鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題與處理

王宇

摘 要：現階段，我國社會經濟和科技日新月異的飛速發展，價值人口數量與日俱增，也帶動了高層建筑的快速發展。由于建筑物的高度不斷增加，也使得建筑的難度日漸加大，最終使結構體系出現了多樣化的特點。因此，在當前時期，建筑企業中的一項關鍵性工作就是高層建筑結構設計，為此，本文對其中存在的一些問題進行了分析，并提出了相應的解決方式，以供借鑒和參考。

關鍵詞：鋼筋混凝土;高層結構設計;問題;對策

1 引言

高層建筑對結構設計提出了較高的要求，而鋼筋混凝土是高層結構設計中常用的一種結構方式，能夠有效提高高層建筑結構安全性，并延長其結構的使用壽命。但是目前在高層建筑的鋼筋混凝土結構設計中還存在很多問題，因此要求結構設計人員必須充分了解鋼筋混凝土材料的性質以及結構體系特點，結合高層建筑工程的實際情況，合理選擇鋼筋混凝土結構形式，并通過科學合理的設計手段來提高高層建筑上部以及基礎結構的安全性和穩定性，為高層建筑的整體結構安全提供可靠的保證，全面提高我國建筑結構設計水平和質量。

2 鋼筋混凝土高層結構設計現存的問題

2.1 結構缺乏合理性、性能驗證不足

在設計高層建筑時，通常要對多種因素進行全方面的考慮，在確保結構承載力良好的狀態下，最大程度降低造價成本，所以要從總體到細節上不斷優化建筑結構。而所謂的優化工作，基本上就是計算分析設計圖紙中的相關參數，并適宜的對墻體厚度進行加固，而經常會出現對地基承載力具體狀況缺乏考察的狀況。對于高層建筑的抗震能力而言，其規定了，若發生中等強度的地震建筑物不會出現高危裂縫，并能經修補實現預期效果，并且高強度地震發生時，建筑物不會產生坍塌。相對而言，地震出現的概率較小，然而一經發生其毀滅性將不可估測，高層建筑抗震性能也只是在設計上進行了停留，數據分析滿足國家要求，然而各施工現場基層土壤礦物組成不同，松軟度也有很大的差異性，由于缺乏驗證，當真正危險出現時，很難保證高層建筑的穩定性。

2.2 結構設計創新性不足

因高層建筑有很復雜的結構，且設計中會有多種因素影響，想要更好的滿足各種需要，設計師均執行保守方案，其創新精神不足。對于鋼筋混凝土材質的墻體來說，結構和承載力存在著密切的聯系，在設計剪力墻方案時，需要對國外先進的技術進行積極借鑒，在傳統結構上加以創新，將承載力不足的問題進行有效解決，并進一步保證高層建筑的整體結構滿足大眾審美需求，降低造價。在結構優化中，概念設計的應用也受到許多施工技術和設備的制約，使建筑業的發展備受阻礙。

2.3 受力分布不均

對于高層建筑而言，其上下層有不同的結構，想要確保自身重力不能破壞建筑物，會將大量的鋼筋混凝土材料應用在基層修筑中，實現地層加固的同時對上次進行削弱，并能夠降低對地基產生的壓力，并且增強建筑物的承風力與地震抗破壞性。在概念設計中，對轉換層占用的空間及其對應力平衡的影響未進行充分考慮，承重柱滿足承受上部壓力的要求，然而，墻體產生的剪力與內應力未達到平衡，使其在水平方向上產生了一定的破壞力。

3 鋼筋混凝土高層結構設計要點

3.1 鋼筋混凝土結構體系的合理選擇

在進行高層鋼筋混凝土結構設計時，設計人員應積極應用BIM等先進的技術手段，利用仿真模型來對結構體系的設計方案進行綜合性的分析評價，優化設計方案，從而提高結構體系選擇的合理性。設計人員要嚴格遵守結構設計規范，并根據相關的規范要求對鋼筋混凝土材料的選擇以及結構等進行認真的檢查，并對不合理的地方加以調整，以完善結構體系設計方案。當高層結構設計方案初步形成后，設計部門應會同所有相關部門和人員利用BIM模型來模擬方案內容，并綜合各方的意見和建議對設計方案進行全面的評估審核，從而使結構設計方案能夠滿足各項相關要求。同時在高層鋼筋混凝土結構體系的選擇中，設計人員還應加強與技術部門和施工人員的溝通，積極借鑒其施工實踐經驗，對設計方案進行完善修改，合理選擇鋼筋混凝土結構型式和材料的質量性能，以確保結構設計方案的合理性和可行性，從而增強高層建筑結構的抗震能力，提高建筑結構設計的質量和水平，為建筑結構的質量安全以及經濟性的實現創造良好的前提條件。

3.2 剪力墻設計

高層建筑建設工作中應當采取有力的措施切實減少施工當中的難點問題。建筑內部布置的過程當中，剪力墻是不可忽視的重要構件，剪力墻的主要作用促使墻體由彈性砌體轉變為剛性砌體，可以起到抵御風荷載的良好作用。工作人員設計剪力墻的過程當中，需要充分考慮剪力墻布置過程當中的管線情況。另外，大多數高層建筑一般是采用短肢剪力墻，在布置剪力墻個數時，要切實保障數量恰到好處，不可過多也不可過少，過多會導致今后維護工作不方便，同時導致資源和成本的浪費，過少則難以達到設計相關要求。

3.3 上部結構設計

在對梁柱進行設計時，要始終遵循強柱弱梁設計方式。另外，在設計過程中，相關工作人員應切實注意以下要求：（1）遵守設計規范，通過合理方式加強上部結構設計。（2）加強施工材料科學計算，避免材料的浪費。（3）禁止隨意增加上部結構荷載，保障建筑可靠穩定。

3.4 抗震設計

抗震設計過程之中，相關的工作人員需要切實減少其中的振型個數，由于振型個數和樓層之間呈現出正比例的關系，因此，在高層建筑設計的過程中需要對振型個數進行嚴格控制。通常而言，高層建筑層數比較高，抗震性能則較差。對鋼筋混凝土剪力墻進行布置的過程中，要切實保障整體結構穩定性和可靠性，同時建筑和建筑之間不能相互連接成為一個整體，這樣的做法主要是避免建筑工程項目結構一旦受到損害就出現連續坍塌的問題，要切實保障中震可修、小震不壞、大震不倒。

4 結語

總而言之，在鋼筋混凝土高層結構設計中經常會有很多問題存在，所以，設計師們要對結構體系進行科學設計，合理的設計基礎和地基，對上部結構設計加以優化，進一步確保能夠提升鋼筋混凝土高層結構的設計質量，最終切實實現建筑物整體耐久性、安全性、穩定性的提升。

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