摘要：高层建筑混凝土结构的安全性、稳定性与人民群众的生命、财产安全息息相关，受到多方关注。而混凝土结构作为当前较为重要的高层建筑结构形式，其建设成本低、结构形式多样、整体性能较好，广泛用于各类高层建设工程中。论文阐述了高层建筑混凝土结构设计的基本原则，分析了高层建筑混凝土结构优化设计的相关措施。
关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计
1 引言
我国建筑工程的建设规模一般都较大，但是多数建筑在实际使用时并没有达到有关要求，这样不仅造成了资源的浪费，而且严重时还为威胁居民的人身安全。而混凝土作为构成建筑工程项目的基本结构，其质量在一定程度上影响着整个建筑工程的施工水平。因此，应当做好混凝土结构的设计工作，确保提高混凝土的耐久性和使用安全性。
2 高层建筑混凝土结构设计的基本原则
2.1 安全性
高层建筑混凝土结构设计中需要将结构安全问题摆在首位。在进行结构预设工作前，要坚持以人为本的原则，以混凝土结构安全性标准为指导，确定高层建筑整体设计价值及意义。保证建筑的安全设计，满足相应标准规范要求，确保设计高效、合理。
2.2 适用性
高层建筑混凝土结构设计需要综合内外多种因素进行建筑的功能性分析，对高层建筑内部空间进行构思，综合分析建筑整体功能性需求，保持建筑良好的适用性，充分发挥高层建筑自身特点，以便获取良好的结构性能。
2.3 可靠性
高层建筑混凝土结构的设计使用年限需要结合材料、技术、工艺等要素进行综合控制，在预设过程中针对高层建筑可靠性、安全性、耐用性进行选择及提升，都需要考虑以上要素的影响。在后续混凝土结构设计期间，秉承安全性原则，以耐用性为前提进行分析，确保混凝土结构可靠性满足高层建筑建设需求。
3 影响混凝土结构的主要因素
3.1 混凝土的原材料
混凝土在原材料的要求上是非常严格的，质量差的原料会使混凝土的强度变差，致使它的质量达不到标准，从而影响混凝土结构的耐久性，混凝土的耐久性不达标在施工过程中就无法满足工程建筑对混凝土耐久性的需要，这样就会影响工程的质量，产生豆腐渣工程。因为混凝土出现问题导致的工程事故年年都不在少数，其中主要原因就是施工单位对混凝土原料质量控制不到位，导致不合格的混凝土材料被使用，从而影响工程的质量。
3.2 环境影响作用
环境是影响混凝土使用性能的主要因素。因此，在对混凝土结构进行设计时，应充分考量建筑物周围的运行环境，避免给混凝土结构带来影响。混凝土材料较其他材料不同的是：其若长期处于特殊的环境下，内部的结构就会随着时间的延长而发生变化，因此会给整个混凝土结构带来影响。因此，为了有效地提高混凝土结构的耐久性，延长建筑工程的使用寿命，需结合环境条件，对混凝土结构进行合理设计，确保充分地发挥出混凝土结构的应用优势。
3.3 寿命设计
建筑混凝土材料的使用不是一劳永逸的，而是具有一定的寿命。因此，通常在对混凝土结构进行设计时，一般都会进行寿命设计，并将其主要分为：使用寿命、预期使用寿命以及设计使用寿命等多个类型。
4 高层建筑混凝土结构优化设计分析
4.1 优化转换层结构设计工作
高层建筑底部各层对建筑空间要求存在多种需求，有时需要在高层建筑当中设计转换层来完成整体的结构转换。
高层建筑混凝土结构转换层设计需要关注转换层上下竖向结构设置是否合理，是否能够将落地剪力墙百分比控制在合理范围，并解决建筑竖向结构构件刚度突变问题。若无法合理设置建筑转换层内部结构形式，很容易造成高层建筑竖向刚度突变性转变，进而出现抗震不利的薄弱点，影响高层建筑整体结构安全。对高层建筑混凝土结构转换层上、下2部分的刚度来说，需要严格控制其刚度比，确保能够提升建筑竖向构件的抗侧力，来降低建筑整体竖向构件刚度突变造成的问题。使整个高层建筑混凝土结构位移比、整体性、刚度比都能满足标准规范要求。另外，还要通过设计控制高层建筑上部的竖向构件数量，以便降低转换层结构的刚度差值，避免混凝土结构转换层发生突变性的刚度转换，保证高层建筑整体结构能够满足工程建设要求。
