高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析

阮熙淳

摘 要：城市化進(jìn)程不斷加深，人口密度越來(lái)越大，人均居住空間越來(lái)越小的今天，高層建筑作為合理利用空間的一種形式已經(jīng)不斷地進(jìn)入到人們的生活中，隨著高層建筑建設(shè)的不斷加快，人們對(duì)于高層建筑已經(jīng)提出了越來(lái)越多的要求。如何更快更好地建設(shè)高層建筑？本文就高層建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際工程案例進(jìn)行探索，希望能在文中所闡述觀點(diǎn)對(duì)于線管人員如何更好建設(shè)高層建筑有所啟發(fā)。以便能夠更好地進(jìn)行鋼筋混凝土的建設(shè)，為國(guó)家城市化進(jìn)程貢獻(xiàn)自己的一份力量。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的要點(diǎn)

1.結(jié)構(gòu)的體系

在建筑行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，建筑方案多樣化是目前建筑行業(yè)整體的趨勢(shì)。設(shè)計(jì)的概念中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的體系劃分更加合理有著相對(duì)較高的要求。實(shí)際施工中，將建筑的美觀效果、工程造價(jià)、實(shí)用功能三者充分協(xié)調(diào)，杜絕因?yàn)槠娴淖非罄麧?rùn)給建筑整體帶來(lái)的不利影響，同時(shí)也有利于工程施工的順利進(jìn)行。對(duì)于行業(yè)內(nèi)的國(guó)家規(guī)定，要進(jìn)行要個(gè)執(zhí)行，不僅是對(duì)于建筑本身的質(zhì)量，更是在安全上完成對(duì)于建筑的保障。在具體設(shè)計(jì)中，對(duì)于結(jié)構(gòu)方面的掌握要有突破性，不能將眼光只局限于行業(yè)內(nèi)相關(guān)規(guī)范，更要在標(biāo)準(zhǔn)的范圍上進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)對(duì)于建筑手法和技術(shù)的靈活應(yīng)用，以求在設(shè)計(jì)上取得一定的突破。

2.結(jié)構(gòu)體系的選擇

現(xiàn)代建筑的模式提系，與傳統(tǒng)建筑有很大的不同，其中一點(diǎn)就是對(duì)于外形的要求并不是十分嚴(yán)格。因此，在對(duì)現(xiàn)代高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，在滿足建筑自身對(duì)于強(qiáng)度、穩(wěn)定方面的需求后，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)于鋼筋混凝土中內(nèi)外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度上的改良，一定程度上幫助了建筑方案設(shè)計(jì)的執(zhí)行，同時(shí)，改良后的建筑結(jié)構(gòu)也能在最大意義上從結(jié)構(gòu)的角度增強(qiáng)建筑的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。在質(zhì)量上也是一個(gè)巨大的進(jìn)步。

二、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)于高層建筑來(lái)講，鋼筋混凝土是建筑中進(jìn)行主體構(gòu)建的關(guān)鍵因素，在結(jié)構(gòu)和質(zhì)量通常情況下決定了一個(gè)高層建筑的質(zhì)量走向。在具體對(duì)于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要針對(duì)鋼筋混凝土的各方面性質(zhì)有所關(guān)注。

1.注重抗震功能

一個(gè)建筑的抗震功能的建立，主要是依靠鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在建筑體系中，對(duì)于建筑抗自然災(zāi)害的能力尤為看重，尤其是近幾年頻繁出現(xiàn)的地震災(zāi)害，已經(jīng)引起了相關(guān)部門的高度重視。在高層建筑中將抗震功能的建立劃為重點(diǎn)，不僅是對(duì)抗震功能本身的保證，也決定了一個(gè)建筑質(zhì)量的走向。在抗震功能的設(shè)計(jì)建立上，要注意：高層建筑對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)度的要求。整體結(jié)構(gòu)的把握上，多取振型數(shù)是目前設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面加大抗震性的一個(gè)具體做法，通常情況下，對(duì)于建筑層數(shù)和結(jié)構(gòu)剛度的突變系數(shù)較大時(shí)，就應(yīng)該將振型數(shù)設(shè)計(jì)得比計(jì)算值大些，而且，對(duì)于本身具有部分彈性的樓板式建筑，在取振型數(shù)上，應(yīng)比通常情況更大，以保證建筑對(duì)于抗震能力的正確建立。

2.對(duì)于耐久性的設(shè)計(jì)

耐久性也是高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計(jì)中的一個(gè)要素。在進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮周圍環(huán)境對(duì)于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響和環(huán)境對(duì)于建筑本身的影響因素。對(duì)于高層建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中所涉及的各種材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保在施工過(guò)程中，和建筑落成后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都能在建筑中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，保證作用效果具有的持久性。達(dá)到相關(guān)政策對(duì)于建筑耐久性方面的要求。在最大程度的范圍內(nèi)，滿足各方面對(duì)于高層建筑耐久性的不同要求。也回應(yīng)了人們對(duì)于建筑耐久性越來(lái)越高的需求。

