淺談高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計要點(diǎn)

張文宇

浙江華藝建筑設(shè)計有限公司

淺談高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計要點(diǎn)

張文宇

浙江華藝建筑設(shè)計有限公司

經(jīng)濟(jì)不但在很大程度上促進(jìn)了城市化發(fā)展，還促進(jìn)人民生活水平的提高，并且隨著人口的增加高層建筑數(shù)量也在不斷增加，使人們對居住的環(huán)境要求提高，不但要求居住環(huán)境舒適，還要求居住環(huán)境具有較強(qiáng)的抗震性能、較長的使用壽命和較強(qiáng)的穩(wěn)定等，使高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要求越來越高。基于此，本文主要對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行了簡要的分析，希望可以為相關(guān)的工作人員提供一定的參考。

高層建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)分析；設(shè)計要點(diǎn)

1 引言

現(xiàn)階段，伴隨人們?nèi)粘Ｉ钏降牟粩嗵嵘ㄟ^對于住房的要求也隨之增高。伴隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷復(fù)雜，其中最為關(guān)鍵的就是鋼筋混凝土，對其結(jié)構(gòu)設(shè)計屬于高層建筑當(dāng)中的至關(guān)重要的。如果其出現(xiàn)任何情況都會帶來巨大的損失。

2 高層建筑設(shè)計當(dāng)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在的缺陷

高層建筑設(shè)計過程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的性能會存在諸多的問題，首先，容易受到自然災(zāi)害的影響，例如臺風(fēng)，暴雨，旱澇以及暴雪等方面。其次，易遭到很多方面的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致在進(jìn)行施工的過程中增加了一定的難度，同時實(shí)際情況并未進(jìn)行明確，因此，不能及時采取性對對于的措施。高層建筑施工過程中，工期相對比較長，而作為施工人員大多人數(shù)非常的多，容易導(dǎo)致遺漏，若出現(xiàn)安全事故并不能及時發(fā)現(xiàn)，為人身財產(chǎn)安全埋下了眾多的安全隱患。其對高層建筑整體質(zhì)量而言是非常關(guān)鍵的，起著這就的影響，雖然其短時間內(nèi)并不能發(fā)現(xiàn)問題，但是伴隨時間以及自然環(huán)境的侵蝕，將會導(dǎo)致其缺陷也會不斷的出現(xiàn)，為人們的生命財產(chǎn)埋下了安全隱患。

3 高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析

3.1 結(jié)構(gòu)高度的控制

超高情況在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)的頻率是非常的高，如果出現(xiàn)此情況將會減少其自身的抗震性能，同時如果建筑的高度存在差異，在進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須根據(jù)其具體情形完成內(nèi)容設(shè)計，所以，若其高度發(fā)生改變，那么就設(shè)計就必須重新完成。

3.2 結(jié)構(gòu)體系的選擇

現(xiàn)階段，隨時我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，高層建筑的結(jié)構(gòu)外形也得到了一定的變化，不在拘泥傳統(tǒng)外形，其要求相對沒有那么復(fù)雜。在符合其強(qiáng)度以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)下，不斷的將其外表以及內(nèi)部二者共同優(yōu)化，將進(jìn)一步提升設(shè)計方案的實(shí)施水平。同時可以進(jìn)一步提升高層建筑的整體質(zhì)量。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

4.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震功能進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)計

高層建筑最必不可少功能就是抗震功能，以保證其最大限度的免收自然環(huán)境的危害，其中鋼筋混凝土的剛度則可以保證建筑的整體抗震性能，因此，在對其進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要給予抗震性高度的重視。抗震性能的高低取決于高層建筑層數(shù)和房屋建筑結(jié)構(gòu)剛度，如果這兩個數(shù)據(jù)越大，則振型數(shù)就越多，一般而振型數(shù)＞15，保證有效質(zhì)量系數(shù)大于90%，但不能超過其總層數(shù)的三倍。

