高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

路會蘭

（河北拓樸建筑設(shè)計(jì)有限公司， 河北 石家莊 050000）

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

建筑物的承載力和安全性能否達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，必然與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有關(guān)。嚴(yán)格按照管理制度執(zhí)行設(shè)計(jì)任務(wù)，加強(qiáng)施工過程控制。設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下三個原則。第一個是安全。施工安全和使用安全應(yīng)得到保障，施工任務(wù)在開發(fā)階段會遇到一些意想不到的問題，影響安全的使用，設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)出預(yù)防技術(shù)。建筑結(jié)構(gòu)能否達(dá)到安全使用壽命也是設(shè)計(jì)任務(wù)中的一個特殊問題。結(jié)構(gòu)之間的平衡得以維持，力的形式更為科學(xué)。其次，結(jié)構(gòu)的耐久性。根據(jù)調(diào)查結(jié)果可知，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全使用壽命與方案設(shè)計(jì)有很大的相關(guān)性。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本特征

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與整體建筑形式相結(jié)合。這不是一項(xiàng)單獨(dú)的任務(wù)。建筑結(jié)構(gòu)投入使用后，會受到風(fēng)力的影響。結(jié)構(gòu)越高，效果越明顯。在設(shè)計(jì)時，必須準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力，分析結(jié)構(gòu)的水平力和垂直力。如果是高層建筑工程，設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮建筑材料，盡量減少對地基的壓力，將結(jié)構(gòu)重量控制在安全范圍內(nèi)?；鶎映兄亟Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要引入建筑物的總高度參數(shù)，從而得到更科學(xué)合理的施工方案。結(jié)構(gòu)承載力也需要與其他結(jié)構(gòu)相匹配，因此設(shè)計(jì)人員也應(yīng)考慮承載力之間的相互作用。

3 注意事項(xiàng)

3.1 概念設(shè)計(jì)

混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算前，應(yīng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，綜合考慮整個工程，判斷工程可能存在的薄弱環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施加以加強(qiáng)。對于一些嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全的不規(guī)則現(xiàn)象，如接縫、墻體、柱的增加、局部結(jié)構(gòu)布置的改變等，應(yīng)采取措施。一些方法，如部分改變建筑方案，可以用來解決這個問題。

3.2 合理地選擇混凝土類型

高強(qiáng)度混凝土和一些特殊性能混凝土具有強(qiáng)度高、耐久性好、彈性模量高等優(yōu)點(diǎn)。在一些大型高層建筑中，特別是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，能有效減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸，為建筑贏得良好的空間利用效果。在混凝土中加入適量的摻合料，可達(dá)到緩凝、抗?jié)B、抗凍、抗裂等特殊效果。兩種方法的缺點(diǎn)是高強(qiáng)混凝土凝結(jié)速度快，施工工藝復(fù)雜，造價高。摻合料的配比必須嚴(yán)格控制和試驗(yàn)確定，在一定程度上增加了施工成本和施工周期。

在結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的早期階段，對于某一具體設(shè)計(jì)項(xiàng)目，首先要分析該項(xiàng)目的具體特點(diǎn)，選擇與該項(xiàng)目相匹配的混凝土強(qiáng)度和摻合料類型。對于高層框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，在滿足規(guī)范要求和保證該地區(qū)施工技術(shù)的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)先選用高強(qiáng)度、高性能的混凝土，以達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益。對于單層、多層和多層較低層剪力墻結(jié)構(gòu)，在滿足規(guī)范最低要求的前提下，宜選擇該地區(qū)較常見的混凝土類型，也可取得良好的經(jīng)濟(jì)效果。

3.3 結(jié)構(gòu)選型及地基處理方案

與傳統(tǒng)多層建筑相比，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求整體結(jié)構(gòu)體系更高。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)建筑物的總體規(guī)模和功能選擇合適的結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度和場地類型確定現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)件的抗震等級。此外，結(jié)構(gòu)自重直接影響到建筑物的地震力大小，這就要求設(shè)計(jì)人員合理選擇填充墻材料。在滿足建筑要求的前提下，盡量選用輕質(zhì)材料，以減小地震力，降低建筑成本。

3.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段, 結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算對整體工程設(shè)計(jì)質(zhì)量有重要的影響作用。因此, 在設(shè)計(jì)過程中,相關(guān)人員需要結(jié)合整體高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)在應(yīng)力, 合理地計(jì)算整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)。現(xiàn)階段, 在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)核算環(huán)節(jié), YJK、PKPM 等幾種類型是常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。在實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算環(huán)節(jié)中，每種操作軟件計(jì)算模式都有其獨(dú)特的特點(diǎn)。因此，在設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)結(jié)構(gòu)類型選擇合理的計(jì)算機(jī)計(jì)算軟件，在此基礎(chǔ)上對不同計(jì)算軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一分析，確定最佳設(shè)計(jì)方案。計(jì)算完成后，設(shè)計(jì)人員首先根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)判斷計(jì)算結(jié)果的正確性。在判斷計(jì)算結(jié)果可靠性的前提下，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的循環(huán)比、剛度比、偏心距、位移、位移比等限值對計(jì)算模型進(jìn)行調(diào)整，最終得到滿足可以獲得代碼。

此外，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形縫的設(shè)置過程中，根據(jù)建筑平面和立面的復(fù)雜程度，通過變形縫將結(jié)構(gòu)劃分為不同的規(guī)則單元。同時，在預(yù)埋端的設(shè)計(jì)過程中，由于高層建筑有地下室和防空設(shè)施，在地下室屋頂和防空屋頂?shù)奈恢眯枰侠碓O(shè)置預(yù)埋端。在預(yù)埋端設(shè)計(jì)過程中，相應(yīng)的高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意預(yù)埋端上下層的剛度比，采用合理的結(jié)構(gòu)布置，使在地震作用下，預(yù)埋端真正出現(xiàn)在設(shè)計(jì)預(yù)埋端，以保證預(yù)埋端在地下結(jié)構(gòu)頂部的實(shí)際有效性，起到穩(wěn)定作用。

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個長期、復(fù)雜甚至循環(huán)的過程。此過程中的任何遺漏或錯誤都可能使整個設(shè)計(jì)過程更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果不安全。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須合理、周密、多面考慮，保證結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性。在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，盡可能做到最合理、最經(jīng)濟(jì)、最優(yōu)化。