高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題探討

【摘要】本研究根據(jù)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工和設(shè)計工作，在全面分析高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計靈魂的基礎(chǔ)上，展開了對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵問題的思考，并對短支剪力墻設(shè)置、結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)高度控制等問題進行了研討，提供了新時期高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中加強抗震功能、高強混凝土合理運用、提高耐久性、加強概念設(shè)計等環(huán)節(jié)的工作，希望達到高層建筑設(shè)計中對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性和安全性的保證。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；耐久性；高強混凝土；概念設(shè)計

1、前言

高層建筑采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是功能和穩(wěn)定的必然需要，為了更好發(fā)揮出高層建筑的功能，實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定，必須加強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工。設(shè)計是形成高層建筑質(zhì)量，在初始時期控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，要站在為社會和行業(yè)發(fā)展負責的高度看待和重視高層建筑設(shè)計中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)工作，形成對設(shè)計重點和細節(jié)的把握，提高高層建筑設(shè)計環(huán)節(jié)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作水平。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該突出設(shè)計的內(nèi)涵，體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的靈魂，對高層建筑設(shè)計中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問題進行全面思考，從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制和管理，進而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計目標的達成起到重點方面和體系方面的支撐作用。

2、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的靈魂

高質(zhì)量進行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作必須要體現(xiàn)設(shè)計的靈魂，我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的靈魂總結(jié)為如下幾點：

2.1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性

高層建筑設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度和功能時要以突出安全性為第一要務(wù)，要確保在設(shè)計年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種負荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性，同時要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。

2.2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要有年限上的考慮，要在規(guī)定的年限上實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能連續(xù)，形成有益于實現(xiàn)設(shè)計目標的耐久性基礎(chǔ)。

2.3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性

通過高層建筑設(shè)計工作的突出，要實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有在一定時間內(nèi)功能的實現(xiàn)，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。

3、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵問題

3.1短肢剪力墻的設(shè)計

高層建筑設(shè)計短肢剪力墻具有強烈的功能性，但是，短肢剪力墻的設(shè)置需要遵照一定的規(guī)范，切不可在設(shè)計中頻繁采用，也不能布設(shè)過多，應(yīng)該在確保高層建筑抗震目標達到的范圍內(nèi)，盡量降低短肢剪力墻的設(shè)計數(shù)量，這樣的設(shè)計可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工和處理過程中的難度。

3.2結(jié)構(gòu)體系的選擇

高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系是整個設(shè)計工作的選擇重點，通常的設(shè)計方式是：要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度的前提下，優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)對形變和強度的范圍上的滿足。

3.3結(jié)構(gòu)高度的控制

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中常會出現(xiàn)超高的問題，這不利于高層建筑物抗震性能的實現(xiàn)，由于不同高度會出現(xiàn)不同級別的設(shè)計規(guī)范形式，因此，當結(jié)構(gòu)高度出現(xiàn)變化時，特別是出現(xiàn)超高問題時，要重新進行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作。

4、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點

4.1加強抗震功能

高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此，需要重視抗震這一環(huán)節(jié)，要在設(shè)計工作中將抗震設(shè)計作為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素和關(guān)鍵影響。高層房屋結(jié)構(gòu)的層數(shù)多或者房屋結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如房屋結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取≥12的數(shù)，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進行總剛性的分析時，它的振型數(shù)才可以取得更大些。

4.2高強混凝土合理運用

在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設(shè)計的時候使用高強混凝土，這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設(shè)施的實施難度和工程的造價，用來取得較好的經(jīng)濟效果。

4.3提高耐久性

必須加強高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計，在原來的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進行設(shè)計時，主要都集中在造價、材料上，所以只有造價小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計才是滿意的設(shè)計。如今人們的生活水平不斷地提高，對工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時，就要果斷地放棄經(jīng)濟這個指標。

4.4加強概念設(shè)計

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時又要注意其抗震設(shè)計、抗風設(shè)計等基礎(chǔ)要素。新時期應(yīng)該加強概念設(shè)計，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的彈性設(shè)計上，盡量要滿足延展性的需求，這是高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展的趨勢。

5、結(jié)束語

簡而言之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑出現(xiàn)的基礎(chǔ)，如何科學地進行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計已經(jīng)成為行業(yè)的重點，應(yīng)該突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性，結(jié)合高層建筑的特點，把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點，充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機械性能上的優(yōu)勢，設(shè)計出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品，在實現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時，實現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。

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