探討鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題

摘 要：本文對高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼筋混凝土存在的問題進(jìn)行了探討，為今后建設(shè)工程工作提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑結(jié)構(gòu)；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

一、高層建筑常用結(jié)構(gòu)形式分類

高層建筑相對于低層建筑而已，在高層建筑工程施工項目中，隨著建筑工程的高度增高，對建筑結(jié)構(gòu)的剛度要求自然要比低層建筑的結(jié)構(gòu)剛度要求更高，因此，分析高層建筑結(jié)構(gòu)常用的幾個形式，保證建筑結(jié)構(gòu)的承載安全與建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

1.1框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系通常比較適合多層或者高度相對較低的高層建筑采用，建筑的承重結(jié)構(gòu)主要是由梁體和柱體組成的豎向結(jié)構(gòu)體系，同時還承受著水平方向上的荷載。在布置框架結(jié)構(gòu)時對稱均勻以及傳力直接等十分重要。對于框架結(jié)構(gòu)而言，框架柱承受的主要是壓應(yīng)力，是豎向承重以及抗側(cè)力的主要構(gòu)件。

1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系的原理是利用建筑物墻體來進(jìn)行豎向的承重以及抵抗相應(yīng)的側(cè)力。剪力墻因受到樓板構(gòu)件的跨度限制而使得墻間距通常在3～8米之間，也因此剪力墻結(jié)構(gòu)只適合一些房間較小的住宅、旅館類建筑使用。剪力墻采用的材料通常為鋼筋混凝土，其澆筑方法較多樣，有內(nèi)、外墻均為現(xiàn)澆的類型，也有內(nèi)墻為現(xiàn)澆、外墻采用預(yù)制墻板的類型，還有一類就是內(nèi)、外墻均采用預(yù)制墻板裝配而成。

1.3 筒體結(jié)構(gòu)體系

隨著時代的發(fā)展進(jìn)步，高層建筑物的高度也在不斷的增長，傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)體系以及剪力墻結(jié)構(gòu)體系等都已無法很好滿足建筑結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下對于建筑強度、剛度的要求了。而筒體結(jié)構(gòu)體系恰好彌補了這一缺陷，它是在框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，簡言之就是一種由若干片框架或剪刀墻縱橫交接而圍成的筒狀的封閉骨架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系不但能夠?qū)⑹褂每臻g進(jìn)行相應(yīng)的擴大，還在抵抗水平荷載作用的方面展現(xiàn)出良好的剛度特性。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理和要求

2.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理

為了能更好地適應(yīng)建筑的需求，采用鋼筋混凝土即在混凝土中加入鋼筋以改善混凝土的性能是十分必要的舉措。這樣能夠使得建筑在拉應(yīng)力的抵抗方面得到較大的提升，而鋼筋混凝土也會使混凝土部分的抗壓性得到相應(yīng)的提升，二者有機結(jié)合在一起，對于保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有著十分重要的作用。

2.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑處在的地理環(huán)境以及所用的建筑材料來區(qū)分不同的理念，因為每個地域的風(fēng)格、建筑的結(jié)構(gòu)需求及政府政策的法規(guī)不同，設(shè)計師對建筑的設(shè)計理念也會不同，所以，在設(shè)計建筑時會存在很大差別。在我國，設(shè)計建筑的結(jié)構(gòu)時，主要考慮的是建筑的穩(wěn)定性，則根據(jù)對我國地理環(huán)境的分析，建筑的穩(wěn)定性是在抗震性的方面，因此在設(shè)計結(jié)構(gòu)的過程中，要重視建筑的抗震性。對建筑尺寸的比例，要進(jìn)行精確計算，使得建筑可以更好地承受各個方面的載荷。

三、鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

3.1 設(shè)計者不看重概念設(shè)計，只注重計算

許多設(shè)計者在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，往往都會按建筑專業(yè)所提供的建筑圖來建立、校核和計算結(jié)構(gòu)的模型，雖然保證結(jié)構(gòu)的安全了，但是卻沒有注重總結(jié)，讓設(shè)計的水平?jīng)]有得到很大的提升，這就要從概念設(shè)計這個方面來出發(fā)。結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計是確保結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)良的一種設(shè)計方法，是從實踐中不斷的總結(jié)出來的結(jié)晶，是避免鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)在設(shè)計中走彎路的技術(shù)保障。設(shè)計者若注重概念設(shè)計，在實際的工程中，就會根據(jù)總結(jié)的經(jīng)驗對抗震的布置與結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇，采取強化扭轉(zhuǎn)剛度與減小扭轉(zhuǎn)的措施，并且預(yù)測結(jié)構(gòu)的薄弱部位，采取應(yīng)對措施，防止薄弱層的過早破壞，避免局部破壞導(dǎo)致的連鎖反應(yīng)。就結(jié)構(gòu)體系方面來講，應(yīng)對平面的布置規(guī)制性給予足夠的重視，為了能夠保證建筑結(jié)構(gòu)在平面布置上的對稱性，從而增強結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力，應(yīng)參照建筑的設(shè)計盡可能的將結(jié)構(gòu)平面的布置方式設(shè)計成具有良好抗風(fēng)、抗震性能的類型，保證其結(jié)構(gòu)在平面的設(shè)計上能夠有明確的合理的荷載傳遞路徑以及計算簡圖。因此，在設(shè)計時，要堅持總結(jié)經(jīng)驗和結(jié)構(gòu)計算的運用，堅持腳踏實地的工作，保證實踐的過程中使得設(shè)計修養(yǎng)與設(shè)計水平不斷提升。

