钢筋混凝土结构在高层建筑中的应用现状

张帅

摘要：在我国的高层建筑中，钢筋混凝土结构已经成为了最为常用的高层建筑结构，钢筋混凝土具有整体性好、刚度大、位移小等优点，高层建筑的钢筋混凝土结构设计，可以说是现代建筑设计的重点和难点。本文对高层建筑中的钢筋混凝土结构进行了分析，并且提出了高层建筑钢筋混凝土结构存在的问题及应用。

关键词：钢筋混凝土；高层建筑；结构；设计；应用

中图分类号：TU973.12 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）08-175-02

前言

我国国民经济整体的迅速发展，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，钢筋混凝土结构是建筑中最常用的一种结构体系，与高层建筑相呼应的结构设计形式也变得多样化。应总结在实践中积累的经验，严格按照国家规范规定要求进行设计，不断地改进理论知识，更好的将建筑结构混凝土的设计技术更加完善。

1高层建筑中钢筋混凝土结构的简介

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。国内常用的钢筋混凝土高层建筑结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构和简体结构，在应用框架结构的基础上。又发展了板柱-剪力墙结构和巨型结构两种结构体系。复杂高层建筑结构体系是一些功能更广泛，相应地结构更复杂的体系。实际工程中还有一些复杂结构，如错层结构、大底盘多塔楼结构以及不同复杂结构的组合，它包含带转换层结构、连体结构、带加强层结构、竖向收进和悬挑结构和平面不规则结构。钢筋混凝土高层建筑结构设计不仅要满足相关要求规定与现行规范，还要遵循结构优化设计的原则。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，减少针对给人们日常生活带来的影响，从而保证人们对建筑结构稳定性的信任度的同时，满足建筑舒适度。

2钢筋混凝土结构在高层建筑中存在的问题

（1）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。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，必须在设计中充分发挥建筑力学材料的特性，加强设计过程的优化，根据实践经验设计出结构稳定的建筑作品。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，在柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中，往往忽视建筑物沉降带来的附加应力的影响。

（2）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，设计时没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响，从而导致建筑的可靠指数明显降低。概念设计的强调是对建筑师的必须要求，建筑设计师一定要重视各种规范规定，千万不要陷入只管设计不管计算的误区。结构的规则性问题，在新的规范要求中。结构选型增加了许多限制条件，嵌固端上下层刚度比信息与平面规则性信息等就是这些限制条件。在高层建筑中，最常用的结构就是钢筋混凝土结构。特别是框架一剪力墙结构应用最广泛，这是因为此结构体系不仅可以灵活布置功能空间，而且也有很大的侧向刚度。在设计过程中若考虑不周、疏忽大意，则很容易出现各种问题，对建筑工程造成影响，甚至危及结构的安全性。

（3）高层建筑钢筋混凝土结构设计对于结构超高具有一定的规定，尤其是在抗震规范中，建筑物的高度控制是非常严格的，而在新规范中这一点重新进行了界定，连体结构竖向刚度突变，结构扭转效应较大，且竖向与水平地震组合作用对连接体及其附近主体结构有不利影响。对于柱下独立基础之间的拉梁，其又是首层维护墙的承重梁的情况下，不能单纯地按拉梁进行设计，当考虑荷载时，还要对梁上皮之上土扩散角之内的土重进行考虑，带加强层结构体系对抗风是十分有效的，但是在加强层及其附近楼层，结构的刚度和内力均发生突变，对抗震不利。在结构分析计算过程中，对工程进行准确高效的内力分析，同时根据规范要求进行处理与设计，对工程设计质量好坏有着关键影响。

3高层建筑中钢筋混凝土结构的控制措施

（1）在实际的工作中设计建筑结构混凝土，一定要在设计建筑结构混凝土时将理论与实践相互结合，多注意结构设计中的重点与细节进行把握，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，结构体系的选择是高层建筑钢筋混凝土设计的重点之一，为了可以有效的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，要合理的使用高强混凝土和高强度钢筋，设计人员在进行结构设计时。一定要充分重视以上提出的问题，并逐个解决落实，从而使结构设计质量得到有效保障。

