探索高层建筑混凝土结构优化设计分析

廖文杰

宁波工程学院 浙江 宁波 315211

近年来我国城市化发展的速度不断加快，各类高层建筑的数量逐渐增加，而高层建筑与普通建筑不同，该建筑结构除了要承受建筑外部的压力以外，还需要承受自身的质量压力以及其他压力，因此，人们对高层建筑的安全性以及稳定性有着非常高的要求。

1 高层建筑混凝土结构设计的基本原则

（1）安全性。无论对于哪一种类型的建筑物，安全性永远都是其必须要具备的重要性能之一，只有在安全的环境下，建筑物才能够发挥出本省的功能价值。尤其是对于高层建筑这样特殊的建筑物来说，由于其本身的特殊性，使得该类建筑物的受力情况以及建造技术与其他建筑物有所不同，并且高层建筑物所隐含的危险因素非常多，为此要想正常的使用高层建筑，就必须要满足建筑物的安全性。高层建筑物的结构设计是影响其本身安全性的主要因素，建筑物是否具有良好的、合理的结构设计，将会直接决定建筑物本身的安全性，因此，现代建筑业在不断地对高层建筑物的结构设计进行优化处理，想要通过这样的方式来进一步提高建筑物的安全性能，达到能够安全投入使用的标准。

（2）适用性。人们之所以大量的建造高层建筑物，主要就是因为该类建筑物具有非常强的适用性，城市化的发展范围不断扩大，人们对建筑物的需求愈发增加，但是可用占地面积是非常有限的，因此，高层建筑就成为人们进行建筑物建造的首要选择。

（3）可靠性。对于高层建筑物来说，可靠性即为耐用性，是几乎所有建筑物都必须要具备的一种基本性质。一般来说，建筑物的使用年限都非常的高，而由于高层建筑物无论是在建造还是拆除方面，都非常的不方便，因此这就使得高层建筑物要具有较长的使用年限，为此这就必须要进一步提高该类建筑物的可靠性。要想做到这一点，就需要在建造的过程中确保使用的材料安全可靠，科技工艺具有较高的水平，这样确保建筑物在可靠性、安全性方面都具备良好的性能。因此要想满足高层建筑物的可靠性，需要进行非常综合的研究[1]。

2 高层建筑混凝土结构优化设计分析

2.1 合理布置建筑平面结构

高层建筑物的要具备非常良好的抗震性能，而影响建筑物抗震性能的主要因素为建筑物的平面结构设计，同时该设计也是建筑物建造过程中的基本工程之一。在平面结构设计时，工程师需要结合建筑物的实际需求、要求、标准以及建筑物本身所需要达到的抗震等级为标准来进行设计。一般来说，简单、对称、规则的平面结构设计即能够达到一定的抗震标准，在地震时能够缓解掉大部分的地震能量，弱化地震对建筑物所造成的伤害。而除了这种简单的平面结构设计以外，多塔结构、顶部塔楼结构等也是较为常见的高层建筑结构。而无论对于哪一种结构设计，都需要严格的遵循设计要求与标准，在满足高层建筑物基本需要的基础下，再进一步的改善建筑物的平面结构设计内容，提高抗震性能。

2.2 严格控制混凝土自身参数性能

混凝土是建造高层建筑物的主要施工材料，因此混凝土自身参数性能是否达标，将会对实际的建筑物质量造成直接性的影响。所以在对高层建筑物结构优化设计过程中，需要首先对混凝土的参数性能进行一系列的优化处理。原料的配比是影响混凝土质量的决定性因素，通常情况下会选择中水热化的普通桂酸盐水泥，这是目前市场上标准的施工用水泥。在进行混凝土的调配过程中，需要结合现场的施工设备，来选择合理的水泥调配方法，同时要测出各类砂石骨料的含水量、本体直径等数据，以此来控制砂石的投入量。在进行原料调配的过程中，需要严格按照工作规律来进行施工，即按照沙子-水泥-石子-水的顺序依次投料，并在这期间确认材料的搅拌程度，确保材料能够充分的得到搅拌。需要注意的是，如果是在冬季进行施工，则需要注意采取防冻害措施。除此之外，在施工过程中还应该做好保温养护、保湿养护等工作，控制好铺设好的混凝土的表面温度，预防混凝土表面开裂。

2.3 关注薄弱层结构的设计

薄弱层是高层建筑设计当中的关键所在，高层建筑的薄弱层在遇到地震等其他外界力量的影响下，会出现凹陷形变等情况，而这将会对建筑物内部的混凝土结构造成较大的破坏影响。因此为了能够有效地避免这种情况的发生，就需要对薄弱层的设计进行优化处理。首先是要提高建筑物的整体结构安全性，通过整体稳定性的提高来加强对薄弱层的保护作用。其次是要提高竖向结构刚度的连续性。因为如果结构刚度不连续，就会很容易导致薄弱层的出现，从而增加建筑物的安全隐患。除此之外，还需要进一步地去调整薄弱层的安全规范标准，要结合实际的建筑情况来确定安全标准，不能够使用统一化的标准对高层建筑物的薄弱层进行规定处理，避免因为安全标准制定不合理，导致薄弱层的施工质量达不到实际的需求。做好这些工作，将会明显的提高高层建筑的薄弱层设计，提高薄弱层的安全性能，以此来让建筑物具备更强的抗震能力[2]。

3 结束语

高层建筑在社会发展中有着重要的用途，同时也是当代城市发展离不开的建筑群体。因此，要继续加强对高层建筑物混凝土结构的优化设计，及时发现建造过程中出现的问题，研究问题并制定出具有针对性的解决方案，通过合理布置平面结构设计、严格控制混凝土自身参数、关注薄弱层设计等手段来进一步地对该类建筑的结构进行优化处理。