[摘 要]在建筑物的整体设计里，混凝土结构设计关系到建筑的功能和安全，影响着建筑物的使用寿命和效益等方面，因此混凝土结构设计是整体工程顺利施工的基础工作。在现代的高层建筑混凝土结构设计中，怎样才能够提高混凝土结构设计的水平和提高建筑的质量和性能，已成为了当前设计与施工人员待解决的问题。本文在此从几个不同的方面对混凝土结构的具体设计方法做了一定的研究。
　　[关键词]混凝土；结构；稳定性
　　中图分类号：TU973.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0245-01
　　一、重视结构的平面布置，正确选择结构体系
　　高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设嚣楼电梯间；避免楼电梯间位置偏置，以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宣过多，力求刚度均匀渐变，避免产生应力集中。高层建筑混凝土结构技术规程'在结构的规划性方面也规定了相应的条文，例如：平面规则性信息、竖向规则性信息等。而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意，发现问题应及时和建筑工程师沟通，以避免在后期设计中带来麻烦。
　　二、结构的稳定性设计
　　1、高层建筑混凝土结构的临界荷重
　　高层建筑混凝土结构可视为其有中等长细比的悬臂杆，其高宽比一般为3～9。此悬臂杆的整体失稳或整体楼层失稳形态有三种可能：剪切型、弯曲型及弯剪型。纯框架结构的失稳形态一般为剪切型；剪力墙结构的失稳形态为弯曲型或弯剪型：框架一剪力墙、框架一简体等带有剪力墙或筒体的结构，
　　2、高层建筑混凝土结构的临界荷重的确定
　　对于正常使用极限状态结构构件应分别按荷载效应的标组合以及荷载效应的标准组合并考虑长期作用的影响进行验算以保证变形裂缝等计算值不超出规范规定的限制。
　　3、在设计中主要控制以下指标
　　刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标，规范及软件分别提供了剪切刚度，剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比三种刚度比的计算方式，其中剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定，剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构设计，我们这里强调的是楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度，通常绝大多数工程都可以用此值来判定结构的竖向规则性。主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，对于形成的薄弱层则应予以加强。
　　轴压比，规范对轴压比限值按照抗震等级进行了规定，限制框架柱的轴压比主要是为了保证柱的塑性变形能力和框架的抗倒塌能力，控制柱的延性，避免柱在地震作用下的脆性破坏，尽可能使框架柱最终为大偏心受压破坏：确保剪力墙肢底部塑性铰区的延性性能和耗能能力，避免在强烈地震作用下墙体的压溃和丧失竖向荷载的承载能力。结合对其它结构特性的控制及构造措施来间接实现对该值的限制。轴压比不满足时可增大剪力墙、框架柱的截面尺寸、设置芯柱，采用复合箍筋等办法。
　　剪重比是某层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力与该层及其上各层重力荷载代表值之和的比值。主要是控制各楼层的最小地震剪力，确保结构能够承担足够的地震作用。为确保结构安全，特提出对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的限制。
　　周期比，结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。限制结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应；限制结构的抗扭刚度不能太弱，减小扭转对结构产生的不利影响。周期比不满足时采用的调整方法：改变结构平面不规则布置，使结构的质量中心与刚度中心尽可能靠近；提高结构的扭转刚度。
　　三、抗震抗裂结构设计
　　1、抗震设计
　　在建筑中柱通常都承受较大轴力，在高轴压下，钢筋混凝土柱很难具有高延性能。而梁是受弯构件，比较容易实现高延性系数要求。柱是主要承重构件，出现较大的塑性变形后难于修复，柱子破坏可能引起整个结构倒塌。为了使抗震结构能维持承载能力而又具有较大的塑性变形能力，设计时应遵循“强剪弱弯、强柱弱梁”，保证主要耗能部位具有延性的设计原则。设计中通过控制受压区高度、最小配筋率、梁上部和下部纵筋的比例关系以及梁端箍筋配置要求来保证梁端塑性鉸区有足够的转动能力；通过各种内力调整系数来保证“强剪弱弯、强柱弱梁“，设计时在承载力和变形能力上应有较多考虑，如加大配箍，采用密排箍筋柱、钢管混凝土柱。遵循“强剪弱弯、强柱弱梁”，保证结构整体稳定至关重要。
　　2、抗裂设计
　　首先，混凝土原材料的选择。要控制混凝土的开裂，需要从原材料的选择出发，从选择水化热低的水泥，控制水灰比，减少水泥用量和用水量，添加适当的外加剂等措施以控制混凝土的开裂例如，超长的地下室结构外墙应选用补偿收缩混凝土。第二，提高结构自身承载力在结构设计过程中，加大梁截面或板厚提高结构配筋率以提高结构的强度储备，混凝土强度必须有一定安全储备，才能保证结构有足够的安全性和耐性。第三，必要厚度的保护层。当混凝土保护层厚度较大时，虽然裂缝宽度计算值也较大，但较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的，因此，要有必要厚度的保护层使钢筋与外界隔绝。
　　四、混凝土结构的具体设计方法
　　1、完善单元结构的布局设计
　　独立的结构单元设计，是高层建筑中的主要结构设计内容，此结构设计工作适合采用简单、规则的平面形式，但平面的整体长度与突出部分的长度应当控制于适宜的范围，且具备均匀分布的承载力与刚度，同时，竖向结构适合采取均匀、规则的形式，以保证建筑的外挑与内收问题得到有效的控制。要达到这一目标，混凝土结构的设计者，应当在制定结构设计方案的阶段，便努力地将概念设计的理念与知识作为参考，使建筑的适用性与美观度等要求在得到满足的基础上，通过进行优化设计，使其结构的平面与竖向布局尽可能地实现简单、均匀与规则性，保证其结构刚度与承载力的合理分布，避免建筑独立结构单元出现过于集中的塑性变形或应力。
　　2、优化高强的混凝土与钢筋使用
　　高层建筑建设需要耗费较多的混凝土、钢等材料，若混凝土和钢的强度过大，势必会造成建筑材料总造价的超限，同时加大其他构件的造价，从而降低建筑建设的经济效益。因此，混凝土的结构设计人员应当对高强度的混凝土与钢筋的使用进行合理的优化控制。
　　3、合理设计剪力墙平面结构
　　3.1以建筑的各项基本结构功能为依据，在满足这些功能的前提下，尽可能地使剪力墙的布置实现相对的集中化与均匀化，对具有较高的恒载或者平面形式变化较大的部位设计剪力墙，应当尽量缩小其间距。
　　3.2以建筑的主轴方向或者是其他方向为基准，对剪力墙进行双向的布置，且墙肢截面适合为具备较小的侧向刚度的简单规则的形式，在设计中还要尽量地减少对短肢剪力墙的使用。
　　五、结语
　　综上所述，为了满足建筑的要求，建筑结构设计人员应选取合理的方案，合理的结构体系，使其满足建筑性能要求。高层建筑已经成为了现代建筑的标志，而随着混凝土在现代建筑工程中的发展应用，使得现代建筑的质量和性能都得到了大幅度提升，从而为我国的城市建设奠定了坚实的基础。