，一定要采用具有着较好变形能力和协调能力的基础像“筏板基础”和“桩筏基础”。同时，在对高层建筑进行内力分析的过程中，需要对高层建筑的上部结构--基础--地基进行共同作用的综合性考虑以便于保证整体性变形的协调。要注意结构内变形不协调产生的内力和附加位移对结构造成内在的破坏。

3.3高层建筑设计时的辅助软件应用

一般来讲，高层建筑在设计的时候对相关结构的受力分析采用的地电算分析。像专业结构设计软件，像：PKPM和广厦结构CAD，这种是可视化图形建模软件，在建筑结构设计中的应用是需要根据具体的参数输入和模型建立为基础的，利用特定的设计条件进行结构计算和内力分析。在使用的时候要注意的是，使用前一定要对软件的适用范围有着明确的了解，对参数的输入要有着正确的认识，以此来保证对计算结构有着有效的判断。

4、混凝土在高层建筑结构设计中的应用分析

4.1混凝土结构的选型

实际上，混凝土材料在施工的过程中，受到了多种因素的限制，其中涉及规范主要表现在以下三个方面：

第一，结构超高。高层建筑结构的高度是其主要的特点，这也是影响混凝土结构、整体稳定性的重要因素。因此，在混凝土结构的设计和施工的过程中，需要根据建筑结构的高度来确定设计方案。而且，随着高度的变化，设计工程也会有所改变。需要在设计工程中，加强对建筑物高度的重视。因为，从混凝土建筑工程上来看，施工人员多数都是重视施工的质量和施工的周期，对于限高问题没有明确的意识。久而久之就会造成施工图的不合理，影响工程的质量以及工程造价。使得施工单位造成严重的损失。

第二，短肢剪力墙设置。短肢剪力墙即对墙肢截面高厚比为5-8的墙，就现在高层建筑设计规范来看，对短肢剪力墙进行了很多设置。因此，结构工程师在对高层建筑进行设计时，应尽量少选用短肢剪力墙，避免在后期设计中增加不必要的麻烦。

第三，嵌固端设置。高层建筑一般都会存在地下室与人防结构，嵌固端大多设置在地下室顶板。因此在对高层建筑进行混凝土结构设计时，应加强对嵌固端设置位置的重视，避免因为忽略而使得后期设计进行大量修改或者是工程施工造成一定安全隐患。

4.2混凝土加固

对于混凝土加固来说，是设计结构中经常应用的手段之一，其中涵盖以下两种方法：一种是碳纤维加固；另一种是预应力加固。所谓碳纤维加固简单的说是把存在较大抗拉的相关粘结剂规范的粘贴到相关结构上面，这样做的目的是为了将抗拉性能加以提升，提高结构的强度。该种加固手段，需要对维护以及管理工作的开展做到妥善处理，减少出现火灾的情况。该加固法不但将混凝土内部结构加以完善，而且还可以优化混凝土结构应力的缺点，可谓一举两得。

5、结束语：

现代化社会下的建筑行业发展迅速，人们对建筑的质量以及其他相关的要求也逐渐的提升。现代化的建筑，要想保证能够满足高层建筑建设的使用要求。就必须在建筑的结构方面进行相关合理科学的设计研究，保证相关结构的设计能实现安全性和可靠性，在此基础上提升高层建筑的舒适程度。使得高层建筑的相关设计能够满足广大用户的要求。

参考文献：

[1]杨晓艳.高层建筑混凝土结构设计浅析[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（10）.

[2]杨过亮.高层建筑混凝土结构设计浅析[J].中国房地产业，2013，（4）：250-250.