3.地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于高層建筑自身應(yīng)力等方面的需求，其主體中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常會(huì)延伸一部分進(jìn)入埋入地下，在具有較大埋深的情況下，通常都會(huì)選擇在地下構(gòu)造相應(yīng)設(shè)施，合理建筑空間的運(yùn)用。在進(jìn)行地下空間的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮，整體地下設(shè)施對(duì)于抗震性能的影響，根據(jù)不同的地下結(jié)構(gòu)形成不同的抗震設(shè)計(jì)更好地應(yīng)對(duì)其中的變化。在進(jìn)行地下建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到高層建筑對(duì)于預(yù)埋深度的要求。地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)本身具有的抗拔性對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)十分重要，因此，在設(shè)計(jì)中還要體現(xiàn)出地下建筑對(duì)于增加高層建筑抗拔性的增加措施和方式，防止高層建筑發(fā)生偏移或傾覆。

4.剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在剪力墻的端部應(yīng)設(shè)置端柱等邊緣構(gòu)件，這些邊緣構(gòu)件可以作為約束柱，在高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度比較小但層間位移與頂點(diǎn)位移比較大時(shí)，應(yīng)加大暗柱的截面，此時(shí)邊緣構(gòu)件可以起到很大的作用，當(dāng)剪力墻的截面面積和樓層面積的比值比較大時(shí)但房屋高度比較小的情況下，端部的暗柱所起的作用就比較小。為了提高剪力墻的變形性能防止發(fā)生破壞，當(dāng)剪力墻的截面比較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)盡量設(shè)置弱連梁，將墻體分為多肢墻或者單肢墻，設(shè)置連梁時(shí)不能太強(qiáng)，否則在水平地震的作用下會(huì)使墻肢出現(xiàn)全面受拉，容易造成危險(xiǎn)。當(dāng)連梁太弱以致墻肢變成單肢墻時(shí)，由于單肢墻的延性差并且僅有一道抗震防線，降低了它的可靠性。實(shí)際設(shè)計(jì)中要注意對(duì)連梁的剛度進(jìn)行折減，防止剪力墻中的連梁超過(guò)截面的允許值。短肢剪力墻一般指墻肢的截面高厚比為 5～8 的墻，它在高層建筑中的應(yīng)用有很多限制。為了減少后期工作的麻煩，在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少短肢剪力墻的采用。

5.防止結(jié)構(gòu)超高

高層建筑對(duì)于結(jié)構(gòu)的總體高度有嚴(yán)格的限制，新規(guī)范中將舊規(guī)范中的原限制高度設(shè)為 A 級(jí)高度建筑，并且增加了 B 級(jí)高度建筑。在實(shí)際設(shè)計(jì)中要對(duì)結(jié)構(gòu)的高度嚴(yán)格注意，否則會(huì)給設(shè)計(jì)方法和后續(xù)的處理措施帶來(lái)大的變化。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡量避免由于改變結(jié)構(gòu)類型略是忽略高度限制所導(dǎo)致設(shè)計(jì)不能通過(guò)審核的情況的發(fā)生，否則會(huì)對(duì)工期以及造價(jià)等規(guī)劃造成巨大影響。

三、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑的應(yīng)用過(guò)程中可能存在的缺點(diǎn)

鋼筋混凝土自身所具有的物理性質(zhì)，決定了此類結(jié)構(gòu)自實(shí)地的應(yīng)用中易受到來(lái)自自然界惡劣情況帶來(lái)的影響，溫度、雨雪、暴風(fēng)等惡劣天氣對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是有一定破壞性的，也就決定了鋼筋混凝土施工在極端天氣的發(fā)生下施工很不穩(wěn)定，既不能保證效率，也不能保證施工質(zhì)量。

此外，由于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中工程量較大，人員在施工過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)失誤，等到發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，可能已經(jīng)來(lái)不及補(bǔ)救。這種情況對(duì)于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工十分不利，容易在施工過(guò)程中造成很多隱患。

2.關(guān)于高層建筑鋼筋混凝土架構(gòu)中嵌固端的問(wèn)題

關(guān)于嵌固端的問(wèn)題尚未在業(yè)界中形成統(tǒng)一規(guī)范，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要根據(jù)實(shí)際情況選擇出相應(yīng)的嵌固端位置。同時(shí)，針對(duì)嵌固端位置變化，和嵌固端本身多帶來(lái)的影響進(jìn)行分析和對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)，充分考慮嵌固端所在位置對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成的影響，更加合理地對(duì)嵌固端的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少嵌固端設(shè)置對(duì)于高層建筑整體穩(wěn)定性的不利因素。在嵌固端的抗震性設(shè)計(jì)上，在保持整體關(guān)系不變的情況下，協(xié)調(diào)嵌固端抗震性和上下樓層的關(guān)系，使兩成形成一個(gè)整體，共同參與到維護(hù)樓層穩(wěn)定的作用中來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

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