高層建筑中鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計方式探討

蔡鑫禹

摘 要：通過對高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)優(yōu)化，能夠促進(jìn)投資成本在工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全和環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行合理而均衡的分配，從而使高層建筑項(xiàng)目獲得更高的增值，并進(jìn)一步推動我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及城市化步伐的加快。本文首先簡要闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)計算中計算軟件選用和計算參數(shù)取值的優(yōu)化等方面內(nèi)容，然后就高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計中梁構(gòu)造措施、柱構(gòu)造措施和過渡層設(shè)計的優(yōu)化等方面內(nèi)容進(jìn)行了淺要的分析和探討。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋結(jié)構(gòu)；設(shè)計方式

0 引言

由于社會以及科技的快速發(fā)展，高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化作為我國高層建筑工程設(shè)計管理中的重要一環(huán)，其主要的目標(biāo)就是在于提升高層建筑的結(jié)構(gòu)合理性和經(jīng)濟(jì)性。但是在我國高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化過程中還存在很多的問題，無論是管理體制方面還是在具體的實(shí)施過程中，都存在很多的不足之處，所以我們需要加強(qiáng)高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化工作，保證各個環(huán)節(jié)都能夠做到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、合理，從而使得高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化能夠得到最大程度的保障，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。而作為高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程師，就應(yīng)當(dāng)肩負(fù)起自身職責(zé)，做好高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化工作。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)計算中要點(diǎn)與優(yōu)化策略

1.1高層建筑結(jié)構(gòu)計算中計算軟件選用的優(yōu)化

在利用結(jié)構(gòu)處理時，需要按照實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)挠嬎丬浖M(jìn)行處理，在選擇三維空間分析軟件時不能選取力學(xué)模型相同的，特別是在遇到受力比較復(fù)雜的情況下，譬如在對框支剪力墻進(jìn)行分析的過程中，因?yàn)槠洚a(chǎn)生了多次的變換，所以選擇軟件的過程中需要特別注意。同時在分析局部受力比較繁瑣的構(gòu)件時，還需要根據(jù)分析的結(jié)果對配筋設(shè)計進(jìn)行改動。

1.2高層建筑結(jié)構(gòu)計算中計算參數(shù)取值的優(yōu)化

1.2.1將抗震功能加入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程時，需要考慮結(jié)構(gòu)的平扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，將其加到結(jié)構(gòu)計算的過程中，要保證振型數(shù)等于或者大于十五，多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)需喲大于或者等于九倍的原振型數(shù)，同時還需要保證振型參與質(zhì)量大于等于結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的百分之九十，如果達(dá)不到這個要求，就會在后面的計算過程中出現(xiàn)較大的誤差，計算結(jié)果也不再具有參考意義。

1.2.2對高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力位位移計算時，如果只把考慮梁、柱等關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度，而不計算非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度，那么最終測量計算出來的自振周期就會比實(shí)際測量的值大，這樣最終設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)受到地震的作用也會相對較小。特別是在設(shè)計框架結(jié)構(gòu)過程時建筑的剛度很大，這樣就會導(dǎo)致，過多的實(shí)心墻體運(yùn)用會使得整個周期實(shí)測值變??；運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)時，較少的磚塊使用量能夠保證墻體的剛度較小，這樣就能夠保證測量值和實(shí)際計算值之間的差距較小。因此在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計過程中，在考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能時需要將非承重結(jié)構(gòu)的剛度等因素考慮進(jìn)去，使用數(shù)據(jù)時也需要結(jié)合非承重墻相關(guān)方面的數(shù)據(jù)，通過一定的計算進(jìn)行相應(yīng)的改動，但是現(xiàn)在很多建筑設(shè)計師在對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)時，通常都是利用軟件的默認(rèn)值1.0，這樣就會導(dǎo)致很多有其他結(jié)構(gòu)的建筑都會存在很大的安全隱患，抗壓抗震能力十分微弱。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點(diǎn)與優(yōu)化策略

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中梁柱構(gòu)造措施的優(yōu)化

一旦當(dāng)梁的腹板高度hW≥450mm，在梁的兩個側(cè)面應(yīng)該按照高度配置縱向安排鋼筋，每側(cè)縱向鋼筋的截面面積不應(yīng)該比腹板截面積（bhW）的0.1%還要小，同時間距不應(yīng)該比200mm大。在實(shí)行抗震設(shè)計的過程中，框架柱應(yīng)該達(dá)到剪壓比的需要，它的截面關(guān)鍵應(yīng)該讓軸壓比來掌控。不過在結(jié)構(gòu)設(shè)計里面常常會產(chǎn)生軸壓比μN(yùn)達(dá)上限甚至超限的現(xiàn)象，但箍筋的體積配箍率ρV卻無法達(dá)到規(guī)程需要的狀況。這就違背了框架柱的強(qiáng)剪弱彎準(zhǔn)則，同時對柱的延性產(chǎn)生了一定的作用。

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中過渡層設(shè)計的優(yōu)化

如果剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計在過渡層或者轉(zhuǎn)換層里面，比如底層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在應(yīng)對地震時能夠展現(xiàn)出最大的抗剪切力合抗傾覆力矩，而且這種結(jié)構(gòu)不利于它在地震中的受力。而且，因?yàn)槭艿搅舜怪本鶆蚝奢d的作用，轉(zhuǎn)換層或者過渡層在受到剪力墻壓剪以及拉剪作用，結(jié)構(gòu)的橫向荷載發(fā)生作用，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層或者過渡層剪力墻結(jié)構(gòu)受到的很像承載力減少，同時結(jié)構(gòu)的抗裂性也會降低。通過實(shí)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，一旦結(jié)構(gòu)中的反復(fù)橫向荷載和垂直同時作用時，轉(zhuǎn)換層或者過渡層所受到的橫向荷載以及承載力就會減少很多?？墒侨绻凑掌匠５臋z驗(yàn)和計算對其進(jìn)行檢驗(yàn)時，如果結(jié)構(gòu)的垂直荷載或者結(jié)構(gòu)高跨比較小時，那么最后估算出來的剪力墻承載力就會比較大，這樣會導(dǎo)致整個建筑的安全系數(shù)較低，抗震能力較弱。因此在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層或者過渡層時應(yīng)該在每個結(jié)構(gòu)部分里加入構(gòu)造柱和圈梁，這樣就能夠形成一個類框架系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的抗震能力就得到了顯著提升，結(jié)構(gòu)過渡層或者轉(zhuǎn)換層傳送剪切力更加靈敏，延展性等各方面的性能會大大增強(qiáng)，整個建筑會更加趨于安全。

3 結(jié)束語

總而言之，由于我國社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大踏步快速發(fā)展，我國正在進(jìn)行的高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，在高層建筑工程發(fā)展中慢慢體現(xiàn)出了極其重要的作用。在當(dāng)前國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢的一片大好的發(fā)展背景下，加強(qiáng)高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化管理，有著非同尋常的作用。與此同時，通過對高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)優(yōu)化，能夠促進(jìn)投資成本在工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全和環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行合理而均衡的分配，從而使高層建筑項(xiàng)目獲得更高的增值，并進(jìn)一步推動我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及城市化步伐的加快。而負(fù)責(zé)高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的相關(guān)人員，要對這些工作有充足的把握。在這種情況下，才會完成好高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化等一系列工作，進(jìn)而保證高層建筑工程項(xiàng)目設(shè)計管理的順利進(jìn)行。