鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾個常見問題

摘 要：當(dāng)前時期，我們國家的超高層的建設(shè)活動發(fā)展的比較順暢，已經(jīng)形成了非常優(yōu)秀的工藝，而且獲取了非常顯著的應(yīng)用，文章具體的闡述了與之設(shè)計(jì)有關(guān)的內(nèi)容

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)；問題

1 概念設(shè)計(jì)

所謂的概念設(shè)計(jì)是確保構(gòu)造發(fā)揮出優(yōu)秀的抗震能力的措施。選取那些對于抗震有著優(yōu)秀的意義的構(gòu)造，使用降低扭轉(zhuǎn)以及提升剛度的方法，設(shè)計(jì)延性構(gòu)造和相關(guān)的部件，論述不利點(diǎn)，而且使用優(yōu)秀的應(yīng)對方法防止弱勢層被干擾，防止部分區(qū)域發(fā)生不利現(xiàn)象，避免設(shè)計(jì)靜定結(jié)構(gòu)，采取二道防線措施等每個設(shè)計(jì)步驟中都貫穿了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)內(nèi)容。關(guān)注該項(xiàng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵意義，是要求建筑師和結(jié)構(gòu)師在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)特別重視規(guī)范、規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的各條規(guī)定，在設(shè)計(jì)的時候要認(rèn)真地分析如下的事項(xiàng)：

1.1 對于構(gòu)造體系來講，要關(guān)注構(gòu)造的類型選取以及平面和豎面布局的具體特征，要使用那些有著優(yōu)秀的抗震水平以及擋風(fēng)性能的構(gòu)造。構(gòu)造應(yīng)該有優(yōu)秀的簡圖以及有序的傳遞地震性能的方法。

1.2 常見項(xiàng)目都開展低震狀態(tài)中的彈性設(shè)計(jì)，使用概念方法來保證“中震可修，大震不倒”，不過未進(jìn)過有序的分析和論證，到底建筑體是不是可以發(fā)揮出這種意義呢，沒有人明白。對抗震設(shè)防裂度較高地區(qū)的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的設(shè)計(jì)指標(biāo)：（1）中震或大震不屈服設(shè)計(jì)；（2）中震或大震彈性設(shè)計(jì)；要求設(shè)計(jì)單位確保實(shí)現(xiàn)“三水準(zhǔn)”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1.3 建筑體應(yīng)該體現(xiàn)出它的獨(dú)特性，并不能是一樣的面孔。通過分析抗震性的相關(guān)內(nèi)容我們得知，使抗震設(shè)計(jì)從宏觀定性的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過度，允許按照業(yè)主的要求選擇不同層次的抗震性能目標(biāo)作為設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)依據(jù)。

1.4 水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力；結(jié)構(gòu)剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結(jié)構(gòu)剛度以減少地震作用效應(yīng)，但是也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過大的變形將會因P-Δ效應(yīng)過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；結(jié)構(gòu)除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外，還應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)震動的能力。

1.5 在一個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，應(yīng)避免應(yīng)力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設(shè)置樓、電梯間；減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過多、過急，結(jié)構(gòu)剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續(xù)分布、避免造成結(jié)構(gòu)的軟弱或薄弱的部位。應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載力。根據(jù)具體情況，結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結(jié)構(gòu)單元應(yīng)采取加強(qiáng)連接的方法。

2 關(guān)于如何選取類型

2.1 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

兩種規(guī)范中對于這個要素的論述存在很大的差別。在新的條例中添加了一些約束性內(nèi)容。所以，工作者要切實(shí)的按照新的規(guī)定來開展工作，以免干擾到后續(xù)的設(shè)計(jì)活動的開展。

2.2 結(jié)構(gòu)的超高問題

對于抗震的規(guī)定來講，對于構(gòu)造的高度有著非常嚴(yán)格的論述，特別是新規(guī)中對于過去的超高現(xiàn)象，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，所以，要對構(gòu)造的這項(xiàng)要素認(rèn)真的分析。如果構(gòu)造構(gòu)造是B級建筑體的話，它的設(shè)計(jì)措施和應(yīng)對方法等都要做一定的調(diào)節(jié)。在設(shè)計(jì)的時候，因?yàn)闃?gòu)造的種類出現(xiàn)了變得而沒有關(guān)注這個要素，此時導(dǎo)致圖紙的核查沒有達(dá)標(biāo)，就要對其開展再次的分析，很顯然不僅僅使得時間上受到影響，同時還要多花費(fèi)資金。