3.2 設(shè)計者不注重設(shè)計的規(guī)范性以及新知識的學(xué)習(xí)

由于快速的發(fā)展，使得建筑規(guī)范也在不斷的改變，因此，建筑設(shè)計領(lǐng)域的工作者必須要加強對于建筑規(guī)范的學(xué)習(xí)力度，不斷對比新舊知識從而進(jìn)行更新，避免在設(shè)計過程中出現(xiàn)違規(guī)的情況，導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。但是一些設(shè)計工作者過于相信計算機設(shè)計軟件或者是依賴他人的幫助，自己不主動去研習(xí)新的知識及建筑規(guī)范，這樣不僅會令他自己的設(shè)計水平不升反降，還可能會使建筑設(shè)計方案中存在極大的安全隱患，給設(shè)計帶來嚴(yán)重的質(zhì)量問題。比如，在近幾年出臺的條令中明文規(guī)定了建筑物不可以采用嚴(yán)重不規(guī)制的設(shè)計方案。

3.3 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，對于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性所規(guī)范的內(nèi)容變化很大，在以前結(jié)構(gòu)的規(guī)則性規(guī)范中新增了許多規(guī)范條件，如比較嵌固端的上下層剛度的信息、豎向的規(guī)則性以及平面的規(guī)則性等，在新規(guī)范里，出現(xiàn)了強制性規(guī)定，因此高層建筑物在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，應(yīng)遵守設(shè)計規(guī)范的內(nèi)容，從而能夠避免施工中設(shè)計要求的改變。

3.4 嵌固端設(shè)計的問題

目前許多高層建筑物的地下室和人防都在兩層或兩層之上，因此設(shè)置嵌固端可能會在人防頂板的位置或者在地下室的頂板位置，在進(jìn)行嵌固端的設(shè)置時，結(jié)構(gòu)的設(shè)計師及建筑師常常會忽略設(shè)置嵌固端所帶來的問題，例如：上下層的抗震等級、上下層的剛度及樓板設(shè)計的統(tǒng)一性等問題，在設(shè)計中若忽略任何問題都會導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的安全隱患，因此這就要求設(shè)計師及建筑師設(shè)計鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)時，要注意設(shè)置嵌固端的問題。

3.5 短肢剪力墻的設(shè)計問題

對于鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范里，在高層建筑上應(yīng)用短肢剪力墻的限制很多，因此在高層建筑的設(shè)計里，結(jié)構(gòu)的設(shè)計師及建筑師應(yīng)盡量減少使用短肢剪力墻，從而防止在工程的設(shè)計中及其以后的設(shè)計里增加麻煩。

3.6 結(jié)構(gòu)超高的問題

鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計里，在抗震的規(guī)范里對高層建筑總的高度的要求十分嚴(yán)格，尤其是新的規(guī)范里，除了把以前限制的高度改為了A級高度外，還增加建筑物的B級高度，因此在設(shè)計高層結(jié)構(gòu)時，要嚴(yán)格地控制好建筑物的高度，繼而減少不符合要求或者重新設(shè)計等問題的發(fā)生，對工程工期以及高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計影響減少。

3.7 基礎(chǔ)設(shè)計及地基設(shè)計問題

在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計里，地基設(shè)計以及基礎(chǔ)設(shè)計為結(jié)構(gòu)工程師及建筑師較為重視的一個問題，建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計及地基設(shè)計對設(shè)計的后期工作有著直接的影響，

并且對于整個工程造價而言地基設(shè)計有著重要作用，所以在這一階段里存在的問題會對整個的工程產(chǎn)生嚴(yán)重的損失。在地基設(shè)計及基礎(chǔ)設(shè)計過程中要注意規(guī)范的重要性，若只靠《基礎(chǔ)以及地基設(shè)計的規(guī)范》是不能夠滿足設(shè)計的要求，因此在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計以地基設(shè)計過程中，要對地方性的規(guī)范有一個深入的研究考察，從而避免或減少對高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計工作中產(chǎn)生的影響。

四、結(jié)束語

綜合上述，鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)為建筑工程里重要的部分，設(shè)計的過程中，在深刻了解工程的基礎(chǔ)上，應(yīng)該與鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)起到的作用以及施工環(huán)境相結(jié)合，再詳細(xì)的進(jìn)行設(shè)計，本文通過對鋼筋混凝土的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中所存在的問題進(jìn)行了總結(jié)分析，為今后建設(shè)工程工作提供了借鑒。

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