鋼筋混凝土高層結構設計存在的問題與應對

王曉婷

大連典匠建筑設計有限公司 遼寧大連 116000

針對高層建筑鋼筋混凝土結構施工中存在的問題，文章分析了設計結構改進策略的重要性及設計和實施的現狀，并提出了改進設計的方法和手段，為建筑物建設者提供了一定的理論基礎。結果表明，為了提高鋼筋混凝土建筑結構設計的穩定性，有必要改善抗震結構的抗震設計，使用高強度鋼和高強度混凝土的結構設計及周期性還原劑的設計，以達到土木工程的耐久性目標，從而實現建筑物更加安全穩定的目標。

1 鋼筋混凝土高層結構設計存在的問題

1.1 平面設計不合理

高層結構設計的原則是保證高層建筑安全的同時有效降低建造的成本，所以在初步設計階段應該對設計方案不斷地改進，最終實現成本的最低化和鋼筋混凝土高層結構設計的合理化。有些單體的建筑方案一味地追求造型新穎獨特有創新，平面有較多的凸出或內凹，方案階段布置的不合理，就會導致我們結構的墻柱、梁板布置不合理，結構整體受力不合理，相應的房屋的舒適度也會大大降低，工程造價也會增加很多，這其實是很不合理的。比如說，在沿海地區，風荷載是高層建筑的主要控制性荷載，有些平面形狀復雜的高層，如Y形、H形以及弧形，這些形狀的房屋風壓太大，不利于抗風設計，如果堅持此方案布置，必然會導致鋼筋及混凝土用量的大大增加，此項目經濟性將會較差。再比如，有些平面比較狹長的建筑物，地震時會產生不規則振動，在地震較大時，會產生比較大的震害。細腰形建筑，在凹角部位會形成應力集中，導致樓板開裂、破壞。所以我們在方案初始階段，結構人員應該盡早的介入，對建筑的不合理的設計，我們應該給出我們合理的建議，以避免結構體系的不合理[1]。

1.2 豎向不規則

有些單體建筑追求立面的變化，左右單元不對稱，層數不同，并且會有較多的外挑和收進，這其實對于結構是很不利的。建筑的薄弱部位一般表現在不規則的部位，不規則會引起質心和剛心的偏心，上下層之間結構剛度的突變，會導致承載力的突變，繼而出現變形的過分集中，將會出現嚴重震害甚至倒塌。

1.3 扭轉問題

結構發生扭轉是一個綜合因素造成的后果，但主要原因還是剛度的不均勻。結構的剛度中心和質量中心不能重合或者相隔較遠時，就會導致結構的扭轉振動。所以加強結構的抗扭剛度和抗扭能力，是設計中需要重要考慮的一個關鍵點。

1.4 節點設計不到位

鋼筋混凝土高層結構應該充分考慮特殊自然災害進行設計，以防萬一，充分考慮居民的人身安全。在進行中等地震的時候，很可能造成結構受力構件進入塑性狀態，引發二次傷害，很多的高層建設結構設計沒有對節點部位引起重視，造成節點一旦發生破壞，整個結構就很有可能發生垮塌，嚴重危害居民的生命安全。

2 鋼筋混凝高層結構設計問題的應對策略

2.1 做好剪力墻設計

高層鋼筋混凝土結構最重要的是剪力墻，這是確保高層建筑可靠性的重要方法。設計剪力墻時，應該考慮的是剪力墻末端的邊緣組件，使得高層和高層之間的距離足夠大。此時，增大柱的橫截面積，并且可以充分限制柱的性能。除了剪力墻柱的設計，還應考慮可變剪力墻的設計。設計剪力墻時，可以在剪力墻部分添加連接梁。為了讓多側壁形成單壁，必須加強連接梁的設計，如果將吊桿設置在很高的高度，那么墻壁會在地震中伸展和變形，從而對高層建筑造成安全隱患。基于此，在設計鋼筋混凝土的抗變形結構時，有必要確定科學上允許的剪力墻最大部分，并降低連接梁的剛度，從而確保它們滿足最大要求，滿足民居生活中的日常使用[2]。

2.2 規范抗震設計

鋼筋混凝土是高層建筑最重要的抗震結構之一。大量的研究表明，在鋼筋混凝土結構設計中對結構安全性和抗震性能的評估應予改進，特別是在建筑設計的重要領域中，應改善鋼筋混凝土結構的地震行為的預定處理方式，例如在高層建筑中，通過綜合評估層數和鋼筋混凝土結構的剛度來評估數據的合理性。必須特別注意頂部塔的轉換和結構，加強對彈性樓板和建筑物剛度的整體分析，并保證組件的數量，以符合建筑物規范和高層建筑的使用要求。

2.3 強化鋼筋的耐久性

隨著人們生活水平的提高，對建筑物的建造提出了更高的要求。然而，人們的經驗會影響鋼筋混凝土的耐久性設計。在高層建筑的建造中，鋼筋混凝土結構的耐用性常常忽略了地質和其他環境因素，從而嚴重破壞了建筑物的結構。基于此，在鋼筋混凝土的結構設計中，有必要規范設計以充分控制建筑材料的性能。為了確保成本，還必須使用高質量的建筑材料來維持建筑物的壽命。用戶體驗受高層建筑壽命的影響，它們與人們的生命和財產安全息息相關，有必要使鋼筋混凝土具有耐久性[3]。

2.4 科學選型與方案制定

在設計高層建筑的鋼筋混凝土結構時，設計人員應密切注意設計選擇，并確保合理選擇施工系統，以減少總體設計的不平衡并增加施工成本。設計應考慮剪力墻布局，新的規格應基于先前的設計經驗和現場的測量數據信息。高層鋼結構建筑的初始設計可能會有很多局限性，而隨后的設計工作應加強對問題和設計缺陷的總結。在特定的設計實踐中，很難避免結構系統完全超出標準的現象，相關人員必須在初始過程中充分執行相應的要求。結合現有的國家標準，已經確定存在許多相對有約束力的因素，并且新標準提議禁止使用不合理的軟件。基于此，在操作中，有必要使后處理設計中的變化最小化，以盡可能滿足結構設計的要求。

3 結語

在結構設計中，通常有必要結合具體的施工要求進行有針對性的規劃。特別是在澄清短剪力墻的影響，建筑系統的建造和極高的結構問題的情況下，必須找到方法和手段來改善控制，從而提高高層建筑的安全性和穩定性。事實證明，結構設計的科學合理性直接影響高層建筑的穩定性，需要計劃者應根據用戶需求，基本功能設計要求來加強高強度混凝土、高強度鋼的結構設計，地震結構的規劃及周期性的施工損耗規劃[4]。