高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)

摘要：現(xiàn)如今，城市建筑發(fā)展迅猛，與建筑施工相關(guān)的新技術(shù)手段也應(yīng)運(yùn)而生。其中城市高層建筑的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以此讓建筑的高度進(jìn)一步加高，形式更多樣，不斷為住戶帶來新體驗(yàn)。本文將以高層建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上，探討其在設(shè)計(jì)階段應(yīng)注意的問題及解決措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑;鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);注意事項(xiàng)

隨著城鎮(zhèn)人口的增加，各種建筑不斷在城市中建設(shè)起來，人們對(duì)于建筑的安全性能和穩(wěn)定性要求變得更高。當(dāng)今的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在實(shí)際過程中需要注意多方面問題，以確保設(shè)計(jì)的合理性與可操作性。

一、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及類別

高層建筑的結(jié)構(gòu)自身更多會(huì)受到豎向荷載的影響，隨著建筑高度不斷提高，自然風(fēng)帶來的水平荷載、地震帶來的震動(dòng)等，都成為了高層建筑在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的點(diǎn)。

按結(jié)構(gòu)類型劃分，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)用到剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等，其各自有各自的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，依照其抗水平荷載與縱向荷載能力的結(jié)構(gòu)體系的差異，可分別用于不同高度和不同內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)特征的建筑。

二、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

（一）把握結(jié)構(gòu)選型及強(qiáng)度相關(guān)的問題

在高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，需要依照建筑的前期總體規(guī)劃來進(jìn)行，并確定建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)，為了保證高層建筑工程的基礎(chǔ)類型達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，可以在建筑的建設(shè)過程中是適當(dāng)運(yùn)用新型材料，同時(shí)優(yōu)化施工結(jié)構(gòu)，以此來保證建筑整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使建筑工程施工的相關(guān)品質(zhì)達(dá)到施工要求。在完成建筑的結(jié)構(gòu)選型后，需要依照此階段確定的高層建筑結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高度加以把控。

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，對(duì)變形縫需要在考慮建筑長度和結(jié)構(gòu)分布建設(shè)部位中的應(yīng)力要求的前提下進(jìn)行斷開處理;在進(jìn)行嵌固端設(shè)計(jì)時(shí)，著重要提高對(duì)于嵌固端上下相鄰樓層的抗震等級(jí)、剛度等內(nèi)容的重視程度，以此確保建筑地下結(jié)構(gòu)的頂部嵌固端發(fā)揮應(yīng)有作用[1]。

（二）有關(guān)豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

豎向結(jié)構(gòu)是高層建筑中的非常重要的一部分，其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到了建筑的安全性與穩(wěn)定性，最終決定著建筑的品質(zhì)。在設(shè)計(jì)豎向結(jié)構(gòu)時(shí)，需要讓建筑整體最好呈下部大上部小逐漸變化的模式，這樣可以讓建筑更好的保證重心穩(wěn)定，且豎向需要較為規(guī)整、均勻，不易出現(xiàn)較大的內(nèi)收與外挑[2]。

如果建筑的外形結(jié)構(gòu)并非上大下小的規(guī)整制式，則需要添加輔助設(shè)計(jì)來幫助建筑保持平衡，為保證建筑整體的穩(wěn)定性和抗震能力，當(dāng)豎向結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)內(nèi)收時(shí)，該層的側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上一層的70%，同時(shí)不應(yīng)小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，樓層質(zhì)量需要沿著高度進(jìn)行均勻布置，樓層質(zhì)量不宜大于相鄰下部樓層質(zhì)量的1.5倍，A級(jí)與B級(jí)高度的高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力與其相鄰上一層受剪承載力之間的關(guān)系不相同，前者為不宜小于其相鄰上一層樓層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其相鄰上一層樓層受剪承載力的65%，后者為不應(yīng)小于75%[3]。

（三）有關(guān)梁、板、柱設(shè)計(jì)

