探討鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題

摘 要：本文對(duì)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討，為今后建設(shè)工程工作提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑結(jié)構(gòu)；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

一、高層建筑常用結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)

高層建筑相對(duì)于低層建筑而已，在高層建筑工程施工項(xiàng)目中，隨著建筑工程的高度增高，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的剛度要求自然要比低層建筑的結(jié)構(gòu)剛度要求更高，因此，分析高層建筑結(jié)構(gòu)常用的幾個(gè)形式，保證建筑結(jié)構(gòu)的承載安全與建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

1.1框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系通常比較適合多層或者高度相對(duì)較低的高層建筑采用，建筑的承重結(jié)構(gòu)主要是由梁體和柱體組成的豎向結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)還承受著水平方向上的荷載。在布置框架結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)稱(chēng)均勻以及傳力直接等十分重要。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)而言，框架柱承受的主要是壓應(yīng)力，是豎向承重以及抗側(cè)力的主要構(gòu)件。

1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系的原理是利用建筑物墻體來(lái)進(jìn)行豎向的承重以及抵抗相應(yīng)的側(cè)力。剪力墻因受到樓板構(gòu)件的跨度限制而使得墻間距通常在3～8米之間，也因此剪力墻結(jié)構(gòu)只適合一些房間較小的住宅、旅館類(lèi)建筑使用。剪力墻采用的材料通常為鋼筋混凝土，其澆筑方法較多樣，有內(nèi)、外墻均為現(xiàn)澆的類(lèi)型，也有內(nèi)墻為現(xiàn)澆、外墻采用預(yù)制墻板的類(lèi)型，還有一類(lèi)就是內(nèi)、外墻均采用預(yù)制墻板裝配而成。

1.3 筒體結(jié)構(gòu)體系

隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，高層建筑物的高度也在不斷的增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)體系以及剪力墻結(jié)構(gòu)體系等都已無(wú)法很好滿足建筑結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下對(duì)于建筑強(qiáng)度、剛度的要求了。而筒體結(jié)構(gòu)體系恰好彌補(bǔ)了這一缺陷，它是在框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，簡(jiǎn)言之就是一種由若干片框架或剪刀墻縱橫交接而圍成的筒狀的封閉骨架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系不但能夠?qū)⑹褂每臻g進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)大，還在抵抗水平荷載作用的方面展現(xiàn)出良好的剛度特性。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理和要求

2.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理

為了能更好地適應(yīng)建筑的需求，采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十分必要的舉措。這樣能夠使得建筑在拉應(yīng)力的抵抗方面得到較大的提升，而鋼筋混凝土也會(huì)使混凝土部分的抗壓性得到相應(yīng)的提升，二者有機(jī)結(jié)合在一起，對(duì)于保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有著十分重要的作用。

2.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑處在的地理環(huán)境以及所用的建筑材料來(lái)區(qū)分不同的理念，因?yàn)槊總€(gè)地域的風(fēng)格、建筑的結(jié)構(gòu)需求及政府政策的法規(guī)不同，設(shè)計(jì)師對(duì)建筑的設(shè)計(jì)理念也會(huì)不同，所以，在設(shè)計(jì)建筑時(shí)會(huì)存在很大差別。在我國(guó)，設(shè)計(jì)建筑的結(jié)構(gòu)時(shí)，主要考慮的是建筑的穩(wěn)定性，則根據(jù)對(duì)我國(guó)地理環(huán)境的分析，建筑的穩(wěn)定性是在抗震性的方面，因此在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，要重視建筑的抗震性。對(duì)建筑尺寸的比例，要進(jìn)行精確計(jì)算，使得建筑可以更好地承受各個(gè)方面的載荷。

三、鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

3.1 設(shè)計(jì)者不看重概念設(shè)計(jì)，只注重計(jì)算

許多設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，往往都會(huì)按建筑專(zhuān)業(yè)所提供的建筑圖來(lái)建立、校核和計(jì)算結(jié)構(gòu)的模型，雖然保證結(jié)構(gòu)的安全了，但是卻沒(méi)有注重總結(jié)，讓設(shè)計(jì)的水平?jīng)]有得到很大的提升，這就要從概念設(shè)計(jì)這個(gè)方面來(lái)出發(fā)。結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)是確保結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)良的一種設(shè)計(jì)方法，是從實(shí)踐中不斷的總結(jié)出來(lái)的結(jié)晶，是避免鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中走彎路的技術(shù)保障。設(shè)計(jì)者若注重概念設(shè)計(jì)，在實(shí)際的工程中，就會(huì)根據(jù)總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)抗震的布置與結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇，采取強(qiáng)化扭轉(zhuǎn)剛度與減小扭轉(zhuǎn)的措施，并且預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的薄弱部位，采取應(yīng)對(duì)措施，防止薄弱層的過(guò)早破壞，避免局部破壞導(dǎo)致的連鎖反應(yīng)。就結(jié)構(gòu)體系方面來(lái)講，應(yīng)對(duì)平面的布置規(guī)制性給予足夠的重視，為了能夠保證建筑結(jié)構(gòu)在平面布置上的對(duì)稱(chēng)性，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力，應(yīng)參照建筑的設(shè)計(jì)盡可能的將結(jié)構(gòu)平面的布置方式設(shè)計(jì)成具有良好抗風(fēng)、抗震性能的類(lèi)型，保證其結(jié)構(gòu)在平面的設(shè)計(jì)上能夠有明確的合理的荷載傳遞路徑以及計(jì)算簡(jiǎn)圖。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，要堅(jiān)持總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)計(jì)算的運(yùn)用，堅(jiān)持腳踏實(shí)地的工作，保證實(shí)踐的過(guò)程中使得設(shè)計(jì)修養(yǎng)與設(shè)計(jì)水平不斷提升。

