鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題

蘭瑾

摘 要：城鎮(zhèn)一體化的發(fā)展最明顯的特征是建筑的規(guī)模不斷的擴大，復雜度不斷提升，建筑的類型以及樣式逐步的多樣化，結(jié)構(gòu)也越來復雜，因而建筑設(shè)計成為了當前城市建筑的重點關(guān)注內(nèi)容。本文便針對目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)問題展開了探討，希望以此同廣大同仁進行交流。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；高層；鋼筋混凝土；問題

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A

一、地基與基礎(chǔ)設(shè)計問題

1 柱下獨立基礎(chǔ)帶梁板式的地下室底板設(shè)計中，在地下室底板設(shè)計的時候，建筑物沉降所引起的附加應力的影響往往會被忽視。原因就在于整個地下室以及柱下獨立基礎(chǔ)會受到其上部作用力的影響，從而發(fā)生集體性沉降變形，而這一變形現(xiàn)象在天然地基中更加明顯。若是工程總沉降不高，那么可以采用褥墊處理的方式在持力層同地下室板之間進行加固。

2 若低下水位相對較高，那么在地下室的地坪下，應當盡可能的使用輪廓形狀簡單明了的結(jié)構(gòu)，這樣不但能夠便于防水施工，還可以提高建筑的防滲性能。因為若建筑的外形結(jié)構(gòu)相對復雜，存在較多的放坡以及陰陽角，就會增強防水施工的難度，同時工程造價便也會有所提升。基于這一點，可以適當?shù)牟捎梅闯信_法。通過同意的承臺以及地下室的底板，保證下皮具有相同的標高，將承臺需要進行加厚處向上進行，通過覆土以及設(shè)置濾水層的方式提高基礎(chǔ)的防水性。通過這種方式可以降低基礎(chǔ)形狀的復雜度，便于施工，并且提高質(zhì)量的同時還能夠縮短工期。另外內(nèi)部的覆土重量也可以平衡底板所承受的水浮力，這種自相平衡的方式能夠有效減少配筋的使用量，對建筑抗傾覆性能也有所提升。

3 針對天然基礎(chǔ)錐體設(shè)計而言，很多基礎(chǔ)的昔日面相對較大，因而會導致施工過程中結(jié)構(gòu)砼無法得到良好的振搗，因而結(jié)構(gòu)密實度相對較低。有些施工現(xiàn)場甚至會直接采用自然堆砌的方式，因而從強度要求方面分析，砼結(jié)構(gòu)無法達到設(shè)計要求。所以可以采用階梯形獨立基礎(chǔ)，不但便于施工，還可以保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

4 若柱下獨立基礎(chǔ)拉梁作為維護墻的承重結(jié)構(gòu)時，則拉梁設(shè)計已經(jīng)無法適應結(jié)構(gòu)設(shè)計需要了。在進行設(shè)計過程中，不但要考慮荷載還需要針對梁上土重進行設(shè)計。

二、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

1 在進行框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計中需要保證結(jié)構(gòu)具有均勻的剪力墻，剪力墻最典型的失敗結(jié)構(gòu)便是單肢剛度過大，這樣會導致應力的過于集中，一旦出現(xiàn)損壞，則會導致嚴重的影響。并且，在同基礎(chǔ)相連的位置處，無論是連梁還是相關(guān)構(gòu)建的設(shè)計難度都會隨之增加。另外，一旦遇到地震時，一旦地震強度過大，當小級別剪力墻進入塑性階段，那么就表示建筑損壞程度已經(jīng)相當嚴重了。所以，在結(jié)構(gòu)上，應當通過設(shè)計對建筑性能進行改善，即有選擇的讓梁進行損壞，從而保證結(jié)構(gòu)柱的始終完整性，這樣建筑在遇到震動時就會不倒或者延緩倒塌，減少傷亡，這便是設(shè)計中所說的延性設(shè)計。

