高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題探討

夏振海

大連六環(huán)景觀建筑設(shè)計(jì)院有限公司

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題探討

夏振海

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本研究以高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的具體問題為出發(fā)點(diǎn)，提供了做好結(jié)構(gòu)選型、地基與基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)計(jì)算等高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的要點(diǎn)，希望對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的完善有所參考。

高層建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 前言

改革開放以來，我國國民經(jīng)濟(jì)整體地迅速發(fā)展，國內(nèi)各個(gè)行業(yè)都得到了巨大的發(fā)展，整體的行業(yè)水平穩(wěn)步提高，其中，建筑行業(yè)的提升水平是比較快的，這與國家在基礎(chǔ)建設(shè)方面投入的大量資金有關(guān)，也與人民群眾的客觀需求有關(guān)。建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了建筑形式，建筑技術(shù)，建筑材料等的多元化變革，其中鋼筋混凝土因?yàn)榘踩禂?shù)高，抗震性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。

2 高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體問題

2.1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)存在的問題

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常產(chǎn)生的問題有：一是，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)規(guī)則性不高或者結(jié)構(gòu)過分僵化，給高層建筑的整體藝術(shù)學(xué)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工帶來影響。二是，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)嵌固端設(shè)計(jì)位置不良，出現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、抗震等級(jí)、建筑外形的影響，降低了高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型的合理性和規(guī)范性。三是，高層建筑短肢剪力墻選用過于頻繁，不但增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，而且也會(huì)給整個(gè)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)帶來麻煩。四是，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)超高問題嚴(yán)重，影響高層建筑的工期與造價(jià)。

2.2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在的問題

地基與基礎(chǔ)是高層建筑的重要組成部分，也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)賴以發(fā)揮結(jié)構(gòu)和功能的前提，而當(dāng)前設(shè)計(jì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)方面存在標(biāo)準(zhǔn)缺乏和不同意的問題，這會(huì)出現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在各類差異，很多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作存在隨意和經(jīng)驗(yàn)主義泛濫的問題，造成對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)效果的影響，給高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工和建設(shè)帶來負(fù)面的作用。

2.3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算存在的問題

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)計(jì)算是核心的關(guān)鍵，常見的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算存在的問題有：一是，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算模型選取適當(dāng)；二是，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)確定不當(dāng)；三是，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)振型數(shù)目設(shè)置不足；四是，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)建計(jì)算不準(zhǔn)確。這些問題會(huì)嚴(yán)重影響高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響到高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3 做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)具有技巧性和科學(xué)性的雙重特點(diǎn)，必須在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)做好如下幾方面工作：一是，提升高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，特別要注意高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平面和里面的規(guī)則性，同時(shí)要提升整個(gè)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的藝術(shù)性。二是，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)嵌固端設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到上下層剛度，降低整個(gè)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。三是，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該減少短肢剪力墻設(shè)計(jì)的頻率，提升高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，進(jìn)而優(yōu)化高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)的整個(gè)過程。四是，合理設(shè)計(jì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高度，控制高層結(jié)構(gòu)的組成和高程，做到對(duì)工期和造價(jià)目標(biāo)在設(shè)計(jì)階段的嚴(yán)密控制。

3.2做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

首先要端正高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作的態(tài)度，要重視地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作的功能和作用。其次要加強(qiáng)對(duì)《地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB1997S》的學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)，進(jìn)一步準(zhǔn)確把握《規(guī)范》的主旨和思想，使高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作更加詳盡和準(zhǔn)確，為設(shè)計(jì)出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)的精品工程打下基礎(chǔ)。此外，要加強(qiáng)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)換屆的討論工作，設(shè)計(jì)中廣泛聽取不同工種、不同領(lǐng)域的意見，特別要聽取工程造價(jià)方面的建議，在完善高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)合理性和科學(xué)性的同時(shí)，提升高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

3.3做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算的要點(diǎn)

進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)該從預(yù)防經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤入手，主要做好四個(gè)方面的工作提升高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算質(zhì)量：一是，做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的選取，要根據(jù)高層建筑的設(shè)計(jì)意圖確定樓板整體平面、搭接結(jié)構(gòu)、彈性模型，以便提升計(jì)算模型的仿真度，進(jìn)而提升計(jì)算準(zhǔn)確性。二是，嚴(yán)格確定高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)，要結(jié)合高層建筑所在地質(zhì)條件和區(qū)域地震活躍度劃分高層建筑不同部位鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)，做到對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟(jì)性的有效把握。三是，合理確定高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)振型數(shù)目，要平衡振型數(shù)量與結(jié)構(gòu)層數(shù)的關(guān)系，通過全面準(zhǔn)確的計(jì)算和分析確定振型數(shù)目的取值范圍。四是，提高高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中非結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算的準(zhǔn)確性，要在平衡美觀、經(jīng)濟(jì)；風(fēng)荷載、地震等諸多因素的基礎(chǔ)上，科學(xué)進(jìn)行非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算，在提升計(jì)算準(zhǔn)確性的同時(shí)，為科學(xué)設(shè)計(jì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提供參考。

4 結(jié)語

高層建筑綜合利用鋼筋韌性和混凝土剛性而產(chǎn)生的新結(jié)構(gòu)——鋼筋砼結(jié)構(gòu)是當(dāng)前高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流方向，不但在結(jié)構(gòu)剛度和整體性上承繼了混凝土的特點(diǎn)，同時(shí)在結(jié)構(gòu)形變和結(jié)構(gòu)韌性上也能夠具有更為理想的效果。由于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，加之鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的多樣性，這使得進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)過程中必須重點(diǎn)強(qiáng)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容，提高計(jì)算的準(zhǔn)確性、設(shè)計(jì)的完整性，避免結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、功能方面問題的產(chǎn)生和積累，建立起確保高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量和安全的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

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