4.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性設(shè)計

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性在高層建筑中占據(jù)著重要的位置，其可以延長其使用周期。在對其進(jìn)行設(shè)計的過程中必不可少的內(nèi)容之一，同時也直接影響著高層建筑的穩(wěn)定性，是降低安全事故發(fā)生率的關(guān)鍵，應(yīng)受到設(shè)計人員及施工人員的高度重視。建筑周圍環(huán)境是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及穩(wěn)定的重要因素，所以進(jìn)行設(shè)計時要根據(jù)建筑周圍實(shí)際環(huán)境，進(jìn)行鋼筋混凝土材料選擇及材料性能控制，盡可能按照高層建筑施工要求進(jìn)行設(shè)計，以延長高層建筑的使用壽命和提高其耐久性。

4.3 將新概念設(shè)計到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中

不同時代、不同技術(shù)基礎(chǔ)、不同經(jīng)濟(jì)水平和不同地域文化下的高層建筑工程項(xiàng)目設(shè)計不同，施工要求也不同，有的對抗震性能要求高，有的對使用壽命要求高，有的則對實(shí)用性要求高，但不管是什么要求，高層建筑最基本的要求都是具有一定的抗震性能、耐久性和穩(wěn)定性。所以在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要不斷將新的概念融入其中，以適應(yīng)不同地區(qū)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的需求，同時也適應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計不斷完善與革新的趨勢。

4.4 鋼筋混凝土基礎(chǔ)的設(shè)計

任何好的建筑物都離不開好的地基，而好的地基則由地下結(jié)構(gòu)決定。鋼筋混凝土基礎(chǔ)同樣是構(gòu)建地下結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，對整個高層建筑的穩(wěn)定性及抗震性能都起著決定性作用，所以必須對地下部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計。這要求相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員及施工人員到施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘查，分析抗震需求及穩(wěn)定性需求相關(guān)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)勘查而來的數(shù)據(jù)設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在設(shè)計過程中對于嵌固端的方位存在著差異，對其導(dǎo)致的影響也是不同的。而高寬相對比較大的高層建筑，應(yīng)盡可能將地下部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)深埋，并利用鋼筋混凝土樁體支撐地下部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，錨固應(yīng)盡可能向大和長的方向進(jìn)行，以增加樁體抗拔性能和防止傾覆事故的出現(xiàn)頻率。

4.5 剪力墻設(shè)計

剪力墻的設(shè)計也是高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要一環(huán)，首先在剪力墻的端部位置應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的邊緣構(gòu)件，比如端柱等，其主要起到約束柱的作用，當(dāng)高層建筑的層間位移和頂點(diǎn)位移較大時，可加大柱體的截面積，這時約束柱就可發(fā)揮其真正的作用，而當(dāng)剪力墻的截面和樓層的面積比值較大，但房屋高度較小的情況下，這時約束柱所起到的作用就幾乎可以忽略不計。另外對于剪力墻的抗變形性能的設(shè)計，可通過在剪力墻的截面設(shè)置連梁，但是針對多肢墻必單肢墻時，其連梁的設(shè)置不能太強(qiáng)，否則在地震作用下墻肢會出現(xiàn)拉伸，容易出現(xiàn)安全事故，而連梁一旦設(shè)置太弱，則墻肢就會變成單肢墻，其巖性相對就會減弱，因此在具體進(jìn)行其抗變形性能設(shè)計時，其連染的剛度應(yīng)進(jìn)行一定程度的折減，避免其超過截面的允許值。

5 結(jié)束語

總而言之，高層建筑項(xiàng)目施工離不開鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計也直接影響著高層建筑的抗震性能、穩(wěn)定性、耐久性、使用壽命和穩(wěn)定性，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與高層建筑是部分與整體的關(guān)系，兩者在實(shí)現(xiàn)過程中是相互影響和相符關(guān)聯(lián)的關(guān)系。所以要通過合理設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)高層建筑抗震性能、穩(wěn)定性及可靠性的提高，具體的設(shè)計要點(diǎn)包括抗震功能、耐久性、新概念、基礎(chǔ)和剪力墻等設(shè)計。

[1]孟凡偉.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計淺談[J].門窗,2016(6):143.

[2]謝亞朋.淺談高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方案[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2012(19):56.

[3]張浩.淺談高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的事項(xiàng)[J].河南建材,2012(1):80～81.