2 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，框剪結(jié)構(gòu)連梁設(shè)計相對較為重要，在設(shè)計過程中需要注意一下幾方面內(nèi)容。首先不能盲目的對結(jié)構(gòu)抗彎能力進行增加，否則造成連梁部位的延遲破壞，無法對能量進行消耗，很多重要部件可能會因此造成損壞，嚴重者令結(jié)構(gòu)失去延性。其次，在目前所使用的規(guī)范中，連梁上是禁止進行框架梁的搭設(shè)的。但是這一規(guī)定不嚴謹，或者定義不準確。應當是在連梁上禁止搭建重要豎向城中結(jié)構(gòu)。

3 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，需要對柱體進行強化，堅持強柱弱梁以及強剪弱彎的原則，通過這種結(jié)構(gòu)延性設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)的抗震性。但是在實際的應用中，強柱弱梁的機制往往很難實現(xiàn)。并且，若結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆板，那么在計算過程中還需要加大梁的剛度，但是在配筋過程中往往會忽視剛進的作用，若是設(shè)計人員在設(shè)計過程中還對梁的配筋進行進一步加大，這便會對框架節(jié)點的穩(wěn)定性造成影響，所以就會產(chǎn)生弱柱強梁的狀態(tài)。因此在設(shè)計時不能一味的對框架梁支座上部鋼筋進行加大。

4 應當將構(gòu)造柱設(shè)置于懸挑梁端頭，從而加強每層挑梁的聯(lián)系，依照拉構(gòu)件要求，對構(gòu)造柱進行設(shè)計。通過這種方式，能夠利用構(gòu)造柱對挑梁變形的狀況進行協(xié)調(diào)，在這種狀態(tài)下即便是局部存在超載現(xiàn)象，通過該結(jié)構(gòu)也能夠?qū)⒘M行傳遞分散，讓結(jié)構(gòu)對力進行共同承擔，進一步提高了機構(gòu)的安全性。并且通過該種結(jié)構(gòu)對外維護墻的約束性也有所加強，避免了墻體外閃現(xiàn)象。

三、結(jié)構(gòu)選型中存在的問題

1 規(guī)則性問題

由于新規(guī)放同舊規(guī)范之間出現(xiàn)了較大變動針對該類內(nèi)容，新規(guī)范中有了較多的約束和限制。例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應采用嚴重不規(guī)則的設(shè)計方案。所以，在該類問題上，結(jié)構(gòu)工程師需要特別關(guān)注，遵循新規(guī)范的規(guī)定內(nèi)容，避免在后期的施工中，對設(shè)計圖再次進行修改。

2 結(jié)構(gòu)超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，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，因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項控制因素嚴格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設(shè)計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設(shè)計中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設(shè)計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當巨大。

3 嵌固端設(shè)置問題

高層建筑的地下結(jié)構(gòu)相對較為復雜，一般會帶有一層或者兩層、兩層以上的地下結(jié)構(gòu)，其嵌固端往往會設(shè)置與地下結(jié)構(gòu)的頂板處，所以基于這類問題，在設(shè)計過程中，工程師往往會忽略此類設(shè)置對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的影響，如：嵌固端樓板的設(shè)計、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致后期設(shè)計工作的大量修改或埋下安全隱患。

結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量關(guān)系重大，不僅僅涉及到財產(chǎn)的損失，而且涉及到建筑用戶的使用安全。另外建筑的結(jié)構(gòu)專業(yè)相對于其他的專業(yè)而言更加專業(yè)，涉及問題范圍更廣闊，因而需要在實際的工作中，不斷從實踐中予以總結(jié)，才能減少設(shè)計中更多問題的出現(xiàn)。

參考文獻

[1]趙瑩.淺析高層建筑設(shè)計中的若干安全問題[J].科學之友，2011（08）.

[2]王學功.淺談高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中相關(guān)問題[J].時代報告，2011（09）.