鋼筋混凝土高層結構設計中常見問題分析

王紅麗　姜辣

摘 要：隨著我國鋼筋混凝土高層建筑的不斷涌出，高層建筑類型和功能的復雜化也使高層建筑結構設計變得更加復雜，進而在設計過程中也難免會出現一些遺漏和錯誤。其具有承載力高、取材方便、可模性好、整體性好等優(yōu)點，然而由于鋼筋混凝土自重大、抗裂性差等自身缺陷，以及一些結構設計人員綜合素質偏低等原因，導致一些鋼筋混凝土結構的基礎和上部結構設計極不合理，影響了建筑工程的使用和安全。通過分析鋼筋混凝土結構基礎和上部結構設計中出現的主要問題，提出了有效的解決措施，對于優(yōu)化鋼筋混凝土結構設計，提高建筑工程的安全性和適用性具有一點的理論和現實意義。供同行參考。

關鍵詞：鋼筋混凝土；高層；結構設計；問題

隨著社會的不斷進步，推動了我國建筑事業(yè)的迅速發(fā)展，而我國人口眾多，土地資源有限，必須開發(fā)高層建筑，從而滿足人們源源不斷的需求。鋼筋混凝土高層建筑的質量不僅關系著人們的生命財產安全，而且和建筑企業(yè)的生存發(fā)展也有著十分緊密的聯系。結構設計作為建筑設計的極其重要的一部分，直接影響著工程的施工和建筑的質量，建筑工程中鋼筋混凝土結構被廣泛的應用。因此，作為設計者必須以仔細認真的態(tài)度做好結構設計。

1 高層建筑的結構選型問題

高層建筑的結構設計是以結構選型為基礎進行的。那么，在結構選型階段，應當注意以下幾種問題：

1.1 結構超高

結構超高一直是結構設計中需要多加注意的一個問題。在新規(guī)范中，為了有效地避免超高問題，不僅將之前的限制高度設置為A級高度的建筑，還增加了B級高度的建筑。因此，在進行結構設計時，結構的超高問題必須多加注意，控制結構高度在適當范圍之內。一旦結構高度是B級甚至超過了B級，將嚴重影響設計方法，而所采用的處理措施也會出現很大的變動。在實際的結構設計過程中，往往存在設計人員忽視結構類型的變更，導致在設計審核時，設計方案不能通過，這不僅拖延了工程的工期，而且造成了不必要的經濟損失。

1.2 短肢剪力墻的設置

根據新規(guī)范中的明確規(guī)定，短肢剪力墻指的是墻肢截面高厚比在5至8范圍之內的墻，再根據實際經驗，對短肢剪力墻新設置了許多限制條件。因此，在對高層建筑進行結構設計過程中，結構工程師應當根據結構具體情況，盡量少用或者不用短肢剪力墻，如此便可避免后期設計工作受阻，從而保證了設計工作得以順利進行。

1.3 嵌固端的設置

就一般情況而言，高層建筑往往會設置地下室或者人防空間，地下室頂板或者人防頂板等均有可能成為嵌固端的設置位置，由于嵌固端位置的不確定性，導致相關設計者總是忽略了嵌固端樓板的設計、上下層抗震等級的一致性、結構抗震縫設置等一系列相關問題，不論是哪一個方面的問題，一旦設計者忽略了，就會導致后期的結構設計與實際情況嚴重不符，加大了修改的工作量甚至必須重新設計。

1.4 結構的規(guī)則性問題

建筑結構設計規(guī)范經過幾年之后會再經過一系列地改進和完善，那么新規(guī)范與舊規(guī)范相比之下，關于結構設計這一部分，限制條件增加了許多，更注重結構的規(guī)則性。而且在新規(guī)范中有明確規(guī)定，所有不規(guī)則的設計方案均應采取更加有效的措施。因此，作為結構工程師應當了解新規(guī)范和舊規(guī)范的異同之處，重視結構的規(guī)則性問題，通過合理設計，防止后期設計的工作出現較大的變動。

