高层建筑中混凝土结构的优化设计研究

高层建筑中混凝土结构的优化设计研究

摘要：随着我国社会主义经济体制的改革和发展，建筑行业已经蓬勃发展起来，并且伴随着人们生产生活水平的不断提高，对生活质量的要求更上升到一个较高的层次。近些年，我国房屋的迅速增加，使人们对住房的选择也有着更大的空间，高层建筑已经成为城市建设的主要内容。同时，对高层建筑相应的提出了更加高的要求，所以，这就需要通过混凝土结构方面对高层建筑进行优化设计，从而达到预期的目的和理想的效果。

关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计

Abstract: as China’s socialist economic system reform and development, the construction industry has flourished, along with the production of people living standard rise ceaselessly, the requirements of quality of life more rise to a higher level. In recent years, the rapid increase in our country building, make people on housing choice also have more space, high-rise buildings have become the main content of the urban construction. At the same time, of a high-rise building corresponding proposed more high demand, so, this needs through the concrete structure optimization design of high-rise building, so as to achieve the purpose of the expected and the ideal effect.

Keywords: high building; Concrete structure; Optimization design

混凝土（简称砼），是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。混凝土工程主要是用水泥胶凝材料，沙石作为集料，并与水按照一定的比例进行配合，经过搅拌、成型而得到的混凝土。混凝土主要的作用就是应用于工程的建设，如房屋、公路、桥梁等，混凝土施工技术中的任何一个细小的环节，都必须严格的按照规章制度来完成，特别是对于高层建筑中的应用，更是重中之重，稍有差池就会造成严重的安全事故。所以，本文用过对高层建筑中混凝土结构的优化设计进行探析，使我国的高层建筑更加完善与安全奠定坚实的基础。

一、高层建筑中混凝土结构的优化设计的基本原则

1、高层建筑混凝土建筑结构的功能要求

高层建筑混凝土建筑结构在一般情况下，对功能要求主要有以下几个方面：首先，在高层建筑混凝土建筑结构的安全性方面，建筑结构在进行设计过程中，应该能够保证在其全生命周期内可以承受住任何外来因素的影响，并且在偶然因素发生的进行中与结束后，能够做到具有相对的稳定性，在不受到外力作用的情况下可以不倒塌。其次，在高层建筑混凝土建筑结构的适用性方面，建筑结构在规定的全寿命周期内，要能够满足这个期间使用的要求，经过时间的积累，

建筑结构的变形程度、墙体裂缝等一些基本性能都不超过最初的限定标准。最后，在高层建筑混凝土建筑结构的耐久性方面，建筑结构在规定的全寿命周期内，要具有超强的耐久性，防治钢筋因受到外界因素影响而导致严重腐蚀的问题发生。

2、高层建筑混凝土建筑结构的可靠性

高层建筑混凝土建筑结构的可靠性的基本概念就是高层建筑混凝土建筑结构在规定的时间内和规定的条件下，能够完成所规定的预定功能的能力。这种可靠性主要表现在，当一座高层建筑因年限的规定而达到了使用期之后，这并不意味着这座高层建筑就需要立即报废，而是说明了这座高层建筑的可靠性降低了，如果能够通过技术手段进行翻新和加固，这座高层建筑是仍然可以继续使用的。

二、高层建筑中混凝土结构的优化设计需要注意的问题

1、高层建筑混凝土建筑结构的优化设计中的的重力分布和延伸设计

凝土建筑结构的优化设计中的的重力分布和延伸设计在进行高层建筑中具有着不可忽略的作用，因为建筑结构中的延伸性能够使一些部件的承载力具有一定的转动能力，使重力分布在受到外界的影响下，不出现大的变动，保证高层建筑的安全性与完整性。高层建筑在进行延伸设计的过程中，一般都是采用塑性教铰区域的变形，进而对地震的能量进行吸收与消化，这样能够减少地震带来的不良效果。

2、高层建筑混凝土建筑结构的优化设计中的地震力计算

对高层建筑混凝土建筑结构的优化设计中的地震力计算，在一般情况下都是采用振型分解反应谱法对地震力进行计算。进行振型分解反应谱法计算的一般步骤是：一是进行振型分析，求结构的自振周期、振型与参数；二是由地震影响系数谱线确定水平地震作用标准值；三是计算振型地震作用在标准值下的作用；四是按照振型最大数值组合规则，计算体系水平地震作用标准值的效应。

3、高层建筑混凝土建筑结构的优化设计中的概念设计

高层建筑混凝土建筑结构的优化设计人员，在进行设计的过程中，一定要对概念设计加以重视，在能够满足高层建筑美观、适用的前提条件下，尽量使高层建筑的结构均匀、简单。因为，通过这样的该概念设计，能够使建筑结构的承载力得到有效的平均分布，减少局部体系随着是将的推移成为高层建筑中的薄弱部位，造成高层建筑由于受力的不均衡，导致变形或倾斜的现象发生。

三、高层建筑中混凝土结构的优化设计的具体方法

1、混凝土结构中高强砼和高强钢筋的合理使用

高层建筑在进行施工过程中，材料的选择会直接影响到建筑成本，所以，在混凝土结构的优化设计上要合理的对材料进行选择。高层建筑中选用高强砼和高强钢筋，能够有效的降低钢材的使用量，从而减少建筑的成本。

对于处在地震区域的高层建筑，地震的作用大小可以同建筑自重形成正比，所以，在高层建筑建设过程中，尽可能减轻自重是减少的地震作用的有效手段，能够使高层建筑的安全性得到大幅度的提升。因此，混凝土结构中高强砼和高强钢筋的合理使用，能够充分的减少各个间建筑构件的截面尺寸，进而减少自重，不仅能够达到建筑成本节约的效果，还能有效的保证高层建筑的安全。

2、注重剪力墙的平面布置

在高层建筑中剪力墙的应用是具有着十分重要的作用，它是起到稳定作用的施工技术。在进行剪力墙的平面布置过程中，要注意以下几个方面：一是在进行剪力墙的平面布置过程中，要满足建筑功能的基本要求，并符合高层建筑内的实际设置情况进行布置；二是剪力墙在进行布置时，最为有效的方法就是进行双向的平面布置，避免出现单向有墙的结构布置；三是剪力墙设计中要减少短肢墙的应用，不能够采用全部的短肢剪力墙的平面布置。

总结：

总体上看，高层建筑中混凝土机构的优化设计，可以从多个方面入手，从地震力计算，到建筑材料高强砼和高强钢筋的选择使用，最后到剪力墙的平面布置，都是为了给高层建筑的安全带来保障，并对建筑成本降低起到相对的作用。

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