浅析高层建筑钢筋混凝土结构设计问题

宫宪武

摘要：改革开放以来，我国国民经济整体地迅速发展，国内各个行业都得到了巨大的发展，整体的行业水平稳步提高，其中，建筑行业的提升水平是比较快的，这与国家在基础建设方面投入的大量资金有关，也与人民群众的客观需求有关。建筑行业的发展带来了建筑形式，建筑技术，建筑材料等的多元化变革，其中钢筋混凝土因为安全系数高，抗震性能好等诸多优点而被广泛使用。

关键词：高层建筑；钢筋混凝土；结构设计

随着高层建筑的兴起，建筑工程在结构设计和技术应用上也趋于多样化。高层建筑在平面布置和体型构造上也越来越复杂化，这对现代高层建筑设计和结构分析来说，无疑是一种挑战。而在对钢筋混凝土高层建筑进行结构设计时，其中有许多的重点和细节需要加以注意。

1高层建筑中的钢筋混凝土结构设计内涵

随着钢筋混凝土结构应用于高层建筑越来越广泛，要想保证高层建筑混凝土结构设计达到规范规定的标准，就必须遵循一定的原则，加强高层的建筑结构的使用维护、施工及设计。其原则需求主要表现在：第一，安全性。在设计的合理的使用年限以内的高层建筑的结构时应该可以承担各种可能发生的突发情况。而且在发生了偶然事件以后，建筑物的结构必须要保持一定的稳定特性。第二，耐久性。在设计的可以使用的年限以内，高层建筑的结构应该具有一定的耐久性。第三，适用性。在它能够合理使用的年限以内，高层建筑结构的设计应该可以满足使用的要求，具有较好的抗振、抗裂缝或者抗变形的性能。

2结构选型中常见的问题

2.1结构规则性的问题。在建筑结构设计中，对于结构规则性的内容规范有很大的变化，在旧的结构规则性规范中增加了很多新的规范条件，比如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比较的信息以及竖向规则性信息等，并且在新的规范中，采用强制性的规定，所以在高层建筑物结构设计时，应该遵循设计的规范内容，从而可以有效避免施工中要求设计的改变。

2.2嵌固端的设计问题。目前很多的高层建筑物都有两层或者两层以上的人防地下室，所以嵌固端可能设置在人防的顶板位置处，也可能设置在地下室顶板的位置处，在设置嵌固端时，建筑师以及结构设计师很容易忽略嵌固端的设置带来的问题，如：嵌固端上下层的刚度、楼板的设计以及上下层抗震等级的统一性以及结构整体计算时嵌固端的位置等一系列的问题，如果在设计中忽略任何一个问题都可能对高层建筑结构造成安全隐患，所以这就要求建筑师以及设计师在钢筋混凝土高层结构设计时，注意嵌固端设置的问题。

2.3短肢剪力墙设计的问题。在钢筋混凝土高层结构设计的规范中，对短肢剪力墙在高层建筑中应用有很多的限制，所以在高层建筑设计中，建筑师以及结构设计师应该尽量减少或者避免采用短肢剪力墙，从而可以有效避免工程设计中增加不必要的麻烦。

2.4结构超高问题。在钢筋混凝土高层结构设计中，对于高层建筑的总高度在抗震规范中具有严格的要求，特别是新规范中，除了将原来的限制的高度设置为A级高度，还增加了B级建筑物的高度，所以在高层结构设计时，应该严格控制建筑物高度，从而可以减少重新设计以及不符合要求等问题，减少对高层结构设计以及工程工期的影响。

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，也是因为地基基础在整个工程造价中起决定性因素，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的学习，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高层建筑钢筋混凝土结构的设计规范

4.1高层建筑钢筋混凝土结构抗震功能的设计。高层建筑钢筋混凝土的抗震设计是建筑设计中的关键因素之一，在进行工程图纸设计时，房屋的结构按照其抗震的设防进行分类，其中房屋抗震的等级可以依据房屋结构类型、烈度和高度来按照国家抗震规范来确定。高层房屋结构的层数多或者房屋结构的刚度突变系数较大的话，其振型数则应该多取，

4.2加强对高强砼和高强钢筋的合理设计。为了可以有效地降低基本设施实施的难度与工程造价，在高层建筑混凝土结构设计中，要合理地使用高强混凝土和高强度钢筋。高层建筑的总造价一般包含框架结构的基础物料、施工及材料费用等，其中影响房屋造价比较大的是构筑件截面积和用钢量，所以，为了有效地降低建筑的用钢量，可以在建筑设计的时候合理地使用高强度钢筋和高强混凝土，这样可以大幅度地节约建筑的成本。若高层的建筑设计是在厚软的地基上面的话，由于矗立在地基上面的荷载比较大，所以应该高效合理地使用高强混凝土及高强钢筋来优化构件的截面积，用来减少结构的重量，这样可以明显地降低基本设施的实施难度和工程的造价，用来取得较好的经济效果。

4.3加强对高层建筑构造周期性折减系数设计。在框架结构中，当采用砌体来填充墙体时，折减系数在计算周期时取0.6~0.7；当采用轻质的砌块或者墙体少时，折减系数在计算周期时取0.7~0.8；当采用轻质的墙板时，折减系数在计算周期时取0.9。除了没有墙的框架结构，其余都要进行适量的折减。在框架结构与顶盖结构设计中，填充墙会直接使结构的实际刚度大于设计时的刚度，所以这就会导致计算周期远远大于结构的实际周期。因此，计算出的结构剪力比较小时，这就会使房屋建筑的结构不安全，所以要把建筑物的结构计算周期进行适当的折减，只有这样建筑的效果才能有所改善。

4.4提高高层建筑耐久功能。在高层建筑钢筋混凝土的结构设计中若以优化结构设计为主要目的，则要根据设计规范来处理主要问题，认清主次，通过多种目标与单一目标的优化使设计的效果令人满意。因此，必须加强房屋耐久性设计，在原来的混凝土结构设计方案中，混凝土结构设计的耐久性往往没有得到设计人员充分的考虑，其实就是在规定的使用年限内对于用户的各种正常使用要求均能够满足。在对一般的高层建筑混凝土进行设计时，主要都集中在造价、材料上，所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计。如今人们的生活水平不断地提高，对工程的质量要求也相应地得到提高，所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时，就要果断地放弃经济这个指标。

5结语

高层建筑的钢筋混凝土结构设计是一个比较复杂的过程，每个小失误都有可能导致建筑出现各种质量问题。结构设计师在设计过程中，应该严格按照国家相关规定，认真分析、科学计算，确保高层建筑的整体质量和结构安全。

参考文献

[1] 葛斌.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].中国高新技术企业,2011(16).

[2] 崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品,2010(01).