高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

文/韓碩 中國(guó)中原對(duì)外工程有限公司 北京 100026

高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

文/韓碩 中國(guó)中原對(duì)外工程有限公司 北京 100026

本文首先探討了高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)原則，并探討了高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問(wèn)題，最后給出了幾點(diǎn)提高高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵，為高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供資料參考。

高層建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是確保高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵。近年來(lái)，我國(guó)建筑技術(shù)進(jìn)步顯著，高層建筑作為一種受大眾歡迎的建筑樣式，其建筑技術(shù)更是發(fā)展迅速。高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是高層建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，更是保證建筑使用壽命和施工安全的關(guān)鍵。但由于我國(guó)現(xiàn)代建筑技術(shù)起步較晚，由于技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)的不足，在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也經(jīng)常出現(xiàn)一些問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，如何在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重視這些問(wèn)題，不斷提高高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，已然成為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

一、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)原則

1、保證高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，影響著高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。如果高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達(dá)不到要求，必然會(huì)導(dǎo)致工程建設(shè)安全性難以保障，并對(duì)建筑施工質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重影響。在人們對(duì)建筑質(zhì)量要求和安全要求不斷提高的今天，必須確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠在設(shè)計(jì)年限內(nèi)滿足符合要求，并保證高層建筑在突發(fā)事件和偶人事件中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。這是高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須關(guān)注的問(wèn)題。

2、確保高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性

建筑工程投資額度大、建設(shè)周期長(zhǎng)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為高層建筑的結(jié)構(gòu)主體，其設(shè)計(jì)質(zhì)量影響著高層建筑的使用壽命。為了提高對(duì)資源的利用效率，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須保證耐久性需求，以延長(zhǎng)建筑的使用壽命。這不僅是建筑工程建設(shè)的主要目標(biāo)，同樣也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作重點(diǎn)。只有不斷提高鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和功能連續(xù)性，才有助于提高高層建筑的耐久性和使用壽命。

3、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)主體的重要組成部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響著建筑能夠?qū)崿F(xiàn)其設(shè)計(jì)功能。鋼筋混凝土在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅要考慮到安全性、耐久性，還必須針對(duì)用戶的需求進(jìn)行合理的功能性設(shè)計(jì)，以保證建筑整體設(shè)計(jì)能夠符合建筑的功能需求。只有這樣，才能夠保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠在符合建筑功能設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，對(duì)于裂縫、撞擊、地震和形變等影響因素具有較好的抵御能力，為用戶提供安全、舒適的建筑使用環(huán)境。

二、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

1、短肢剪力墻的設(shè)計(jì)

高層建筑短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm，各短肢截面高度和厚度比大于4小于8的剪力墻。高層建筑的短肢剪力墻不僅是確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震性能的關(guān)鍵，還是建筑主體荷載的重要功能單元。在設(shè)計(jì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，一定要注意不能完全采用短肢剪力墻，應(yīng)該保證在高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)成的范圍內(nèi)，盡量減少短肢剪力墻的數(shù)量，以降低高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的難度。

2、結(jié)構(gòu)體系的選擇

現(xiàn)如今，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方案有很多，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要做好結(jié)構(gòu)體系的選擇。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的選擇要求在保證混凝土結(jié)構(gòu)剛度的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以保證鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3、結(jié)構(gòu)高度的控制

高層建筑在設(shè)計(jì)中對(duì)抗震性能有著比較嚴(yán)格的要求，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直接影響著建筑的抗震性能。為了保證建筑的抗震性能符合要求，就一定要做好鋼筋混凝土建筑的高度控制。在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常會(huì)出現(xiàn)超高的問(wèn)題，這不利于高層建筑物抗震性能的實(shí)現(xiàn)，由于不同高度會(huì)出現(xiàn)不同級(jí)別的設(shè)計(jì)規(guī)范形式，因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度出現(xiàn)變化時(shí)，特別是出現(xiàn)超高問(wèn)題時(shí)，要重新進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。

三、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、加強(qiáng)抗震功能

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證建筑抗震性能的關(guān)鍵，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要格外重視抗震設(shè)計(jì)。我國(guó)建筑領(lǐng)域?qū)ㄖ?gòu)造和抗震計(jì)算的方法比較簡(jiǎn)單，對(duì)于軸壓比、配筋率和梁柱承受力更是缺乏嚴(yán)格的規(guī)定。這導(dǎo)致在高層建筑設(shè)計(jì)中，經(jīng)常由于忽視抗震設(shè)計(jì)，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)不到抗震要求。雖然這能夠極大的降低建筑成本和造價(jià)，但當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生時(shí)，建筑和人員安全卻難以保證。因此，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要在成本控制的前提下，不斷強(qiáng)化建筑的抗震性能。

2、合理運(yùn)用高強(qiáng)混凝土

高強(qiáng)混凝土是指強(qiáng)度等級(jí)高于C60的混凝土，高強(qiáng)混凝土由水泥、石原材料外加粉煤灰、F礦粉和硅粉等混合組成，高強(qiáng)混凝土相比于普通混凝土，具有抗壓強(qiáng)度高、抗性變能力強(qiáng)、密度大、孔隙率低的特點(diǎn)。但高強(qiáng)混凝土相比于普通混凝土，成本和造價(jià)卻略高。高強(qiáng)混凝土在高層建筑中的合理應(yīng)用，能夠提高高層建筑鋼筋混凝提結(jié)構(gòu)的性能，并提高工程使用壽命。但在應(yīng)用高強(qiáng)混凝土與高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要做好成本的控制，在保證工程造價(jià)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上降低基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)難度，提高高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3、提高耐久性

必須加強(qiáng)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)，在原來(lái)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，沒(méi)有完全考慮建筑物在實(shí)際運(yùn)作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導(dǎo)致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對(duì)一般的高層建筑混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要都集中在造價(jià)、材料上，所以只有造價(jià)小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才是滿意的設(shè)計(jì)。如今人們的生活水平不斷地提高，對(duì)工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟(jì)成為主要矛盾時(shí)，就要果斷地放棄經(jīng)濟(jì)這個(gè)指標(biāo)。

綜上所述，高層建筑作為一種節(jié)約土地資源和城市空間資源的優(yōu)秀建筑樣式，其在城市化建設(shè)和發(fā)展中發(fā)揮著巨大的作用。高層建筑由于高度高、工程量大、技術(shù)要求嚴(yán)格，想要實(shí)現(xiàn)提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗震性和使用壽命的目的，必須首先做好鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高其安全性、耐久性和抗震性能，為社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[1］韓喜娟.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題初探[J］.城市建設(shè)理論研究：電子版，2015， 5（14）.

[2］楊浩，任博遵.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題探究[J］.城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（15）.