探討鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題

摘 要：本文對高層結構設計中鋼筋混凝土存在的問題進行了探討，為今后建設工程工作提供了借鑒。

關鍵詞：高層建筑；建筑結構；鋼筋混凝土結構

一、高層建筑常用結構形式分類

高層建筑相對于低層建筑而已，在高層建筑工程施工項目中，隨著建筑工程的高度增高，對建筑結構的剛度要求自然要比低層建筑的結構剛度要求更高，因此，分析高層建筑結構常用的幾個形式，保證建筑結構的承載安全與建筑結構質量。

1.1框架結構體系

框架結構體系通常比較適合多層或者高度相對較低的高層建筑采用，建筑的承重結構主要是由梁體和柱體組成的豎向結構體系，同時還承受著水平方向上的荷載。在布置框架結構時對稱均勻以及傳力直接等十分重要。對于框架結構而言，框架柱承受的主要是壓應力，是豎向承重以及抗側力的主要構件。

1.2 剪力墻結構體系

剪力墻結構體系的原理是利用建筑物墻體來進行豎向的承重以及抵抗相應的側力。剪力墻因受到樓板構件的跨度限制而使得墻間距通常在3～8米之間，也因此剪力墻結構只適合一些房間較小的住宅、旅館類建筑使用。剪力墻采用的材料通常為鋼筋混凝土，其澆筑方法較多樣，有內、外墻均為現澆的類型，也有內墻為現澆、外墻采用預制墻板的類型，還有一類就是內、外墻均采用預制墻板裝配而成。

1.3 筒體結構體系

隨著時代的發展進步，高層建筑物的高度也在不斷的增長，傳統的框架結構體系以及剪力墻結構體系等都已無法很好滿足建筑結構在水平荷載的作用下對于建筑強度、剛度的要求了。而筒體結構體系恰好彌補了這一缺陷，它是在框架結構和剪力墻結構的基礎上發展而成的，簡言之就是一種由若干片框架或剪刀墻縱橫交接而圍成的筒狀的封閉骨架結構，這種結構體系不但能夠將使用空間進行相應的擴大，還在抵抗水平荷載作用的方面展現出良好的剛度特性。

二、鋼筋混凝土結構的原理和要求

2.1鋼筋混凝土結構的原理

為了能更好地適應建筑的需求，采用鋼筋混凝土即在混凝土中加入鋼筋以改善混凝土的性能是十分必要的舉措。這樣能夠使得建筑在拉應力的抵抗方面得到較大的提升，而鋼筋混凝土也會使混凝土部分的抗壓性得到相應的提升，二者有機結合在一起，對于保證建筑結構的質量有著十分重要的作用。

2.2 鋼筋混凝土結構設計的要求

設計建筑結構應根據建筑處在的地理環境以及所用的建筑材料來區分不同的理念，因為每個地域的風格、建筑的結構需求及政府政策的法規不同，設計師對建筑的設計理念也會不同，所以，在設計建筑時會存在很大差別。在我國，設計建筑的結構時，主要考慮的是建筑的穩定性，則根據對我國地理環境的分析，建筑的穩定性是在抗震性的方面，因此在設計結構的過程中，要重視建筑的抗震性。對建筑尺寸的比例，要進行精確計算，使得建筑可以更好地承受各個方面的載荷。

三、鋼筋混凝土的高層結構設計中存在的問題

3.1 設計者不看重概念設計，只注重計算

許多設計者在設計結構時，往往都會按建筑專業所提供的建筑圖來建立、校核和計算結構的模型，雖然保證結構的安全了，但是卻沒有注重總結，讓設計的水平沒有得到很大的提升，這就要從概念設計這個方面來出發。結構的概念設計是確保結構的抗震性能優良的一種設計方法，是從實踐中不斷的總結出來的結晶，是避免鋼筋混凝土的高層結構在設計中走彎路的技術保障。設計者若注重概念設計，在實際的工程中，就會根據總結的經驗對抗震的布置與結構方案進行選擇，采取強化扭轉剛度與減小扭轉的措施，并且預測結構的薄弱部位，采取應對措施，防止薄弱層的過早破壞，避免局部破壞導致的連鎖反應。就結構體系方面來講，應對平面的布置規制性給予足夠的重視，為了能夠保證建筑結構在平面布置上的對稱性，從而增強結構的抗扭轉能力，應參照建筑的設計盡可能的將結構平面的布置方式設計成具有良好抗風、抗震性能的類型，保證其結構在平面的設計上能夠有明確的合理的荷載傳遞路徑以及計算簡圖。因此，在設計時，要堅持總結經驗和結構計算的運用，堅持腳踏實地的工作，保證實踐的過程中使得設計修養與設計水平不斷提升。

