摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，我国城镇化进一步推进，各类高层建筑不断兴起，在我国的城市高层建筑过程中，所涉及的结构主要是采取混凝土结构，在具体的施工过程中，要着重针对混凝土结构进行切实有效的优化设计，以此使高层建筑的价值得到充分的提升。基于此，本文重点探讨高层建筑混凝土结构优化设计的基本原则以及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；设计分析
引言
钢筋砼结构是常见的一种建筑设计方式，经过多年的发展，其技术已经非常成熟，且由于其材料价格相对便宜，在建筑行业中得到了广泛应用。特别是在高层住宅项目当中，为了提升居民居住的舒适性，在设计的时候要尽可能拓展室内的空间，在这种背下，如何对钢筋砼结构进行科学的设计以及优化就成了设计人员需要面对的一个重要课题。
1建筑混凝土结构设计的特征分析
在建筑混凝土结构设计过程中，要想保证设计质量与效率，保证设计有效性，需在设计之前对建筑混凝土结构设计特征具有全面且准确的了解。在此过程中，可从“建筑”、“混凝土结构”内涵分析入手，进行分析。由“建筑”内涵分析可知：建筑是建筑领域的重要组成部分，主要指为生产用、生活用而兴建、改建、扩建的房屋建筑实体与附属建筑实体。分类标准不同，建筑工程类型也不同。例如，依据建筑物用途，可将建筑工程分为生产用厂房、动力用厂房、仓储用厂房等多种类型；依据建筑规模，可将建筑工程分为大型性建筑、大量性建筑。虽然建筑工程类型不同，但在工程建设中，均需要遵循经济性原则、安全性原则、科学性原则、可操作性原则、可靠性原则、实用性原则进行设计与施工。由“混凝土结构”内涵分析可知：混凝土结构是建筑结构中的重要组成部分，是以混凝土为主要材料，进行建筑物主要构件（如楼盖、屋盖等水平承重结构；地基、基础等底部承重结构；剪力墙、框架等竖向承重结构）的建造。具备整体性强、施工简便、成本低、稳定性强等优势，强调在结构布置过程中遵循规则、简单、均匀等原则。目前，我们将建筑工程与建筑结构工程并成为建筑工程。因此，建筑混凝土结构设计又被称之为“建筑工程混凝土结构设计”，包括墙体结构设计、空间结构设计、主要承重结构设计、混合结构设计等内容。由于建筑存在类型多样性特征，在其混凝土结构设计过程中，应结合工程具体情况与实际需求，进行设计，保证工业与民用建筑混凝土结构具备整体性、协调性、合理性、规范性、可操作性、安全性、可靠性、实用性等特征。
2结合混凝土结构优化设计方案
2.1结合实际情况更有针对性的设计原材料选用方案
在高层建筑的混凝土结构中，所涉及的原材料质量对于整体结构的质量都有着至关重要的直接影响，是最为关键的因素之一。通常情况下，高层建筑混凝土结构所涉及的原材料主要包括混凝土和钢筋，其中钢筋用量多少和钢筋质量如何，对于整体工程造价有着关键性的影响，针对这样的情况，为了使工程造价有效降低，往往对于钢筋的用量尽可能减少，在这样的情况下，为了使整体结构更加优化，质量显著提升，就要尽可能选用高强度的钢筋，以此作为优先考虑的材料。在高层建筑项目实施过程中，因为具体的需求和土地资源缺乏的问题，往往需要在软土地基上进行工程建设，在这样的情况下，就会使工程造价进一步提升，也会带来极大的施工难度。所以为了使造价减少，降低施工难度，往往要切实有效的减轻建筑对于地基产生的荷载，在优先选用高强度钢筋的同时，要在最大程度上选用高强度的混凝土。与此同时，要充分确保钢筋混凝土构件的界面尺寸能够得到及时有效的优化，在实践的过程中科学合理的应用。
从实践中可以看出，地震对于高层建筑所造成的危害，往往取决于建筑物自重的大小，所以要尽可能有效降低建筑物的自重，这样才能切实有效的起到减震效果，使建筑本身的安全性得到显著提升。针对这样的情况，在设计高强度混凝土和高强度钢筋的时候，必须根据现有的技术标准有效操作，在更大程度上有效减少各构件截面尺寸，使钢筋用量进一步减少，降低建筑物的重量，以此在减少工程造价的同时，使建筑物的安全性得到显著提升。
2.2剪力墙的布置
针对上层建筑项目在设计与优化过程中所暴露出的问题，设计工作者需要对剪力墙的平面布置工作进行重点关注。具体来说，需要注意以下几点问题。第一，设计人员需要在满足高层建筑功能性以及可靠性的基础上，对于上层结构的平面进行合理布置。将剪力墙沿着框架的四周以集中的方式均匀排列，让其在各个方向上所承受的荷载力趋于平均。而对于一定平面形状变化较大，荷载力分布不均匀的区域，比如说楼梯间、电梯房等，在布置剪力墙的时候要注意其间距，不宜将剪力墙的间距设置得过大，确保平面的稳定性。第二，在对剪力墙进行水平布置时，尽量以“双向布置”的方式来进行，以建筑平面的主轴为一个方向，再选择一个其他的方向，使荷载力可以在每个结构上得到均匀分摊。此外，对于那些具有抗震能力的剪力墙，不能以单项方式进行布置，确保框架整体的抗震能力符合相关标准。第三，针对墙肢截面的设计，如无特殊要求，一般都是按简单、规则为设计原则，针对其侧方向的刚度，设计人员需要对其数值进行精确计算，对于剪力墙侧面刚性数值进行严格把控。第四，对于短肢剪力墙的使用要十分慎重，尽管这种结构形式可以有效拓展室内空间，减少室内空间中承重梁以及承重柱的数量，但由于其具有异形柱的物理特征，如果大量运用，势必会影响到建筑项目整体稳定性，因此在布置过程中不能全部使用短肢剪力墙。
2.3混凝土结构设计原则
工业与民用建筑的混凝土结构设计原则，在设计过程中，需要遵循几大原则。工业与民用建筑的混凝土结构设计，需要在多种方案中，选择较为合理的设计方案，并按照实际施工情况修改，进行实践作业。设计师在设计过程中，需要从不同角度、细节性的进行设计。工业与民用建筑的结构设计细节，从建筑类型、使用目的等角度进行设计。设计方案中应完全体现标准化、节约化、模块化等特征，在工业建筑结构设计中，则需要进行工业化的设计细节，民用设计中对楼面、连接、建筑造成、防水、隔热、保温等有显著的要求。此外，还有异形楼体、楼面的设计，也需要对混凝结构进行异形设计，确保楼面、建筑、管线的设计协调性。
结语
综上所述，通过上文的分析和探讨，我们能够充分看出，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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