（2）要进行钢筋混凝土高层建筑框架结构的优化设计，要分析完结构整体内力后，按照梁柱各构件的控制内力，对截面进行优化设计对满足荷载效应水平要求的各结构构件的几何特征的配筋量的进行优化，并确定优化结果。在一些地基基础比较稳固的地方，在上部结构能够满足变形限值的前提下，考虑到建筑的外观问题，可以尽量减小刚度。加强结构刚度，提高整体抗裂能力。在强约束区提高配筋，减小钢筋间距和钢筋直径，提高混凝土与钢筋的协同作用，提高抗裂能力，为了减少甚至避免钢筋混凝土高层建筑结构设计问题的出现，应该对钢筋混凝土高层建筑结构设计中的问题进行积极的分析和探讨。

（3）在确定加强层结构方案时，需重点研究加强层的数量、伸臂结构形式和刚度以及周边带状桁架的设置等问题，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。结构优化的原则就是框架结构优化设计的原则，根据一次性完成的结构构件，对各个构件进行逐步优化，能够保证结构受力合理。同时也节约投资，在概念设计上，我们应该多选择一些新颖的建筑样式，同时又要注意其抗震设计、抗风设计等基础要素，加强施工，做好混凝土的养护工作，尽可能提高混凝土的实际强度，而且建筑在弹性设计上，尽量要满足延展性的需求。严格掌握后浇带的封堵时间，使混凝土有充分应力的时间等。

4钢筋混凝土结构在高层建筑中的应用

（1）我国的高层建筑也得到了迅速发展，导致人们生活水平得到了进一步提升。人们对于住宅建筑的要求也更加严格，其建筑住宅的设计思路也得到了不断更新和变化。住宅建筑一般考虑采用剪力墙结构，因为住宅本身要求很多的分隔墙，特别是对高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时。因为高层建筑的风荷载与地震作用都比较大，所以务必严格按照规范要求中的非结构构件的计算处理措施进行非结构构件的设计，采用剪力墙结构可以兼作非承重隔墙，用钢量包比框剪结构少，而且室内无外露梁柱，用户比较欢迎，某些情况下也可以用框架一剪力墙结构。在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）目前，国内高层建筑大体上可分为住宅、旅馆、公共性建筑和部分工业建筑，按不同用途选择结构体系。高层建筑混合结构体系是指结构中除了采用钢筋混凝土构件以外，还包括型钢混凝土构件、钢管混凝土构件和钢结构构件的结构体系。框架结构布置灵活、使用方便，适应于非地震区的多层和层数不多的高层建筑。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。在进行结构整体计算的软件选择时，应该根据结构类型以及计算软件模型的特点进行计算软件的合理选择，以保证钢筋混凝土高层建筑整体结构分析计算的合理性，同时及时判断计算结果的可靠性与合理性是相当重要的。

（3）框架-剪力墙结构既具有框架结构在使用上的灵活性，又具有较强的抗震能力和较好刚度，因而在公共建筑和旅馆建筑中得到了广泛的应用。剪力墙结构刚度大。空间整体l生好，用钢量较省，还可以避免在室内露出梁柱，便于房间使用。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。在钢筋混凝土高层建筑结构设计中，由于功能要求或者建筑美观并且不是主体承重骨架体系以内的一些非结构构件常常出现，应该高效合理的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，这样可以明显的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。

5结束语

我国的高层建筑发展得十分迅速，高层建筑的设计思路不断更新和变化。高层建筑的结构和体系正在向着多样化好实用化来发展，选择何种体系结构也是一个重要的环节，任何不成熟的选择都会造成不安全的因素，甚至造成重大事故，所以高层钢筋混凝土建筑结构体系的发展和选择需要更多设计人去努力和完善。