對高層建筑中鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討

徐溪雪

【摘 要】高層建筑這個(gè)行業(yè)的發(fā)展一直是平穩(wěn)前進(jìn)，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼鐵、鋼筋混凝土等工業(yè)原料被研發(fā)出來，帶動(dòng)了大部分建筑相關(guān)的行業(yè)，電梯，高層建筑的發(fā)展迎來了自己發(fā)展的黃金時(shí)期，高樓大廈隨處可見，高層建筑的表現(xiàn)形式以及結(jié)構(gòu)形式也趨于多樣化。但是，科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍。我們在看到高層建筑帶給我們新的變化的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)注意到隨之而來的弊端。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；鋼筋結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)探討

高層建筑的不斷發(fā)展促使人們不斷挑戰(zhàn)新的高度，某某地區(qū)的世界第一高樓等口號喊的愈發(fā)響亮。但是高層建筑的建設(shè)必然伴隨著建筑行業(yè)技術(shù)的不斷提升，在我們追求高度的同時(shí)必須保證技術(shù)的達(dá)標(biāo)，在我們的建筑技術(shù)還未成熟的現(xiàn)在，我們的施工設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)一些遺漏和錯(cuò)誤。

由于目前沒有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋細(xì)部節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一做法，造成設(shè)計(jì)單位或施工單位在節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)的容易出現(xiàn)鋼筋配筋率過大或者鋼筋錨固不足等現(xiàn)象的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該考慮在某些節(jié)點(diǎn)鋼筋實(shí)際操作的困難及由此產(chǎn)生的對結(jié)構(gòu)的影響。本文對工程中鋼筋節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了探討。

1.我國高層混凝土框架結(jié)構(gòu)破壞的方式

我們面臨的首要解決的破壞就是高層建筑中不可避免的對混凝土框架結(jié)構(gòu)的破壞。建筑若要達(dá)到高層，必不可少的就有混凝土框架，同時(shí)這個(gè)部分也是在一些自然災(zāi)害中被破壞影響最嚴(yán)重的部分。地震災(zāi)害中可能導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)破壞的情況主要有：

①框架柱的壓彎破壞、剪切破壞、彎曲裂縫；②框架梁的斜截面破壞、正截面破壞、錨固破壞；③板四角的斜裂縫和平行于梁的通長裂縫；④框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)鋼筋配置不當(dāng)導(dǎo)致的破壞。

在建筑投入建設(shè)前期，施工單位應(yīng)當(dāng)對鋼筋的材質(zhì)，連接，加工方面給予足夠多的重視，這當(dāng)然在一定程度上能夠避免高層建筑的破壞，但是行業(yè)發(fā)展不夠完善的原因，目前的施工圖紙對框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不夠明確，施工資料更是沒有明確的闡述，上述種種就會(huì)導(dǎo)致我們的材料雖然合格，但是施工過程依然沒辦法完全的按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)者的意愿完成，這必然會(huì)導(dǎo)致上述框架結(jié)構(gòu)破壞的情況發(fā)生。

2.梁柱受力主筋位置的設(shè)計(jì)

在框架梁的截面寬度等于框架柱的邊長或者框架梁的一邊和框架柱重合時(shí)容易導(dǎo)致框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋位置發(fā)生矛盾。針對這種情況，我們在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)上必須要遵守“強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁”的原則，具體的做法包括：框架梁主筋在框架柱內(nèi)側(cè)通過；在框架梁靠近柱側(cè)四角增加4 根鋼筋作為架立鋼筋以保證框架梁的截面尺寸。上述設(shè)計(jì)對策能夠有效地保證框架受力主筋的位置是合理的。

3.墻梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)

在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架梁或者次梁直接擱置在核心筒墻體暗梁或過梁上，如果框架梁的截面和暗梁或過梁的截面高度相等，就造成框架梁主筋和核心筒暗梁或過梁主筋位置互相矛盾。

這些可能出現(xiàn)的問題要求我們在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)固定固定框架梁的彎矩形式，使框架梁在支座的位置上保證上鐵受拉，下鐵受壓，墻體暗梁或者過梁受扭，總而言之，我們應(yīng)當(dāng)盡量保證暗梁或者連梁箍筋的完整性。

以上的設(shè)計(jì)可以通過調(diào)整框架梁下鐵受力主筋接頭位置來保證過梁箍筋不被破壞，在技術(shù)界得到了大家的認(rèn)可。但是我們在施工過程中并不能完全精確的根據(jù)施工圖紙的做法進(jìn)行建設(shè)，可以在設(shè)計(jì)師允許的范圍內(nèi)可以有5cm的正負(fù)誤差，避免了工程上核心筒墻體根部混凝土超高的問題，在節(jié)約商品混凝土的同時(shí)為精裝修提供了條件。

