摘要：高层住宅是城市发展到一定阶段的产物，它不仅为人们挡风遮雨，也是人们日常生活的重要组成部分。在人类的住宅发展过程中，建筑造型越来越多元化，建筑的功能也越来越人性化。如何更好地实现建筑师的高层住宅设计意图，是结构工程师在结构设计和优化中需解决的关键问题。鉴于此，本文对高层混凝土结构优化设计方法进行分析，以供参考。
关键词：高层住宅；混凝土结构；结构设计
引言
随着我国经济发展人民生活水平的提高，对高层住宅的品质、功能要求越来越高，高层住宅的发展趋势越来越国际化，设计样式越来越多，这对高层住宅的结构设计优化提出了更高的要求和挑战，高层住宅的结构设计难度也越来越大，结构设计受重视的程度日趋提高，在一定程度上将确保各类建设项目的顺利运行。
1高层混凝土结构设计的原则
1.1安全性原则
安全性是高层建筑混凝土结构设计的首要原则，技术施工人员应该在结构预设之前充分考虑安全问题，坚持以人为本，严格遵守混凝土结构安全性标准，明确高层建筑结构设计的目标与价值，充分保证建筑的安全性，同时满足相关的设计安全标准要求，提高设计的安全性与合理性。
1.2可靠性原则
对于高层建筑混凝土结构来说，其建筑的使用年限与建筑材料、技术、工艺等方面都有联系，因此，技术施工人员应该在建设的过程中对建筑材料进行有效的控制，同时采用高科技的建筑技术进行结构建设，增加对施工各要素的综合控制，才能有效提升高层建筑的可靠性与安全性。尤其是在后续混凝土结构的设计期间，技术人员还应该坚持安全性的原则，不断提高建筑的结构可靠性，满足建筑的功能需求。
1.3提升舒适性，发挥功能性
高层住宅建筑的作用在于满足人们的日常生活需求，为人们提供一个舒适的居住空间。在建设高层住宅结构的时候，需要突出其功能性，根据人们的实际需求来进行科学设计，所规划的设计方案不可脱离实用性。应当基于高层住宅建筑的实用功能，来科学布局其内部空间，规划设计平面布置，并且实施高质量的外立面设计方案，以此来提高高层住宅建筑的美观性，与此同时又体现出其良好的居住功能，增强人们的居住体验感，使人们感到舒适和安心[2]。
2高层建筑的结构特征
高层住宅在进行结构设计时，主要要考虑竖向荷载和水平荷载两个因素。其中竖向荷载主要包括结构本身自重、施工或建成使用中的活荷载以及竖向地震作用等；水平荷载主要包括风荷载和水平地震作用。竖向荷载作用下的受力情况相对简单，根据传统的力学知识即可进行分析设计，但水平荷载作用下的受力情况相对复杂，而且对高层住宅的结构起控制作用的往往是风荷载和水平地震作用。
3高层混凝土结构优化设计方法
3.1合理布置平面结构
对于高层建筑来说，其平面布局结构的设置将会影响建筑的稳定性，进而影响建筑的抗震性能，而建筑的抗震性能是高层建筑结构设计中最为重要的一点。技术人员在开展具体的设计工作时，应该严格遵守高层建筑抗震设计的规范与原则进行设计，同时注意使用材料对建筑抗震性的影响，最后很久建筑的楼层和高度要求合理选择抗震等级。通常情况下，使用简单对称的建筑结构能够有效提升建筑整体的抗震性能，同时还能够消耗地震释放的部分能量，缓解地震对建筑物的影响和破坏效应。其次，对于不规则建筑结构、多塔结构以及顶部塔楼结构等，技术人员还应该注意掌握建筑的振型数，进行严格的设计数据计算，在满足建筑设计需求的同时提升高层建筑混凝土结构的抗震性和稳定性[4]。
3.2重视薄弱层结构设计
对于高层建筑来说，其薄弱层的结构设计是非常关键。
