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

文/畢景陽(yáng) 梁彥征，.身份證號(hào)：473990007795；.身份證號(hào)：40985380X

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

文/畢景陽(yáng)1梁彥征2，1.身份證號(hào)：412723199010107795；2.身份證號(hào)：41012219851223801X

經(jīng)濟(jì)不但在很大程度上促進(jìn)了城市化發(fā)展，還促進(jìn)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(duì)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(qiáng)的抗震性能、較長(zhǎng)的使用壽命和較強(qiáng)的穩(wěn)定等，使高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高。所以，本文就高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在的不足，分別對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

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

1 高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在的不足

1.1 易受自然天氣的影響

鋼筋混凝土是最主要的高層建筑材料，但混凝土鋼筋的結(jié)構(gòu)密度還不夠致密，所以從某種意義上來(lái)說(shuō)還不太穩(wěn)固，當(dāng)遇到強(qiáng)暴風(fēng)雨時(shí)，容易被沖垮，諸如地震、暴雪及洪澇干旱等時(shí)，也容易發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變形，危險(xiǎn)到人們的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和不確定性

鋼筋混凝土材料在遇到突發(fā)性和強(qiáng)破壞性的外力打壓時(shí)，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不同程度的變化，并且這些變化是沒(méi)有規(guī)律可尋的，也存在很多不確定性，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變化的安全隱患增多，直接影響高層建筑的施工進(jìn)程及質(zhì)量。

1.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)

高層建筑工程具有施工周期長(zhǎng)、施工工序多且復(fù)雜、涉及到的施工技術(shù)多樣化、安全系數(shù)高和固定技術(shù)要求高特點(diǎn)，導(dǎo)致高層建筑施工難度增加。鋼筋混凝土作為高層建筑施工的重要建筑材料，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求很高，但在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員及施工人員并沒(méi)有到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致施工事故的發(fā)生，影響施工人員及高層建筑用戶的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全，不僅如此，如果處理不當(dāng)還會(huì)給施工單位造成巨大的進(jìn)經(jīng)濟(jì)損失。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 抗震設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，應(yīng)盡量減少其振型個(gè)數(shù)，由于振型的個(gè)數(shù)與樓層的層數(shù)呈正比，因此，高層建筑應(yīng)盡量控制其層數(shù)，層數(shù)越高，其位移越大，抗震性能越弱。在室內(nèi)布置鋼筋混凝土剪力墻，使每一層都可以被簡(jiǎn)化為一個(gè)剛體，增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。長(zhǎng)度過(guò)大的建筑單體應(yīng)考慮在建筑單體的某一位置將建筑截?cái)?，建筑與建筑之間不可以連接為一個(gè)完整的整體，這樣做主要是為了避免建筑受到結(jié)構(gòu)損害時(shí)造成危害更大的連續(xù)倒塌事故，抗震設(shè)計(jì)要秉承小震不壞、中震可修、大震不倒的原則。

2.2 耐久設(shè)計(jì)

在高層建筑建設(shè)過(guò)程中，盡量減少施工難點(diǎn)的產(chǎn)生，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件允許的情況下，適當(dāng)?shù)氖褂娩摻钣昧枯^少的高強(qiáng)混凝土材料，該混凝土結(jié)構(gòu)不僅在力學(xué)性能上與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相似，而且由于其抗壓強(qiáng)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(qiáng)，從而加強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。高層建筑的耐久性材料不光要考慮其各項(xiàng)指標(biāo)知否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)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，設(shè)計(jì)單位要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行充分的勘測(cè)，全面收集現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況、水文情況和風(fēng)荷載情況等因素的數(shù)據(jù)，針對(duì)地下土層較為復(fù)雜的施工現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)計(jì)人員不可以粗略勘察后大致確定一個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別，要充分了解現(xiàn)場(chǎng)土層承受載荷的極限值，根據(jù)實(shí)際情況控制高耐久性材料的質(zhì)量范圍。并且混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行施工步驟，鋼筋布置時(shí)要嚴(yán)格按照施工圖所標(biāo)注的型號(hào)和搭接長(zhǎng)度進(jìn)行鋼筋籠的綁扎，墊塊要根據(jù)鋼筋籠的體量和重量分類選擇，混凝土的攪拌和澆筑要盡最大可能保證其均勻程度，從而保證鋼筋混凝土構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)要求的力學(xué)性能指標(biāo)。

2.3 地下設(shè)計(jì)

地下結(jié)構(gòu)是整個(gè)高層建筑最先開始建造也是高層建筑考慮地質(zhì)因素和水文因素影響最多的結(jié)構(gòu)體系，其設(shè)計(jì)的質(zhì)量決定著建筑的整體穩(wěn)定性。地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況和水文情況選擇即符合承載能力要求又能控制建筑下沉速度的地基類型。目前，我國(guó)的高層建筑多采用箱型基礎(chǔ)，其選擇的用意是箱型基礎(chǔ)能夠有效的增大基礎(chǔ)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(chǔ)可以有效的將地下工程結(jié)合為一個(gè)整體，并且箱型基礎(chǔ)的凈高較大，可以用作地下停車場(chǎng)，使開發(fā)商的銷售工作更易進(jìn)行。在地下停車場(chǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，箱型基礎(chǔ)內(nèi)部的立柱個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的行車需求相應(yīng)減少，因此，地下結(jié)構(gòu)采用長(zhǎng)寬比較小的大尺寸預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)同時(shí)也應(yīng)當(dāng)考慮到防水層的設(shè)計(jì)，以地下結(jié)構(gòu)主體為核心，在其外部建立一個(gè)整體防水層，保證地下結(jié)構(gòu)不受地下土層內(nèi)水滲透的影響和侵蝕。

2.4 剪力墻設(shè)計(jì)

剪力墻的設(shè)計(jì)也是高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，首先在剪力墻的端部位置應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的邊緣構(gòu)件，比如端柱等，其主要起到約束柱的作用，當(dāng)高層建筑的層間位移和頂點(diǎn)位移較大時(shí)，可加大柱體的截面積，這時(shí)約束柱就可發(fā)揮其真正的作用，而當(dāng)剪力墻的截面和樓層的面積比值較大，但房屋高度較小的情況下，這時(shí)約束柱所起到的作用就幾乎可以忽略不計(jì)。另外對(duì)于剪力墻的抗變形性能的設(shè)計(jì)，可通過(guò)在剪力墻的截面設(shè)置連梁，但是針對(duì)多肢墻必單肢墻時(shí)，其連梁的設(shè)置不能太強(qiáng)，否則在地震作用下墻肢會(huì)出現(xiàn)拉伸，容易出現(xiàn)安全事故，而連梁一旦設(shè)置太弱，則墻肢就會(huì)變成單肢墻，其巖性相對(duì)就會(huì)減弱，因此在具體進(jìn)行其抗變形性能設(shè)計(jì)時(shí)，其連染的剛度應(yīng)進(jìn)行一定程度的折減，避免其超過(guò)截面的允許值。

總之，高層建筑項(xiàng)目施工離不開鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)與高層建筑是部分與整體的關(guān)系，兩者在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中是相互影響和相符關(guān)聯(lián)的關(guān)系。所以要通過(guò)合理設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高層建筑抗震性能、穩(wěn)定性及可靠性的提高，具體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括抗震功能、耐久性、新概念、基礎(chǔ)和剪力墻等設(shè)計(jì)。

[1]張大鵬．高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題探討[J]．科技與企業(yè),2014．

[2]陳文龍．談高層建筑設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J]．江西建材 ,2016．

[3]梁?jiǎn)⒘粒邔咏ㄖ摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題探討[J]．居業(yè),2015．