摘 要：在高层建筑施工中，混凝土结构的质量发挥着至关重要的作用，在设计的过程中，应制定完善的设计方案，对于基础、梁、柱以及剪力墙等重要的部位要进行严密、精准的设计，提高施工的精确性，从而为高层建筑的质量提供一定的保障。
关键词：高层建筑；混凝土结构设计；探讨
1 高层建筑的混凝土结构的设计形式和设计特点
1.1 设计形式的概述
（1）框架结构体系：这种体系是过去低层建筑中最常用的房屋结构，一般仅适用于10层及10层以下的低层建筑。整个结构体系是以框架梁、框架柱为骨架的刚性一体式连接结构，具有抗震性强、自身结构完整、重量轻和强度高等优点。但当框架结构的房屋高度增加时，框架结构的侧向力作用也随高度而增加，其自身水平负载所产生的内力也远超于竖向负载所产生的内力；而框架结构本身又存在抗侧向位移刚度小、支座不均衡沉降敏感等结构问题，所以很容易是整个建筑结构发生侧向位移等情况。
（2）剪力墙结构体系：这种结构体系相对于框架结构体系是一种更优的发展体系，一般适用于25～30层的房屋建筑结构。整个结构体系是由横向和纵向所组成的一体化钢筋混凝土墙结构，具有侧向位移刚度大、整体性好、水平力作用下侧向位移小，以及没有梁和柱等构件外露的优点，并且对房屋有围护和分割作用，以及能够有效的抵抗水平负载和竖向负载。但由于剪力墙的结构性延展性差，导致建筑内部划分的空间较狭窄，仅适用于宾馆和住宅等建筑。
（3）框架-剪力墙结构体系：这种结构体系是综合了前两种结构体系的优点所产生的，一般适用于10～25层的房屋建筑结构。整个结构体系是由框架和剪力墙共同组成的，把各种负载压力分流到各种承载物上；一般的水平负载是由剪力墙结构所承担的，一般的竖向负载是由框架结构所承担的。这样的分流可以大幅度减少柱梁的截面和增加建筑空间的灵活度，以及增强侧向位移的刚度，是一种非常实用的结构体系。
（4）框筒结构体系：这是一组合式的结构体系，一般适用于30～80层的高层建筑。整个结构体系是由钢筋混凝土围成侧向位移刚度较大，并在房屋中央安置剪力墙薄壁筒，和在周围布置大柱距的一般框架的结构，具有抗扭刚度大、抗侧移刚度大等优点。
2 设计特点概述
（1）考虑侧向力：在低层建筑中，侧向位移力十分之小，可以忽略不计；在高层建筑中，侧向位移力随高度增加而逐渐增大；
（2）考虑负载性：由于土质、建筑材料等各种因素影响，在不同的地基或桩基上施工时，要依据情况的不同来采用不同的处理措施，并且需要使地基基础的负载力与上层结构的重力相一致
（3）考虑延展性：高层建筑由于高度的增加，需要更好的延展性，以及薄弱层的结构需要更加柔软，使整个建筑能够在地震作用下，有更大程度上的变形能力。
（4）考虑刚度强：由于建筑高度的不断增加，高层建筑的侧向位移也相应增大。所以在对高层建筑进行相关设计时，需要考虑整体结构的强度和刚度，使整体结构能够有合理的自振频率和位移控制
（5）考虑抗震性：在选择施工地段时，要选择地质坚硬密实的开阔平坦地段。并且要考虑整体结构的负载力和变形能力两个因素。
3 混凝土结构设计要点
3.1 地基设计
3.1.1 沉降缝设计
在建筑使用的过程中，沉降是常见的现象，过度的不均匀沉降会给建筑带来严重的危害，降低建筑的安全性能，对于高层建筑来说，应在建筑高度差较大或转折部位以及地基土的压缩性差异较大的部位设置沉降缝。通过设置沉降缝的方式可以把建筑物分割成若干相对独立的结构，使沉降的过程保持独立，避免各结构单元相互影响，能够降低不均匀沉降对建筑物的不良影响。
3.1.2 地基基础设计
