關于高層建筑鋼筋混凝土結構設計問題的探討

楊勤

（深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司南京分公司 江蘇南京 210000）

前言

如今，建筑的高度越來越大，且建筑體型日趨復雜，而鋼筋混凝土仍是建筑最常用的結構形式，這就對結構設計提出了很高的要求，在實際的設計工作中，必須充分考慮多個方面的影響因素，以此保證設計的合理性、可行性與經濟性。

1 高層建筑混凝土結構設計準則

1.1 安全準則

高層建筑鋼筋混凝土結構的質量直接關系著人們生命和財產安全。因此，在進行混凝土結構設計時，要以安全為設計之根本，只有確保其安全性能，才能使建筑本身富有意義和價值。所以，在實際設計時，設計師要確保結構設計安全的前提下結合有關施工技術、施工安全、行業標準和規范等進行設計，只有這些全部達到要求以后方能追求美觀、大方，甚至追求富有藝術氣息的設計。

1.2 適用準則

高層建筑建成后最終是由人來使用它，所以在對其進行結構設計時一定要綜合各方面因素考慮建筑的使用功能。比如說，在實際結構設計時，要對室內空間布局有很好的構思，需要什么樣的空間就要選用什么樣的結構設計模型，在梁柱布置時，要充分考慮到該布局是否影響了室內面積的實用性，是否防礙了某種功能的使用等等。只有在結構設計中保持良好的適用準則，才能使建筑自身的特點充分發揮其作用，更能贏得廣大消費者的喜愛，從而使企業實現良好的經濟效益。

1.3 可靠準則

一般來說，結構設計會根據建筑的使用年限來進行，以確保建筑的安全、可靠、耐用。古往今來，也出現了許多古建筑的使用年限遠遠超過了其設計年限依然屹立不倒，這是因為其在結構設計時堅持可靠準則，其所運用的技術及材料都要符合其可靠、耐用性?，F今，常常能聽到所謂的豆腐渣工程，這是因為其使用年限遠不能達到其結構設計標準，發生這種現象的原因有許多，但其在設計時很大程度上與沒有注重使用材料的可靠、耐用性能有關。

2 高層建筑鋼筋混凝土結構設計現狀

高層建筑鋼筋混凝土結構的設計問題主要體現在短肢剪力墻、結構體系建設以及結構超高，三個方面。在設置短肢剪力墻結構過程中，設計人員未按照規范要求進行數量控制。這種情況下，就會在一定程度上增加后期處理的難度。結構體系的設計選擇，是保證高層建筑鋼筋混凝土結構作用穩定性的重要組成部分。然而，對于地基基礎結構環境較為穩定的情況，當建筑上部結構能夠保證變形限制后，設計人員應通過減小剛度的設置，來提高建筑物的外觀設計效果。而規范要求中，對層間位移與頂點位移的限值設置存在一定局限，這就要求結構設計人員須充分結合高層建筑工程的實際情況，來提高結構設計的科學合理性。例如，在增加結構水平加強層的側向剛度時，外柱剪力會有所增加，而規范設計中并未涉及到這一問題影響。對于結構超高問題，設計人員在進行抗震規范設計應用過程中，存在不同等級的高度要求。而實際設計過程，部分結構設計人員并未將其重視起來，這就導致超高問題難以通過竣工審查。工程項目建設只能通過二次施工設計，才能保證結構作用的問題性。為此，控制上述幾方面結構設計應用問題，研究人員應從規范控制節點出發，從而提高高層建筑鋼筋混凝土結構設計的科學有效性。

3 高層建筑鋼筋混凝土結構設計的優化策略

3.1 強化抗震設計

鋼筋混凝土作為高樓主要抗震結構，經過多年研究實踐證明具有極高安全性及抗震性。因此，在進行高層建筑設計時必須重點關注鋼筋混凝土結構設計中抗震功能。對于高樓大廈建設當中，它的樓層數量與結構剛度突變系數比較大時，要選取它的振型數值。對于高樓當中多塔結構設計、頂部塔樓和轉換層等振型數應當大于12，同時它的大小原則上不允許大于樓層總數3倍；特別是在進行彈性樓板建設剛性要求分析時，振型數應該取更大值。因此，為保障高層建筑結構安全，必須做好其鋼筋混凝土抗震結構設計。

3.2 加強耐久性

人們生活水平日益提高，對于樓房建設要求越來越高，加強鋼筋混凝土耐久性設計，關乎人們使用體驗。通常在進行高樓建筑設計時，鋼筋混凝土結構耐久性設計往往忽略一些來至于項目周邊地質等環境因素，極有可能給項目大樓結構功能帶來危害，因此，在鋼筋混凝土結構設計時，其建設標準的保障必須是強化建材性能管控，結合有效控制成本造價的前提下，最大化選取具有更好性能的建材，以保障建筑大樓本身耐久性要求。高樓大廈的耐久性直接關系著用戶使用體驗，保障著人們生命財產安全，因此必須加強鋼筋混凝土耐久性設計。

3.3 注重剪力墻設計

剪力墻作為高層建筑鋼筋混凝土結構中的關鍵，是保障高樓大廈本身可靠性重要手段，因此必須注重其設計。在進行剪力墻設計時應當注意在其端部配以邊緣構件，好比端柱，它具有約束柱功能，在高樓其樓層間及頂點位移足夠大，此時把柱體加大即截面積加大，此狀態才能最好發揮約束柱性能。除了做好剪力墻約束柱等設計，還要注重剪力墻抗變能力設計。在進行剪力墻抗變設計時，可采取剪力墻截面部分加設連梁，對于多肢墻變單肢墻，應當把連梁設計降弱一點，如果連梁設置過強會在發生地震時造成墻肢拉伸變形，給高樓帶來安全隱患，由此當進行鋼筋混凝土抗變形結構設計時，必須科學合理獲取剪力墻截面最大允許值，將連梁剛度作必要降低，符合最大值范圍內。

3.4 注重基礎設計

正所謂“地下基礎決定上層建筑”，要想建筑經久不衰，持久耐用，就必須要有良好的地下基礎。然而，地下基礎結構也和上層建筑一樣，同是采用鋼筋混凝土結構合成材料制成的；所以，在進行結構設計時一定要注重地下基礎設計。這就要求設計人員在進行地下基礎設計時一定要親臨施工現場進行實地查看和監督，并與施工人員達成良好的溝通協作關系，共同結合當地抗震要求和穩定性要求有關數據進行探討，最終確定設計方案，施工人員必須嚴格按照方案進行施工，確保地下基礎的穩固。

4 結束語

總之，結構設計的科學合理性會直接影響高層建筑結構的作用穩定性，因此，設計人員應強化高層建筑鋼筋混凝土結構設計，從而滿足用戶對建筑工程的基本功能性需求。