高层建筑混凝土结构设计

　　高层建筑结构相对于低层建筑所要承受的荷载要大些，并且地震对高层建筑的影响也比低层建筑大。要想提高建筑结构的抗震性能，就要从结构的承载力和变形能力两个方面入手。只有确保了结构强大的变形能力，才能减小地震对建筑物的损坏，避免建筑物倒塌。要想达到这样的效果，首先要保证结构具有足够的强度，然后是提高薄弱部位的变形能力，使结构具有很好的延性。

　　2改进高层建筑结构设计方案的策略

　　2.1剪力墙设计

　　高层建筑必须要具备良好的变形能力，要想在这一方面得到提高则应当采取措施防止剪切破坏。遇到一道截面较长的抗震墙时需要配合洞口布置弱连梁，让墙体划分成小开口墙、多肢墙，其而保证各个墙段的高宽比在2以上。建筑工程中的弱连梁需满足地震时各层连梁的总约束弯矩小于该墙段总地震弯矩的20%;连梁状况同样需在标准状况内，这一刻防止墙肢发生全截面受拉问题，这对于整个建筑来说都是很严重的。另一方面，为了实现节能降耗且防止连梁强度过低，在连梁弱施工中需做好各方面工作。当连梁变为普通的小梁时，墙肢则成为单肢墙，单肢墙的延性则减弱，由于单肢墙的抗震防线只有一道，超静定的次数较少，出现地震后将面临很大的损坏。当前，大部分设计师操作时会把结构中门洞连梁、窗洞连梁设计成截面高度极小的二力杆件，这种变化大大降低了建筑的抗震能力。

　　一般情况下，我们都需要针对连梁的刚度严格控制把握，这多数还是考虑到剪力墙的刚度过大，剪力墙中的连梁受到水平力影响之后会因为很大的内力而超过截面允许值，处理时需要对此类连梁先屈服，保证连梁能形成塑性铰且不出现脆性破坏。我们一要保证连梁达到强剪弱弯的要求，在连梁的刚度方面要做好不同的控制。

　　工程标准中指出剪力墙在端部需分布暗柱、端柱等边缘构件，这些能发挥出砖混结构的约束柱效果，在结构的刚度降低，地震作用下层间位移和顶点位移偏大后，边缘构件起到的作用更明显，这时暗柱的截面和配筋也变大。若剪力墙的总截面面积与楼层面积之比值偏大，而房屋高度小、楼座面积大，对于墙端部的暗柱面积和配筋量则没有建筑标准中的需要了。

　　2.2超长结构的温度变形和混凝土干缩变形

　　钢筋混凝土结构是建筑工程的关键部门，施工标准中对此结构提出的规定涉及到室内条件下现浇框架结构的伸缩缝需对间距严格控制，间距最大不超过55m，而现浇剪力墙结构伸缩缝的最大间距在45m。若处于露天环境时，结构伸缩缝的间距更要严格控制，运用这样的工程结构主要能处理好两方面的问题：

　　2.2.1干缩裂缝

　　当现浇混凝土在凝固硬化过程中常会出现收缩应力，整个结构则会出现干缩裂缝，该结构形式越长，则造成的干缩裂缝越大。

　　2.2.2结构控制

　　超长结构的运用应当符合工程当地的季节变化，大气温度的变化将造成结构出现热胀冷缩，这样很容易导致结构出现温度裂缝。另外，结构越长，则对温度产生的作用越大，这在许多建筑工程里是很难避免的问题。若参照工程规定的要求布置伸缩缝，常会造成双墙、双柱、双梁，对高层建筑的立面处理、防水构造会造成很大的不便。考虑到有效处理超长结构混凝土干缩裂缝的问题，当前工程单位主要采取的措施为分布混凝土后浇带，把大的楼板面积划分成小的区格，第一步结合混凝土浇筑小的区格，在小区格混凝土干缩变形结束后对区格之间的预留带进行浇筑。此方法能有效防范干缩裂缝的出现，维持了建筑结构的正常性。需要注意的是，后浇带不得取代结构的温度伸缩缝，这是由于后浇带混凝土硬化后，楼板会变成较长的整体，后浇带则发挥不了应有的作用。

　　2.3屋面高大女儿墙的设计方法

　　屋顶女儿墙对于高层建筑的作用也不可忽视，其能影响到整体建筑效果。女儿墙设计时难以直接参与主体结构的研究，这就需要计算时仅分析女儿墙的自重，若女儿墙较低则能达到精度要求的，不对建筑结构的安全没有影响。而在女儿墙高度上升时，其地震荷载和风荷载效应会更大，给整个建筑结构带来的影响变大。

　　女儿墙较高时需科学计算出女儿墙所受水平荷载状态，女儿墙通常选择钢筋混凝土材料，配筋计算需借鉴支承于屋顶的悬臂板且运用双层钢筋。考虑到维持屋面女儿墙与主体结构的关联，屋面女儿墙所在的框架梁或墙要达到足够的强度。计算女儿墙时需验算在正常使用情况下由风荷载造成的内力并进行截面配筋。部分专家提出计算地震作用，再将其乘以放大系数3来对内力、配筋进行计算，该方式运用效果不理想，这是由于女儿墙是建筑结构的次要构件，若施工方法正确基本上不会发生严重问题。

　　3结语

　　实际上结构设计不仅仅是一门技术，更是一门艺术，结构设计没有绝对最佳的标准模式，只有通过不断地探索、比较，去寻求相对的最优。因此，我们每一个结构设计工程师都应不断地追求尽善尽美的设计思想，不只盲目照搬规范和依赖计算机程序作设计，用自己的结构设计概念、经验、判断力和创造力为业主和社会设计出更好的建筑。

　　参考文献：

　　[1]高层建筑混凝土结构技术规程[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

　　[2]原长庆.高层建筑混凝土结构设计[M].哈尔冰：哈尔滨工业大学出版社，2008.

　　[3]付平位.高层建筑钢筋混凝土的结构设计[J].科教纵横，2011.