高层建筑中钢筋结构的设计

付维宏

摘要：本文结合笔者多年的实践经验，浅谈高层建筑中钢筋结构的设计中应该考虑到的各种因素以及最佳设计方法。

关键词：高层建筑 钢筋结构 设计 制造

随着建筑施工管理的规范化和正规化，高层建筑施工中对于钢筋的选材、质量、加工和焊接都更加重视和得到提升。但是在我国目前的钢筋结构设计中，对于钢筋混凝土结构的钢筋细部节点设计方面还没有形成一套系统有效的方案，结果导致钢筋在实际使用时常常出现配筋率过大或者钢筋不易锚固的状况，严重影响到结构的稳定性。所以在钢筋结构的生产设计上要充分考虑到建筑工程操作的实际困难和容易出现的状况以及采用的钢筋可能对建筑结构造成的影响等等，力求设计科学合理，结构结实牢固，建筑经久耐用。

1 钢筋混凝土结构的常见破坏形式

城市高层建筑受到的破坏和冲击一般来自于地震的牵引力和作用力，遭到破坏后的表现形式主要有以下几种：钢筋混凝土框架柱被严重压弯或者受到剪切而破坏、出现多处弯曲和裂缝；钢筋混凝土框架大梁的截面和锚固都遭到不同程度的受损和破坏；板四角裂缝、和大梁平行的通长出现大面积裂缝；另外，由于钢筋的配置和设计不合理还常常导致钢筋框架节点的核芯区遭到破坏。由于钢筋框架结构的节点设计在建筑施工图纸上得不到明确的标识和体现，导致节点的钢筋构造在地震到来时不能经受地震带来的严重冲击而使得楼房遭到破坏，人民生命财产受到威胁。所以建筑施工单位要重点解决钢筋混凝土结构钢筋节点的设计难题，以保证钢筋设计的合理耐用。

2 钢筋混凝土结构的框架设计原则

在高层建筑的施工过程中我们常常发现，当钢筋混凝土结构的框架立柱边长等于框架横梁的截面宽度时，或者钢筋框架立柱的边和横梁的边发生重合时，钢筋混凝土框架立柱和横梁受力钢筋的位置会产生强烈的冲突，因此对钢筋结构的设计要采取有效措施，按照“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的原则，优先保证钢筋框架立柱受力主筋的正确摆放位置，其次对钢筋框架横梁的受力主筋位置进行适当的调整。可行性办法是架设钢筋时，让钢筋框架横梁的受力钢筋直接从框架立柱的内侧穿过去；或者在钢筋框架横梁较为接近框架立柱的位置设置四根钢筋，分别摆放在四个角的位置，从而保证钢筋框架横梁的截面尺寸合乎要求。这种办法一方面能够有效解决钢筋框架立柱和横梁受力主筋位置相互冲突的问题，另一方面还便于钢筋和混凝土的施工操作，不影响受力结构，保证了高层建筑的稳定性。

3 钢筋框架墙梁节点的钢筋设计方案

在高层建筑钢筋框架的剪力墙结构中，最重要且最复杂的受力点就是主梁和次梁的钢筋节点，因此它的设计是否合理就显得非常关键，如果板筋或者次梁上面的钢筋保护层厚度不够的话，就会减弱或失去钢筋结构的抗震性。所以我们常常有意识地把主梁钢筋摆放在次梁上部钢筋的下面，而把次梁的主筋摆放在板筋的下面。

在剪力墙结构施工中我们还常常遇到一个问题，当把钢筋框架的主梁或者次梁直接摆放在核心筒墙体过梁或者暗梁上时，由于墙体过梁或者暗梁的高度和钢筋框架横梁的截面尺寸相同，这样会造成暗梁的主筋位置和钢筋框架横梁的主筋位置产生严重冲突而使得墙体过梁或者暗梁发生扭曲变形，影响建筑施工质量。所以在钢筋结构的设计上要保证墙体过梁或者暗梁以及横梁箍筋完整。可行性措施是在墙体过梁下面铺设两排总数在六根以内的主力钢筋，在这两排钢筋之间摆放框架横梁的下部钢筋，将框架横梁的接头安装在框架横梁的支座附近，墙体过梁的上部钢筋摆放于框架横梁的上部钢筋下面，同时保证框架横梁主筋的锚固长度符合要求。为了保证楼板钢筋和框架横梁钢筋的保护层厚度，一方面把墙体过梁或者暗梁的截面降低五厘米左右，这样就能够把钢筋框架梁上铁直接锚固在墙体过梁上，增加了结构的稳定性；另一方面在进行框架横梁的箍筋加工时减去负误差，取正误差值。这样我们在保证框架墙体过梁箍筋完整性的同时，还有效防止了钢筋框架横梁和暗梁的主筋位置严重冲突；通过减去负的误差和保留正的误差，有效避免了核心混凝土墙根部混凝土严重超高的情况出现。

4 钢筋框架横梁的主筋锚固方案

近些年来，由于钢结构在建筑业的广泛采用和劲性混凝土结构的越来越受欢迎，对于钢筋框架横梁的主筋锚固与节点设计方案越发引起人们的重视和关注，因为它的设计是否合理不仅关系钢筋框架结构的受力情况，还决定着整座高层建筑是否安全稳定和经久耐用。由于受到施工环境和工作条件的限制，在高层建筑的现场施工中，有时候有些构造部分的钢筋锚固长度达不到楼房施工的规范要求，所以要按照施工条件和现场实际对钢筋节点进行优化设计，在施工标准和技术要求中明确規定同直径钢筋的焊接方式，在施工现场进行弯锚或者采取机械锚固措施。还可以在钢筋顶端安装直螺纹连接套筒，增强钢筋的握裹能力。

5 结语

高层建筑钢筋结构的施工设计是一个长久而又复杂、渐进的过程，在这个过程中，影响到施工质量的因素有很多，在进行设计时要综合考虑到施工环境、工作条件和操作细节等每一个方面，把所有影响施工安全和工程质量的因素都计算在内，对于钢筋结构主梁和次梁节点设计、钢筋横梁和立柱节点设计都要精心策划，找到最佳方案，保证工程顺利和建筑稳定。

参考文献：

[1]杨芳.谈高层建筑中钢筋的设计施工[J].建设科技，2006（10）.

[2]杨伟.高层建筑框架结构设计中应注意的几个问题[J].广东科技，2011（14）.

[3]王鹏，王宏圃.小议高层建筑中钢筋结构的几点设计[J].黑龙江科技信息，2009（15）.