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【摘 要】高层建筑结构设计中，混凝土的应用越来越广泛，其对于建筑结构的稳定性以及建筑工程的质量改善具有重要的意义。本文就高层建筑结构设计中混凝土的应用进行研究。
【关键词】混凝土；设计；施工
在高层建筑中，混凝土结构可以利用混凝土的硬度和强度来保证建筑整体的稳定性，在建筑结构设计中是一个需要考虑的问题。而且，高层建筑依赖其混凝土结构，可以承受更大的荷载，更好的提升混凝土结构抗震能力，从而保证建筑的坚固。
一、高层建筑结构设计中混凝土设计原则
1、规则性。尽量采用规则的高层建筑结构，保证建筑平面、竖向及结构布置对抗震有利；
2、合理性。要具备合理的传力途径，使作用在上部结构的水平力和竖向力能够直接、不间断地传递到基础，避免中断和迁回；具有整体的可靠性和牢固性，当高层建筑结构受到作用力丧失致使整个结构的倒塌；确定构件与构件之间、结构与结构之间，该彻底分离的绝不似分非分，该牢固的绝不似接非接；
3、衔接性。处理好结构单元与结构构件承载力之间的关系，尽量设置多道抗震防线，增强结构的抗震能力。
二、高层建筑结构设计中混凝土的应用要点分析
1、保证高层建筑结构的稳定性
建筑结构的高宽比越大，受地震引起的侧移和颠覆作用就会越大。所以建议高宽比很大的高层建筑尽可能使用配有钢筋的桩基础，因为桩是埋在土中的細长构件，具有较好的抗拔性，抵抗上部结构倾覆的能力较强，从而保证高层建筑结构的稳定性。同时。要增加高层建筑的下部几层宽度.必须控制在规范的高宽比限值内，极力避免大底盘建筑的形成。这时可以采取设置类似扶壁的钢筋混凝土构件的方法，增加基础底板的悬挑高度来扩大基础底面积。确保整体建筑结构的稳定性。
2、基础设计
基础设计是整个高层设计中的重点，基础设计的水平对于建筑的主体结构的设计有直接影响，同时基础设计对于整个工程造价起着决定性因素。在它的设计过程中要注意以下问题，高层建筑的基础采用筏板基础时不能无条件地按照倒楼盖方法进行设计计算，要严格参照基础按倒楼盖法进行计算的适用条件；在工程采用设置沉降后浇带的措施时，为了确定后浇带混凝土的浇注时间，在完成高层建筑高、低层间的沉降差的计算后需要了解浇带对于沉降差的释放情况，这就需要设计人员要对工程地质的条件有相当的了解。此外，在地基的基础设计中要参照地方性规范，由于我国不同地区地质条件复杂程度各不相同，很难对各地的地基基础做出详细一致规定，这就要求设计人员要对当地的规范进行深入理解，做出恰当的设计。
3、抗震设计
在高层建筑结构设计中抗震是一个重要的参考方面，需要充分考虑以提高它的可靠性。对于普通的高层建筑，可以按照《高层建筑混凝土结构技术规程》中的相关规定来确定建筑的抗震等级和相应的设计要求，相应的的裙楼的抗震等级参照于主体建筑的抗震等级，对于那些复杂的高层建筑也要按照相关的规定来确定，当地下建筑的顶板是上部建筑的嵌固端时，通常地下一层的抗震等级应该和上部建筑一致，地下一层以下建筑的抗震等级可以相应降低。
4、剪力墙结构设计
在剪力墙的端部应设置端柱等边缘构件，这些边缘构件可以作为约束柱，在高层建筑结构的刚度比较小但层间位移与顶点位移比较大时，应加大暗柱的截面，此时边缘构件可以起到很大的作用，当剪力墙的截面面积和楼层面积的比值比较大时但房屋高度比较小的情况下，端部的暗柱所起的作用就比较小。
为了提高剪力墙的变形性能防止发生破坏，当剪力墙的截面比较长时应尽量设置弱连梁，将墙体分为多肢墙或者单肢墙，设置连梁时不能太强，否则在水平地震的作用下会使墙肢出现全面受拉，容易造成危险。当连梁太弱以致墙肢变成单肢墙时，由于单肢墙的延性差并且仅有一道抗震防线，降低了它的可靠性。实际设计中要注意对连梁的刚度进行折减，防止剪力墙中的连梁超过截面的允许值。
