淺談高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)

張 浩

遼寧金海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司（118000）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得高層建筑在中國(guó)興起并發(fā)展的如火如荼，其建筑手段和設(shè)計(jì)也變得科技性更強(qiáng)。建筑工程的質(zhì)量直接關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，對(duì)于這項(xiàng)復(fù)雜而科技含量高的工作，如何通過(guò)合理的設(shè)計(jì)使得高層建筑達(dá)到高質(zhì)量的同時(shí)也滿足人們居住舒適性需求是每個(gè)建筑工作者必須考慮和解決的事情。

1 結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)

通常來(lái)講，對(duì)于高層建筑，除了特殊的設(shè)計(jì)需求之外,高層建筑不宜采用特別不規(guī)則的平面布置，應(yīng)該追求形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則，盡可能的使剛度和承載力分布均勻。對(duì)于抗震等級(jí)不同的建筑，其平面尺寸及突出部位尺寸的比值都有適宜的范圍，同時(shí)不宜采用角部重疊的平面圖形即細(xì)腰型平面。一般在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意:1）結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響，其中最重要的是在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，應(yīng)符合如下規(guī)定:A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級(jí)高度高層建筑、超過(guò)A級(jí)高度的混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。2）抗震設(shè)計(jì)時(shí),高層建筑應(yīng)盡量調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)的布置，避免設(shè)置防震縫。當(dāng)無(wú)法避免而必須設(shè)置防震縫時(shí)，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，高度不超過(guò)15 m時(shí)，縫寬不應(yīng)小于100 mm，當(dāng)超過(guò)15 m時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的烈度每增加不同的高度，宜加寬20 mm。在確定防震縫的寬度時(shí)，如果縫兩側(cè)的房屋高度不同，那么防震縫的寬度應(yīng)該按照較低的房屋高度確定。3）在高規(guī)中，短肢剪力墻是指截面厚度不大于300 mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制。所以在高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師需要盡可能少采用或者不采用短肢剪力墻。

2 豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于屬于高層建筑，所以豎向結(jié)構(gòu)對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，顯得尤為重要，他直接影響到整體建筑的質(zhì)量。高層建筑的豎向應(yīng)該盡可能的規(guī)則、均勻，避免有太大的外挑和內(nèi)收。為了保持重心穩(wěn)定，整個(gè)建筑體的豎向結(jié)構(gòu)應(yīng)該是下大上小的形狀，同時(shí)變化也應(yīng)該是逐漸的。假如豎向結(jié)構(gòu)不是垂直的或者不是正常的下大上小型結(jié)構(gòu)形狀，這時(shí)需要外加單獨(dú)的設(shè)計(jì)來(lái)滿足建筑物的整體平衡，維持穩(wěn)定。對(duì)于豎向內(nèi)收型的建筑物，從抗震角度出發(fā)，樓層的側(cè)向剛度不宜小于相鄰上一層的70%，也不宜小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%。A級(jí)高度高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的65%；B級(jí)高度高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的75%。樓層質(zhì)量沿高度宜均勻分布，樓層質(zhì)量不宜大于相鄰下部樓層質(zhì)量的1.5倍。

3 柱、梁、板的設(shè)計(jì)

高層建筑，如果地上為圓柱時(shí)那么地下部分需要改為方柱，這樣便于施工的進(jìn)行。圓柱鋼筋的根數(shù)最少為8根。縱筋宜采用大直徑、大間距，但間距不宜超過(guò)200，柱斷面不宜小于400×400，混凝土不宜小于C25。對(duì)于異型柱的結(jié)構(gòu)，梁縱筋每排的數(shù)量不可以太多，柱端部縱筋不宜過(guò)于密集，否則會(huì)造成節(jié)點(diǎn)混凝土澆注困難。柱應(yīng)該盡量避免使用短柱。除此之外，還要考慮豎向的地震作用，柱子的軸壓比及配筋需要留有一定的余地。

對(duì)于梁的設(shè)計(jì)，一般梁上有次梁處應(yīng)該設(shè)附加箍筋，附加箍筋一般都要有。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁負(fù)載較大時(shí)，需根據(jù)計(jì)算確定增設(shè)附加箍筋和吊筋的數(shù)量。當(dāng)主梁高度高，次梁截面小時(shí)，主梁可以不加附加箍筋，所以要根據(jù)具體的情況分析之后確定是否需要加附加箍筋。

板部分的設(shè)計(jì)，應(yīng)該考慮板的鋼筋間距。為便于施工鋼筋宜采用大直徑大間距，但小直徑小間距對(duì)控制板的裂縫有利,所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。一般受力筋間距取70mm至200mm。對(duì)于人防頂板上下鋼筋間距宜相等，直徑可以不同，這樣方便設(shè)置拉筋。相連房間的同型號(hào)同間距板底鋼筋可以相通。

4 樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑的樓蓋結(jié)構(gòu)，也影響著高層建筑的整體質(zhì)量。很多公司基于成本控制的考慮，通常選擇樓板預(yù)制件，這樣會(huì)加大建筑物抗震風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)家規(guī)定，高層建筑高度大于50m時(shí)，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)不可以低于C20，但是也不應(yīng)該高于C40。

5 抗震等級(jí)設(shè)計(jì)

高層建筑更應(yīng)該重視抗震等級(jí)的合理設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防分類、烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級(jí),并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。

總之，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從豎向和平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、柱和梁板的設(shè)計(jì)、抗震等級(jí)等多個(gè)角度進(jìn)行，嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，確保高層建筑的質(zhì)量和使用安全。

[1]陳志強(qiáng).高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題的探討[J].山西建筑,2000,08.

[2]付平位.高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科教縱橫,2011,08.