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摘要：随着我国国民经济的迅猛发展，人们对于高层建筑的质量和性能也有更高的要求，在这样的情况下，需要着重针对混凝土结构进行不断的优化，在设计方面进行不断的创新，使结构优化设计的核心价值得到充分的体现，以此满足社会对于高品质设计的内在需求。基于此，本文重点探讨高层建筑混凝土结构优化设计的具体实施情况等相关内容，希望本文的分析能够为同行提供一定的启示。
关键词：高层建筑；混凝土；结构优化；设计
引言
高层建筑结构日常使用过程中，不仅要承受外部载荷，还要承担自身质量及其他竖向载荷。而且，高层建筑会受到地震、风等因素的影响，在进行混凝土结构设计时，要综合考虑各种因素，结合建筑用途、结构类型、抗震条件等要素开展结构优化设计工作。
1.高层建筑混凝土结构优化设计的基本原则
1.1安全性
充分确保整体结构的安全性，这在结构优化设计过程中是必须着重考虑的首要问题，要确保在全生命周期内可以有效抵抗各种外来因素的影响和干扰，与此同时，在偶然因素出现的时候以及结束后，确保整体混凝土结构更安全稳定，可以经受外力的影响而始终保持应有的性能和质量。
1.2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。
1.3适用性
要确保高层建筑混凝土结构的适用性全面增强，使整体结构在既定的全生命周期内充分满足使用性要求，经过时间的积累，整体结构的变形程度、墙体裂缝等相关性能都可以保持在优良的状态，具备应有的安全性和稳定性，不会超过限定标准。
1.4耐久性
要以充分确保混凝土结构的耐久性显著增强为基准，使整体结构在既定的范围内不会削弱其耐久性，符合相对应的设计要求和技术标准，从根本上有效规避结构因为外界因素的影响而出现严重的腐蚀问题等等。
2.高层建筑混凝土结构优化设计方案
2.1合理设计独立单元结构，注重结构概念的设计
在高层建筑混凝土结构实际的优化设计过程中，如果整体的混凝土结构是独立的单元结构，要充分确保各个部分的优化设计。首先，要着重针对整体平面结构的性状进行切实的优化设计，在具体的设计过程中要充分确保其简单规则、长度适中、凹凸部分大小适中，与此同时要保持竖向体型均匀规则、外挑内收适中。在实际的设计环节，以此为基础，确保相关的结构部分刚度和承载力呈现出均匀分布的状态，从根本上有效规避用竖向布置且不规则的结构，要尽可能有效应用侧向力上小下大、变化均匀的刚度结构。除此之外，在整体的优化设计环节，要确保其适用性和美观性，在充分满足相关标准和技术要求的同时，着重做好结构概念设计，并且在整体的设计环节要把概念设计当作基础，以充分确保其实用和美观的建筑结构为原则，使平面和竖向布局具备更为显著的均匀性，简洁性，有显著的规则，这样才能充分确保相关结构部分承载力刚度分布更加科学合理，更匀称，体现更加良好的性能和质量。
2.2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。若建筑高度小于50m，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；若建筑高度在100m左右，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。
2.3对于建筑混凝土结构抗震性能进行切实有效的优化
在针对混凝土结构进行抗震优化设计的过程中，要充分确保混凝土筒体的承载力和延性有显著的增强。高程建筑混凝土结构因为抗震的需求，不同高度的建筑物所涉及的型钢柱的设置位置与设置方法有很大的差异，在具体的结构优化设计过程中，要通过刚性连接外围框架平面内柱与梁的方法，使外围的框架刚度和水平承载力得到显著提升。针对具体的措施而言，主要体现在以下三个方面：（1）有效设置外伸桁架加强层；（2）可以有针对性的应用分段拼装外伸桁架与筒体剪力墙的刚接法；（3）要均匀的分布贯通性的刚接桁架与抗侧力墙体，这样可以使楼层因为受到水平力的影响出现偏移的问题得到充分规避。
2.4控制混凝土自身参数性能
优化设计混凝土配比，选择中水化热的普通硅酸盐水泥，原材料需要送检试验，保证测试结果合格，结合施工工程现场测得的各类砂石骨料的含水量、直径等，计算出实际使用砂石料的施工配合比。严格按照砂子—水泥—石子—水的顺序进行上料，确保混凝土搅拌的均匀性，要按照混凝土塌落度以及搅拌机容量来确定出搅拌的时间，确保现场满足早期强度要求。关注混凝土水化热控制方式，在材料当中适当添加相应的辅料、膨胀剂，替代后浇带作用。若在冬季施工，要注意采取有效措施防范冻害问题。
3.混凝土结构施工控制措施
3.1裂缝控制
（1）严格控制材料质量。保证所选水泥的质量与安定性，砂石要有良好的级配，且石粉比例与含泥量等都要处在允许的范围之内；配合比通过试验提出，然后根据实际的骨料情况来换算和调整；为避免混凝土产生温度裂缝，尤其是大体积混凝土，还要对水泥水化热进行控制，使用水化热能够满足实际要求的水泥产品。
（2）切实加强施工管理。配合比控制应做到准确无误，混凝土浇筑应均匀、充分。在大体积混凝土浇筑过程中，必须按照适当的顺序分区、分段和分层实施，所选择的具体浇筑方法和振捣方法应合理可行，并对浇筑速度进行严格控制。在浇捣完成后，立即开始养护，避免混凝土产生干裂与温度裂缝。
（3）如果建筑地基产生较大的沉降或不均匀沉降，也会使上部混凝土结构产生开裂，甚至导致结构发生变形，因此施工中也要充分考虑地基沉降方面的问题。
（4）环境因素的持续影响，也有可能使混凝土结构产生早期裂缝，对此，现场技术人员要充分考虑环境条件，然后结合自身经验对工程的技术方案进行适当调整，以此确保混凝土结构能够良好适应环境条件，减少或避免裂缝，保证结构的完整性，并延长结构使用寿命。
3.2冬季施工注意事项
若建筑处在我国北方地区，则难免需要在冬季进行混凝土施工，此时要根据气温条件做好防护。（1）使用防冻剂，防冻剂的使用能有效降低拌和水冰点，以此避免水由于持续低温而冻结，导致体积膨胀。通常情况下，添加适量的防冻剂不会对混凝土结构自身性能造成太大影响，是一项合理有效的防冻措施；（2）加强保温处理，冬季施工中，首先要使用具有良好密封性能与保温性能的混凝土模板，其次要准备充足的保温材料，常用的有泡沫板与草帘，将其及时覆盖于浇筑完成的混凝土表面，确保混凝土强度正常发展。另外，在条件允许的情况下，还可以使用具有早强特性的水泥，以此缩短混凝土形成所需强度持续的时间。
结语
在高层建筑混凝土结构设计过程中，对其进行不断的优化和完善有着至关重要的作用。在实践的过程中，相关设计人员要充分把握客户的具体需求，从实际出发，通过不断的实践和积累，提升自身的专业技术水平，从根本上有效做好高层建筑混凝土结构优化设计工作，使设计效果得到充分的优化，进一步提升整体结构的安全性、牢固性，以此使高层建筑呈现出应有的效益。
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