试论钢筋混凝土高层结构设计中的几个常见问题

潘海楠

摘 要：随着我国经济的快速发展，人口数量的不断增多，高层建筑得到了很大的进步。伴随着建筑高度的增加，建筑难度也越来越大，结构体系呈现出多样化的特点。所以，高层建筑的结构设计已经成为了建筑企业的重要工作，文章重点阐述了在高层结构设计中经常出现的问题，供大家参考。

关键词：钢筋混凝土；地基与基础设计；概念设计

1 概念设计

当前，在高层结构设计中我们通常会使用结构概念设计，这是保证结构具有一定优良抗震性的方法。选择最佳的抗震结构方案，采取抗扭刚度的措施，对结构进行延性分析，对高层建筑结构薄弱部分采取相应的措施，提高建筑结构的使用年限。在设计时，应该避免静定结构类型的设计，把整个建筑结构能够结合起来贯穿结构概念设计。作为工程设计人员应该认识到结构概念设计的重要性，并能够根据工程建设的需要选择最佳的设计方案，遵守设计规定，避免进入设计误区。下面我们就对结构设计中容易出现的问题进行探讨。

1.1 结构体系的选择，应该重视布局的科学性和规范性，选择抗震性和抗风性能好的结构体系。结构应该有具体的计算简图，通过分析了解传递地震的途径，最好是保证结构中的两个主轴有相近似的动力特性。

1.2 一般的建筑工程都只是采用小震级的设计，而使用概念设计就可以保证建筑结构达到“中震可修，大震不倒”的作用，但是如果在工程设计中，没有进行验算和证实，能够真的实现这种作用吗，我们还不知道。对于那些重要建筑以及超限建筑，设计人员都会提出具体的设计指标，例如，设计必须全方位考虑建筑的抗震性、要求設计单位能够实现具体的设计目标，进而保证工程的顺利进行。

1.3 我们不仅要考虑到建筑的质量，还要使建筑物有自己的个性，避免出现千篇一律的情况。建筑结构的抗震设计理念应该考虑建筑物自身性能，从具体目标向宏观目标过渡，施工单位也应该参考业主的要求，选择满足建筑结构抗震性能的设计，业主也可以提出更高的抗震要求，设计人员应该根据实际情况尽量满足，保证建筑在地震时不受到影响，而不仅仅是不倒就可以。

1.4 从物理结构来说，水平方向上的地震是双向的，在进行结构布置的时候，应该保证结构具有能够抵抗来自各个方向的地震力，特别是两个主轴方向上应该具有足够的抗震能力；在选择结构刚度的时候，不仅要考虑场地特征方面，还应该注意结构变形问题，如果产生过大的变形，则会导致结构遭到破坏，所以，结构不仅要满足一定的刚度和抗震性外，还应该具有足够的抗扭转刚度的能力，这样才能够保证结构的稳定性。

1.5 在一个独立的结构单元内，应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼、电梯间；减少地震作用下的扭转效应。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多、过急，结构刚度、承载力沿房屋高度方向不宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱的部位。应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力。根据具体情况，结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元应采取加强连接的方法。

2 结构选型问题

2.1 结构的规则性问题

通过对新旧规范中该部分内容进行对比，我们发现了在新规范中有了很大变动，添加了很多的限制条件，这就进一步增加了结构设计的难度，而且在新规定当中还强制性的规定了在建筑中不应该使用不规范的设计方案，所以建筑设计师应该在新规定的技术上通过对这些限制条件的了解，避免在今后的设计中发生冲突，影响工程进度。

2.2 结构的超高问题

我国的抗震规范以及高层建筑规范中，对建筑结构的总体高度有着严格的控制，特别是新规范中对以前的超高问题有了明确的规定，不仅把原来的限制高度改为了A级高度，而且还新增设了B级高度，所以我们在进行具体的结构设计时，应该严格的按照新规定中这方面的内容进行设计，注意该设计内容的控制因素，如果结构高度超过了B级高度的规定，那么相应的具体施工技术和方法都会有所改变。在具体的工程设计中，出现过结构类型变更而被忽略的情况，这就导致施工审核没有通过，严重影响施工进度。

2.3 嵌固端的设置问题

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

3 地基与基础设计问题

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

4 结构计算与分析问题

4.1 结构整体计算的软件选择。随着信息技术的快速发展，计算机软件在工程结构设计中有了广泛应用。但是当前来看，有很多软件只能在相应的计算模式中应用，所以就会产生计算结构各不相同的情况。设计人员在进行结构计算和分析的时候，不仅要考虑结构类型，还要考虑计算机各类软件的特点，选择最为合理的计算方式，并比对计算结果，通过技术手段判断哪个结果更为合理一些，这些是设计人员应该做的工作。否则，就会耗费大量的人力物力，甚至会出现不安全因素。

4.2 是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。振型数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。

4.3 非结构构件的计算与设计。在高层建筑当中往往为了美观而设置一些非结构构建，其并非是主体承重结构，针对这部分构件来说，特别是建筑物顶端的装饰构件，在设计时为了能够避免地震作用对该部分的损害，我们应该加强对这部分的重视，严格按照相关规定中的计算处理措施进行科学的设计，保证这部分工程的质量。

5 结束语

综上所述，高层建筑结构设计是一个十分复杂的过程，而是是长期的循环往复的过程。在具体的施工中，如果出现一些问题没有解决就会到整个设计过程产生影响，所以我们必须认真负责的对待工程中的任何一道工序。

参考文献

[1]傅龙君.试析高层结构设计[J].知识经济，2013.

[2]张琳，李晶.浅谈超高层结构设计[J].深圳土木与建筑，2008.