4.效果分析

通過調(diào)整框架梁下鐵受力主筋接頭位置，確保了過梁箍筋不被破壞。得到了設(shè)計(jì)師的認(rèn)可。在規(guī)范許可范圍內(nèi)，征得設(shè)計(jì)師確認(rèn)將過梁及暗梁截面降低5cm 同時(shí)應(yīng)用正負(fù)誤差原理，避免了工程上通常出現(xiàn)得核心筒墻體根部混凝土超高的問題。在節(jié)約商品混凝土的同時(shí)為精裝修提供了條件。

5.主梁和次梁節(jié)點(diǎn)

在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，主梁和次梁的節(jié)點(diǎn)非常重要，主次梁鋼筋的設(shè)計(jì)位置就成為我們關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)常規(guī)做法，次梁上鐵鋼筋在主梁鋼筋之上，板筋在次梁主筋之上，如果主次梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)造成板筋或次梁上鐵鋼筋保護(hù)層厚度過小，不利于結(jié)構(gòu)的抗震。

6.主梁延伸出的懸挑梁和主梁上的次梁的關(guān)系

次梁的上層鋼筋在主梁鋼筋的上側(cè)，由主梁延伸出的懸挑梁上層鋼筋自然就在次梁的下側(cè)，從而造成懸挑梁構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度過大；因?yàn)殇摻钤O(shè)計(jì)和操作工人控制等因素造成現(xiàn)場懸挑梁構(gòu)件上鐵鋼筋保護(hù)層過大，對懸挑構(gòu)件的受力顯然是不合理的。懸挑構(gòu)件鋼筋保護(hù)層厚度是是施工控制的關(guān)鍵。

但現(xiàn)場施工對于上鐵鋼筋的保護(hù)層厚度的保證存在一定困難，故在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮懸挑梁保護(hù)層厚度過大的不利因素同時(shí)施工單位需要密切注意懸挑梁的上鐵保護(hù)層，盡量做到誤差最小。

7.勁性柱主筋和框架梁主筋的錨固長度的關(guān)系

隨著我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，勁性混凝土結(jié)構(gòu)在工程的應(yīng)用中越來越廣泛。框架梁主筋和H 型鋼柱的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成為結(jié)構(gòu)工程施工節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

因?yàn)槭┕l件的限制，現(xiàn)場施工中某些部位的鋼筋錨固長度不能滿足施工規(guī)范要求的錨固長度，故必須根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)。實(shí)例如下：

框架梁通過框架端柱，其錨固長度不能滿足規(guī)范要求的最小直錨長度，現(xiàn)場施工必須進(jìn)行彎錨或采取機(jī)械錨固措施，因?yàn)樵摽蚣苤蠈愉摻畹倪B接點(diǎn)在跨中部位，由于彎錨端鋼筋過長（施工現(xiàn)場外圍擋安全措施距離結(jié)構(gòu)面僅50cm）使該鋼筋的連接現(xiàn)場不能實(shí)現(xiàn)。故上層鋼筋不能進(jìn)行彎錨， 否則現(xiàn)場施工很難操作。

除了以上可能出現(xiàn)的問題，我們還可能遇到主梁與次梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的問題以及主梁延伸出的懸挑梁和主梁上的次梁的關(guān)系的問題等等各種各樣可能對我們設(shè)計(jì)的高層建筑產(chǎn)生破壞的瑕疵。我們可以通過現(xiàn)場施工的嚴(yán)格把關(guān)以及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)師對高層建筑原理的充分把握來避免一部分的問題，但是在技術(shù)還未充分成熟的現(xiàn)在，總有一些無法預(yù)料的問題出現(xiàn)。

8.結(jié)語

總之，鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是需要我們長期關(guān)注的問題，它的解決不是一時(shí)半刻可以完成的。在解決的道路上我們可能遇到更復(fù)雜更難以理解的問題，甚至解決的方法在下階段也會(huì)成為問題，任何的原因都會(huì)使整個(gè)設(shè)計(jì)過程受到影響，甚至可能會(huì)引發(fā)高層建筑危害人們生命安全的情況發(fā)生，所以在這方面我們應(yīng)當(dāng)投入足夠多的時(shí)間，精力和金錢，盡可能的減少可能危害的發(fā)生。