高層建筑鋼筋混凝土結構分析與設計要點

李艾泉

【摘要】經(jīng)濟不但在很大程度上促進了城市化發(fā)展，還促進人民生活水平的提高，并且隨著人口的增加高層建筑數(shù)量也在不斷增加，使人們對居住的環(huán)境要求提高，不但要求居住環(huán)境舒適，還要求居住環(huán)境具有較強的抗震性能、較長的使用壽命和較強的穩(wěn)定等，使高層建筑鋼筋混凝土結構設計要求越來越高。基于此，本文主要對高層建筑鋼筋混凝土結構分析與設計要點進行了簡要的分析，希望可以為相關的工作人員提供一定的參考。

【關鍵詞】高層建筑；鋼筋混凝土；結構分析；設計要點

一、高層建筑鋼筋混凝土結構分析

（一）結構高度的控制

超高情況在高層建筑鋼筋混凝土結構設計出現(xiàn)的頻率是非常的高，如果出現(xiàn)此情況將會減少其自身的抗震性能，同時如果建筑的高度存在差異，在進行設計的過程中，必須根據(jù)其具體情形完成內容設計，所以，若其高度發(fā)生改變，那設計就必須重新完成。高層建筑的桿件聯(lián)系形式屬于串聯(lián)方式，因此，高層建筑的位移隨著層數(shù)的增加而逐漸增大，這樣的結構形式極大影響了較高樓層房屋的結構耐久性，也在一定程度上削弱了其抗震能力，對高層建筑的層數(shù)進行適當?shù)目刂剖欠浅１匾摹τ诎l(fā)生超高現(xiàn)象的高層建筑，在保證其容積率和綠化率的情況下，應當適當加大其單層建筑面積以減少建筑的層數(shù)。

（二）結構體系的選擇

現(xiàn)階段，隨著我國科學技術水平的不斷提升，高層建筑的結構外形也得到了一定的變化，不在拘泥傳統(tǒng)外形，其要求相對沒有那么復雜。在符合其強度以及穩(wěn)定性的基礎下，不斷的將其外表以及內部二者共同優(yōu)化，將進一步提升設計方案的實施水平。同時可以進一步提升高層建筑的整體質量。

二、高層建筑結構設計要點

（一）抗震設計

（1）在設計高層建筑時，應盡量減少其振型個數(shù)，由于振型的個數(shù)與樓層的層數(shù)呈正比，因此，高層建筑應盡量控制其層數(shù)，層數(shù)越高，其位移越大，抗震性能越弱。（2）在室內布置鋼筋混凝土剪力墻，使每一層都可以被簡化為一個剛體，增強其結構穩(wěn)定性。（3）長度過大的建筑單體應考慮在建筑單體的某一位置將建筑截斷，建筑與建筑之間不可以連接為一個完整的整體，這樣做主要是為了避免建筑受到結構損害時造成危害更大的連續(xù)倒塌事故，抗震設計要秉承“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則。

（二）耐久設計

在高層建筑建設過程中，盡量減少施工難點的產生，在結構設計條件允許的情況下，適當?shù)氖褂娩摻钣昧枯^少的高強混凝土材料，該混凝土結構不僅在力學性能上與鋼筋混凝土結構相似，而且由于其抗壓強度比傳統(tǒng)混凝土材料要大很多，所以抵御沖擊荷載和凍融循環(huán)的能力有所加強，從而加強了混凝土結構的耐久性。高層建筑的耐久性材料不光要考慮其各項指標知否能夠達到設計要求的耐久性要求，更要考慮材料的重量和成本等其他因素。建筑周圍環(huán)境是影響鋼筋混凝土結構耐久性及穩(wěn)定的重要因素，所以進行設計時要根據(jù)建筑周圍實際環(huán)境，進行鋼筋混凝土材料選擇及材料性能控制，盡可能按照高層建筑施工要求進行設計，以延長高層建筑的使用壽命和提高其耐久性。

（三）地下設計

任何好的建筑物都離不開好的地基，而好的地基則由地下結構決定。鋼筋混凝土基礎同樣是構建地下結構的關鍵，對整個高層建筑的穩(wěn)定性及抗震性能都起著決定性作用，所以必須對地下部分的鋼筋混凝土結構進行嚴謹?shù)脑O計。目前，我國的高層建筑多采用箱型基礎，其選擇的用意是箱型基礎能夠有效的增大基礎與地基之間的接觸面積，單位面積的地基上作用的承載力較為均勻，可以保證地基的均勻下沉，箱型基礎可以有效的將地下工程結合為一個整體，并且箱型基礎的凈高較大，可以用作地下停車場，使開發(fā)商的銷售工作更易進行。在地下停車場的設計過程中，箱型基礎內部的立柱個數(shù)應當根據(jù)實際的行車需求相應減少，因此，地下結構采用長寬比較小的大尺寸預應力混凝土梁承受上部建筑柱體的集中荷載，從而用該梁代替被撤除的支撐立柱，拓寬行車的通道。地下結構同時也應當考慮到防水層的設計，以地下結構主體為核心，在其外部建立一個整體防水層，保證地下結構不受地下土層內水滲透的影響和侵蝕。

（四）剪力墻設計

剪力墻作為建筑內部布置的有效抗剪構件，既方便又安全。其主要的作用是降低單層樓體的柔度，使房屋的墻體由彈性砌體變?yōu)閯倧椥云鲶w，加強房屋抵御風荷載的作用，減小單層樓體因風荷載作用而產生的結構偏移。剪力墻在設計時要充分考慮到居民的宜居問題，剪力墻多布置在室內管線較為密集的部位，在設計過程中應充分考慮到管線布置通道的預留和供管線穿墻而過的混凝土保護層厚度的預留值，同時也要考慮到居民擅自破壞部分混凝土保護層后，保證剪力墻亦能夠繼續(xù)正常工作的問題。

總而言之，高層建筑項目施工離不開鋼筋混凝土結構，而鋼筋混凝土結構的設計也直接影響著高層建筑的抗震性能、穩(wěn)定性、耐久性、使用壽命和穩(wěn)定性，鋼筋混凝土結構與高層建筑是部分與整體的關系，兩者在實現(xiàn)過程中是相互影響和相符關聯(lián)的關系。所以要通過合理設計鋼筋混凝土結構來實現(xiàn)高層建筑抗震性能、穩(wěn)定性及可靠性的提高。

參考文獻

[1]馬萍.高層建筑結構設計中不規(guī)則性分析與應用探討[J].江西建材，2016（04）：32，35.

[2]李靖.高層建筑剪力墻結構優(yōu)化設計分析[J].低碳世界，2016（01）：116～117.