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

張 浩

遼寧金海建筑設(shè)計研究院有限公司（118000）

經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得高層建筑在中國興起并發(fā)展的如火如荼，其建筑手段和設(shè)計也變得科技性更強。建筑工程的質(zhì)量直接關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全，因此，對于這項復(fù)雜而科技含量高的工作，如何通過合理的設(shè)計使得高層建筑達到高質(zhì)量的同時也滿足人們居住舒適性需求是每個建筑工作者必須考慮和解決的事情。

1 結(jié)構(gòu)平面設(shè)計

通常來講，對于高層建筑，除了特殊的設(shè)計需求之外,高層建筑不宜采用特別不規(guī)則的平面布置，應(yīng)該追求形狀簡單、規(guī)則，盡可能的使剛度和承載力分布均勻。對于抗震等級不同的建筑，其平面尺寸及突出部位尺寸的比值都有適宜的范圍，同時不宜采用角部重疊的平面圖形即細(xì)腰型平面。一般在設(shè)計時，應(yīng)該注意:1）結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響，其中最重要的是在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，應(yīng)符合如下規(guī)定:A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。2）抗震設(shè)計時,高層建筑應(yīng)盡量調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)的布置，避免設(shè)置防震縫。當(dāng)無法避免而必須設(shè)置防震縫時，對于框架結(jié)構(gòu)來說，高度不超過15 m時，縫寬不應(yīng)小于100 mm，當(dāng)超過15 m時，應(yīng)根據(jù)不同的烈度每增加不同的高度，宜加寬20 mm。在確定防震縫的寬度時，如果縫兩側(cè)的房屋高度不同，那么防震縫的寬度應(yīng)該按照較低的房屋高度確定。3）在高規(guī)中，短肢剪力墻是指截面厚度不大于300 mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗數(shù)據(jù)，對短肢剪力墻在高層建筑中應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制。所以在高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師需要盡可能少采用或者不采用短肢剪力墻。

2 豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于屬于高層建筑，所以豎向結(jié)構(gòu)對于高層建筑來說，顯得尤為重要，他直接影響到整體建筑的質(zhì)量。高層建筑的豎向應(yīng)該盡可能的規(guī)則、均勻，避免有太大的外挑和內(nèi)收。為了保持重心穩(wěn)定，整個建筑體的豎向結(jié)構(gòu)應(yīng)該是下大上小的形狀，同時變化也應(yīng)該是逐漸的。假如豎向結(jié)構(gòu)不是垂直的或者不是正常的下大上小型結(jié)構(gòu)形狀，這時需要外加單獨的設(shè)計來滿足建筑物的整體平衡，維持穩(wěn)定。對于豎向內(nèi)收型的建筑物，從抗震角度出發(fā)，樓層的側(cè)向剛度不宜小于相鄰上一層的70%，也不宜小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%。A級高度高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的65%；B級高度高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的75%。樓層質(zhì)量沿高度宜均勻分布，樓層質(zhì)量不宜大于相鄰下部樓層質(zhì)量的1.5倍。

3 柱、梁、板的設(shè)計

高層建筑，如果地上為圓柱時那么地下部分需要改為方柱，這樣便于施工的進行。圓柱鋼筋的根數(shù)最少為8根。縱筋宜采用大直徑、大間距，但間距不宜超過200，柱斷面不宜小于400×400，混凝土不宜小于C25。對于異型柱的結(jié)構(gòu)，梁縱筋每排的數(shù)量不可以太多，柱端部縱筋不宜過于密集，否則會造成節(jié)點混凝土澆注困難。柱應(yīng)該盡量避免使用短柱。除此之外，還要考慮豎向的地震作用，柱子的軸壓比及配筋需要留有一定的余地。

對于梁的設(shè)計，一般梁上有次梁處應(yīng)該設(shè)附加箍筋，附加箍筋一般都要有。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁負(fù)載較大時，需根據(jù)計算確定增設(shè)附加箍筋和吊筋的數(shù)量。當(dāng)主梁高度高，次梁截面小時，主梁可以不加附加箍筋，所以要根據(jù)具體的情況分析之后確定是否需要加附加箍筋。

板部分的設(shè)計，應(yīng)該考慮板的鋼筋間距。為便于施工鋼筋宜采用大直徑大間距，但小直徑小間距對控制板的裂縫有利,所以應(yīng)根據(jù)實際情況而定。一般受力筋間距取70mm至200mm。對于人防頂板上下鋼筋間距宜相等，直徑可以不同，這樣方便設(shè)置拉筋。相連房間的同型號同間距板底鋼筋可以相通。

4 樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計

高層建筑的樓蓋結(jié)構(gòu)，也影響著高層建筑的整體質(zhì)量。很多公司基于成本控制的考慮，通常選擇樓板預(yù)制件，這樣會加大建筑物抗震風(fēng)險。國家規(guī)定，高層建筑高度大于50m時，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。混凝土強度等級不可以低于C20，但是也不應(yīng)該高于C40。

5 抗震等級設(shè)計

高層建筑更應(yīng)該重視抗震等級的合理設(shè)計，抗震設(shè)計時，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防分類、烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級,并應(yīng)符合相應(yīng)的計算和構(gòu)造措施要求。

總之，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要從豎向和平面結(jié)構(gòu)設(shè)計、柱和梁板的設(shè)計、抗震等級等多個角度進行，嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，確保高層建筑的質(zhì)量和使用安全。

[1]陳志強.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中幾個問題的探討[J].山西建筑,2000,08.

[2]付平位.高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].科教縱橫,2011,08.