对于大开间剪力墙结构而言，其优点在于：墙体数量少，相应的混凝土用量少，墙体的约束构件少，结构自重轻；相对小开间剪力墙结构，其抗推刚度小，自振周期长，水平地震作用小；墙体的配筋率适当，结构的延性增加，地震时能充分发挥墙体约束构件的作用使用空间大，建筑布置灵活。另一方面，其缺点又在于：楼板跨度大，钢筋用量大；要求设置高效轻质的隔墙，造价高。
5、屋面高大女儿墙设计
如果女儿墙的高度较高，那么我们需要仔细计算女儿墙能够经受到的水平荷载。因为其侧向刚度较小，女儿墙通常情况下是使用钢筋混凝土材料，对于配筋的计算可以通过支承于屋顶的悬臂板来考虑，且应配双层钢筋。为保证屋面女儿墙与主体结构的可靠连接，屋面女儿墙所在的框架梁或墙必须具有足够的抗弯、抗扭刚度，即对框架梁要根据女儿墙的底部计算弯矩配置受扭钢筋。
6、地下结构设计
高层建筑的基础埋深一般较深，所以一般情况下都地下设施，对于地下设施的抗震性能不能忽视，它对于高层建筑的稳定有重要作用，在设计的过程中要考虑到抗震设计，设计时结构工程师要根据地下结构的不同情况进行相应的抗震设计。对于嵌固端设置的位置不同所造成的对于计算结果的影响要充分考虑。高层建筑基础应该有满足要求的埋置深度，在一些设计图纸上，有些高层建筑从地上部分到地下部分用变形缝来彻底分开，这就造成高层建筑基础的埋深甚至没有埋深，这很容易造成地震时建筑物的滑移、整体倾斜，这个问题值得关注。此外，对于高宽比较大的高层建筑来说应尽可能的采用深基础，通常采用配有钢筋的桩作基础，此处的钢筋的锚固长度要尽量大，桩土摩擦力就使得桩的抗拔性非好，可以有效地防止高层结构的倾覆。
7、防止混凝土干缩变形
钢筋混凝土结构规范规定，在室内条件下现浇框架结构伸缩缝的最大间距为55m，现浇剪力墙结构伸缩缝的最大间距为45m。在露天条件下，结构伸缩缝的间距还要小，这样规定的目的就是解决两个方面的问题：
1）现浇混凝土在凝固硬化时会产生收缩应力，以致在结构中形成干缩裂缝，结构越长，干缩的影响越大。
2）结构在使用其间必然要经过春夏秋冬季节的变化，大气温度的变化会使结构产生热胀冷缩，从而在结构中造成温度裂缝，同样，结构越长，温度的影响越大。但是，在实际工程中超长建筑物常常出现。为了解决超长结构混凝土干缩裂缝的问题，目前常常采用的一种办法是设置混凝土后浇带，即将较大的楼板面积划分成小的区格，首先用混凝土浇筑小的区格，当小区格混凝土干缩变形大部分完成后，再浇筑区格之间的预留带。这样在很大程度上减少了结构的干缩裂缝。但是，后浇带不能代替结构的温度伸缩缝。因为后浇带混凝土硬化后，楼板连接成一个较长的整体，后浇带的作用不再存在。建筑实际表明，温差作用下的建筑结构有一定的应力变化规律，主要有：1）屋面或屋面下1层～2层应力较大，以下各层迅速递减。2）同一层楼板处中间应力大，两边应力小。3）对剪力墙来讲则是两端应力大，中间应力小。4）对于山墙来讲顶部几层的拉应力大。5）结构刚度突变的一层应力大，比如结构转换层上面的那一层。建立于以上相对温度应力变化规律，超长结构的应对策略，主要有：1）加强屋面、外墙面的保温隔热措施，减少阳光对结构的直接辐射。2）对温度应力较大的部位加强配筋，温度钢筋要设置的细而密。3）对屋顶外露挑檐板、女儿墙等构件，每隔15m左右设置一道缝，缝宽20mm，缝内纵向钢筋可以不断开。
结束语
混凝土结构可以利用混凝土的硬度和强度来保证建筑整体的稳定性，高层建筑依赖其混凝土结构，可以承受更大的荷载，并且在地震的作用之下，还能保证建筑的坚固。所以，要将混凝土更好的应用于高层建筑中，提高建筑的稳固性、耐久性。
参考文献：
【1】葛斌.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].中国高新技术企业.2011（16）
【2】张岚.对高层建筑钢筋混凝土结构设计实践的分析[J].广东科技，2012（22）.
