高层建筑混凝土结构优化设计分析研究（2）

徐志明

摘要：随着城市化进程的加快，高层建筑得到了迅速的发展。与普通建筑相比，高层建筑更为复杂，设计难度更大。由于高层建筑侧向位移快，在设计中不仅要保证结构的强度，还要保证结构的刚度，不断完善高层建筑的混凝土结构。设计人员需要认真研究影响高层建筑混凝土结构的各种因素，在此基础上，优化完善设计方案，确保建筑结构的强度和刚度满足规范要求，加强建筑结构的整体性能，有效延长高层建筑的使用寿命。本文主要探讨高层建筑混凝土结构设计的要点及优化措施。

关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计；分析研究

1高层建筑混凝土结构优化设计的缺点

1.1过多地优化结构尺寸

基于高层建筑结构的固定材料成本性能、承载能力和几何形态，结构设计者可以计算出适合于设计条件的最优结构截面，但在很大程度上也忽略了整体优化。建筑结构。实际上，形状优化是高层混凝土结构设计优化的重要内容之一。目前，许多建筑混凝土结构设计人员的设计思想是错误的。只要设计方案科学合理，结构设计准确，计算机软件就能准确计算结构尺寸数据。事实上，不能达到优化结构尺寸的目的，同时也很难保证建筑混凝土结构的设计方案是最好的。

1.2 设计内容比较复杂

与国外高层建筑的发展经验相比，国内高层建筑的发展历程相对较短，高层建筑的混凝土结构在设计上缺乏相应的理论和实践支持。而适合我国具体要求的建筑混凝土结构设计软件技术相对缺乏。高层建筑混凝土结构优化设计中存在许多不确定因素，结构复杂。由于变量因素众多，目前的软件技术很难实现因变量与主变量之间的差异。只能得到相应的最优解，这阻碍了建筑混凝土结构设计优化的进一步发展。

2高层建筑混凝土结构设计要点

2.1高层建筑混凝土结构竖向布置

高层混凝土结构的竖向布置也非常重要。一般来说，对于高层混凝土结构的竖向布置，应尽量保证建筑物整体形状的均匀性和规律性。除非有特殊要求，应尽量避免大的内外悬臂设计。为保证建筑物重心和结构的稳定，建筑物结构竖向布置应遵循小顶大底的原则，横向变化应均匀缓慢。如果有特殊情况需要将高层建筑设计成不规则结构，就要认真考虑其设计问题，以保证建筑结构的稳定性。若为内收结构的竖向结构类型， 应确保楼层侧向刚度不小于邻近三层侧向刚度平均值的80%或邻近上部楼层侧向刚度的70%。

2.2建筑混凝土结构的抗震性优化设计

在高层建筑混凝土结构的应用中，它极易受到地震灾害的影响。在优化设计过程中，高层建筑应根据抗震概念设计和抗震试验，或根据类似建筑的抗震设计经验，计算建筑混凝土结构的抗震系数。对平立面设计、结构体系、结构构件延性等方面进行优化设计，从而有效地提高建筑的抗震能力。具体来说，在结构体系的设计中，设计者应尽量选择平面布局的简单形式和空间结构规则。例如，在平面布局中，圆形、方形、矩形、扇形图形结构可以用作地震系统，并且可以使用过长的延伸翼或不对称侧翼。设计人员应采用科学合理的布局，使建筑的质量和刚度分布均匀、平衡。在平面立面的设计中，设计者可以将墙设置对称、均匀，提高结构强度的中心性，如电梯或楼梯井等。在混凝土结构构件的延性方面，应增加梁柱端部的组合剪力，或提高柱的抗弯承载力。相互配合，不断提高梁端钢筋的实际弯矩，使建筑物梁端的塑性早于柱端。从而保持结构在外界环境下变形的协调稳定。

2.3 减少施工缝、对结构平面进行优化

建筑混凝土结构平面的确定对高层建筑结构的设计有着重要的影响，其质量直接影响到高层建筑的综合性能。因此，设计人员应根据具体的建筑要求，合理设计建筑结构平面。对于高层建筑中的每一个独立的结构单元，都要保证建筑结构平面形状的简洁、规则和对称，以便均匀地承受高层建筑混凝土结构的承载力和刚度；平面高层建筑的不应过长，高层建筑的突出部分不宜过大；要保证高层建筑竖向形状的均匀性和规律性，可控制收敛范围或外部悬臂；禁止选择非常不规则的竖向结构，以保持混凝土结构横向刚度下大、小的均匀变化形式。实践表明，如果高层建筑的平面结构和竖向结构的布置更加规则、统一、简单，也会给相应指标的检查和检验带来方便，确保建筑混凝土结构的性能满足标准化，最大限度地发挥建筑结构的功能。

3 高层建筑未来发展趋势

3.1 推广应用消能减震与隔震设计

目前，在建筑混凝土结构设计中，大多采用延性结构进行抗震设计。通过控制混凝土结构的刚度，在地震作用下，允许混凝土结构构件本身处于非弹性状态，并根据延性等级最大限度地消耗抗震能力。从而削弱地震破坏力。建筑结构的危害。在高层建筑的混凝土结构中，减震的有效作用是事先設计合理的被动消能装置，方便为建筑的混凝土结构提供一定的附加刚度。从而消耗结构构件所需承受的部分地震损伤，从而降低混凝土结构中的动力。反应最终将有助于减少高层混凝土结构的损伤和变形。

3.2智能建筑技术的发展

随着高新技术产业与现代建筑技术的不断融合，给智能建筑的兴起和发展带来了更多的机遇。智能建筑已成为高层建筑领域的主要发展方向和趋势。智能建筑技术由设备、施工、运营和服务四大要素构成。以上四个要素必须相互联系、相互优化，才能得到功能性、舒适性和效率都较高的最佳组合和高层建筑。现代智能建筑应包括设备、自动化设备管理系统和通信网络系统。应用现代4c技术，形成一个完整的智能建筑结构体系，为人们带来安全舒适的生活和工作环境。随着智能建筑技术的飞速发展，建筑师必须高度重视智能建筑中基本要素之间的关系，通过最合理的设计方案来满足公众多样化的功能需求。

结束语

总之，社会经济的发展带动了建筑业的发展。目前，受城市用地规模的限制，高层建筑的数量和规模都有了明显的提高。结构设计是建筑工程设计的重要组成部分和关键部分。结构设计水平的高低不仅关系到建筑物的质量和安全，而且影响到建筑物的使用寿命。混凝土结构是高层建筑中最常见的结构形式之一。因此，设计人员必须高度重视高层建筑混凝土结构设计，把握设计要点。在保证建筑结构质量和安全的基础上，采用先进的技术手段和结构措施，不断提高高层混凝土结构的设计水平。

参考文献：

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