高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

單慶偉

（大慶油田礦區(qū)服務(wù)事業(yè)部萬(wàn)方工程技術(shù)設(shè)計(jì)院，黑龍江 大慶 163411）

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三個(gè)階段

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的工作，在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中主要分為以下幾個(gè)步驟：

一是要根據(jù)建筑的實(shí)際情況提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案，在提出制定方案之前，首先要對(duì)建筑的相關(guān)情況進(jìn)行實(shí)際的考察，比如建筑的高度、層數(shù)以及安全等級(jí)等，了解建筑所需要的抗震等級(jí)以及施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況。在這些資料的基礎(chǔ)之上進(jìn)行相應(yīng)的分析，從而采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，然后根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形式來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的布置。二是結(jié)構(gòu)計(jì)算階段。在制定好相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案之后，就開(kāi)始進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算工作，對(duì)于各個(gè)部分的載荷進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，為后續(xù)的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三是內(nèi)力的計(jì)算。根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算階段的載荷值以及各個(gè)構(gòu)件的截面來(lái)計(jì)算內(nèi)力。四是構(gòu)件的計(jì)算。按照國(guó)家相關(guān)的規(guī)范的要求對(duì)構(gòu)件能否達(dá)到相關(guān)的要求，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的布置，從而符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意問(wèn)題

2.1 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問(wèn)題。從結(jié)構(gòu)角度來(lái)講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL(zhǎng)布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長(zhǎng)筋，較節(jié)約；出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時(shí)，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時(shí)，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜；窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長(zhǎng)挑板。雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然此問(wèn)題并不絕對(duì)，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時(shí)，可靈活考慮；當(dāng)?shù)叵滤缓芨?，出基礎(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問(wèn)題；從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。

2.2 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽(yáng)角問(wèn)題。在基礎(chǔ)的底面積當(dāng)中陽(yáng)角面積比較小，因此可以直接使用直角，陽(yáng)角可以在懸挑部分保持不變的狀態(tài)下，不再使用輻射筋。

2.3 基坑開(kāi)挖。在挖基坑的過(guò)程當(dāng)中，基坑邊上的土往往不會(huì)發(fā)生反彈，這是因?yàn)槠涫艿侥Σ两堑募s束，而坑中心反彈的基土應(yīng)該采用人工的方式進(jìn)行相應(yīng)的清理。在存在較大約束力的情況下，可以不考慮回彈。按照基底附加應(yīng)力對(duì)稱將進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。而約束力往往在交大的基坑當(dāng)中較小，因此計(jì)算的時(shí)候應(yīng)該按照基底的壓力來(lái)進(jìn)行，如在進(jìn)行箱基沉降計(jì)算的時(shí)候，也是如此。

2.4 關(guān)于梁、板的計(jì)算跨度。一般的手冊(cè)或教科書上所講的計(jì)算跨度，如凈跨的1.1倍等，這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在應(yīng)用廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單點(diǎn)講，可認(rèn)為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統(tǒng)一認(rèn)為是一變截面板。在扁梁結(jié)構(gòu)中，梁高比板厚大不了多少時(shí)，應(yīng)將計(jì)算長(zhǎng)度取至梁中心，選梁中心處的彎矩和梁厚，及梁邊彎矩和板厚配筋，取二者大值配筋。(借用臺(tái)階式獨(dú)立基礎(chǔ)變截面處的概念)柱子也可認(rèn)為是超大截面梁，所以梁配筋時(shí)應(yīng)取柱邊彎矩。削峰是正常的，不削峰才有問(wèn)題。

2.5 關(guān)于回彈再壓縮?；娱_(kāi)挖時(shí)，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨(dú)立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計(jì)算沉降時(shí)，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)基坑很大時(shí)，相對(duì)受到較小約束，如箱基，計(jì)算沉降時(shí)應(yīng)按基底壓力計(jì)算，被坑邊土約束的部分當(dāng)作安全儲(chǔ)備，這也是計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的原因之一。

2.6 抗震縫。應(yīng)該將抗震縫進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟螅@是因?yàn)?，在?shí)際發(fā)生地震的過(guò)程當(dāng)中，如果僅僅是按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的抗震縫往往會(huì)出現(xiàn)碰撞，因此在可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加大。

2.7 主梁有次梁處加附加筋。一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋，附加箍筋可認(rèn)為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無(wú)法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側(cè)補(bǔ)上，象板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但不應(yīng)絕對(duì)。規(guī)范說(shuō)的清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說(shuō)，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時(shí)，應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時(shí)，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對(duì)不大，主梁也可不加附加筋?？偟脑瓌t，當(dāng)主梁上次梁開(kāi)裂后，從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時(shí)，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產(chǎn)生的剪力在整個(gè)梁范圍內(nèi)是一樣，所以抗剪滿足，集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對(duì)主梁截面、荷載較小時(shí)，也可滿足。

2.8 一般情況下，懸挑梁宜做成等截面，尤其出挑長(zhǎng)度較短時(shí)。與挑板不同，挑梁的自重占總荷載的比例很小，作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋，每個(gè)都不一樣，加大施工難度。變截面梁的撓度也大于等截面梁。當(dāng)然，外露的大挑梁，可適當(dāng)變截面，使感官效果好些。

結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，對(duì)于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。隨著我國(guó)高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，分析了高層建筑的結(jié)構(gòu)特征，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問(wèn)題，并重點(diǎn)分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有極高的專業(yè)性，除了要求設(shè)計(jì)人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)之外，還要具備良好的職業(yè)道德，具有責(zé)任感，只有同時(shí)具備這兩個(gè)方面的素質(zhì)，才能夠在實(shí)際工作當(dāng)中以較高的水平和質(zhì)量完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，建筑行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要支柱，其發(fā)展離不開(kāi)高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。廣大建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在日常的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中注意經(jīng)驗(yàn)的積累，同時(shí)還要積極學(xué)習(xí)相關(guān)領(lǐng)域的最新知識(shí)，不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，從而做好設(shè)計(jì)工作，為我國(guó)高層建筑工程的的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[1] 孫廣花.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2011(17).

[2] 張東華.試論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析和問(wèn)題探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011,(32).

[3] 蔣新梅.論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之常見(jiàn)問(wèn)題的分析[J].四川建材,2009,(02).