鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的若干問題探析

杜賀龍

摘 要：高層建筑的不斷發(fā)展，建筑工程在技術(shù)應(yīng)用及結(jié)構(gòu)設(shè)計上趨于多樣化。高層建筑在體型構(gòu)造和平面布置上也愈來愈復(fù)雜，這對于現(xiàn)代高層建筑設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析而言是一種挑戰(zhàn)，而設(shè)計鋼筋混凝土高層建筑的結(jié)構(gòu)時，其中有很多的細節(jié)及重點需要注意。文章就探析了高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的若干問題，為今后建設(shè)工程工作提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計

1 概述

目前，我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，國內(nèi)各行各業(yè)都取得了極大的發(fā)展，行業(yè)的整體水平在穩(wěn)步提高。其中，建筑業(yè)的提升水平是相對較快的，這和國家在基礎(chǔ)建設(shè)方面所投入的大量資金相關(guān)，也和廣大人民群眾的需求有關(guān)。建筑業(yè)的發(fā)展帶來了建筑技術(shù)，建筑形式，建筑材料等多元化的變革，其中鋼筋混凝土因其抗震性能好以及安全系數(shù)較高等諸多優(yōu)勢而被廣泛的使用。

2 高層建筑最常用的結(jié)構(gòu)形式分類

高層建筑對于低層建筑來說，在高層建筑的工程施工項目當中，伴隨著建筑工程的進一步增高，對建筑結(jié)構(gòu)的剛度要求顯然會比低層建筑的結(jié)構(gòu)剛度要求要高，所以，對高層建筑結(jié)構(gòu)常用的幾種形式進行深入的分析，保障建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及建筑結(jié)構(gòu)的承載安全性。

2.1 框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系一般比較適合高度相對較低的高層或者多層建筑采用，建筑的承重結(jié)構(gòu)基本上是根據(jù)柱體及梁體組成的豎向結(jié)構(gòu)體系，與此同時，還承受著水平方向上的荷載。在對框架結(jié)構(gòu)進行布置時傳力以及對稱均勻十分關(guān)鍵。對框架結(jié)構(gòu)來說，框架柱所承受的關(guān)鍵是壓應(yīng)力，是抗側(cè)力以及豎向承重的主要構(gòu)件。

2.2 筒體結(jié)構(gòu)體系

如今，時代的進步發(fā)展，高層建筑物的高度也在迅速的增長，以往的剪力墻結(jié)構(gòu)體系以及框架結(jié)構(gòu)體系等，都難以很好地滿足于建筑結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下對于建筑剛度、強度的要求。而筒體結(jié)構(gòu)體系正好可以將此缺陷彌補起來，它是在剪力墻結(jié)構(gòu)及框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，簡而言之，就是一種由剪刀墻或者若干片框架縱橫交接而圍成的筒狀封閉骨架結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)體系不但在抵抗水平荷載作用的方面展現(xiàn)出很好的剛度特性，還能夠把使用的空間進行相應(yīng)的擴大。

2.3 剪力墻的結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系的原理是運用建筑物墻體來進行抵抗相應(yīng)的側(cè)力以及豎向的承重。剪力墻因受到樓板構(gòu)件的跨度限制而使墻間距一般在3至8m間，也因此剪力墻結(jié)構(gòu)只適合房間較小的旅館、住宅類建筑使用。剪力墻利用的材料一般為鋼筋混凝土，其澆筑方法很多，有內(nèi)、外墻均為現(xiàn)澆的類型，也有外墻采用預(yù)制墻板、內(nèi)墻為現(xiàn)澆的類型，還有一類就是內(nèi)、外墻都采用預(yù)制墻板裝配而成。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理和要求

3.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理

為能更好地適應(yīng)建筑的要求，利用鋼筋混凝土，即在混凝土中加入鋼筋以改善混凝土的性能是非常有必要的舉措。這樣能夠使建筑在拉應(yīng)力的抵抗方面得到非常大的提升，而鋼筋的混凝土也會使混凝土部分的抗壓性得到很大的提升，兩者的有機結(jié)合，對保障建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有著非常重要的作用。

3.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)要按照建筑所用的建筑材料以及所處的地理環(huán)境來區(qū)分不同的理念，因為每個地域的建筑結(jié)構(gòu)需求、風格以及政府的政策法規(guī)不一樣，設(shè)計者對建筑的設(shè)計理念也會不相同，因此，在設(shè)計建筑時會有很大的區(qū)別存在。在我國，設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，關(guān)鍵要考慮建筑的穩(wěn)定性，按照對我國地理環(huán)境的進一步分析，建筑的穩(wěn)定性是抗震性的基礎(chǔ)，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程當中，要注重建筑的抗震性。

4 鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

4.1 設(shè)計者不注重設(shè)計的規(guī)范性以及新知識的學習

因建筑業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致建筑規(guī)范也在不斷發(fā)生變化，所以，建筑設(shè)計領(lǐng)域的工作者們要強化對建筑規(guī)范的學習力度，不斷將新舊知識進行對比，進行更新，以免在設(shè)計過程中有違規(guī)的情況出現(xiàn)，以至于產(chǎn)生安全隱患。但是很多設(shè)計工作者太過依賴他人的幫助或是相信計算機設(shè)計軟件，自己不主動研究新的建筑規(guī)范以及知識，這樣不僅會使建筑設(shè)計方案中存在極大的安全隱患，還會令他自己的設(shè)計水平不升反降，給設(shè)計帶來很大的質(zhì)量問題。

