高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

鞠維嘉

摘 ? ?要：在經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)發(fā)展的形勢下，土地資源愈發(fā)緊張，并且，人們對自身居住環(huán)境同樣提出了許多新的要求，為了解決人們不斷提升的對房屋的需求和緊張的土地資源之間的矛盾，加大高層建筑工程的建設(shè)力度就變得愈發(fā)重要。現(xiàn)階段，高層建筑的主要材料仍然為鋼筋混凝土，本文主要針對高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。

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

1 ?前言

在我國當(dāng)前高層建筑工程數(shù)量不斷提升的形勢下，建筑工程所采取的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平以及專業(yè)技術(shù)能力都獲得了進(jìn)一步的發(fā)展。加之人們對建筑工程整體要求的不斷提升，建筑工程樓層數(shù)量隨之增加，這一發(fā)展與轉(zhuǎn)變，也為高層建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了許多新的要求。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)依然是當(dāng)前高層建筑工程的主要型式，因此，為了確保高層建筑整體質(zhì)量與性能，對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的分析就變得愈發(fā)重要。

2 ?高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)選型

2.1 ?結(jié)構(gòu)體系的常見類型

剪力墻結(jié)構(gòu)因?yàn)槠鋭偠却螅徽际覂?nèi)空間，且基本能做到室內(nèi)不露梁柱，因此在高層住宅中得到廣泛應(yīng)用。剪力墻截面盡可能采用“L”型、“Z”型、“T”型以及“十”字型等形式，不僅具有較強(qiáng)的可靠性，同時(shí)橫縱剛度也相對較強(qiáng)且接近，可滿足規(guī)范要求的“兩個方向側(cè)向剛度不宜相差過大”的要求。

框剪結(jié)構(gòu)是將框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，形成整體。這種體系，既能較好地滿足建筑平面布置靈活性，又能夠獲得比較好的抗震性能。一般用于酒店、辦公、公寓等。

框筒結(jié)構(gòu)是外圍框架與剪力墻組成的核心筒共同發(fā)揮作用的結(jié)構(gòu)型式，近年來得到了大量應(yīng)用，因?yàn)楹诵耐驳膭偠却螅惺艿乃胶奢d遠(yuǎn)大于普通剪力墻結(jié)構(gòu)及框剪結(jié)構(gòu)，因此，高度超過百米的公共建筑應(yīng)用較多。

2.2 ?如何選取結(jié)構(gòu)體系

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)體系選取屬于首要解決的問題。不但要考慮建筑平面、使用功能，更與建筑高度息息相關(guān)。以住宅為例：普通12層左右的建筑，往往采用剪力墻含部分短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)型式，一方面，能很好地滿足結(jié)構(gòu)布置與建筑平面的有機(jī)統(tǒng)一，另一方面，也能做到在保證安全的前提下得到相對經(jīng)濟(jì)的結(jié)果。16層以上的高層住宅一般采用的是剪力墻結(jié)構(gòu)（可能局部布置極少量的框架柱），這樣在保證平面布置盡量不露梁、墻的前提下，獲得足夠的豎向承載力及抗側(cè)剛度，滿足整體功能的需要。

3 ?高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常用措施

3.1 ?概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)貫穿于設(shè)計(jì)的整個階段。方案階段，應(yīng)配合建筑師選擇既滿足使用功能，又對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置;預(yù)估豎向構(gòu)件的布置及主要框架梁的位置、大小等;并根據(jù)方案布置，判斷結(jié)構(gòu)的薄弱部位;必要時(shí)建模進(jìn)行初步的計(jì)算，以確定結(jié)構(gòu)方案的可行性。初步設(shè)計(jì)階段，根據(jù)前期工作，進(jìn)一步精細(xì)化建模計(jì)算，確定主要梁板柱墻的位置及尺寸，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，并提出相應(yīng)的解決措施。施工圖階段，主要是落實(shí)前期的所有措施到圖紙上，使抽象的建筑能真正得到實(shí)施。概念設(shè)計(jì)就是保證建筑實(shí)現(xiàn)抗震性能良好、傳力清晰明確、功能與經(jīng)濟(jì)性完善統(tǒng)一的目的。

3.2 ?各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)

結(jié)構(gòu)布置要滿足安全、經(jīng)濟(jì)的要求，要滿足各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)：位移比、周期比、剛度比、剪重比、軸壓比等都是重要的控制指標(biāo)，其中位移比、周期比主要對應(yīng)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度（即豎向構(gòu)件的位置），剛度比、剪重比主要對應(yīng)結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度（即豎向構(gòu)件的數(shù)量），軸壓比主要對應(yīng)結(jié)構(gòu)的延性（即豎向構(gòu)件的尺寸）。各項(xiàng)指標(biāo)都滿足的情況下，建筑才能通過最終審查，成為合格的施工圖文件。

3.3 ?結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施

構(gòu)造措施也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。例如：計(jì)算嵌固部位、多塔的大底盤平面、大開洞周邊的樓板等的板厚及配筋均應(yīng)加強(qiáng);樓梯間是抗震薄弱部位，應(yīng)注意加強(qiáng)梁柱構(gòu)造措施，梯梁（尤其是在框架結(jié)構(gòu)中）應(yīng)按抗震框架梁的構(gòu)造要求設(shè)計(jì);

4 ?結(jié)束語

總而言之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)勢，比如，剛性較強(qiáng)、可靠性較強(qiáng)、整體性較高以及舒適性較好等。由于我國現(xiàn)階段多數(shù)高層建筑工程均是借助鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與建設(shè)的，所以，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以足夠的重視就變得愈發(fā)重要。因此，這記者應(yīng)該對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性進(jìn)行充分的了解，積極革新與優(yōu)化工藝技術(shù)，參考國內(nèi)外的創(chuàng)新設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及理念，全面貫徹國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由此才可以不斷提升高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

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