關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的探討

王偉濤

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)逐漸發(fā)展起來。然而建筑行業(yè)的快速發(fā)展使得城市的土地越來越稀缺，在這個(gè)背景下高層建筑應(yīng)運(yùn)而生。由于人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們提高了對(duì)建筑物的要求，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，混凝土設(shè)計(jì)得到了人們的重視。文章主要分析了建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，還分析了建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的運(yùn)行階段與建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的驗(yàn)收階段中應(yīng)該注意的事項(xiàng)。

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

隨著現(xiàn)代商業(yè)化、工業(yè)化以及城市化的快速發(fā)展，建筑行業(yè)慢慢發(fā)展起來。由于建筑結(jié)構(gòu)本身具有低造價(jià)、高強(qiáng)度、建造速度較快的優(yōu)點(diǎn)，因此我國(guó)建筑會(huì)采用這種結(jié)構(gòu)。然而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中混凝土的設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的，并且也是非常重要的，所以要不斷完善建筑結(jié)構(gòu)中混凝土的設(shè)計(jì)，這樣做既提高了房屋建筑的質(zhì)量，又延長(zhǎng)了房屋建筑的使用壽命。

一、建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（一）側(cè)向力是影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形以及建筑物土建造價(jià)的主要因素

高層建筑與低層建筑相同，它們都要承受自重、雪載等垂直荷載以及風(fēng)、地震等水平力。在低層建筑結(jié)構(gòu)中，水平荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力、位移都是非常小的，因此往往會(huì)被忽略不計(jì)；然而在高層建筑結(jié)構(gòu)中，水平荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力以及位移比較大，因此水平荷載、地震力是制約高層建筑最主要的因素。

（二）建筑結(jié)構(gòu)具備適宜的剛度

隨著高度的不斷增加，高層建筑的側(cè)向位移在逐漸增大。所以在設(shè)計(jì)高層建筑的時(shí)候，既要求結(jié)構(gòu)要具備較高的強(qiáng)度，又要求結(jié)構(gòu)要具備適宜的剛度，促使建筑結(jié)構(gòu)的自振頻率較為合理，并且也可以將水平力作用之下的層位移控制在一定的范圍之內(nèi)。

（三）建筑結(jié)構(gòu)具有良好的延展性

與低層建筑相比較，高層建筑在地震作用下的變形會(huì)更大。建筑結(jié)構(gòu)的承載力、變形能力這兩個(gè)因素影響著建筑結(jié)構(gòu)的耐震性。為了能夠促使建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段之后仍然具備較強(qiáng)的變形能力，這就要在保證強(qiáng)度的前提下，借助合理的構(gòu)造措施來促使建筑結(jié)構(gòu)得以提高。所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要將這些要素作為依據(jù)，合理的設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)具有良好的延展性。

二、建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的運(yùn)行階段

（一）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

為了能夠保證高層建筑的安全、穩(wěn)定，地基起著關(guān)鍵性的作用。如果地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在著問題，那么這就會(huì)嚴(yán)重影響到后期建筑物的使用。通常來講，地基的沉降問題是高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。本文主要分析了兩種常見的地基設(shè)計(jì)方案：其一，設(shè)置沉降縫。為了避免不均勻沉降給建筑物帶來的危害，對(duì)于那些較長(zhǎng)的建筑物，在建筑平面的轉(zhuǎn)折處應(yīng)該設(shè)置沉降縫，沉降縫可以將建筑物劃分成具有獨(dú)立性的結(jié)構(gòu)單元，這就促使各個(gè)結(jié)構(gòu)單元相互不影響。其二，處理地基基礎(chǔ)。由于高層建筑傳給基礎(chǔ)的荷載較大，這就會(huì)增加地基的承載力。如果基礎(chǔ)底面壓力的設(shè)計(jì)值與地基承載力的設(shè)計(jì)值相差不多，那么就可以采取提高上部結(jié)構(gòu)剛度來增加地基的承載力；如果基礎(chǔ)底面壓力的設(shè)計(jì)值與地基承載力的設(shè)計(jì)值相差較多，那么就可以采取放大基礎(chǔ)底面積、加固處理地基來減少上部負(fù)荷。

