鋼筋混凝土高層結構設計幾個常見問題

摘 要：當前時期，我們國家的超高層的建設活動發展的比較順暢，已經形成了非常優秀的工藝，而且獲取了非常顯著的應用，文章具體的闡述了與之設計有關的內容

關鍵詞：鋼筋混凝土；地基與基礎設計；概念設計；問題

1 概念設計

所謂的概念設計是確保構造發揮出優秀的抗震能力的措施。選取那些對于抗震有著優秀的意義的構造，使用降低扭轉以及提升剛度的方法，設計延性構造和相關的部件，論述不利點，而且使用優秀的應對方法防止弱勢層被干擾，防止部分區域發生不利現象，避免設計靜定結構，采取二道防線措施等每個設計步驟中都貫穿了結構概念設計內容。關注該項設計的關鍵意義，是要求建筑師和結構師在建筑設計中應特別重視規范、規程中有關結構概念設計的各條規定，在設計的時候要認真地分析如下的事項：

1.1 對于構造體系來講，要關注構造的類型選取以及平面和豎面布局的具體特征，要使用那些有著優秀的抗震水平以及擋風性能的構造。構造應該有優秀的簡圖以及有序的傳遞地震性能的方法。

1.2 常見項目都開展低震狀態中的彈性設計，使用概念方法來保證“中震可修，大震不倒”，不過未進過有序的分析和論證，到底建筑體是不是可以發揮出這種意義呢，沒有人明白。對抗震設防裂度較高地區的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的設計指標：（1）中震或大震不屈服設計；（2）中震或大震彈性設計；要求設計單位確保實現“三水準”的設計目標。

1.3 建筑體應該體現出它的獨特性，并不能是一樣的面孔。通過分析抗震性的相關內容我們得知，使抗震設計從宏觀定性的目標向具體量化的多重目標過度，允許按照業主的要求選擇不同層次的抗震性能目標作為設計者的設計依據。

1.4 水平地震作用是雙向的，結構布置應使結構能抵抗任意方向的地震作用，應使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結構剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結構剛度以減少地震作用效應，但是也要注意控制結構變形的增大，過大的變形將會因P-Δ效應過大而導致結構破壞；結構除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外，還應具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉震動的能力。

1.5 在一個獨立的結構單元內，應避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設置樓、電梯間；減少地震作用下的扭轉效應。豎向體型盡量避免外挑，內收也不宜過多、過急，結構剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續分布、避免造成結構的軟弱或薄弱的部位。應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力。根據具體情況，結構單元之間應遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結構單元應采取加強連接的方法。

2 關于如何選取類型

2.1 結構的規則性問題

兩種規范中對于這個要素的論述存在很大的差別。在新的條例中添加了一些約束性內容。所以，工作者要切實的按照新的規定來開展工作，以免干擾到后續的設計活動的開展。

2.2 結構的超高問題

對于抗震的規定來講，對于構造的高度有著非常嚴格的論述，特別是新規中對于過去的超高現象，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，所以，要對構造的這項要素認真的分析。如果構造構造是B級建筑體的話，它的設計措施和應對方法等都要做一定的調節。在設計的時候，因為構造的種類出現了變得而沒有關注這個要素，此時導致圖紙的核查沒有達標，就要對其開展再次的分析，很顯然不僅僅使得時間上受到影響，同時還要多花費資金。

2.3 嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

2.4 短肢剪力墻的設置問題

在新規中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，結合具體的信息內容和運作狀態，對其在高層職工的使用添加了很多的限制性內容，所以，在開展該項設計活動的時候，工作人員最好少用這種墻體，以此來避免對后續的設計活動的干擾。

3 地基與基礎設計問題

該項設計是工作者非常關注的內容，不單單是因為這個時期的優劣關乎到后續的設計活動的開展，而且還是因為他是總成本的決定要素。所以，在這個時期，存在的一些不利現象有時候會更為嚴重，甚至會導致一些無法挽救的不利現象。在開展設計的時候要關注地方法規的一些規定。因為我們國家的國土面積很寬，地質狀況也不同的，如果只是靠一些資料來論述的話，是無法有序的將基礎的種類和設計的措施等進行詳細的分析，因此，在開展該項設計的時候，要積極地對所在區域的法規開展分析工作，以此來防止對總的設計和后續的設計產生干擾。

4 關于構造的運算和分析

4.1 結構整體計算的軟件選擇

目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，不過，因為所有的軟件在使用上述的模型的時候，面對著一些不同之處，所以使得軟件的運作結局在一定的程度上面對著很多的差異性。因此，在開展該項總的運算和分析的時候，要切實的結合構造的類型和軟件的具體特征，使用與之對應的軟件，而且通過具體的結局信息，來辨別何種是有效的，何種是能夠當成參考內容的，而何種又是沒有具體含義的，其是構造設計人員在開展設計工作的時候要認真分析的內容。要不然的話，假如使用了不合理的軟件，不僅僅會浪費時間，同時還會浪費精力，最主要的是導致構造面對一些不利現象。

4.2 是不是需要將地震力變大，要深入的分析隔墻對于振動周期的干擾

分析振型的總數是不是合理。在新的規定中添加了振型參與要素的定義，而且指出了它的范圍。因為在過去的設計中，沒有認真的考慮過上述的概念，就算是存在的話，這個限制也不一定合乎當前的規范規定。所以，在開展運算的時候，要對具體的信息進行分析論述，而且要明確范圍。多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。

4.3 非結構構件的計算與設計

在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大，因此，必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。

5 結束語

總的來講，該項設計是一個非常耗時，而且很是繁瑣的活動，全部的在這個時期的不正確的內容都會使得總體的設計步驟變得非常繁瑣，或者是使得設計信息面對一些不利的現象。上述的內容是筆者在工作中的一些淺顯的認識，希望行內人士積極地指點。