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摘要：现阶段，社会各界越来越注重城市化建设，我国高层建筑工程项目建设规模在不断扩大，高层建筑普遍实行混凝土结构形式，而在后期应用过程中极易出现变形问题，混凝土结构性能比较优异，主要材料是混凝土和钢筋，相关部门必须将高层建筑混凝土结构设计、优化作为重点，确保工程结构始终处于稳定状态，提高工程建设的整体质量，文章主要分析了高层建筑混凝土结构优化设计的相关内容，希望推动建筑行业的持续、稳定发展。
关键词：高层建筑；混凝土结构；优化设计
1引言
目前，我国各个地区的高层建筑工程建设数量越来越多，其结构体系的关键是建筑基础，现已得到相关人士的高度重视。在高层建筑项目建设中，基础的主要作用是承担上部结构荷载，其能够将荷载传递到地基中，设计人员必须充分考虑高层建筑上部结构、基础和地基，确保设计的合理性。基于此，文章介绍了实际工程项目建设中影响结构设计的因素，分析了优化设计方法，结合实例总结了混凝土结构优化设计要点，以满足实际设计要求。
2高层建筑结构设计的主要因素
在现代化社会的发展中，我国高层建筑工程建设规模在不断扩大，现已得到社会各界的高度重视，图1是高层建筑构造组成。在实际的结构设计工作中，设计人员需要充分考虑设计的经济性、安全性、高度、外形、荷载等各项因素，并做好优化设计工作，以满足强度、刚度、延性、设计等标准要求[1]。高层建筑结构设计的主要因素体现在以下方面：第一，侧向力。在高层建筑工程项目建设完成后，极易受风力、地震力、荷载等外力的影响，各项建筑普遍存在侧向力，尤其是风力产生的作用，在建筑物高度越高的情况下，受力会不断增加，在高层建筑设计中必须予以重视，并注重其他影响因素，如地震力、水平荷载等。第二，刚度。刚度指的是受外力作用的影响，材料、构件和结构抵抗变形的性能，刚度的表示方法是单位变形所需的外力值，结构刚度与组成材料刚度有关，建筑结构也可以在刚度控制的基础上，避免出现振动、颤振、失稳现象。第三，延性。延性是指在工程结构和构件屈服后，承载力不降低、塑性变形能力充足的性能，用塑性变形能力的大小进行表示。在整体结构处于塑性变形状态的情况下，变形能力也会不断增强，技术人员需要采取相应的措施，避免受地震作用的影响出现倒坍问题。
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图1 民用高层建筑构造组成
3高层建筑混凝土结构优化设计的具体方法
3.1合理使用高强混凝土和高强钢筋
设计人员需要充分考虑建筑物经济效益、抗震能力等问题，既要注重建筑物的质量，又要合理地控制成本，在确保高层建筑工程安全性、质量的基础上，节省更多的成本，为了满足这一要求，技术人员合理地选择施工材料，如钢筋和混凝土，不仅只看材料的价格，还应该针对工程项目实际情况进行分析，以满足工程建设的实际要求。除此之外，建筑物抗震能力与自身重量之间的联系十分密切，在建筑物质量大的情况下，所受的冲击力越强，高强混凝土、高强钢筋等材料可以减少成本投入。
3.2注重剪力墙的平面布置
首先，剪力墙布置一般在周边均匀、集中布置，不能影响建筑物原来的使用功能，普遍布置在建筑物楼梯间、电梯间位置，以及平面形状变化、恒载大的位置，间距需要适中[2]。其次，剪力墙墙肢截面比较简单，剪力墙结构具有一定的侧向刚度，不能过大。最后，短肢剪力墙多的情况下，无法满足联合剪力的要求，需要避免出现全部是短肢剪力墙的情况。
4高层建筑混凝土结构优化设计要点
4.1工程概况
某高层住宅建筑工程地上25层建筑结构，地下1层建筑结构，总高度约78m，建筑结构面积约19000m2，地上建筑面积约18000m2，地下建筑面积约690m2。在住宅建筑结构设计过程中，设计人员需要根据建筑工程实际情况，有效开展优化设计工作。
4.2优化高层建筑结构选型
4.2.1建筑结构规则性
在现代建筑行业的发展中，新建筑规范限制条件得到了一定的优化和完善，如建筑嵌固端上下层刚度、平面规则性等，技术人员需要根据相关规范要求，合理地设计并分析高层建筑设计实际情况。
4.2.2建筑超高控制
目前，国家相关部门针对建筑结构总高度进行了规范，高层建筑结构设计在原来A级限制高度的基础上，增加了B级高度要求。例如，在建筑高度达到B级以上时，设计方法和处理手段会出现很大变化，在实际设计过程中，设计人员需要进行全面分析。
4.3嵌固端位置设计
通常情况下，高层建筑中会添加人防结构、地下室结构，并在人防顶板、地下室顶板上设置嵌固端，嵌固端位置直接影响着高层建筑结构，设计人员必须予以重视，避免出现高层建筑结构细节问题。例如，设计人员需要分析限制范围、嵌固端楼板设计、结构缝位置的协调性，以及上下层抗震等级的统一性，全面分析建筑结构的安全性，为高层建筑设计的合理性提供支持。
4.4短肢剪力墙设计
新建筑规范中要求确保短肢剪力墙满足设计要求，这就制约着短肢剪力墙在高层建筑设计中的应用，设计人员必须注重这一问题，避免因设计不规范出现各项问题，影响高层建筑工程建设的整体质量。
4.5结构平面布置
在平面图布置过程中，设计人员需要实行合理的方法评估、分析楼层竖向构件层间位移和水平位移，在实际评估过程中全面分析建筑结构层次。在高层建筑等级为A级的情况下，位移量必须控制在平均数值的1.2倍到1.5倍范围内；在高层建筑等级为B级、混合性结构的情况下，位移量必须控制在楼层平均值的1.2倍范围内，在平面设计过程中，需要深入分析建筑结构抗震性能，确保高层建筑结构布置、平面形状满足各项规范要求，根据实际情况合理地调整结构，减少不规则结构问题的出现。并且，高层建筑中无需设置防震缝，在建筑平面形状结构比较复杂、无法调整建筑结构布置和平面形状的情况下，需要合理地设计、分析防震缝，做好单元结构划分处理工作。
4.6高层建筑结构竖向布置
为了确保建筑结构的均匀性、规则性，应避免出现内收、外挑设计问题，还需要分析建筑重心、结构稳定等各项因素，遵循上小下大的基础原则，合理地布置建筑竖向结构，确保侧向变化的均匀性、缓慢性。在建筑结构竖向结构出现严重的不规则结构时，需要对其进行系统分析，避免影响建筑结构的稳定性[3]。
5结束语
综上所述，在社会经济的快速发展中，我国高层建筑工程建设数量日益增加，受土地资源、人口规模的影响，很多地区都采用高层混凝土结构形式。建筑设计人员比较注重建筑物的美观性、实用性和安全性，在实际设计过程中必须充分考虑各项因素，确保高层建筑混凝土结构设计问题的平衡性，提高工程建设的整体质量。
参考文献：
[1]范晓鸣，陈尚志.高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨[J].工程技术研究，2019（9）：198-199.
[2]唐学红.高层建筑混凝土结构优化设计分析[J].建筑与装饰，2018（12）：3-3.
[3]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，2018，000（023）：21-22.