高層鋼筋混凝土建筑結構設計核心思路研究

武文倩

摘? ? 要：文章簡單介紹了高層鋼筋混凝土建筑結構設計需要考慮的問題，針對高層鋼筋混凝土建筑結構設計展開了深入的研究分析，發(fā)表了一些建議看法，希望可以為高層鋼筋混凝土建筑結構設計提供一定的參考和幫助，提高高層鋼筋混凝土建筑結構設計有效性，更好地滿足建筑建設需要，促進我國建筑行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

關鍵詞：高層建筑;鋼筋混凝土;建筑結構;設計思路

1? 前言

近年來隨著人們對住房的要求越來越高，居民高層建筑的結構設計也是越來越復雜，而鋼筋混凝土作為高層建筑的靈魂所在，其結構設計工作是高層建筑建設過程中的重中之重，一旦其結構出現(xiàn)問題，將直接威脅到居住人們的人身財產(chǎn)安全，因此作為一個高層建筑結構設計工作者，應該本著可實行性的原則進行實地考察，在充分吸取前人經(jīng)驗教訓的情況下，結合現(xiàn)代高科技設計出符合人們實切需求的高層建筑。

2? 高層鋼筋混凝土建筑結構設計內(nèi)涵

鋼筋混凝土建筑結構，就是用鋼筋增強過的強度的混凝土制作出的一種建筑結構。此種建筑結構中使用鋼筋混凝土充當房屋的承重部分，并且這種結構在建筑過程中需要大量使用模板，并且與其他結構，例如鋼結構等相比有施工現(xiàn)場建設時間短、成本需求量較小、各項性能均較優(yōu)秀等特點。此種結構利用了鋼筋的韌性以及混凝土的強度[1]，建筑結構設計是建立在精密的計算基礎之上的，在設計過程中需要以鋼筋水泥結構的受力性能為基準，設計出符合規(guī)范同時能滿足使用者日常需求的建筑結構。在進行建筑結構設計的過程中想要對建筑結構的內(nèi)力進行準確的計算，計算的方式目前通常會選用有限元分析法與計算機技術相結合。在進行建筑結構設計工作時，需要遵循三條原則，首先需要滿足建筑的適用性。絕大部分建筑建成后其使用主體是人，所以在進行建筑結構設計時應當以人的具體需求為出發(fā)點，滿足大多數(shù)人的要求，使建筑能在市場上有較好的競爭力。第二，需要保證建筑的安全性。建筑是人們的棲身之所，想要保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全就需要保證建筑結構的絕對安全。第三，建筑建設的經(jīng)濟性。也就是建筑建設的成本需要在一定范圍內(nèi)，目前市場經(jīng)濟條件下，建筑行業(yè)發(fā)展十分迅速，以較低的成本建設完成一個建筑工程，能讓建筑企業(yè)獲得較高的利潤。

3? 高層鋼筋混凝土建筑結構設計應遵循原則

3.1? 安全性

在設計的合理的使用年限以內(nèi)建筑的結構應該可以承擔各種可能發(fā)生的突發(fā)情況。而且在發(fā)生了偶然事件以后，建筑物的結構必須要保持一定的穩(wěn)定特性。

3.2? 適用性

高層建筑建成后最終是由人來使用它，所以在對其進行結構設計時一定要綜合各方面因素考慮建筑的使用功能。比如說，在實際結構設計時，要對室內(nèi)空間布局有很好的構思，需要什么樣的空間就要選用什么樣的結構設計模型，在梁柱布置時，要充分考慮到該布局是否影響了室內(nèi)面積的實用性，是否妨礙了某種功能的使用等等[2]。只有在結構設計中保持良好的適用準則，才能使建筑自身的特點充分發(fā)揮其作用，更能贏得廣大消費者的喜愛，從而使企業(yè)實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。

3.3? 抗震性

針對高度在100m以上，同時需要承受不同強度抗震設防烈度等建筑物，在建筑物高度方面的要求存在明顯區(qū)別，一般盡量避免在抗震設防烈度八度區(qū)域建設超過300m高度建筑，高層鋼筋混凝土建筑更加適合建設在六度抗震設防烈度區(qū)域。綜合多個因素考慮，高層鋼筋混凝土建筑施工建設時需要充分考慮到區(qū)域抗震設防烈度，避免由于技術方面錯誤給人民生命財產(chǎn)帶來損失。

4? 高層鋼筋混凝土建筑結構設計核心思路探析

4.1? 注重建筑結構的抗震性能

高層建筑在居住使用過程中，其抗震功能非常重要，可以對于諸如地震類的自然災害有一定的抵抗能力，而高層建筑的抗震功能主要是依靠鋼筋混凝土結構來實現(xiàn)的，因此在進行高層建筑鋼筋混凝土結構設計時要將抗震性能設計作為其主要的影響因素和關鍵環(huán)節(jié)。而高層建筑在建設過程中若是其層數(shù)和結構剛度的突變系數(shù)較大，則應該多取其振型數(shù)，比如高層建筑房屋結構中所包含的多塔結構，頂部小塔樓以及轉換層等，在取其振型數(shù)時應選大于12的數(shù)，但是其大小仍然不能超過房屋總層數(shù)的三倍，而且對于具有彈性的樓板建筑在分析剛性要求時，其振型數(shù)的選取還要更大些[3]。

