高层建筑混凝土结构的稳定设计分析

常广宝

青岛市黄岛区人才交流服务中心 山东青岛 266000

改革开放后国内的经济进步是非常迅速的，人们对居住的要求不断提升，这些导致了建筑业的不断变化，建筑材料以及技术不断进步，让高层建筑可以借助更加先进的技术以及材料，实现项目的建设。高层建筑的层数更多，高度更高，很多以往的一些结构设计的方式不再适用，同时因为层数的增加，结构的风荷载以及受地震作用也是要考虑的关键问题。总体上来说，高层的结构设计是更加复杂的，要考虑到的各方面因素也是更加多样化。

1 高层建筑混凝土结构设计要求

1.1 安全性

在安全性这方面主要是要保证建筑在使用过程中的安全，相应的技术和施工人员要对建筑物的承载力、刚度等各个方面进行详细的考虑，最重要的是要保证建筑物能够应对突发状况，在出现突发事件时能够保持稳定，不会出现坍塌等较为重大的安全事故[1]。

1.2 可靠性

可靠性指的是建筑物在一定的时间所能保证的承载力、强度等性能，确保建筑物在其使用年限内不出现性能大幅度下降的问题。每个建筑都会有其规定的使用年限，当其使用到达其规定的时间后应该停止使用，原因是此时的建筑可靠性已经严重下降，不适宜居住。

1.3 适用性

建筑物要确保居民能够正常进行生活，这就是建筑物的适用性，技术与施工人员要确保建筑物在使用之时不会出现裂缝变形等问题，确保居民的正常安全生活。

2 高层建筑混凝土结构设计的要点

2.1 刚重比和位移限值之间的关系

现行规程针对不同类型的结构体系给出相应的位移限值，用于控制结构刚度，防止其过弱。然而，结构即便满足这一限值，也不代表可以满足稳定设计中刚重比控制值要求。尤其是在水平荷载相对较小的情况中，刚度减小时，经计算确定的位移依然可以达到限值要求；但在稳定设计过程中，刚度控制和水平荷载之间没有任何关系[2]。如果水平荷载相对较小，经计算确定的剪重比在0．015以内，则刚重比即便相对较弱，也可达到位移限值要求，然而无法满足控制值要求。丹麦与荷兰所用建筑规范不仅提出了位移限值，还对水平荷载取值进行了规定，即在风荷载与竖直方向荷重1．5%中选取较大值，以此确保结构符合稳定设计相关要求。如果结构有很大水平方向荷载，经计算确定的剪重比超过0．035，则结构能达到位移限值的要求，同时满足控制值要求。

可见，对刚重比进行控制是稳定设计重要内容，特别是当结构水平方向荷载相对较小时，若只按照规范的位移限制进行控制，则会使实际刚度较低，难以达到稳定设计最终要求。

2.2 建筑结构的周期性折减系数

填充墙是高层建筑中较为特殊的一个部件，在框架结构和剪力墙结构中都有运用，填充墙会增加相应结构的刚度和周期，为了确保整体房屋结构的安全和稳定，相应的设计和施工人员要根据剪力的大小来对周期进行适当的调整，以此来确保整体房屋建筑的稳定性。在框架结构中进行填充墙的砌筑时要对周期系数进行相应的折减，根据实际情况和以往经验来确定折减系数的大小，通常情况下在0．6～0．7之间；如果在砌筑填充墙的过程中使用了轻质的砌块或者整体的轻质墙板，那么相应的折减系数要提高[3]。

2.3 把握好整体结构延性设计

需要将结构耗能的能力进行充分的发挥，防止出现结构瞬时以及脆性的破坏，在遇到地震以及极强风荷载的情况下，高层的高度原因，需要结构具备极强的抗侧强度以及延性，对水平荷载抵抗抵消。允许结构的一些构件出现塑性铰，可以对地震的能量进行不断的消耗。防止一些重要的构件被破坏，造成不良的后果。在结构设计中，要把握好一些关键构件的延性设计，比如传递水平力的构件以及抗侧力构件，要注意结构延性的整体设计，在地震下可以让结构保持安全，并减少造价。

2.4 设计抗震建筑方案

设计抗震建筑方案是在建筑施工前必须进行的，在设计抗震建筑方案时，应对建筑结构进行重点设计，能够提高建筑抗震系数，保障建筑物在地震来临时的安全。

对于混凝土结构的建筑而言，建筑场地的选址应做到严谨科学的调研，这对确保高层建筑整体在地震当中的安全性尤为重要。其中对每一个建筑选址应做到结合当地实际综合地理情况、地形地貌研究等。设计人员必须事先掌握房屋内地震作用的传递路径，在对其进行建筑设计时，应注意尽量内部应力实现均匀性，从而提升整体建筑结构的稳定性[4]。在进行抗震结构设计时，需要针对抗震规范、抗震结构体系进行设计，根据实际施工设计简图，明确相应的抗震传递途径，从而有效避免因为局部问题导致整个结构构件被破坏，以此保证抗震能力受打击。方案设计人员应充分考虑建筑场地的特点，对建筑物的抗压能力进行优化设计，对不同等级的地震产生的影响进行计算、推演，要对其布局进行合理设计，最大程度的使高层混凝土建筑结构各种设施之间保持平衡分布。施工单位应严格按照设计方案进行，有利于确保建筑物的刚度符合抗震标准[5]。

3 结语

总之，高层建筑已经是国内建筑业如今的主流，高层与多层建筑是截然不同的，在结构设计方面有着更加复杂的要求，诸多的方法以及技术是需要进行改进的，不断有新技术以及新材料出现并被应用到建筑领域，高层的结构设计也是会达到更高的层面上，设计人员一定要加强自身的专业能力。