高層建筑鋼筋混凝土結構設計應注意的事項

摘要：現如今，城市建筑發展迅猛，與建筑施工相關的新技術手段也應運而生。其中城市高層建筑的相關結構設計，就采用了鋼筋混凝土結構，以此讓建筑的高度進一步加高，形式更多樣，不斷為住戶帶來新體驗。本文將以高層建筑中鋼筋混凝土結構設計為切入點，并在此基礎上，探討其在設計階段應注意的問題及解決措施。

關鍵詞：高層建筑;鋼筋混凝土;結構設計;注意事項

隨著城鎮人口的增加，各種建筑不斷在城市中建設起來，人們對于建筑的安全性能和穩定性要求變得更高。當今的高層建筑結構設計中多采用鋼筋混凝土結構，在實際過程中需要注意多方面問題，以確保設計的合理性與可操作性。

一、高層建筑鋼筋混凝土結構設計的特點及類別

高層建筑的結構自身更多會受到豎向荷載的影響，隨著建筑高度不斷提高，自然風帶來的水平荷載、地震帶來的震動等，都成為了高層建筑在進行鋼筋混凝土結構設計時需要考慮的點。

按結構類型劃分，高層建筑鋼筋混凝土結構會用到剪力墻結構、框架結構、框剪結構、筒體結構等，其各自有各自的特點與優勢，依照其抗水平荷載與縱向荷載能力的結構體系的差異，可分別用于不同高度和不同內部空間結構特征的建筑。

二、高層建筑鋼筋混凝土結構設計時的注意事項

（一）把握結構選型及強度相關的問題

在高層建筑的設計過程中，需要依照建筑的前期總體規劃來進行，并確定建筑鋼筋混凝土結構的抗震等級，為了保證高層建筑工程的基礎類型達到相關的設計規范，可以在建筑的建設過程中是適當運用新型材料，同時優化施工結構，以此來保證建筑整體的結構穩定性，使建筑工程施工的相關品質達到施工要求。在完成建筑的結構選型后，需要依照此階段確定的高層建筑結構形式，對于高層建筑鋼筋混凝土結構的高度加以把控。

高層建筑鋼筋混凝土結構中，對變形縫需要在考慮建筑長度和結構分布建設部位中的應力要求的前提下進行斷開處理;在進行嵌固端設計時，著重要提高對于嵌固端上下相鄰樓層的抗震等級、剛度等內容的重視程度，以此確保建筑地下結構的頂部嵌固端發揮應有作用[1]。

（二）有關豎向結構設計

豎向結構是高層建筑中的非常重要的一部分，其設計的優劣直接關系到了建筑的安全性與穩定性，最終決定著建筑的品質。在設計豎向結構時，需要讓建筑整體最好呈下部大上部小逐漸變化的模式，這樣可以讓建筑更好的保證重心穩定，且豎向需要較為規整、均勻，不易出現較大的內收與外挑[2]。

如果建筑的外形結構并非上大下小的規整制式，則需要添加輔助設計來幫助建筑保持平衡，為保證建筑整體的穩定性和抗震能力，當豎向結構呈現內收時，該層的側向剛度不應小于相鄰上一層的70%，同時不應小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%。在進行設計時，樓層質量需要沿著高度進行均勻布置，樓層質量不宜大于相鄰下部樓層質量的1.5倍，A級與B級高度的高層建筑的樓層抗側力結構的層間受剪承載力與其相鄰上一層受剪承載力之間的關系不相同，前者為不宜小于其相鄰上一層樓層受剪承載力的80%，不應小于其相鄰上一層樓層受剪承載力的65%，后者為不應小于75%[3]。

（三）有關梁、板、柱設計

對于高層建筑中梁的設計，需要在此梁上添加附加筋，常規情況下都應有。其次，若是主次梁截面大小差不多，但次梁承受的負荷較大情況時，則需要在精確計算的基礎上添加吊筋與附加箍筋的數量;若是主梁的高度較大，次梁截面較小時，則主梁不用再添加附加箍筋。

在進行板的設計時，鋼筋之間的距離是需要格外把控的內容，鋼筋間留有較大距離有助于讓施工更便利，相反間距較小時則可以進一步改善板的裂縫情況，因此各有利弊。常用的鋼筋間距為70毫米到200毫米間，為使得拉筋布置更便利，人防頂板所用鋼筋直徑可以不同，但間距需相同。

高層建筑中圓柱中的鋼筋布置需要大于8根，為方便作業，地面上為圓柱，地下就應用方柱，在進行縱筋布置時，間距不應大于200毫米，柱子的斷面面積最好大于400*400，并控制混凝土的應用等級。異形柱中縱筋每排布置不應過多，在柱子端頭也不應布置太密，適宜用長柱[4]。

（四）需要判斷建筑結構計算的正確性

把握好結構計算階段對于建筑結構的內力分析，并根據當前國家的相關規范進行處理和設計，對于高層建筑的結構設計來說是很重要的。

首先需判斷地震力的擴大及建筑隔墻等對于結構自振周期的影響，各結構形式在不考慮折減因素時的自振周期應符合：鋼筋混凝土框架和框剪結構（公式1），鋼筋混凝土剪力墻結構（公式2）;按照該結構自振周期公式計算，其中H表示的是高層建筑的總高度（m），B表示的是高層建筑的總寬度（B）。

（五）有關抗震等級的設計

為保證高層建筑的抗震性能，在進行抗震設計時需要通過提高可能發生塑性形變的構件的延展性來實現，詳細說就是轉動能力、塑性耗能能力。構件應在契合有關計算與構造措施的前提下，依照烈度、結構形式、抗震設防分類等方向來確定不同的抗震等級。

梁也是整個建筑整體中最容易出現塑性形變的重要部位，影響梁的延展性的原因主要有發生破壞時的受壓區的高和混凝土的極限壓應變，因此要求梁的頂端需要具有較好的延展性，可以通過對于受拉鋼筋的配筋率和構件的截面尺寸進行控制，并讓梁內受壓鋼筋和箍筋的數量充足來實現。截面的寬度需要大于200毫米，其高度和寬度、凈跨和截面高度的比值都要小于4。

三、結語：

綜上所述，在對高層建筑鋼筋混凝土結構進行設計時需要從結構平面、梁、板、柱、抗震等級等多方面進行把控，并嚴格按照建筑相關規范去執行，從而保證建筑的品質與安全性達標，為人們提供舒適且安全的建筑。

參考文獻：

[1]黃航裕.淺談高層建筑鋼筋混凝土結構設計應注意的事項[J].綠色環保建材，2019（02）：94+97.

[2]支韶陽.一般高層建筑鋼筋混凝土結構設計應注意的幾個問題[J].糧食流通技術，2011（05）：12-14.

[3]張浩.淺談高層建筑鋼筋混凝土結構設計應注意的事項[J].河南建材，2012（01）：80-81.

[4]林海佳.高層建筑現澆鋼筋混凝土框架結構設計實例應用[J].住宅與房地產，2018（21）：118.

作者簡介：陳超（1978.12-），漢，男，安徽合肥人，本科，工程師，研究方向：結構設計。