對(duì)于高層建筑中梁的設(shè)計(jì)，需要在此梁上添加附加筋，常規(guī)情況下都應(yīng)有。其次，若是主次梁截面大小差不多，但次梁承受的負(fù)荷較大情況時(shí)，則需要在精確計(jì)算的基礎(chǔ)上添加吊筋與附加箍筋的數(shù)量;若是主梁的高度較大，次梁截面較小時(shí)，則主梁不用再添加附加箍筋。

在進(jìn)行板的設(shè)計(jì)時(shí)，鋼筋之間的距離是需要格外把控的內(nèi)容，鋼筋間留有較大距離有助于讓施工更便利，相反間距較小時(shí)則可以進(jìn)一步改善板的裂縫情況，因此各有利弊。常用的鋼筋間距為70毫米到200毫米間，為使得拉筋布置更便利，人防頂板所用鋼筋直徑可以不同，但間距需相同。

高層建筑中圓柱中的鋼筋布置需要大于8根，為方便作業(yè)，地面上為圓柱，地下就應(yīng)用方柱，在進(jìn)行縱筋布置時(shí)，間距不應(yīng)大于200毫米，柱子的斷面面積最好大于400*400，并控制混凝土的應(yīng)用等級(jí)。異形柱中縱筋每排布置不應(yīng)過多，在柱子端頭也不應(yīng)布置太密，適宜用長柱[4]。

（四）需要判斷建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算的正確性

把握好結(jié)構(gòu)計(jì)算階段對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，并根據(jù)當(dāng)前國家的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行處理和設(shè)計(jì)，對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說是很重要的。

首先需判斷地震力的擴(kuò)大及建筑隔墻等對(duì)于結(jié)構(gòu)自振周期的影響，各結(jié)構(gòu)形式在不考慮折減因素時(shí)的自振周期應(yīng)符合：鋼筋混凝土框架和框剪結(jié)構(gòu)（公式1），鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)（公式2）;按照該結(jié)構(gòu)自振周期公式計(jì)算，其中H表示的是高層建筑的總高度（m），B表示的是高層建筑的總寬度（B）。

（五）有關(guān)抗震等級(jí)的設(shè)計(jì)

為保證高層建筑的抗震性能，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)需要通過提高可能發(fā)生塑性形變的構(gòu)件的延展性來實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)說就是轉(zhuǎn)動(dòng)能力、塑性耗能能力。構(gòu)件應(yīng)在契合有關(guān)計(jì)算與構(gòu)造措施的前提下，依照烈度、結(jié)構(gòu)形式、抗震設(shè)防分類等方向來確定不同的抗震等級(jí)。

梁也是整個(gè)建筑整體中最容易出現(xiàn)塑性形變的重要部位，影響梁的延展性的原因主要有發(fā)生破壞時(shí)的受壓區(qū)的高和混凝土的極限壓應(yīng)變，因此要求梁的頂端需要具有較好的延展性，可以通過對(duì)于受拉鋼筋的配筋率和構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行控制，并讓梁內(nèi)受壓鋼筋和箍筋的數(shù)量充足來實(shí)現(xiàn)。截面的寬度需要大于200毫米，其高度和寬度、凈跨和截面高度的比值都要小于4。

三、結(jié)語：

綜上所述，在對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要從結(jié)構(gòu)平面、梁、板、柱、抗震等級(jí)等多方面進(jìn)行把控，并嚴(yán)格按照建筑相關(guān)規(guī)范去執(zhí)行，從而保證建筑的品質(zhì)與安全性達(dá)標(biāo)，為人們提供舒適且安全的建筑。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃航裕.淺談高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)[J].綠色環(huán)保建材，2019（02）：94+97.

[2]支韶陽.一般高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].糧食流通技術(shù)，2011（05）：12-14.

[3]張浩.淺談高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)[J].河南建材，2012（01）：80-81.

[4]林海佳.高層建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（21）：118.

作者簡介：陳超（1978.12-），漢，男，安徽合肥人，本科，工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。