鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題與處理

趙 鑫

（中天設計集團有限公司，吉林 長春 130000）

高層建筑對結構設計提出了較高的要求，而鋼筋混凝土是高層結構設計中常用的一種結構方式，能夠有效提高高層建筑結構安全性，并延長其結構的使用壽命。但是目前在高層建筑的鋼筋混凝土結構設計中還存在很多問題，因此要求結構設計人員必須充分了解鋼筋混凝土材料的性質以及結構體系特點，結合高層建筑工程的實際情況，合理選擇鋼筋混凝土結構形式，并通過科學合理的設計手段來提高高層建筑上部以及基礎結構的安全性和穩定性，為高層建筑的整體結構安全提供可靠的保證，全面提高我國建筑結構設計水平和質量。

1 目前在高層建筑鋼筋混凝土結構設計中的主要問題分析

1.1 鋼筋混凝土結構設計中的體系選擇問題

目前，一些高層建筑的結構設計在結構體系選擇方面還存在很多不合理的地方，例如，設計人員在結構體系設計中沒有充分了解工程所在區域的風載荷因素，對于工程區域的具體抗震設防等級缺乏準確的了解，這些都會影響結構設計方案中各項參數確定的合理性，造成高層建筑結構的安全性和穩定性無法滿足結構設計規范的要求，給高層建筑結構安全帶來較大的風險隱患，甚至會導致嚴重的安全事故，造成嚴重的人員傷亡和經濟損失[1]。這是高層鋼筋混凝土結構設計中的常見問題之一。

1.2 鋼筋混凝土結構設計中的基礎結構問題

高層鋼筋混凝土結構設計中，基礎結構的設計是比較容易出現問題的部分。一些結構設計人員所采用的建筑基礎結構類型不合理，這會造成高層建筑出現傾斜以及沉降不均勻的問題，嚴重威脅高層建筑結構的整體安全。同時在一些高層建筑的天然基礎設計中還存在基礎斜面坡度設計不合理等問題，不僅會對后續施工中的混凝土澆筑振搗施工質量產生不利的影響，而且會對造成基礎結構出現穩固性下降等問題[2]。此外，一些高層存在地下室結構的鋼筋混凝土建筑在底板配筋設計中不合理的問題，造成高層建筑產生明顯的沉降不均勻問題，導致高層建筑整體結構失穩，嚴重威脅了建筑結構的安全。在高層建筑的基礎結構設計中，如果對工程區域的水文地質條件的勘測了解不全面，也會直接影響其基礎結構的防水設計方案的有效性和合理性，并造成建筑基礎的穩定性存在安全隱患或者使用壽命縮短等問題，這也是高層鋼筋混凝土結構設計中所需要注意的一個常見問題。

1.3 鋼筋混凝土結構設計中的上部結構問題

高層鋼筋混凝土上部結構是建筑結構整體設計中的主要內容，其也是比較容易出現設計問題的重要環節之一。目前，在高層建筑的上部設計中主要存在沒有嚴格遵守設計規范以及細部設計不到位等問題。同時在對高層建筑上部結構設計進行審核時也缺乏健全科學的規范標準，導致高層建筑的上部結構設計存在較多的問題。例如，在剪力墻的設計方案中，其位置選擇往往沒有對應力因素進行充分的考慮，導致應力高度集中在其結構內部，嚴重影響了高層建筑結構的抗震能力，一旦有地震等地質災害發生，高層建筑就會出現倒塌等情況，并造成人員以及財產的重大損失，因此，這也是高層鋼筋混凝土結構設計中的一個重要問題。

2 處理高層建筑鋼筋混凝土結構設計問題的有效途徑分析

2.1 鋼筋混凝土結構體系的合理選擇

在進行高層鋼筋混凝土結構設計時，設計人員應積極應用BIM等先進的技術手段，利用仿真模型來對結構體系的設計方案進行綜合性的分析評價，優化設計方案，從而提高結構體系選擇的合理性。設計人員要嚴格遵守結構設計規范，并根據相關的規范要求對鋼筋混凝土材料的選擇以及結構等進行認真的檢查，并對不合理的地方加以調整，以完善結構體系設計方案。當高層結構設計方案初步形成后，設計部門應會同所有相關部門和人員利用BIM模型來模擬方案內容，并綜合各方的意見和建議對設計方案進行全面的評估審核，從而使結構設計方案能夠滿足各項相關要求[3]。同時在高層鋼筋混凝土結構體系的選擇中，設計人員還應加強與技術部門和施工人員的溝通，積極借鑒其施工實踐經驗，對設計方案進行完善修改，合理選擇鋼筋混凝土結構型式和材料的質量性能，以確保結構設計方案的合理性和可行性，從而增強高層建筑結構的抗震能力，提高建筑結構設計的質量和水平，為建筑結構的質量安全以及經濟性的實現創造良好的前提條件。

2.2 高層鋼筋混凝土建筑基礎結構的合理選擇

在確定了高層鋼筋混凝土建筑結構的基本結構體系后，設計人員還應充分了解工程所在區域的地質水文條件以及其相關的環境特點，從而提高高層鋼筋混凝土建筑基礎結構設計的合理性。當高層建筑工程所在區域的地基結構比較穩定，其天然基礎土體的承載能力和強度能夠達到高層結構設計標準時，設計人員可以充分利用其天然地基作為基礎結構的主體部分，并適當結合防水板或者采用局部筏板結構來確保高層建筑基礎結構的穩定性。如果工程所在區域的天然地基條件無法滿足基礎結構設計要求時，設計人員則應采用相應的設計手段和處理措施來對高層建筑的基礎結構進行加固，以提高其承載性能，從而確保建筑基礎結構的安全性和穩定性。設計人員可以將基礎配筋率適當增加，以保證基礎拉梁結構的承載性能[4]。同時對于存在地下室的高層鋼筋混凝土建筑，設計人員可以針對其基礎結構中持力層的不同而采取不同的褥墊處理手段，從而確保建筑結構和地下室結構的安全穩固。此外，在建筑基礎結構設計中，設計人員還應充分考慮地下室水位變化等水位地質因素，合理確定配筋率以及配筋的規格型號，以提高基礎結構的穩定性和安全性，為保證高層建筑整體結構的安全奠定堅實的基礎。

2.3 高層鋼筋混凝土建筑上部結構的合理選擇

在高層鋼筋混凝土結構設計中，設計人員應提高對建筑上部結構設計的重視程度，嚴格遵守結構設計規范，合理確定建筑剪力墻結構布局，同時要對建筑梁柱節點的具體剪力強度進行準確的計算分析，從而對結構設計方案加以優化。同時設計人員要充分考慮高層建筑工程的具體功能和用途，既要保證高層建筑上部結構荷載以及連接的穩定性和安全性，又要滿足其功能發揮的實際需要，從而提高高層結構設計的經濟性和實用性。

3 結語

由于鋼筋混凝土結構具有良好的耐久性以及穩定性，因此，在現代高層建筑中鋼筋混凝土結構得到了廣泛的應用。建筑結構設計人員應充分了解鋼筋混凝土材料以及結構體系的特點，不斷總結設計經驗，積極學習借鑒國內外建筑結構設計的成功案例，并結合高層建筑工程的具體情況，運用科學的設計手段，優化建筑結構設計方案，提高建筑結構體系選擇的合理性，并確保高層建筑主體結構以及基礎結構的安全穩固，從而全面提高高層建筑結構設計的質量和水平，促進我國建筑行業的現代化發展。