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基于綠色建筑的混凝土結構及其設計要點論文
【摘 要】隨著生態危機的加劇（如城市霧霾、溫室效應等）和蓬勃發展的綠色運動，綠色建筑作為第三代建筑思潮受到社會的廣泛關注。綠色建筑不僅是在建筑內部或外部種植植物進行環境綠化，而是一種節能、輕污染、尊重自然、回歸自然的建筑風格。作為建筑設計的重要組成部分，結構設計應順應綠色發展趨勢。本文對綠色建筑結構設計進行了分析。
【關鍵詞】建筑結構設計；綠色；設計思路。
在我國當代的建筑工程中， 混凝土結構得到了相對廣泛的應用，這主要得益于混凝土結構自身的優勢，在建筑工程混凝土結構施工的過程中， 我們應該重點考慮到混凝土的結構特點，在清楚混凝土結構優點與不足的同時，對混凝土結構有一個全面的掌握，進而采取相應的施工技術，以此來更好的保證建筑工程的質量。
1 綠色建筑結構的特點。
綠色建筑是與一般的建筑明顯不同，主要有節能性、審美和諧性、系統綜合性、健康性和環保性五大特性。 綠色建筑結構設計也應與綠色建筑的要求一致， 要求設計最大限度地輔助綠色建筑本身達到節能和環境保護目的。 除了上述特點，綠色建筑結構應結合兩個重要特點，安全性和經濟性。 經分析，綠色建筑結構相比一般建筑結構應有以下三個特點：
1.1 節能性。
據統計，約 50%的全球能量用于工業，交通和其他行業，45%用于建筑供暖，空調和照明的使用，5%是用于建筑物的建造。 可見，與建筑有關的能源消耗約占世界總能耗的一半。 因此，研究建筑節能在綠色建筑體系建設中占有突出的地位。 綠色建筑結構必須具有節能特性。
1.2 環保性。
“綠色”一詞是指生態環保，對自然環境沒有太大的污染。綠色建筑結構是充分利用合理的結構類型，材料，建成后，在較長的時間內保持環境保護。
1.3 經濟可持續性。
建筑施工過程中，如果過分考慮了建筑外觀等情況，不考慮背后成本情況的結構體系很容易造成經濟問題， 這樣的建筑必然帶來社會和人民的負擔， 違背了綠色建筑的節能、環保、經濟的原則。 為了支持綠色建筑的目標，綠色建筑結構也具有經濟性和可持續性。
2 結構中存在的不足。
2.1 易受自然天氣的影響。
現代建筑主要采用的是鋼筋混凝土結構， 從某種程度上說不是很牢固， 容易受到一些自然環境的影響， 比如遇到地震、洪水、強風等情況時會發生結構變形等情況，給人民的生命財產安全帶來一定的風險。
2.2 鋼筋混凝土結構發生變化時具有很強的隨機性和不確定性。
鋼筋混凝土材料在受力時遇到突然和破壞性的壓力，結構會發生不同程度的變化，而這些變化并不規律。 也存在許多不確定因素，鋼筋混凝土結構的安全性風險增大，直接影響到高層建筑的施工過程和質量。
2.3 鋼筋混凝土結構設計不夠嚴謹。
高層建筑施工周期長，施工過程較為復雜，涉及的施工技術多種多樣，安全系數高，技術要求高，導致高層建筑施工難度加大。 鋼筋混凝土是高層建筑施工中重要的建筑材料，其結構設計的要求也是很高的，但在實際的設計過程中，設計師和施工人員并沒有針對施工現場實地調查， 造成鋼筋混凝土結構設計不嚴謹，出現結構上的問題，導致施工事故，對高層建筑施工人員的生命安全和財產安全帶來了影響，不僅如此，如果處理不好將給建設單位造成巨大的經濟損失。
3 混凝土結構分析。
經濟建設的建筑項目的產業結構分析越來越趨向于多元化的發展，鋼筋混凝土結構的要求也越來越高，為了滿足鋼筋混凝土結構的高層建筑施工的要求， 必須根據工程的實際情況，鋼筋混凝土高層建筑結構的具體的要求，改進和完善以適應高層建筑的要求，盡可能避免不必要的浪費。 如上所述，鋼筋混凝土在強外力作用下會發生結構性變化， 因而要盡快提高變形極限，盡可能降低剛度。 為了在鋼筋混凝土結構詳細分析之前對設計進行改進，具體的結構分析如下：
3.1 結構高度的控制分析。
鋼筋混凝土結構經常出現在高層建筑中， 在一定程度上降低了高層建筑的抗震性能， 高層建筑鋼筋混凝土結構設計是根據不同的建筑，相應的措施是不一樣的，因此，需要對鋼筋混凝土結構的高度進行控制， 如果在高層建筑在施工過程中出現鋼筋混凝土超高結構現象， 有必要重新選擇鋼筋混凝土結構體系。
3.2 結構體系的選擇分析。