3.2 設(shè)計(jì)者不注重設(shè)計(jì)的規(guī)范性以及新知識(shí)的學(xué)習(xí)

由于快速的發(fā)展，使得建筑規(guī)范也在不斷的改變，因此，建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的工作者必須要加強(qiáng)對(duì)于建筑規(guī)范的學(xué)習(xí)力度，不斷對(duì)比新舊知識(shí)從而進(jìn)行更新，避免在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)違規(guī)的情況，導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。但是一些設(shè)計(jì)工作者過(guò)于相信計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件或者是依賴(lài)他人的幫助，自己不主動(dòng)去研習(xí)新的知識(shí)及建筑規(guī)范，這樣不僅會(huì)令他自己的設(shè)計(jì)水平不升反降，還可能會(huì)使建筑設(shè)計(jì)方案中存在極大的安全隱患，給設(shè)計(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。比如，在近幾年出臺(tái)的條令中明文規(guī)定了建筑物不可以采用嚴(yán)重不規(guī)制的設(shè)計(jì)方案。

3.3 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，對(duì)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，如比較嵌固端的上下層剛度的信息、豎向的規(guī)則性以及平面的規(guī)則性等，在新規(guī)范里，出現(xiàn)了強(qiáng)制性規(guī)定，因此高層建筑物在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵守設(shè)計(jì)規(guī)范的內(nèi)容，從而能夠避免施工中設(shè)計(jì)要求的改變。

3.4 嵌固端設(shè)計(jì)的問(wèn)題

目前許多高層建筑物的地下室和人防都在兩層或兩層之上，因此設(shè)置嵌固端可能會(huì)在人防頂板的位置或者在地下室的頂板位置，在進(jìn)行嵌固端的設(shè)置時(shí)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)師及建筑師常常會(huì)忽略設(shè)置嵌固端所帶來(lái)的問(wèn)題，例如：上下層的抗震等級(jí)、上下層的剛度及樓板設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性等問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中若忽略任何問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的安全隱患，因此這就要求設(shè)計(jì)師及建筑師設(shè)計(jì)鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)時(shí)，要注意設(shè)置嵌固端的問(wèn)題。

3.5 短肢剪力墻的設(shè)計(jì)問(wèn)題

對(duì)于鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范里，在高層建筑上應(yīng)用短肢剪力墻的限制很多，因此在高層建筑的設(shè)計(jì)里，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)師及建筑師應(yīng)盡量減少使用短肢剪力墻，從而防止在工程的設(shè)計(jì)中及其以后的設(shè)計(jì)里增加麻煩。

3.6 結(jié)構(gòu)超高的問(wèn)題

鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)里，在抗震的規(guī)范里對(duì)高層建筑總的高度的要求十分嚴(yán)格，尤其是新的規(guī)范里，除了把以前限制的高度改為了A級(jí)高度外，還增加建筑物的B級(jí)高度，因此在設(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)時(shí)，要嚴(yán)格地控制好建筑物的高度，繼而減少不符合要求或者重新設(shè)計(jì)等問(wèn)題的發(fā)生，對(duì)工程工期以及高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)影響減少。

3.7 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及地基設(shè)計(jì)問(wèn)題

在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)里，地基設(shè)計(jì)以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)工程師及建筑師較為重視的一個(gè)問(wèn)題，建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及地基設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)的后期工作有著直接的影響，

并且對(duì)于整個(gè)工程造價(jià)而言地基設(shè)計(jì)有著重要作用，所以在這一階段里存在的問(wèn)題會(huì)對(duì)整個(gè)的工程產(chǎn)生嚴(yán)重的損失。在地基設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意規(guī)范的重要性，若只靠《基礎(chǔ)以及地基設(shè)計(jì)的規(guī)范》是不能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，因此在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以地基設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)地方性的規(guī)范有一個(gè)深入的研究考察，從而避免或減少對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工作中產(chǎn)生的影響。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)為建筑工程里重要的部分，設(shè)計(jì)的過(guò)程中，在深刻了解工程的基礎(chǔ)上，應(yīng)該與鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)起到的作用以及施工環(huán)境相結(jié)合，再詳細(xì)的進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)分析，為今后建設(shè)工程工作提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]張媛媛.淺談鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)[J].城市建設(shè)，2011（17）.

[2]王佳慧.關(guān)于鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題的探討[J].民營(yíng)科技，2011（7）