3.2 設計者不注重設計的規范性以及新知識的學習

由于快速的發展，使得建筑規范也在不斷的改變，因此，建筑設計領域的工作者必須要加強對于建筑規范的學習力度，不斷對比新舊知識從而進行更新，避免在設計過程中出現違規的情況，導致安全隱患的產生。但是一些設計工作者過于相信計算機設計軟件或者是依賴他人的幫助，自己不主動去研習新的知識及建筑規范，這樣不僅會令他自己的設計水平不升反降，還可能會使建筑設計方案中存在極大的安全隱患，給設計帶來嚴重的質量問題。比如，在近幾年出臺的條令中明文規定了建筑物不可以采用嚴重不規制的設計方案。

3.3 結構的規則性問題

建筑結構的設計中，對于結構的規則性所規范的內容變化很大，在以前結構的規則性規范中新增了許多規范條件，如比較嵌固端的上下層剛度的信息、豎向的規則性以及平面的規則性等，在新規范里，出現了強制性規定，因此高層建筑物在設計結構時，應遵守設計規范的內容，從而能夠避免施工中設計要求的改變。

3.4 嵌固端設計的問題

目前許多高層建筑物的地下室和人防都在兩層或兩層之上，因此設置嵌固端可能會在人防頂板的位置或者在地下室的頂板位置，在進行嵌固端的設置時，結構的設計師及建筑師常常會忽略設置嵌固端所帶來的問題，例如：上下層的抗震等級、上下層的剛度及樓板設計的統一性等問題，在設計中若忽略任何問題都會導致高層建筑結構的安全隱患，因此這就要求設計師及建筑師設計鋼筋混凝土的高層結構時，要注意設置嵌固端的問題。

3.5 短肢剪力墻的設計問題

對于鋼筋混凝土的高層結構設計規范里，在高層建筑上應用短肢剪力墻的限制很多，因此在高層建筑的設計里，結構的設計師及建筑師應盡量減少使用短肢剪力墻，從而防止在工程的設計中及其以后的設計里增加麻煩。

3.6 結構超高的問題

鋼筋混凝土的高層結構的設計里，在抗震的規范里對高層建筑總的高度的要求十分嚴格，尤其是新的規范里，除了把以前限制的高度改為了A級高度外，還增加建筑物的B級高度，因此在設計高層結構時，要嚴格地控制好建筑物的高度，繼而減少不符合要求或者重新設計等問題的發生，對工程工期以及高層結構的設計影響減少。

3.7 基礎設計及地基設計問題

在高層結構的設計里，地基設計以及基礎設計為結構工程師及建筑師較為重視的一個問題，建筑物的基礎設計及地基設計對設計的后期工作有著直接的影響，

并且對于整個工程造價而言地基設計有著重要作用，所以在這一階段里存在的問題會對整個的工程產生嚴重的損失。在地基設計及基礎設計過程中要注意規范的重要性，若只靠《基礎以及地基設計的規范》是不能夠滿足設計的要求，因此在進行基礎設計以地基設計過程中，要對地方性的規范有一個深入的研究考察，從而避免或減少對高層建筑結構在設計工作中產生的影響。

四、結束語

綜合上述，鋼筋混凝土的高層結構為建筑工程里重要的部分，設計的過程中，在深刻了解工程的基礎上，應該與鋼筋混凝土的高層結構起到的作用以及施工環境相結合，再詳細的進行設計，本文通過對鋼筋混凝土的高層結構設計中所存在的問題進行了總結分析，為今后建設工程工作提供了借鑒。

參考文獻：

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[2]王佳慧.關于鋼筋混凝土高層結構設計常見問題的探討[J].民營科技，2011（7）