4.2? 注重高層建筑剪力墻設計

剪力墻作為高層建筑鋼筋混凝土結構中的關鍵，是保障高樓大廈本身可靠性重要手段，因此必須注重其設計。在進行剪力墻設計時應當注意在其端部配以邊緣構件，好比端柱，它具有約束柱功能，在高樓其樓層間及頂點位移足夠大，此時把柱體加大即截面積加大，此狀態(tài)才能最好發(fā)揮約束柱性能。除了做好剪力墻約束柱等設計，還要注重剪力墻抗變能力設計。在進行剪力墻抗變設計時，可采取剪力墻截面部分加設連梁，對于多肢墻變單肢墻，應當把連梁設計降弱一點，如果連梁設置過強會在發(fā)生地震時造成墻肢拉伸變形，給高樓帶來安全隱患，由此當進行鋼筋混凝土抗變形結構設計時，必須科學合理獲取剪力墻截面最大允許值，將連梁剛度作必要降低，符合最大值范圍內(nèi)。

4.3? 依據(jù)工程實際情況開展設計

建筑結構設計中，要結合工程具體情況，做到安全適用、經(jīng)濟全理、技術先進和確保質量。所選用的建筑方案在結構上要保證可行性，要保證結構方案在整體上是安全適用、經(jīng)濟合理的。如果結構方案在整體上存在缺陷應及時告知建筑專業(yè)并配合調(diào)整建筑方案。同時，為了滿足建筑的一些特殊功能要求，在不影響結構整體方案的前提下，對一些局部部位構件，結構應采取可靠措施盡量實現(xiàn)這些特殊功能要求。如在層高受到限制而使用凈高又不能降低致使結構必須采取造價相對較高的寬扁梁或無梁樓蓋方案時，在結構方案不能同時兼顧建筑立面效果內(nèi)部使用功能（比如房內(nèi)露梁現(xiàn)柱）等情況下，結構設計人員應及時知之相關專業(yè)設計人員，解釋說明每個方案的利與弊，在各方協(xié)商一致后找到最佳的綜合解決辦法。

4.4? 注重高層建筑的全面分析與構造設計

不同建筑物在體型方面有明顯區(qū)別，建筑結構往往會存在較多的可選方案，即使相對較為合理的結構方案，在具體的結構設計中還需要進一步分析計算，對其優(yōu)化完善。通過計算分析所獲取各項指標參數(shù)需要滿足相關規(guī)范，將其控制在合理范圍。如果周期和位移相對較小，則表明結構偏剛，存在較大的地震反應，同時工程項目建設成本也會有明顯增加。在建筑結構設計過程中，需要盡量保證結構自震周期與場地卓越周期之間出現(xiàn)較大偏差。與軟土場地結構相比，硬土場地結構偏柔，必須要做好各項扭轉指標的控制。另外，可以通過減少質心以及剛心偏離等方式實現(xiàn)對結構扭轉的有效控制[4]，實現(xiàn)對結構抗扭剛度的調(diào)整，提高整體抗扭轉水平，確保高層鋼筋混凝土建筑結構設計科學性和合理性，滿足人們在建筑方面需要。建筑結構還需要有較好的延性，根據(jù)強剪弱彎等原則，對薄弱結構和構件適當加強，注意柱軸壓比的控制，同時還需要通過加強構造設計等方式使結構延性得到保證。

5? 結語

目前我國正處于發(fā)展中國家行列，也就是說目前我國的各方面的建設工作正處于起步階段，鋼筋混凝土建筑結構在我國依然有較大的應用空間。在進行鋼筋混凝土結構設計時，設計人員需要考慮的因素有許多，并且一旦產(chǎn)生任意方面的遺漏都會造成嚴重后果，所以在進行施工設計以及現(xiàn)場施工過程中需要嚴格控制每一個步驟的進行，防止建成后建筑質量存在任何問題。

參考文獻：

[1] 王博，王識.高層混凝土建筑抗震結構設計分析[J].建材與裝飾，2018（2）：91.

[2] 吳晟，王福亮.高層鋼筋混凝土建筑結構設計核心思路分析[J].智能城市，2018（20）：46-47.

[3] 秦珊.高層鋼筋混凝土建筑結構抗震延性設計[J].綠色環(huán)保建材，2017（4）：59.

[4] 石磊.淺議民用高層鋼筋混凝土建筑結構設計優(yōu)化[J].低碳世界，2017（25）：148～149.