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[摘 要]在建筑物的整体设计里，混凝土结构设计关系到建筑的功能和安全，影响着建筑物的使用寿命和效益等方面，因此混凝土结构设计是整体工程顺利施工的基础工作。本人旨在介绍混凝土结构设计的内容，应用中最需要坚持的理念，以及混凝土结构设计注意问题，以增加对混凝土结构的认识，从而在施工中避免差错。
[关键词]高层建筑 ，混凝土结构，设计
中图分类号：TU973.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0181-01
引 言：近年来，我国建筑业发展迅猛，建筑的功能不断完善，工程设计也越来越复杂，钢筋混凝土是在民用建筑中得到广泛应用和空前发展的结构材料。我国已经基本形成了混凝土结构设计规范体系，但在设计方面仍存在一定的空缺和问题。
一、高层建筑混凝土结构设计的特点
1、结构应具有适宜刚度。随着高度的增加，高层建筑的侧向位移迅速增大。因此设计高层建筑时不经要求结构有足够的强度，而且要求结构有适宜的刚度，使结构有合理的自振频率等动力特性，并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。
2、结构应具有良好的延性。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。
3、侧向力（风或水平地震作用）成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。高层建筑和低层建筑一样，承受自重、活载、雪载等垂直荷载和风、地震等水平力。在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，可以忽略不计；在多层结构中，水平荷载的效应（内力和位移）逐渐增大；在高层建筑中，水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。
二 高层建筑结构选型设计的原则
1 功能适应性原则：不同功能的建筑，往往具有不同的功能空间特征；不同的结构体系型式，并能够提供不同的空间布置；不同的内部空间特征又要求不同的结构与其相适应。
2 高度合理性原则：不同的结构体系往往具有不同的力学特征和整体性能，也有其整体综合性能得到较好发挥的高度适应范围。
3 场地适应性原则：主要是做好建筑地的防震措施。
4 空间整体性原则：建筑结构系统是一个由多个结构及其若干组成构件组成的空间结构体系。一个结构的抗震能力不仅取决于各子结构及相应构件强度、刚度及其受力状态。而更主要地取决于保证这些子结构、构件能协同工作的能力或空间整体性。
5 整体稳定性原则。
6 施工方便性原则：不同的结构型决定着结构的施工工艺、施工难度、施工工期及可能的施工质量。
三、地基与基础设计
“万丈高楼平地起”，地基的好坏将决定一个工程的最终质量，因此，在高层建筑混凝土结构设计中，地基与基础设计是工程的关键。由于上部荷载的巨大差异，设计满足要求的高层建筑主体结构本身筒体与周边结构之间的沉降差和高层主体与裙房或者纯地下结构之间的沉降差对地基方案的选择起着决定性的作用，因此，高层建筑设计主要要把握沉降设计。
一种方案是设计沉降缝。为避免不均匀沉降对建筑物带来的灾害，对于长度较大的建筑物，在建筑平面的转折部位、建筑物高度差异处以及长高比过大的砌体承重结构、地基土压缩性存在明显差异处设置沉降缝，沉降缝能够将建筑物分割成独立的单元，从而实现使各单元产生的沉降互不影响，因此也就避免了不均匀沉降对建筑物带来的灾害。另一种方案是地基基础处理。在建筑纵横墙体相交处，存在着基础面积重叠现象。从而造成地基受力面积重复，地基应力加大。因此，必须调整某局部基础宽度以满足地基承载力的要求。具体做法：一是当基础底面压力设计值超过地基承载力设计值不足10%时，可采用提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施。二是当基础底面压力设计值超过地基承载力设计值10%及以上或建筑已出现不容许的沉降和裂缝时，可采取放大基础底面积、加固地基或减少荷载的措施。
四、上部结构设计
1、剪力墙结构设计
高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在设计中若框剪结构剪力墙布置不均匀，单肢刚度过大的剪力墙经常出现，从而导致应力的过度集中，造成剪力墙的部分破坏。因此，我们应该通过设计有选择地连接两片剪力墙，从而保持建筑物延性的连梁破坏，从而使柱子的完整性得以保证，这就是我们说的延性设计和连梁设计。设计要点是一方面为加强塑性铰区的塑性转动能力，及防止混凝土压溃前受压钢筋过早压屈，我们应在在梁的两端设置箍筋加密区。同时，为防止粘结破坏，可以在设计中采取措施使塑性铰外移，将塑性铰从柱面移开一定距离，从而避免梁端钢筋屈服后向核心区发展。另一方面，可以设置底部加强区，设置约束边缘构件，从而使截面的塑性变形能力增大。主要包括沿墙肢截面的长度和墙肢的高度，箍筋数量，水平分布筋在约束边缘构件内的锚固以及确保一定的纵筋面积的设计，从而符合约束边缘构件的构造要求。另外，剪力墻的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使结构具有适宜的侧向刚度。