因为薄弱层很容易受到外界因素的影响，尤其是受到强烈的地震作用后很容易出现形变的问题，从而给高层建筑混凝土结构带来严重的影响。因此，技术人员在进行高层建筑混凝土结构设计时应该重点关注建筑的薄弱层结构，通过结构设计方案的优化提高整体结构的稳定性和安全性。如果高层建筑混凝土结构出现竖向结构刚度不连续的现象，且楼层刚度数值低于相关标准规范，就形成了结构薄弱层。为了提高薄弱层的功能性，技术人员需要在设计的过程中调整其构件设计，满足安全标准的要求，提高高层建筑物的抗震性。
3.3框架结构的优化措施
对框架结构进行优化是一个不断迭代、渐进寻优的过程。根据建筑物结构整体内力分析报告，研究分析梁柱各构件间的内力和方向，确定满足载荷效应水平要求的各结构件的几何特征，并根据这些特征计算配筋量。当对框架进行了优化设计后，能够使优化结构在现有载荷作用下内力的分布发生变化，使构件的受力更加合理，从而提高建筑物结构的稳定性。
3.4做好楼板结构的优化
在高层钢筋混凝土建筑结构中，建筑的楼板设计厚度较小时，在施工时容易出现裂缝的安全隐患；当楼板设计厚度较大时，又会造成原材料的浪费。因此，应做好楼板结构的优化设计。一般会尽力避免采用大跨厚板，而是根据弹性假定的方式设计楼板厚度，根据厚度的不同配置合适的最小配筋率，在起到增强楼板结构强度的作用的同时，减少了原材料浪费。
3.5对于剪力墙平面布置进行切实有效的优化
剪力墙平面布置设计优化对于高层建筑混凝土结构优化设计而言，是其中至关重要的部分，针对具体的优化措施而言，主要体现在以下几个方面：①布置剪力墙的过程中要有效贯彻落实顺周边均匀且集中布置且维持原有建筑的功能的布置原则，对于建筑剪力墙而言，要尽可能有效布置在电梯间、楼梯间处和恒载大、平面形状变化相对来说比较大的部位；②针对剪力墙的墙肢截面来说要贯彻落实简单规则的基本原则，而且要充分控制好剪力墙结构侧向刚度，使其具备适合的刚度；③从根本上有效规避过多的短肢剪力墙问题出现，特别是针对全部是短肢剪力墙的问题要充分避免[6]。
3.6控制混凝土自身参数性能
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。在高层建筑施工过程中，不可避免地会涉及大体积混凝土浇筑，通过严格控制混凝土水灰比、塌落度，确保混凝土性能保持一致，防范附加应力问题，减少混凝土出现裂纹的问题。完成大体积混凝土浇筑施工后，及时采取措施进行覆盖，做好保温养护、保湿养护工作，严格控制混凝土表面温度。
结束语
经过多年的建设发展，城市的高层建筑已经逐渐发展成为一个城市繁荣程度的象征，在城市发展中占有重要的地位。但是，由于高层建筑建设的特殊性，在建设过程中使用的技术也较为复杂，尤其是混凝土结构方面，一旦出现结构问题就很容易导致整个建筑出现安全隐患，造成开发商的经济损失，严重时还有可能出现安全事故，危及人们的生命安全。因此，技术人员应该严格按照相关规范进行建设施工，才能保障建筑的质量和安全。
参考文献
[1]姚志刚.高层建筑剪力墙结构的抗震设计研究[J].城市建设理论研究(电子版),2019(33):48+28.
[2]李红伟.混凝土剪力墙常见施工问题与应对措施[J].居舍,2019(01):7.
[3]张宏亮,郭玉清,金永刚.高层框剪结构酒店抗震设计技术措施[J].建筑设计管理,2018,35(12):93-96.
[4]李生申.高层建筑剪力墙体结构设计分析[J].住宅与房地产,2018(36):55-56.
[5]彭胜男.关于高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨[J].建材与装饰,2018(50):81-82.