2.3 嵌固端的設(shè)置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。

2.4 短肢剪力墻的設(shè)置問題

在新規(guī)中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，結(jié)合具體的信息內(nèi)容和運(yùn)作狀態(tài)，對其在高層職工的使用添加了很多的限制性內(nèi)容，所以，在開展該項(xiàng)設(shè)計(jì)活動的時候，工作人員最好少用這種墻體，以此來避免對后續(xù)的設(shè)計(jì)活動的干擾。

3 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題

該項(xiàng)設(shè)計(jì)是工作者非常關(guān)注的內(nèi)容，不單單是因?yàn)檫@個時期的優(yōu)劣關(guān)乎到后續(xù)的設(shè)計(jì)活動的開展，而且還是因?yàn)樗强偝杀镜臎Q定要素。所以，在這個時期，存在的一些不利現(xiàn)象有時候會更為嚴(yán)重，甚至?xí)?dǎo)致一些無法挽救的不利現(xiàn)象。在開展設(shè)計(jì)的時候要關(guān)注地方法規(guī)的一些規(guī)定。因?yàn)槲覀儑业膰撩娣e很寬，地質(zhì)狀況也不同的，如果只是靠一些資料來論述的話，是無法有序的將基礎(chǔ)的種類和設(shè)計(jì)的措施等進(jìn)行詳細(xì)的分析，因此，在開展該項(xiàng)設(shè)計(jì)的時候，要積極地對所在區(qū)域的法規(guī)開展分析工作，以此來防止對總的設(shè)計(jì)和后續(xù)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生干擾。

4 關(guān)于構(gòu)造的運(yùn)算和分析

4.1 結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇

目前比較通用的計(jì)算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，不過，因?yàn)樗械能浖谑褂蒙鲜龅哪Ｐ偷臅r候，面對著一些不同之處，所以使得軟件的運(yùn)作結(jié)局在一定的程度上面對著很多的差異性。因此，在開展該項(xiàng)總的運(yùn)算和分析的時候，要切實(shí)的結(jié)合構(gòu)造的類型和軟件的具體特征，使用與之對應(yīng)的軟件，而且通過具體的結(jié)局信息，來辨別何種是有效的，何種是能夠當(dāng)成參考內(nèi)容的，而何種又是沒有具體含義的，其是構(gòu)造設(shè)計(jì)人員在開展設(shè)計(jì)工作的時候要認(rèn)真分析的內(nèi)容。要不然的話，假如使用了不合理的軟件，不僅僅會浪費(fèi)時間，同時還會浪費(fèi)精力，最主要的是導(dǎo)致構(gòu)造面對一些不利現(xiàn)象。

4.2 是不是需要將地震力變大，要深入的分析隔墻對于振動周期的干擾

分析振型的總數(shù)是不是合理。在新的規(guī)定中添加了振型參與要素的定義，而且指出了它的范圍。因?yàn)樵谶^去的設(shè)計(jì)中，沒有認(rèn)真的考慮過上述的概念，就算是存在的話，這個限制也不一定合乎當(dāng)前的規(guī)范規(guī)定。所以，在開展運(yùn)算的時候，要對具體的信息進(jìn)行分析論述，而且要明確范圍。多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計(jì)算。

4.3 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)

在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對這部分內(nèi)容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時，由于高層建筑的地震作用和風(fēng)荷載均較大，因此，必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5 結(jié)束語

總的來講，該項(xiàng)設(shè)計(jì)是一個非常耗時，而且很是繁瑣的活動，全部的在這個時期的不正確的內(nèi)容都會使得總體的設(shè)計(jì)步驟變得非常繁瑣，或者是使得設(shè)計(jì)信息面對一些不利的現(xiàn)象。上述的內(nèi)容是筆者在工作中的一些淺顯的認(rèn)識，希望行內(nèi)人士積極地指點(diǎn)。