2、柱的设计
地震作用下，框架短柱刚度大，吸收较大的地震力，极易产生剪切破坏而形成结构抗震薄弱部位。因此，在框架结构的双跑板式楼梯设计时，为避免“框架短柱”的形成，应采取下列措施：一是采用复合箍筋沿柱全高加密的方式处理，同时保证短柱的纵向钢筋对称布置，且每侧的纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。二是通过提高构件受剪承载力和受压承载力的方法来改善短柱的抗震性能，主要措施有在柱中配置螺旋箍筋、普通复合箍筋，加强对混凝土的约束，使混凝土的抗压强度得到提高，从而防止构件在大剪压比情况下发生剪切破坏。
3、梁的设计
由于地震作用、风荷载等水平力的作用，往往使得框架粱的梁端负弯距远大过跨中正弯距。因此，为了避免框架粱负筋过多过密，在设计中我们往往都应将框架粱的负弯距乘以一个0.85左右的调幅系数进行调幅，减少粱端负弯跑，并使跨中正弯距相应增加，做到粱的上下配筋均匀一致。同时，当不计算活荷载或不计算活荷载不利布置时，可通过此参数调整梁在恒活荷载作用下跨中正弯矩，一般取1.1—1.2，在选用时应注意：如果活荷载考虑不利布置时此系数取1.0。另外，当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶，使外部框架梁尽量做成梁外皮与柱外皮齐平。当建筑有要求时，梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。同时，折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋。
五、结束语
随着社会经济的繁荣，我国高层建筑发展迅速，设计思想也不断更新，结构体系日趋多样化，这就给高层建筑分析及设计提出了更高的要求。如何才能高效保证钢筋混凝土高层建筑结构的耐久性及稳固性，仍是工程师设计高层建筑结构时急待解决的重要课题。高层建筑混凝土结构设计在系统中占据全面的工作，要建设扎实的理论知识、创新的思路和认真负责的工作态度。每一个设计工作人员要从基本的结构抓起，做到知其所以然，并学习其他的专业人士的工作经验和教训。
参考文献
1方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京：清华大学出版社，2002 （05 ）.
2 陈雯.谈混凝土结构设计规范安全度[J].改革与开放，2009 （05 ）.
3 胡文湛，浅谈高层建筑结构分析与设计[J]，江西建材，2006（1）；
4 都凤强，高层建筑结构设计的实践探讨[J]，科技创新导报2009年21期.
[关键词]高层建筑 ，混凝土结构，设计
中图分类号：TU973.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0181-01
引 言：近年来，我国建筑业发展迅猛，建筑的功能不断完善，工程设计也越来越复杂，钢筋混凝土是在民用建筑中得到广泛应用和空前发展的结构材料。我国已经基本形成了混凝土结构设计规范体系，但在设计方面仍存在一定的空缺和问题。
一、高层建筑混凝土结构设计的特点
1、结构应具有适宜刚度。随着高度的增加，高层建筑的侧向位移迅速增大。因此设计高层建筑时不经要求结构有足够的强度，而且要求结构有适宜的刚度，使结构有合理的自振频率等动力特性，并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。
2、结构应具有良好的延性。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，来保证结构具有足够的延性。因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。
3、侧向力（风或水平地震作用）成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。高层建筑和低层建筑一样，承受自重、活载、雪载等垂直荷载和风、地震等水平力。在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，可以忽略不计；在多层结构中，水平荷载的效应（内力和位移）逐渐增大；在高层建筑中，水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。
二 高层建筑结构选型设计的原则
1 功能适应性原则：不同功能的建筑，往往具有不同的功能空间特征；不同的结构体系型式，并能够提供不同的空间布置；不同的内部空间特征又要求不同的结构与其相适应。
2 高度合理性原则：不同的结构体系往往具有不同的力学特征和整体性能，也有其整体综合性能得到较好发挥的高度适应范围。
3 场地适应性原则：主要是做好建筑地的防震措施。
4 空间整体性原则：建筑结构系统是一个由多个结构及其若干组成构件组成的空间结构体系。一个结构的抗震能力不仅取决于各子结构及相应构件强度、刚度及其受力状态。而更主要地取决于保证这些子结构、构件能协同工作的能力或空间整体性。
5 整体稳定性原则。