2 地基與基礎設計問題

若低下水位相對較高，那么在地下室的地坪下，應當盡可能的使用輪廓形狀簡單明了的結構，這樣不但能夠便于防水施工，還可以提高建筑的防滲性能。因為若建筑的外形結構相對復雜，存在較多的放坡以及陰陽角，就會增強防水施工的難度，同時工程造價便也會有所提升。基于這一點，可以適當的采用反承臺法。通過同一的承臺以及地下室的底板，保證下皮具有相同的標高，將承臺需要進行加厚處向上進行，通過覆土以及設置濾水層的方式提高基礎的防水性。通過這種方式可以降低基礎形狀的復雜度，便于施工，并且提高質量的同時還能夠縮短工期。另外內部的覆土重量也可以平衡底板所承受的水浮力，這種自相平衡的方式能夠有效減少配筋的使用量，對建筑抗傾覆性能也有所提升。

柱下獨立基礎帶梁板式的地下室底板設計中，在地下室底板設計的時候，建筑物沉降所引起的附加應力的影響往往會被忽視。原因就在于整個地下室以及柱下獨立基礎會受到其上部作用力的影響，從而發(fā)生集體性沉降變形，而這一變形現象在天然地基中更加明顯。若是工程總沉降不高，那么可以采用褥墊處理的方式在持力層同地下室板之間進行加固。

針對天然基礎錐體設計而言，很多基礎的坡度相對較大，因而會導致施工過程中結構砼無法得到良好的振搗，因而結構密實度相對較低。有些施工現場甚至會直接采用自然堆砌的方式，因而從強度要求方面分析，砼結構無法達到設計要求。所以可以采用階梯形獨立基礎，不但便于施工，還可以保證結構質量。

若柱下獨立基礎拉梁作為維護墻的承重結構時，則拉梁設計已經無法適應結構設計需要了。在進行設計過程中，不但要考慮荷載還需要針對梁上土重進行設計。

3 上部結構設計中存在的主要問題

上部結構的設計多是嚴格按照現行規(guī)范進行的，而且設計模式、設計套路比較成熟，但根據多年的設計經驗發(fā)現，筆者發(fā)現上部結構的設計還是存下以下幾個問題：

3.1 剪力墻與連梁的設計

目前我國很多建筑結構多采用框架剪力墻結構，特別是一些高層建筑，但是很多建筑結構的結構布置不合理，比如剪力墻布置不均勻，經常出現單肢剛度過大的情況，而且有些連梁的剛性設計過大，或是連梁上搭框架梁，增大了其地震破壞的可能。因此，鋼筋混凝土結構要嚴格按照“強柱弱梁，強剪弱彎，強大節(jié)點”的要求合理進行結構布置，比如剪力墻的布置要避免出現剛度較大的單肢，而且墻肢的數量應根據剛度大小嚴格滿足規(guī)范要求。連梁的剛度不易太大，而且上部不應搭設框架梁，避免當地震來臨時發(fā)生二次破壞。

3.2 層間位移及層間位移角的設計

對于鋼筋混凝土結構特別是高層鋼筋混凝土結構來說，因為鋼筋混凝土是其主要的抗側力構件，因此其側向位移一定要滿足規(guī)范規(guī)定的側移限值要求，但是很多結構設計師在設計中對于側移限值的要求不清楚，甚至混淆。

3.3 梁支座的設計

梁支座是梁和柱子或其它梁接觸的部分，是一個不可轉動的剛域。目前我國很多鋼筋混凝土結構中的梁支座被看做固定支座設計，這就與一些實際情況不符。比如框剪結構中當框架梁與剪力墻正面垂直相交時，而且剪力墻對梁的約束能力較弱，這時梁支座便不再為固定支座，而假設為鉸接支座則更為合理。因此，梁支座的設計不能一律按照固定支座形式設計，而是要根據工程的具體情況，比如框架梁與剪力墻的相對剛度、相交位置以及相交方向等，從而正確判斷出剪力墻對梁的約束能力，然后確定梁的支座形式。

4 結語

總而言之，鋼筋混凝土高層結構設計是一個長期、復雜甚至循環(huán)往復的過程，任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。在具體的施工中，如果出現一些問題沒有解決就會到整個設計過程產生影響，所以我們必須認真負責的對待工程中的任何一道工序。在每個過程都應該進行認真地分析和計算，并且要不斷地進行優(yōu)化設計，最終達到滿意的結果。

參考文獻

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