淺析高層建筑鋼筋混凝土結構設計問題

宮憲武

摘要：改革開放以來，我國國民經濟整體地迅速發展，國內各個行業都得到了巨大的發展，整體的行業水平穩步提高，其中，建筑行業的提升水平是比較快的，這與國家在基礎建設方面投入的大量資金有關，也與人民群眾的客觀需求有關。建筑行業的發展帶來了建筑形式，建筑技術，建筑材料等的多元化變革，其中鋼筋混凝土因為安全系數高，抗震性能好等諸多優點而被廣泛使用。

關鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土；結構設計

隨著高層建筑的興起，建筑工程在結構設計和技術應用上也趨于多樣化。高層建筑在平面布置和體型構造上也越來越復雜化，這對現代高層建筑設計和結構分析來說，無疑是一種挑戰。而在對鋼筋混凝土高層建筑進行結構設計時，其中有許多的重點和細節需要加以注意。

1高層建筑中的鋼筋混凝土結構設計內涵

隨著鋼筋混凝土結構應用于高層建筑越來越廣泛，要想保證高層建筑混凝土結構設計達到規范規定的標準，就必須遵循一定的原則，加強高層的建筑結構的使用維護、施工及設計。其原則需求主要表現在：第一，安全性。在設計的合理的使用年限以內的高層建筑的結構時應該可以承擔各種可能發生的突發情況。而且在發生了偶然事件以后，建筑物的結構必須要保持一定的穩定特性。第二，耐久性。在設計的可以使用的年限以內，高層建筑的結構應該具有一定的耐久性。第三，適用性。在它能夠合理使用的年限以內，高層建筑結構的設計應該可以滿足使用的要求，具有較好的抗振、抗裂縫或者抗變形的性能。

2結構選型中常見的問題

2.1結構規則性的問題。在建筑結構設計中，對于結構規則性的內容規范有很大的變化，在舊的結構規則性規范中增加了很多新的規范條件，比如平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比較的信息以及豎向規則性信息等，并且在新的規范中，采用強制性的規定，所以在高層建筑物結構設計時，應該遵循設計的規范內容，從而可以有效避免施工中要求設計的改變。

2.2嵌固端的設計問題。目前很多的高層建筑物都有兩層或者兩層以上的人防地下室，所以嵌固端可能設置在人防的頂板位置處，也可能設置在地下室頂板的位置處，在設置嵌固端時，建筑師以及結構設計師很容易忽略嵌固端的設置帶來的問題，如：嵌固端上下層的剛度、樓板的設計以及上下層抗震等級的統一性以及結構整體計算時嵌固端的位置等一系列的問題，如果在設計中忽略任何一個問題都可能對高層建筑結構造成安全隱患，所以這就要求建筑師以及設計師在鋼筋混凝土高層結構設計時，注意嵌固端設置的問題。

2.3短肢剪力墻設計的問題。在鋼筋混凝土高層結構設計的規范中，對短肢剪力墻在高層建筑中應用有很多的限制，所以在高層建筑設計中，建筑師以及結構設計師應該盡量減少或者避免采用短肢剪力墻，從而可以有效避免工程設計中增加不必要的麻煩。

2.4結構超高問題。在鋼筋混凝土高層結構設計中，對于高層建筑的總高度在抗震規范中具有嚴格的要求，特別是新規范中，除了將原來的限制的高度設置為A級高度，還增加了B級建筑物的高度，所以在高層結構設計時，應該嚴格控制建筑物高度，從而可以減少重新設計以及不符合要求等問題，減少對高層結構設計以及工程工期的影響。

3地基與基礎設計問題

地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎在整個工程造價中起決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入的學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

4高層建筑鋼筋混凝土結構的設計規范

4.1高層建筑鋼筋混凝土結構抗震功能的設計。高層建筑鋼筋混凝土的抗震設計是建筑設計中的關鍵因素之一，在進行工程圖紙設計時，房屋的結構按照其抗震的設防進行分類，其中房屋抗震的等級可以依據房屋結構類型、烈度和高度來按照國家抗震規范來確定。高層房屋結構的層數多或者房屋結構的剛度突變系數較大的話，其振型數則應該多取，

4.2加強對高強砼和高強鋼筋的合理設計。為了可以有效地降低基本設施實施的難度與工程造價，在高層建筑混凝土結構設計中，要合理地使用高強混凝土和高強度鋼筋。高層建筑的總造價一般包含框架結構的基礎物料、施工及材料費用等，其中影響房屋造價比較大的是構筑件截面積和用鋼量，所以，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設計的時候合理地使用高強度鋼筋和高強混凝土，這樣可以大幅度地節約建筑的成本。若高層的建筑設計是在厚軟的地基上面的話，由于矗立在地基上面的荷載比較大，所以應該高效合理地使用高強混凝土及高強鋼筋來優化構件的截面積，用來減少結構的重量，這樣可以明顯地降低基本設施的實施難度和工程的造價，用來取得較好的經濟效果。

4.3加強對高層建筑構造周期性折減系數設計。在框架結構中，當采用砌體來填充墻體時，折減系數在計算周期時取0.6~0.7；當采用輕質的砌塊或者墻體少時，折減系數在計算周期時取0.7~0.8；當采用輕質的墻板時，折減系數在計算周期時取0.9。除了沒有墻的框架結構，其余都要進行適量的折減。在框架結構與頂蓋結構設計中，填充墻會直接使結構的實際剛度大于設計時的剛度，所以這就會導致計算周期遠遠大于結構的實際周期。因此，計算出的結構剪力比較小時，這就會使房屋建筑的結構不安全，所以要把建筑物的結構計算周期進行適當的折減，只有這樣建筑的效果才能有所改善。

4.4提高高層建筑耐久功能。在高層建筑鋼筋混凝土的結構設計中若以優化結構設計為主要目的，則要根據設計規范來處理主要問題，認清主次，通過多種目標與單一目標的優化使設計的效果令人滿意。因此，必須加強房屋耐久性設計，在原來的混凝土結構設計方案中，混凝土結構設計的耐久性往往沒有得到設計人員充分的考慮，其實就是在規定的使用年限內對于用戶的各種正常使用要求均能夠滿足。在對一般的高層建筑混凝土進行設計時，主要都集中在造價、材料上，所以只有造價小、材料少的結構設計才是滿意的設計。如今人們的生活水平不斷地提高，對工程的質量要求也相應地得到提高，所以當建筑物的特殊使用要求或者技術要求與經濟成為主要矛盾時，就要果斷地放棄經濟這個指標。

5結語

高層建筑的鋼筋混凝土結構設計是一個比較復雜的過程，每個小失誤都有可能導致建筑出現各種質量問題。結構設計師在設計過程中，應該嚴格按照國家相關規定，認真分析、科學計算，確保高層建筑的整體質量和結構安全。

參考文獻

[1] 葛斌.淺析鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題[J].中國高新技術企業,2011(16).

[2] 崔立成.鋼筋混凝土高層結構設計中的幾個問題[J].中國新技術新產品,2010(01).