4.2 混凝土结构抗震施工
建筑的混凝土结构在建筑施工期间，存在较多设计、施工需求。应对其抗震、安全、使用效果进行重视。在抗震施工方面，需要进行几种施工措施。首先，应保证中高层建筑施工的抗震工作，需要在施工中，进行偏向方法，利用剪力墙等施工设计，促进混凝土结构的建筑施工质量。此外，还需要在混凝土施工过程中，需要对混凝土、钢筋等建筑材料进行设计与应用，促进几种建筑材料在建造剪力墙时，剪力墙的建筑质量、强度更加有效，对抗震安全有更好的保障。此外，还需要对多层框架的建筑结构进行抗震施工，由于多层框架建筑存在刚度较弱的问题，需要在建筑设计、工作中，针对多层构架建筑在强震条件下，出现楼层之间的错位问题，施工企业为减少这一情况，需要对每层的剪力墙进行集中设计，减少楼层之间的错位问题。
4.3 注重混凝土碳化预防
混凝土碳化是降低混凝土结构耐久性的主要原因。因此，应采用相应的解决措施，来避免混凝土结构发生碳化，确保提高混凝土结构的使用性能。首先，设计人员在对混凝土结构耐久性进行设计时，可运用“封闭土层”在混凝土结构的表明形成一层致密的保护层，而其余的涂层材料可以进一步渗透到混凝土结构的内部，这样就能有效地封堵住混凝土结构内部所存在的小缝隙，这样便能避免混凝土结构内部物质与外界环境发生化学反应。通过采用此种方法，不仅可以降低混凝土发生碳化的概率，而且还能有效地避免混凝土结构在冻融过程中发生破坏，以此来有效地提高混凝土结构的耐久性。
4.4 选择有效的抗侧力结构形式
高层建筑抗侧力结构系统能够提升建筑水平抗震性能。日常混凝土结构设计，要综合建筑功能性、高度、结构等要素进行考虑，选择有效的抗侧力结构形式。若建筑高度不高，且内部空间要求标准高，可以选择框架结构作为混凝土结构抗震体系，以便充分利用框架结构的灵活空间；若建筑高度较高，可以选择剪力墙结构，确保高层建筑混凝土结构刚度满足标准要求，且结构水平位移较小；对于建筑空间、结构类型都要求较高的建筑，可以选择框剪结构、框筒结构等进行设计，在满足高层建筑功能性要求的同时保障结构抗侧力刚度达标。
5 结束语
在混凝土结构的优化设计方面我们应该有一个清晰明确的认识，并且清楚的了解它的设计原则和标准，而且在混凝土结构优化设计这一领域专业的设计师也应该不断积累设计经验，通过合理的方法提高施工质量，同时也能找寻到施工过程中的不足。并且也能通过自己丰富的工作经验，使得整个过程精益求精。此外，混凝土优化设计这一举措不仅可以节约建设成本，还可以提高项目的整体质量，也能逐步实现科学化和现代化混凝土优化设计，完美地实现其桥梁纽带作用，最终不仅达到经济预期的目标，也可以完全不失结构安全。
参考文献：
[1] 黄航裕.浅谈高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项[J].绿色环保建材,2019(02):94+97.
[2] 洪源.高层建筑混凝土结构设计分析[J].住宅与房地产,2019(06):88.
[3] 张健.浅谈高层建筑混凝土结构设计[J].绿色环保建材,2018(12):101+103.
[4] 周弦.高层建筑混凝土结构方案设计探究[J].建材与装饰,2018(51):60-61.
[5] 张志强,贾洪亮.高层建筑混凝土结构设计分析[J].工程建设与设计,2018(23):21-22.