【3】佟超博，郝强.对钢筋混凝土结构设计中常见问题的分析[J].黑龙江科技信息，2010.
【关键词】混凝土；设计；施工
在高层建筑中，混凝土结构可以利用混凝土的硬度和强度来保证建筑整体的稳定性，在建筑结构设计中是一个需要考虑的问题。而且，高层建筑依赖其混凝土结构，可以承受更大的荷载，更好的提升混凝土结构抗震能力，从而保证建筑的坚固。
一、高层建筑结构设计中混凝土设计原则
1、规则性。尽量采用规则的高层建筑结构，保证建筑平面、竖向及结构布置对抗震有利；
2、合理性。要具备合理的传力途径，使作用在上部结构的水平力和竖向力能够直接、不间断地传递到基础，避免中断和迁回；具有整体的可靠性和牢固性，当高层建筑结构受到作用力丧失致使整个结构的倒塌；确定构件与构件之间、结构与结构之间，该彻底分离的绝不似分非分，该牢固的绝不似接非接；
3、衔接性。处理好结构单元与结构构件承载力之间的关系，尽量设置多道抗震防线，增强结构的抗震能力。
二、高层建筑结构设计中混凝土的应用要点分析
1、保证高层建筑结构的稳定性
建筑结构的高宽比越大，受地震引起的侧移和颠覆作用就会越大。所以建议高宽比很大的高层建筑尽可能使用配有钢筋的桩基础，因为桩是埋在土中的細长构件，具有较好的抗拔性，抵抗上部结构倾覆的能力较强，从而保证高层建筑结构的稳定性。同时。要增加高层建筑的下部几层宽度.必须控制在规范的高宽比限值内，极力避免大底盘建筑的形成。这时可以采取设置类似扶壁的钢筋混凝土构件的方法，增加基础底板的悬挑高度来扩大基础底面积。确保整体建筑结构的稳定性。
2、基础设计
基础设计是整个高层设计中的重点，基础设计的水平对于建筑的主体结构的设计有直接影响，同时基础设计对于整个工程造价起着决定性因素。在它的设计过程中要注意以下问题，高层建筑的基础采用筏板基础时不能无条件地按照倒楼盖方法进行设计计算，要严格参照基础按倒楼盖法进行计算的适用条件；在工程采用设置沉降后浇带的措施时，为了确定后浇带混凝土的浇注时间，在完成高层建筑高、低层间的沉降差的计算后需要了解浇带对于沉降差的释放情况，这就需要设计人员要对工程地质的条件有相当的了解。此外，在地基的基础设计中要参照地方性规范，由于我国不同地区地质条件复杂程度各不相同，很难对各地的地基基础做出详细一致规定，这就要求设计人员要对当地的规范进行深入理解，做出恰当的设计。
3、抗震设计
在高层建筑结构设计中抗震是一个重要的参考方面，需要充分考虑以提高它的可靠性。对于普通的高层建筑，可以按照《高层建筑混凝土结构技术规程》中的相关规定来确定建筑的抗震等级和相应的设计要求，相应的的裙楼的抗震等级参照于主体建筑的抗震等级，对于那些复杂的高层建筑也要按照相关的规定来确定，当地下建筑的顶板是上部建筑的嵌固端时，通常地下一层的抗震等级应该和上部建筑一致，地下一层以下建筑的抗震等级可以相应降低。
4、剪力墙结构设计
在剪力墙的端部应设置端柱等边缘构件，这些边缘构件可以作为约束柱，在高层建筑结构的刚度比较小但层间位移与顶点位移比较大时，应加大暗柱的截面，此时边缘构件可以起到很大的作用，当剪力墙的截面面积和楼层面积的比值比较大时但房屋高度比较小的情况下，端部的暗柱所起的作用就比较小。
为了提高剪力墙的变形性能防止发生破坏，当剪力墙的截面比较长时应尽量设置弱连梁，将墙体分为多肢墙或者单肢墙，设置连梁时不能太强，否则在水平地震的作用下会使墙肢出现全面受拉，容易造成危险。当连梁太弱以致墙肢变成单肢墙时，由于单肢墙的延性差并且仅有一道抗震防线，降低了它的可靠性。实际设计中要注意对连梁的刚度进行折减，防止剪力墙中的连梁超过截面的允许值。
