钢筋混凝土高层结构设计存在的问题与应对

王晓婷

大连典匠建筑设计有限公司 辽宁大连 116000

针对高层建筑钢筋混凝土结构施工中存在的问题，文章分析了设计结构改进策略的重要性及设计和实施的现状，并提出了改进设计的方法和手段，为建筑物建设者提供了一定的理论基础。结果表明，为了提高钢筋混凝土建筑结构设计的稳定性，有必要改善抗震结构的抗震设计，使用高强度钢和高强度混凝土的结构设计及周期性还原剂的设计，以达到土木工程的耐久性目标，从而实现建筑物更加安全稳定的目标。

1 钢筋混凝土高层结构设计存在的问题

1.1 平面设计不合理

高层结构设计的原则是保证高层建筑安全的同时有效降低建造的成本，所以在初步设计阶段应该对设计方案不断地改进，最终实现成本的最低化和钢筋混凝土高层结构设计的合理化。有些单体的建筑方案一味地追求造型新颖独特有创新，平面有较多的凸出或内凹，方案阶段布置的不合理，就会导致我们结构的墙柱、梁板布置不合理，结构整体受力不合理，相应的房屋的舒适度也会大大降低，工程造价也会增加很多，这其实是很不合理的。比如说，在沿海地区，风荷载是高层建筑的主要控制性荷载，有些平面形状复杂的高层，如Y形、H形以及弧形，这些形状的房屋风压太大，不利于抗风设计，如果坚持此方案布置，必然会导致钢筋及混凝土用量的大大增加，此项目经济性将会较差。再比如，有些平面比较狭长的建筑物，地震时会产生不规则振动，在地震较大时，会产生比较大的震害。细腰形建筑，在凹角部位会形成应力集中，导致楼板开裂、破坏。所以我们在方案初始阶段，结构人员应该尽早的介入，对建筑的不合理的设计，我们应该给出我们合理的建议，以避免结构体系的不合理[1]。

1.2 竖向不规则

有些单体建筑追求立面的变化，左右单元不对称，层数不同，并且会有较多的外挑和收进，这其实对于结构是很不利的。建筑的薄弱部位一般表现在不规则的部位，不规则会引起质心和刚心的偏心，上下层之间结构刚度的突变，会导致承载力的突变，继而出现变形的过分集中，将会出现严重震害甚至倒塌。

1.3 扭转问题

结构发生扭转是一个综合因素造成的后果，但主要原因还是刚度的不均匀。结构的刚度中心和质量中心不能重合或者相隔较远时，就会导致结构的扭转振动。所以加强结构的抗扭刚度和抗扭能力，是设计中需要重要考虑的一个关键点。

1.4 节点设计不到位

钢筋混凝土高层结构应该充分考虑特殊自然灾害进行设计，以防万一，充分考虑居民的人身安全。在进行中等地震的时候，很可能造成结构受力构件进入塑性状态，引发二次伤害，很多的高层建设结构设计没有对节点部位引起重视，造成节点一旦发生破坏，整个结构就很有可能发生垮塌，严重危害居民的生命安全。

2 钢筋混凝高层结构设计问题的应对策略

2.1 做好剪力墙设计

高层钢筋混凝土结构最重要的是剪力墙，这是确保高层建筑可靠性的重要方法。设计剪力墙时，应该考虑的是剪力墙末端的边缘组件，使得高层和高层之间的距离足够大。此时，增大柱的横截面积，并且可以充分限制柱的性能。除了剪力墙柱的设计，还应考虑可变剪力墙的设计。设计剪力墙时，可以在剪力墙部分添加连接梁。为了让多侧壁形成单壁，必须加强连接梁的设计，如果将吊杆设置在很高的高度，那么墙壁会在地震中伸展和变形，从而对高层建筑造成安全隐患。基于此，在设计钢筋混凝土的抗变形结构时，有必要确定科学上允许的剪力墙最大部分，并降低连接梁的刚度，从而确保它们满足最大要求，满足民居生活中的日常使用[2]。

2.2 规范抗震设计

钢筋混凝土是高层建筑最重要的抗震结构之一。大量的研究表明，在钢筋混凝土结构设计中对结构安全性和抗震性能的评估应予改进，特别是在建筑设计的重要领域中，应改善钢筋混凝土结构的地震行为的预定处理方式，例如在高层建筑中，通过综合评估层数和钢筋混凝土结构的刚度来评估数据的合理性。必须特别注意顶部塔的转换和结构，加强对弹性楼板和建筑物刚度的整体分析，并保证组件的数量，以符合建筑物规范和高层建筑的使用要求。

2.3 强化钢筋的耐久性

随着人们生活水平的提高，对建筑物的建造提出了更高的要求。然而，人们的经验会影响钢筋混凝土的耐久性设计。在高层建筑的建造中，钢筋混凝土结构的耐用性常常忽略了地质和其他环境因素，从而严重破坏了建筑物的结构。基于此，在钢筋混凝土的结构设计中，有必要规范设计以充分控制建筑材料的性能。为了确保成本，还必须使用高质量的建筑材料来维持建筑物的寿命。用户体验受高层建筑寿命的影响，它们与人们的生命和财产安全息息相关，有必要使钢筋混凝土具有耐久性[3]。

2.4 科学选型与方案制定

在设计高层建筑的钢筋混凝土结构时，设计人员应密切注意设计选择，并确保合理选择施工系统，以减少总体设计的不平衡并增加施工成本。设计应考虑剪力墙布局，新的规格应基于先前的设计经验和现场的测量数据信息。高层钢结构建筑的初始设计可能会有很多局限性，而随后的设计工作应加强对问题和设计缺陷的总结。在特定的设计实践中，很难避免结构系统完全超出标准的现象，相关人员必须在初始过程中充分执行相应的要求。结合现有的国家标准，已经确定存在许多相对有约束力的因素，并且新标准提议禁止使用不合理的软件。基于此，在操作中，有必要使后处理设计中的变化最小化，以尽可能满足结构设计的要求。

3 结语

在结构设计中，通常有必要结合具体的施工要求进行有针对性的规划。特别是在澄清短剪力墙的影响，建筑系统的建造和极高的结构问题的情况下，必须找到方法和手段来改善控制，从而提高高层建筑的安全性和稳定性。事实证明，结构设计的科学合理性直接影响高层建筑的稳定性，需要计划者应根据用户需求，基本功能设计要求来加强高强度混凝土、高强度钢的结构设计，地震结构的规划及周期性的施工损耗规划[4]。