高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

簡(jiǎn)濤

江西省煤礦設(shè)計(jì)院 江西南昌 330029

隨著當(dāng)前高層建筑數(shù)量的不斷增多，相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)方案與技術(shù)水平也有了很大提升。人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，建筑樓層的加高，也給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的課題。當(dāng)前，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有很多需要關(guān)注的重點(diǎn)，若不小心處理，很容易對(duì)整個(gè)工程建設(shè)質(zhì)量造成影響[1]。

1 高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

（1）定義：高層建筑主要是指高度較高、層數(shù)較多的建筑。但當(dāng)前在世界范圍中還沒(méi)有對(duì)此進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)劃分。（2）應(yīng)用：近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，其中比較明顯的使建筑材料、施工技術(shù)與結(jié)構(gòu)體系。高層及自助結(jié)構(gòu)材料主要是指鋼筋混凝土與鋼，目前這兩種材料組成的混合結(jié)構(gòu)越來(lái)越受到市場(chǎng)的歡迎。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)相對(duì)較低，材料來(lái)源也較豐富，可以澆筑成多種多樣的斷面形狀，同時(shí)鋼材的用量也比較少，承載能力也較高，側(cè)向剛度比較大，整體澆筑連接節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定，若涉及合理則可獲得較好的抗震性能。隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，具有高性能與高強(qiáng)度的混凝土也逐漸發(fā)展起來(lái)，這也帶動(dòng)了高層鋼筋混凝土建筑的進(jìn)一步發(fā)展。

2 高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

2.1 安全性

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有重要影響。若高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)對(duì)建筑工程安全帶來(lái)一定影響，最終影響建筑施工的整體質(zhì)量。當(dāng)前，隨著人們對(duì)建筑質(zhì)量與安全要求的不斷提高，一定要確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合基本的安全要求，同時(shí)還要保證在突發(fā)事件期間建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與延展性。

2.2 耐久性

建筑工程周期長(zhǎng)、投資較大，鋼筋混凝土身為高層建筑的主體，其設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)在很大程度上影響高層建筑的壽命。為了不斷提高資源使用效率，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間一定要確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性，以此來(lái)延長(zhǎng)高層建筑的使用壽命。起不僅是建筑工程建設(shè)的基本目標(biāo)，也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。唯有逐步提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與連續(xù)性，才能逐步提高高層建筑結(jié)構(gòu)整體的耐久性。

2.3 適用性

作為高層建筑結(jié)構(gòu)的重要組成，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量對(duì)建筑功能設(shè)計(jì)具有重要影響。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，其不僅要考慮結(jié)構(gòu)的安全耐久性，還要結(jié)合實(shí)際用戶(hù)需求對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷完善，如此才能有效滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能需求。因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足基本的建筑設(shè)計(jì)需求外，還要具備一定的抵御地震、裂縫、撞擊等方面的能力，從而為實(shí)際用戶(hù)提供更加舒適安全的居住環(huán)境[2]。

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

3.1 提高抗震性

高層建筑鋼筋混凝土抗震設(shè)計(jì)對(duì)于工程建設(shè)而言十分重要，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間一定要提高建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性。在制定建筑設(shè)計(jì)圖紙期間，要結(jié)合抗震設(shè)防對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行逐一分類(lèi)。對(duì)于高層建筑而言，其層數(shù)越高、結(jié)構(gòu)突變系數(shù)遠(yuǎn)大，那么房屋的振型數(shù)也應(yīng)該越多。

3.2 應(yīng)用高強(qiáng)混凝土與鋼筋

在確保建筑工程的安全行為啊，還要僅可能的提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)盡可能的減少實(shí)際工程成本與建設(shè)難度。在進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計(jì)期間，要合理選用強(qiáng)度較高的混凝土材料與鋼筋材料。高層建筑的總體造價(jià)涉及的材料相對(duì)較多，主要有材料費(fèi)、物料費(fèi)、施工費(fèi)等，在這里鋼材用量與構(gòu)筑件的截面積均會(huì)對(duì)建筑造價(jià)產(chǎn)生較大影響。所所以，在確保實(shí)際工程質(zhì)量的前提下，一定要較少實(shí)際鋼材用量，在建筑設(shè)計(jì)階段盡可能選擇高強(qiáng)度的鋼筋與混凝土材料，努力節(jié)約成本費(fèi)用。若高層建筑設(shè)計(jì)是在厚軟地基上建立起來(lái)的，那么由于地基荷載較大，所以可以適當(dāng)使用高強(qiáng)度鋼筋與混凝土，讓其對(duì)構(gòu)筑件的截面進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化處理，以此來(lái)減緩結(jié)構(gòu)壓力，減少造房成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 加強(qiáng)周期性折減系數(shù)設(shè)計(jì)

在高層框架結(jié)構(gòu)中，墻體填充一般是使用砌體，其周期折減系數(shù)一般為0.6-0.7；但是若墻體較少時(shí)或者砌體較輕時(shí)，周期折減系數(shù)則會(huì)有所增加，一般為0.7-0.8；若應(yīng)用輕質(zhì)墻板，那么周期折減系數(shù)會(huì)增加到0.9.在這里，只要框架結(jié)構(gòu)設(shè)有墻體，那么相應(yīng)的都會(huì)產(chǎn)生一定的折減。在頂蓋與框架施工期間，墻體填充會(huì)使得實(shí)際剛度超過(guò)預(yù)定范圍，因而也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算周期的進(jìn)一步增大。由上述分析可知，當(dāng)結(jié)構(gòu)剪力較大時(shí)，房屋的安全性會(huì)進(jìn)一步提高，因此應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)周期進(jìn)行合理化折減，如此才能進(jìn)一步提高建筑使用效果[3]。

3.4 提高耐久性

在高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)十分重要，為了確保高層建筑的使用性，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，一定要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性，確保其在規(guī)定的期限內(nèi)，盡可能的滿(mǎn)足實(shí)際用戶(hù)的使用需求。但是在實(shí)踐當(dāng)中我們可以了解到，很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都不能達(dá)到這一要求，其中主要原因是缺少健全的設(shè)計(jì)理念，高層建筑在實(shí)際使用階段會(huì)受到周遭環(huán)境的影響，使得建筑物的穩(wěn)定性有所下降，設(shè)計(jì)人員缺少對(duì)這方面的預(yù)期。通常情況下，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)期間主要遵循節(jié)約成本與材料的設(shè)計(jì)原則，當(dāng)前隨著人們對(duì)居住環(huán)境要求的不斷提高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要滿(mǎn)足一定的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，還要盡可能的提升住房使用效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前高層建筑為節(jié)約土地資源、開(kāi)展新樣式的建筑風(fēng)格發(fā)揮重要作用，高層建筑周期長(zhǎng)、工程量大、施工技術(shù)要求高，因此要想進(jìn)一步提高高層建筑的安全性、穩(wěn)定性、抗震性等目標(biāo)，就要不斷提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，從而保證高層建筑設(shè)計(jì)整體質(zhì)量，促進(jìn)高層建筑不斷向前發(fā)展。