对于大开间剪力墙结构而言，其优点在于：墙体数量少，相应的混凝土用量少，墙体的约束构件少，结构自重轻；相对小开间剪力墙结构，其抗推刚度小，自振周期长，水平地震作用小；墙体的配筋率适当，结构的延性增加，地震时能充分发挥墙体约束构件的作用使用空间大，建筑布置灵活。另一方面，其缺点又在于：楼板跨度大，钢筋用量大；要求设置高效轻质的隔墙，造价高。
5、屋面高大女儿墙设计
如果女儿墙的高度较高，那么我们需要仔细计算女儿墙能够经受到的水平荷载。因为其侧向刚度较小，女儿墙通常情况下是使用钢筋混凝土材料，对于配筋的计算可以通过支承于屋顶的悬臂板来考虑，且应配双层钢筋。为保证屋面女儿墙与主体结构的可靠连接，屋面女儿墙所在的框架梁或墙必须具有足够的抗弯、抗扭刚度，即对框架梁要根据女儿墙的底部计算弯矩配置受扭钢筋。
6、地下结构设计
高层建筑的基础埋深一般较深，所以一般情况下都地下设施，对于地下设施的抗震性能不能忽视，它对于高层建筑的稳定有重要作用，在设计的过程中要考虑到抗震设计，设计时结构工程师要根据地下结构的不同情况进行相应的抗震设计。对于嵌固端设置的位置不同所造成的对于计算结果的影响要充分考虑。高层建筑基础应该有满足要求的埋置深度，在一些设计图纸上，有些高层建筑从地上部分到地下部分用变形缝来彻底分开，这就造成高层建筑基础的埋深甚至没有埋深，这很容易造成地震时建筑物的滑移、整体倾斜，这个问题值得关注。此外，对于高宽比较大的高层建筑来说应尽可能的采用深基础，通常采用配有钢筋的桩作基础，此处的钢筋的锚固长度要尽量大，桩土摩擦力就使得桩的抗拔性非好，可以有效地防止高层结构的倾覆。
7、防止混凝土干缩变形
钢筋混凝土结构规范规定，在室内条件下现浇框架结构伸缩缝的最大间距为55m，现浇剪力墙结构伸缩缝的最大间距为45m。在露天条件下，结构伸缩缝的间距还要小，这样规定的目的就是解决两个方面的问题：
1）现浇混凝土在凝固硬化时会产生收缩应力，以致在结构中形成干缩裂缝，结构越长，干缩的影响越大。
2）结构在使用其间必然要经过春夏秋冬季节的变化，大气温度的变化会使结构产生热胀冷缩，从而在结构中造成温度裂缝，同样，结构越长，温度的影响越大。但是，在实际工程中超长建筑物常常出现。为了解决超长结构混凝土干缩裂缝的问题，目前常常采用的一种办法是设置混凝土后浇带，即将较大的楼板面积划分成小的区格，首先用混凝土浇筑小的区格，当小区格混凝土干缩变形大部分完成后，再浇筑区格之间的预留带。这样在很大程度上减少了结构的干缩裂缝。但是，后浇带不能代替结构的温度伸缩缝。因为后浇带混凝土硬化后，楼板连接成一个较长的整体，后浇带的作用不再存在。建筑实际表明，温差作用下的建筑结构有一定的应力变化规律，主要有：1）屋面或屋面下1层～2层应力较大，以下各层迅速递减。2）同一层楼板处中间应力大，两边应力小。3）对剪力墙来讲则是两端应力大，中间应力小。4）对于山墙来讲顶部几层的拉应力大。5）结构刚度突变的一层应力大，比如结构转换层上面的那一层。建立于以上相对温度应力变化规律，超长结构的应对策略，主要有：1）加强屋面、外墙面的保温隔热措施，减少阳光对结构的直接辐射。2）对温度应力较大的部位加强配筋，温度钢筋要设置的细而密。3）对屋顶外露挑檐板、女儿墙等构件，每隔15m左右设置一道缝，缝宽20mm，缝内纵向钢筋可以不断开。
结束语
混凝土结构可以利用混凝土的硬度和强度来保证建筑整体的稳定性，高层建筑依赖其混凝土结构，可以承受更大的荷载，并且在地震的作用之下，还能保证建筑的坚固。所以，要将混凝土更好的应用于高层建筑中，提高建筑的稳固性、耐久性。
参考文献：
【1】葛斌.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].中国高新技术企业.2011（16）
【2】张岚.对高层建筑钢筋混凝土结构设计实践的分析[J].广东科技，2012（22）.
【3】佟超博，郝强.对钢筋混凝土结构设计中常见问题的分析[J].黑龙江科技信息，2010.