論高層建筑混凝土設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

張建

【摘要】由于國(guó)內(nèi)現(xiàn)代化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)有了更加寬廣的發(fā)展空間和發(fā)展機(jī)遇；城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，也讓城市居民對(duì)高層建設(shè)工程項(xiàng)目的建筑質(zhì)量和功能性提出了更高的要求與標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槲覈?guó)高層建筑工程項(xiàng)目中多使用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，以提高建筑工程的負(fù)荷載重性能、穩(wěn)固性能和質(zhì)量安全性能。下文中，本人將以自身參加高層建筑工程項(xiàng)目鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案工作實(shí)踐為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)我國(guó)高層建筑工程中的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的重點(diǎn)問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、設(shè)計(jì)中需要把握的技術(shù)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)方案中存在的缺陷問(wèn)題與解決措施逐一進(jìn)行分析與總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；創(chuàng)造性設(shè)想；組織

從國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段城市建設(shè)規(guī)劃的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和建設(shè)水平進(jìn)行分析，總體上說(shuō)城市現(xiàn)代化建設(shè)推動(dòng)了建筑工程的發(fā)展，數(shù)量眾多的高層建筑工程項(xiàng)目得到投資開(kāi)發(fā)，從一定層面上而言，高層建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)水平是城市現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)水平的體現(xiàn)，是城市經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展的代表性標(biāo)志。有關(guān)建設(shè)單位、施工單位、設(shè)計(jì)公司應(yīng)當(dāng)重視對(duì)高層建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)管理工作，彼此之間做好溝通與配合協(xié)調(diào)，共同促進(jìn)高層建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量水平提升。

一、高層建筑工程項(xiàng)目的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論

筆者主張認(rèn)為，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是否科學(xué)合理，直接影響到高層建筑工程項(xiàng)目的整體功能性能否實(shí)現(xiàn)，直接影響到高層建筑工程項(xiàng)目的工程質(zhì)量和安全性能。有關(guān)設(shè)計(jì)單位及其設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)清楚認(rèn)識(shí)到鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要現(xiàn)實(shí)意義和核心關(guān)鍵作用。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一方面應(yīng)當(dāng)從建筑工程總體設(shè)計(jì)上進(jìn)行把握，理清總體空間架構(gòu)與部分組織結(jié)構(gòu)支撐之間的關(guān)系和相互影響；另一方面，還應(yīng)當(dāng)注重鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的單獨(dú)設(shè)計(jì)是否優(yōu)化、科學(xué)，從單獨(dú)部件、個(gè)別環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高，為整體工程框架機(jī)構(gòu)的合理性提供保證。只有實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)整體上的協(xié)調(diào)、部分單獨(dú)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的精確，才能加強(qiáng)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之間的緊密聯(lián)系，不斷提高高層建筑工程的設(shè)計(jì)水平。

二、高層建筑項(xiàng)目的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

1.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的創(chuàng)造性設(shè)想設(shè)計(jì)

在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)的創(chuàng)造性設(shè)想設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)遵守國(guó)家有關(guān)建筑施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求和施工技術(shù)要求，加強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)固性能、抗震性能和載荷承重性能，對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行整體評(píng)估與分析，合理選擇框架結(jié)構(gòu)的類(lèi)型選擇和平面設(shè)計(jì)規(guī)劃，提高高層建筑工程的各方面質(zhì)量性能，在建筑工程資金成本造價(jià)管理控制的前提條件下，保證建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化并提高建筑工程施工質(zhì)量。為了確保鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，滿(mǎn)足抗震穩(wěn)固性能要求標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)工作人員需要在設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段認(rèn)真、廣泛做好文件與資料的收集整理，聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)和具備專(zhuān)業(yè)技能的人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況進(jìn)行測(cè)量和勘察，在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析混凝土框架接結(jié)構(gòu)的受力參數(shù)，計(jì)算得到高層建筑工程的承重載荷相關(guān)數(shù)值。

2.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有關(guān)設(shè)計(jì)人員需要考慮的問(wèn)題是高層建筑工程項(xiàng)目的總體建筑高度、框架結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件部位連接方式和固定方式、框架結(jié)構(gòu)的類(lèi)型選擇、組織構(gòu)成方式選擇等問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員在高層建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)以建設(shè)施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為參照依據(jù)，保證框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)固性能、抗震系能和安全性能都符合規(guī)范要求。

三、高層建筑項(xiàng)目的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

1.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的組織方案優(yōu)化

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)人員從建筑資金成本造價(jià)管理控制角度出發(fā)，慎重參照高層建筑工程的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)和資料文件，選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)、設(shè)定混凝土框架結(jié)構(gòu)的原材料性能標(biāo)準(zhǔn)，避免在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中留存錯(cuò)誤、或者遺漏疏忽，造成后期施工進(jìn)程中的重復(fù)更正、人力資源和財(cái)產(chǎn)物質(zhì)的浪費(fèi)、施工進(jìn)程的不當(dāng)延誤等問(wèn)題。

2.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)縫優(yōu)化

溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫是高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較重要的構(gòu)造措施。對(duì)溫度伸縮縫，其影響因素很多，規(guī)范用規(guī)定結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距來(lái)控制，還規(guī)定了最大間距宜適當(dāng)減小和適當(dāng)放寬的情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的具體情況執(zhí)行相關(guān)條文。沉降縫由于同一建筑物中各部分基礎(chǔ)顯著的沉降差產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)中，通常用設(shè)沉降縫、采用剛度大的基礎(chǔ)、調(diào)整各部分基礎(chǔ)形式或施工順序進(jìn)行解決。防震縫在規(guī)范中有明確規(guī)定，但應(yīng)據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放寬或縮小。

3.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡(jiǎn)單平面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場(chǎng)地的限制，高層建筑不可能全部采用簡(jiǎn)單平面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。

綜上所述，高層建筑工程項(xiàng)目在城市建筑中的地位與作用日益凸顯，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、穩(wěn)固安全性能是城市發(fā)展規(guī)劃的要求，也能夠?yàn)槌鞘芯用裉岣呤孢m度高、安全性能高的居住環(huán)境。有關(guān)設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)工作者應(yīng)當(dāng)從自身專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)、設(shè)計(jì)能力提高出發(fā)，不斷優(yōu)化鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化合理性。

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