現代高層建筑與傳統建筑相比， 現代建筑沒有傳統建筑對外觀的要求嚴格， 但對內部和外部的混凝土結構要求比傳統鋼筋混凝土結構要高，為了保證強度和高層建筑的穩定性，鋼筋混凝土結構體系的質量決定高層建筑的穩定性。 因此，有必要對鋼筋混凝土的內外結構進行優化， 以保證工程的施工質量。
4 混凝土結構設計要點。
高層建筑的鋼筋混凝土結構直接關系到高層建筑， 抗震性能，使用壽命，強度和穩定性，所以抗震功能、耐久性、創新性、地下結構和剪力墻五方面，對高層建筑的鋼筋混凝土結構的關鍵點進行分析，具體如下：
4.1 鋼筋混凝土結構的抗震功能進行強化設計。
高層建筑最基本的功能中包含抗震設計， 保證高層建筑不受或少受自然災害和地震作用。 因此鋼筋混凝土設計中應特別注意結構的抗震性能。 抗震性能取決于高層建筑層數和建筑結構的剛度，如果兩個數據更大，振型數就越多，一般振型數大于 15,以保證有效質量系數大于 90%,但振型數不超過高層建筑層數的三倍。
4.2 鋼筋混凝土結構進行耐久性。
耐久性是高層建筑的設計中與使用壽命直接相關的鋼筋混凝土結構的一個重要的設計， 而且還直接影響高層建筑的穩定性，是降低事故率的關鍵，應該受到設計人員和施工人員的重視。 建筑環境是影響鋼筋混凝土結構的耐久性和穩定性的重要因素，因此設計時應根據建筑物周圍的實際環境，鋼筋混凝土材料的選擇、材料性能的控制，盡可能按照高層建筑中的要求進行設計，以此提高高層建筑的使用壽命，提高其耐久性。
4.3 將新概念設計到鋼筋混凝土結構中。
不同背景下的混凝土結構設計的要求也是不同的， 考慮到時代、技術基礎、經濟水平、地域文化等等的不同，施工過程的要求也是不一樣的，有的考慮的是建筑的抗震性，有的更關注建筑的使用壽命，還有的更看中建筑的實用性，對于不同的建筑要求施工側重點也是不同的。 但是，有些是建筑施工必須注意的，不管建筑要求是怎樣的，建筑的抗震性、安全性、穩定性等是必須嚴格重視的。 在對建筑結構進行設計時，要不斷的融入新的概念，以此來滿足建筑設計的各種需求，也可以對建筑設計更進一步的完善與改革。
4.4 鋼筋混凝土基礎的設計。
任何好的建筑都離不開良好的地基， 良好的地基是由地下結構決定的。 鋼筋混凝土基礎也是地下結構施工的關鍵，穩定性和抗震性能對高層建筑起著決定性的作用， 因此它必須對鋼筋混凝土結構的地下部分進行嚴格的設計。 這就需要相關的結構設計師和施工人員到施工現場調查， 對地震需求和相關數據穩定性的要求分析， 收集鋼筋混凝土結構設計的數據，然后根據勘探，在設計過程中應注意不同的固定端的位置對高層建筑引起的影響效應。 對與高寬比較大的高層建筑，應該盡可能深埋地下鋼筋混凝土結構部分， 鋼筋混凝土樁支撐的錨固長度設計的地下部分， 應盡可能的向大而長的方向進行，以增加樁體抗拔性能和防止傾覆事故發生。
4.5 加強對鋼筋混凝土結構中的剪力墻設計。
作為系統的一個重要組成部分， 鋼筋混凝土結構的剪力墻，其設計與建筑的穩定性直接相關，對鋼筋混凝土剪力墻結構的可靠性和抗震性能也有所影響，如抗變形能力不強，會導致高層建筑的可靠性下降，因此要加強剪力墻的抗變形設計。具體設計如下：①邊緣構件設置在剪力墻墻端，以實現對柱體的約束，當高層建筑層間和頂點的位移較大時，也可以加大柱截面面積提高約束，從而提高穩定性和可靠性；②將連梁設置于剪力墻截面，并且連梁設置要保證延性，保證墻體在地震發生時不會出現拉伸，避免安全事故的發生。
5 混凝土綠色結構選型案例。
法蘭克福商業銀行， 在這個歐洲第一棟生態高層建筑的項目招標書中業主明確提出應創造出 “與使用功能的價值同樣重要的建筑使用環境”,要求設計師在規定的三角形基地內保證所有銀行員工在辦公區均能欣賞到大樓中的空中花園。法蘭克福銀行大樓首創的角筒-錯層空腹桁架結構體系，它取消中央核心筒而代之以建筑平面角區處的三個豎向角筒，大樓的整體空間形式因此改成在三角形大樓的每一側都由每8 層辦公樓區之間加插一 4 個層樓凈高的空中花園所組成 ,而大樓三面的空中花園都是按順時針方向往上盤旋錯層相接來設置，每一層的任何位置，辦公人員都可以抬頭欣賞到綠色花園。
6 結束語。
現代建筑中，混凝土的施工格外重要，在進行混凝土的施工中需要進行綠色節能設計。 建筑結構設計者要遵守相關規范下，具有與時俱進的思想，不斷探索更新設計理念，開創新的技術，建立綠色建筑結構體系。 綠色建筑結構是建筑業可持續發展的又一核心，是綠色建筑的有力保障。
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