6 施工方便性原则：不同的结构型决定着结构的施工工艺、施工难度、施工工期及可能的施工质量。
三、地基与基础设计
“万丈高楼平地起”，地基的好坏将决定一个工程的最终质量，因此，在高层建筑混凝土结构设计中，地基与基础设计是工程的关键。由于上部荷载的巨大差异，设计满足要求的高层建筑主体结构本身筒体与周边结构之间的沉降差和高层主体与裙房或者纯地下结构之间的沉降差对地基方案的选择起着决定性的作用，因此，高层建筑设计主要要把握沉降设计。
一种方案是设计沉降缝。为避免不均匀沉降对建筑物带来的灾害，对于长度较大的建筑物，在建筑平面的转折部位、建筑物高度差异处以及长高比过大的砌体承重结构、地基土压缩性存在明显差异处设置沉降缝，沉降缝能够将建筑物分割成独立的单元，从而实现使各单元产生的沉降互不影响，因此也就避免了不均匀沉降对建筑物带来的灾害。另一种方案是地基基础处理。在建筑纵横墙体相交处，存在着基础面积重叠现象。从而造成地基受力面积重复，地基应力加大。因此，必须调整某局部基础宽度以满足地基承载力的要求。具体做法：一是当基础底面压力设计值超过地基承载力设计值不足10%时，可采用提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施。二是当基础底面压力设计值超过地基承载力设计值10%及以上或建筑已出现不容许的沉降和裂缝时，可采取放大基础底面积、加固地基或减少荷载的措施。
四、上部结构设计
1、剪力墙结构设计
高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在设计中若框剪结构剪力墙布置不均匀，单肢刚度过大的剪力墙经常出现，从而导致应力的过度集中，造成剪力墙的部分破坏。因此，我们应该通过设计有选择地连接两片剪力墙，从而保持建筑物延性的连梁破坏，从而使柱子的完整性得以保证，这就是我们说的延性设计和连梁设计。设计要点是一方面为加强塑性铰区的塑性转动能力，及防止混凝土压溃前受压钢筋过早压屈，我们应在在梁的两端设置箍筋加密区。同时，为防止粘结破坏，可以在设计中采取措施使塑性铰外移，将塑性铰从柱面移开一定距离，从而避免梁端钢筋屈服后向核心区发展。另一方面，可以设置底部加强区，设置约束边缘构件，从而使截面的塑性变形能力增大。主要包括沿墙肢截面的长度和墙肢的高度，箍筋数量，水平分布筋在约束边缘构件内的锚固以及确保一定的纵筋面积的设计，从而符合约束边缘构件的构造要求。另外，剪力墻的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使结构具有适宜的侧向刚度。
2、柱的设计
地震作用下，框架短柱刚度大，吸收较大的地震力，极易产生剪切破坏而形成结构抗震薄弱部位。因此，在框架结构的双跑板式楼梯设计时，为避免“框架短柱”的形成，应采取下列措施：一是采用复合箍筋沿柱全高加密的方式处理，同时保证短柱的纵向钢筋对称布置，且每侧的纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。二是通过提高构件受剪承载力和受压承载力的方法来改善短柱的抗震性能，主要措施有在柱中配置螺旋箍筋、普通复合箍筋，加强对混凝土的约束，使混凝土的抗压强度得到提高，从而防止构件在大剪压比情况下发生剪切破坏。
3、梁的设计
由于地震作用、风荷载等水平力的作用，往往使得框架粱的梁端负弯距远大过跨中正弯距。因此，为了避免框架粱负筋过多过密，在设计中我们往往都应将框架粱的负弯距乘以一个0.85左右的调幅系数进行调幅，减少粱端负弯跑，并使跨中正弯距相应增加，做到粱的上下配筋均匀一致。同时，当不计算活荷载或不计算活荷载不利布置时，可通过此参数调整梁在恒活荷载作用下跨中正弯矩，一般取1.1—1.2，在选用时应注意：如果活荷载考虑不利布置时此系数取1.0。另外，当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶，使外部框架梁尽量做成梁外皮与柱外皮齐平。当建筑有要求时，梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。同时，折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋。
五、结束语
随着社会经济的繁荣，我国高层建筑发展迅速，设计思想也不断更新，结构体系日趋多样化，这就给高层建筑分析及设计提出了更高的要求。如何才能高效保证钢筋混凝土高层建筑结构的耐久性及稳固性，仍是工程师设计高层建筑结构时急待解决的重要课题。高层建筑混凝土结构设计在系统中占据全面的工作，要建设扎实的理论知识、创新的思路和认真负责的工作态度。每一个设计工作人员要从基本的结构抓起，做到知其所以然，并学习其他的专业人士的工作经验和教训。
参考文献
1方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京：清华大学出版社，2002 （05 ）.
2 陈雯.谈混凝土结构设计规范安全度[J].改革与开放，2009 （05 ）.
3 胡文湛，浅谈高层建筑结构分析与设计[J]，江西建材，2006（1）；
4 都凤强，高层建筑结构设计的实践探讨[J]，科技创新导报2009年21期.