高层建筑的地基要承受巨大的压力，如果基础底面承受的压力设计值与地基承载力设计值相当，或者不超出5%时，应适当提高上部结构的刚度，在框架结构上增设拉梁，增加梁柱的截面面积，并增加框架梁的配筋，提高基础的抗不均匀沉降能力；如果超出了预估沉降值的限度，应增大基础底面积，并对地基进行适当的加固处理，通过这些方式提高高层建筑的荷载能力。针对不同的地质情况、建筑结构类型、地基承载能力应选择不同的处理方式。一些高层建筑的剪力墙结构可以采用水泥粉煤灰碎石桩的形式，这种桩是利用石屑、粉煤灰、碎石等与水泥掺和，加水搅拌，并使用相应的机械制成的低强度桩。
3.2 上部结构设计
高层建筑的混凝土设计除了保证基础的牢固性之外，还应优化上部结构的设计，要重视一些主要的受力构件。
3.2.1 剪力墙的布置
剪力墙问题是高层建筑混凝土结构设计中的主要问题。无论是纯剪力墙结构还是框架剪力墙结构中的剪力墙都存在一些布置问题。在建设过程中，为了提高高层建筑的空间性能，应采用双向布置的方式布置剪力墙，保证布置工作的对称性和均匀性，提高剪力墙的刚度，在框架剪力结构的设计中，如果剪力墙的刚度分布不均匀就会造成结构的扭转，通过加大柱截面的方式也难以保证结构的稳定性。当剪力墙的轴压比超过规定的范围时，要在底部设计加强区域和边缘约束结构，提高截面的塑性变形能力。在设计的过程中，应尽量减少或者避免短肢剪力墙的布置，如果必须布置短肢剪力墙要适当的控制好数量，并布置在适当的位置，采取一定的加固措施。
3.2.2 框架短柱的设计
在地震发生的时候，建筑框架短柱的刚度越大，吸收的地震力就越大。在楼层中含有短柱的部位容易出现剪切破坏的现象，降低结构的抗震性。在框架结构中，双跑楼梯与平台板连接的部位以及三跑、四跑楼梯的四角框架柱都可能成为框架短柱。对于这类短柱可以采取以下措施：①采用复合箍筋的形式沿柱全高进行加密，使短柱的纵向钢筋的分布保持对称，保证每侧的配筋率在1.2%范围之内；②提高构件的受压承载力，提高短柱的抗震性能，有效的防止短柱的剪切破壞。
3.2.3 框架梁设计
地震和风等外力会对楼体的框架结构产生水平向的作用力，会使梁柱的两端负弯距离过大，大于跨中正弯距。为了减少框架梁的的负筋，在设计的过程中，应调整框架梁的负弯距离，有效的减少梁端的负弯距，并要增加一定的跨中正弯距。当不考虑活荷载的影响时，应适当的增加框架梁的跨中正弯距。当负筋在框架梁上的搭接过大时，框架梁会受到一定的影响，因此，应减小配筋，将其调整到次梁跨中，或者框架梁与次梁的交接处。
3.3 抗震设计
在抗震设计的过程中，要保证混凝土筒体具有较强的承载力。一些高层建筑为了提高抗震性能，应根据建筑的具体高度来设置型钢柱的位置。应将型钢柱设置在筒体的四角，建筑物的高度低于130米时，防震等级为7级；在楼面的钢=和型钢混凝土量的交接部位设置型钢柱，建筑物的高度通常在130米以下，防震等级为7、8、9级，通过这种方式增加框架的刚度。采用刚性连接的方式连接外围框架平面和梁，从而增强框架的承载能力。
4 结束语
为了节省城市建设用地，提高城市立体化程度，高层建筑成为城市中常见的建筑形式，这种建筑形式能够缓解城市人口密集造成的土地资源紧张的问题。在建设过程中，不仅要考虑土地利用效率，更要保证建筑的结构稳定和安全性，这需要通过优化建筑结构的混凝土施工设计来实现。
参考文献：
[1] 李锐.高层建筑钢筋混凝土结构分析与设计要点[J].江西建材，2017（1）：46+52.
[2] 张文宇.浅谈高层建筑钢筋混凝土结构分析与设计要点[J].绿色环保建材，2017（4）：150.
[3] 杨忠昌.关于高层建筑混凝土结构设计应注意的问题分析[J].建材与装饰，2017（10）：118～119.
[4] 龚立琼，吕潜.浅谈高层建筑混凝土结构优化设计[J].建材与装饰，2017（38）：88～89.
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