鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)總結(jié)

鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)總結(jié)在現(xiàn)代城市中，以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的高層建筑施工項(xiàng)目不斷增多，而且結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全，必須保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性，因此本文中結(jié)合個(gè)人的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)如何提高高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性與安全性等方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了探討。

TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在現(xiàn)代高層建筑工程施工中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，在提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性與耐久性等方面發(fā)揮著非常重要的作用。做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑工程質(zhì)量的重要保證。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該突出設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重要功能，對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行全面思考，從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開(kāi)對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制和管理，進(jìn)而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成起到重點(diǎn)方面和體系方面的支撐作用。

1做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要意義

做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作必須要體現(xiàn)設(shè)計(jì)的重要功能，我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本要求總結(jié)為如下幾點(diǎn)：

1.1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性

高層建筑設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和功能時(shí)要以突出安全性為第一要?jiǎng)?wù)，要確保在設(shè)計(jì)年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種負(fù)荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。

1.2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要有年限上的考慮，要在規(guī)定的年限上實(shí)現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能連續(xù)，形成有益于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的耐久性基礎(chǔ)。

1.3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性

通過(guò)高層建筑設(shè)計(jì)工作的突出，要實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有在一定時(shí)間內(nèi)功能的實(shí)現(xiàn)，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。

2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問(wèn)題

2.1短肢剪力墻的設(shè)計(jì)

高層建筑設(shè)計(jì)短肢剪力墻具有強(qiáng)烈的功能性，但是，短肢剪力墻的設(shè)置需要遵照一定的規(guī)范，切不可在設(shè)計(jì)中頻繁采用，也不能布設(shè)過(guò)多，應(yīng)該在確保高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)到的范圍內(nèi)，盡量降低短肢剪力墻的設(shè)計(jì)數(shù)量，這樣的設(shè)計(jì)可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工和處理過(guò)程中的難度。

2.2結(jié)構(gòu)體系的選擇

高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的選擇重點(diǎn)，通常的設(shè)計(jì)方式是：要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度的前提下，優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)對(duì)形變和強(qiáng)度的范圍上的滿足。

2.3結(jié)構(gòu)高度的控制

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。

2.4建筑結(jié)構(gòu)平面的設(shè)計(jì)

若對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)特殊要求，則要盡量選用形狀規(guī)則而簡(jiǎn)單的平面布置結(jié)構(gòu)，以此合理分布承載力和剛度，并弱化風(fēng)力影響。如對(duì)于A級(jí)高層建筑而言，不適宜將其設(shè)計(jì)為細(xì)腰形或角部重疊式的平面圖形，而且出于對(duì)扭轉(zhuǎn)的考慮，必須將豎向構(gòu)件水平和層間最大位移控制在該樓層平均位移值的1.2倍和1.5倍之內(nèi)；對(duì)于必須設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)防震縫，其縫寬、高度通常分別大于100mm和小于15m；若防震縫兩側(cè)具有不同的房屋高度，則要根據(jù)低高度房屋確定縫寬；雖然不提倡采用短肢剪力墻，但若不得不采用，則必須使其截面厚度低于30cm，且每個(gè)肢截面的高厚最大比值必須處于4-8之間。

3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1加強(qiáng)抗震功能

高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，需要重視抗震這一環(huán)節(jié)，要在設(shè)計(jì)工作中將抗震設(shè)計(jì)作為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素和關(guān)鍵影響。高層房屋結(jié)構(gòu)的層數(shù)多或者房屋結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如房屋結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取≥12的數(shù)，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進(jìn)行總剛性的分析時(shí)，它的振型數(shù)才可以取得更大些。在對(duì)建筑物的框架柱進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)其面積進(jìn)行全面的控制，保證其在一定的范圍之內(nèi)，這樣才能夠有效的提高建筑的質(zhì)量。在對(duì)配筋進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不但要對(duì)建筑的配筋進(jìn)行不斷的加強(qiáng)，而對(duì)于支座的部分要按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣才能夠有效的增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。

3.2高強(qiáng)混凝土合理運(yùn)用

在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的步驟之一是合理地使用高強(qiáng)混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候使用高強(qiáng)混凝土，這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設(shè)施的實(shí)施難度和工程的造價(jià)，用來(lái)取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。

3.3增強(qiáng)地基承載能力

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言，地基的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的重要部分，建筑地基的設(shè)計(jì)好壞能夠直接影響到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用性能。因此，對(duì)于建筑地基的設(shè)計(jì)就顯得的至關(guān)重要。在對(duì)建筑地基進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，進(jìn)行宏觀的把握，要嚴(yán)格的把握地基的承載能力，并且還要對(duì)建筑地基的變形和沉降等問(wèn)題進(jìn)行充分的考慮。對(duì)于層數(shù)較高的建筑物而言，其進(jìn)行地基的設(shè)計(jì)時(shí)通常都會(huì)將其設(shè)置在地下室，這樣就能夠有效的對(duì)地基的沉降程度降到最小，從而有效的保證了上層結(jié)構(gòu)的牢固性，提高了整個(gè)高層建筑的承載能力。除此之外，在進(jìn)行建筑地基設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還要按照相關(guān)的規(guī)定對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范。對(duì)于層數(shù)較多的建筑而言，通常都會(huì)對(duì)地基進(jìn)行相應(yīng)的處理來(lái)對(duì)高層建筑的沉降進(jìn)行有效的控制。

3.4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)。

3.5扭轉(zhuǎn)問(wèn)題分析和幾何中心的確定

為了避免由于水平荷載和扭轉(zhuǎn)作用的建筑物破壞，結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的前提下，盡可能使建筑達(dá)到三心合一的目的。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)功能取決于質(zhì)量分布。為了減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡(jiǎn)單形式。在某些情況下，街道景觀的要求和限制，城市規(guī)劃的高層建筑，不使用簡(jiǎn)單的平面結(jié)構(gòu)，不規(guī)則的平面形成L形、T形、十字形等復(fù)雜形狀，在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規(guī)范允許的布局結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)周期包括兩個(gè)方面：結(jié)構(gòu)的固有周期的合理控制和振動(dòng)控制周期可以使周期誤差的開(kāi)放性降低。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑的基礎(chǔ)，如何科學(xué)地進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為行業(yè)的重點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點(diǎn)，充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機(jī)械性能上的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品，在實(shí)現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。

參考文獻(xiàn)

[1]葛斌.淺析鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題