（二）上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑行業(yè)不僅要做好高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，還要優(yōu)化設(shè)計(jì)高層建筑的上部結(jié)構(gòu)，特別是要設(shè)計(jì)好受力構(gòu)件、豎向受力結(jié)構(gòu)等主體結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要控制到設(shè)計(jì)的質(zhì)量，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，促使高層建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量得以提高。1、布置剪力墻。在高層建筑中會(huì)涉及到剪力墻的布置問題，不管是純剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻還是筒中筒結(jié)構(gòu)中的剪力墻都會(huì)涉及到如何布置這一問題，并且這也成為高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最需解決的一個(gè)問題。通常情況下要雙向布置剪力墻，堅(jiān)持對(duì)稱、均勻的布置原則來保證剪力墻的剛度分布均勻。此外，如果剪力墻的軸壓比超過了一定的限制，那么就要設(shè)置底部以及約束邊緣構(gòu)件，不斷提高截面的塑性變形能力。2、設(shè)計(jì)框架短柱。在地震的作用下，框架短柱的剛度較大，此時(shí)就會(huì)吸收較大的地震力，特別是要注意樓層局部出現(xiàn)短柱的部位，較為容易產(chǎn)生剪切破壞而形成結(jié)構(gòu)抗震薄弱部位。比如：在框架結(jié)構(gòu)中的三跑與四跑樓梯的樓梯四角的框架柱，面對(duì)此類框架短柱要采取以下的措施：（1）采用復(fù)合箍筋沿著柱全高加密間距100毫米，與此同時(shí)要對(duì)稱布置短柱的縱向的鋼筋；（2）為了能夠?qū)Χ讨目拐鹦阅苓M(jìn)行改善，這就要不斷提高構(gòu)建受剪承受力以及受壓承載力，避免發(fā)生剪切破壞。3、設(shè)計(jì)框架梁。框架梁的梁端負(fù)彎距會(huì)受到了風(fēng)荷載、地震力等水平荷載的影響，所以為了避免框架梁負(fù)筋過多，這就要合理設(shè)計(jì)框架梁。如果在設(shè)計(jì)框架梁的時(shí)候，沒有考慮到活荷載不利布置的因素時(shí)，這就要增大框架梁的跨中正彎矩。此外，如果搭建在框架梁上的次梁負(fù)筋配置較大的時(shí)候，這會(huì)嚴(yán)重影響到框架梁，在這個(gè)時(shí)候要減少此處配筋，合理的調(diào)整框架梁。

三、建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的驗(yàn)收階段

建筑行業(yè)要做好建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)初步完成之后的驗(yàn)收工作，促使建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的質(zhì)量得以提高。在建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)這一驗(yàn)收階段，要客觀、有力的檢查以及評(píng)價(jià)建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的質(zhì)量。同時(shí)還要仔細(xì)、認(rèn)真檢查驗(yàn)收施工過程中所涉及的各個(gè)地方。好的驗(yàn)收工作可以保證建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)質(zhì)量。然而在驗(yàn)收工作中，實(shí)事求是是一個(gè)非常重要的精神。如果建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了一系列問題，這就會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量不合格，進(jìn)而引發(fā)了建筑結(jié)構(gòu)混凝土的施工事故。在建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的驗(yàn)收階段中要構(gòu)建完整的、有效的驗(yàn)收體系，并且還要制定嚴(yán)格的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，保證建筑結(jié)構(gòu)混凝土的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

總結(jié)：

綜上所述，本文主要分析了建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的運(yùn)行階段以及驗(yàn)收階段中應(yīng)該注意的事項(xiàng)。然而在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)中，如果僅僅依靠這些理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要將建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐充分結(jié)合起來，從實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，然后再不斷改進(jìn)理論，通過這樣反復(fù)進(jìn)行才可以完善建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 伍云天，代崇民. 超高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震性能化評(píng)價(jià)體系與方法[J].建筑結(jié)構(gòu).2012（S2）

[2] 艾武成.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題及預(yù)防措施分析[A].2014年8月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].2014

[3] 付維宏，張小鋒.高層建筑中鋼筋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）.2014（09）