4.2 設(shè)計者只注重計算，忽視概念設(shè)計

很多設(shè)計者在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般會根據(jù)建筑專業(yè)提供的建筑圖來校對、建立及計算結(jié)構(gòu)的模型，雖然結(jié)構(gòu)安全得以保證，但卻沒有注重總結(jié)，讓設(shè)計水平不能取得很大的進步，這就要從設(shè)計概念出發(fā)。結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計是保障結(jié)構(gòu)其抗震性能優(yōu)良的設(shè)計方式，是避免鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)在設(shè)計中走彎路的技術(shù)保證，也是通過實踐的總結(jié)而得出的結(jié)晶。設(shè)計者如果單單重視概念的設(shè)計，在實際工程當中，就會按照總結(jié)的經(jīng)驗對結(jié)構(gòu)方案以及抗震布置進行選擇，采取減小扭轉(zhuǎn)與強化扭轉(zhuǎn)剛度的措施，并且對結(jié)構(gòu)的薄弱部位加以預(yù)測，采取相應(yīng)的措施，以防薄弱層過早被破壞，避免局部破壞所造成的連鎖反應(yīng)。所以，在設(shè)計時，要堅持結(jié)構(gòu)計算以及總結(jié)經(jīng)驗的運用，堅持腳踏實地的工作，保障在實踐過程中，使設(shè)計水平和設(shè)計修養(yǎng)進一步提升。

4.3 嵌固端設(shè)計的問題

如今，很多高層建筑物的人防及地下室都在兩層或者兩層之上，所以設(shè)置嵌固端也許會在地下室的頂板位置或者人防的頂板位置，設(shè)置嵌固端時，結(jié)構(gòu)的建筑師及設(shè)計師通常會忽視設(shè)置嵌固端所帶來的困擾，例如：上下層的剛度、上下層的抗震等級以及樓板設(shè)計的統(tǒng)一性等問題，在設(shè)計當中忽視任何問題都可能帶來高層建筑結(jié)構(gòu)的安全隱患，所以這就要求建筑師及設(shè)計師在設(shè)計鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)時，要著重對嵌固端進行設(shè)置。

4.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，對于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性所規(guī)范的內(nèi)容變化很大，在以前結(jié)構(gòu)的規(guī)則性規(guī)范中新增了許多規(guī)范條件，例如，比較嵌固端的豎向的規(guī)則性、上下層剛度的信息及平面規(guī)則性等，在新的規(guī)范中，出現(xiàn)很多強制性的規(guī)定，所以在高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要遵守設(shè)計規(guī)范當中的具體內(nèi)容，進而可以避免施工中設(shè)計要求的更改。

4.5 短肢剪力墻的設(shè)計問題

在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范中，高層建筑上運用短肢剪力墻的限制非常多，所以，設(shè)計高層建筑時，建筑師應(yīng)盡可能地減少短肢剪力墻的使用，進而以防在設(shè)計工程里增加麻煩。

4.6 基礎(chǔ)設(shè)計及地基設(shè)計問題

在對高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，基礎(chǔ)設(shè)計以及地基設(shè)計為建筑師以及結(jié)構(gòu)工程師比較重視的問題，建筑物的地基設(shè)計以及基礎(chǔ)設(shè)計對設(shè)計的后期工作有很大的影響，而且會對整個工程的造價帶來影響，因此，在這一階段中所遇到的問題會對整個工程造成嚴重的損失。在基礎(chǔ)設(shè)計以及地基設(shè)計過程中要注重規(guī)范的關(guān)鍵性，如果單靠《基礎(chǔ)以及地基設(shè)計的規(guī)范》是無法滿足設(shè)計需求的，所以在進行地基設(shè)計以及基礎(chǔ)設(shè)計的過程當中，要對地方性的規(guī)范有深入的研究探討，進而減少對高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計時產(chǎn)生不利的影響。

4.7 結(jié)構(gòu)超高的問題

鋼筋混凝土在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計當中，在抗震規(guī)范中對高層建筑的總高度要求非常嚴格，特別是在新規(guī)范當中，除了增加建筑物的B級高度，還要把之前限制的高度改為A級高度，所以，在對高層結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，要嚴格地將建筑物的高度控制到位，進而減少重新設(shè)計或者不符合要求等問題的發(fā)生，對高層結(jié)構(gòu)設(shè)計工程的工期影響也相對減少。

5 結(jié)束語

鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)是建筑工程里的核心部分，設(shè)計過程當中，在深刻熟悉工程的基礎(chǔ)上，要和鋼筋混凝土的施工環(huán)境以及高層結(jié)構(gòu)所起的作用相結(jié)合起來，再進行詳細的設(shè)計，文章通過對鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中所遇到的問題進行了分析總結(jié)，為今后建設(shè)工程的工作提供了非常有利的借鑒。

參考文獻

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