淺析鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題

陸遙

沈陽中煤設(shè)計研究院有限公司 遼寧沈陽 110000

隨著城市化進程的深入推進，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求同日益緊張的城市用地之間形成了強烈的反差。工程建筑正朝著高層、超高層的方向發(fā)展，這一舉措能夠提升城市建筑規(guī)劃的科學(xué)性、彰顯城市發(fā)展的新形象，然而卻也對鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)運用提出了更高的要求[1]。

1 鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題

1.1 平面設(shè)計缺乏合理性

高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是保證高層建筑安全的同時有效降低建造的成本，所以在初步設(shè)計階段應(yīng)該對設(shè)計方案不斷地改進，最終實現(xiàn)成本的最低化和鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理化。比如，在沿海地區(qū)，風(fēng)荷載是高層建筑的主要控制性荷載，有些平面形狀復(fù)雜的高層，如Y形、H形以及弧形，這些形狀的房屋風(fēng)壓太大，不利于抗風(fēng)設(shè)計，如果堅持此方案布置，必然會導(dǎo)致鋼筋及混凝土用量的大大增加，此項目經(jīng)濟性將會較差。再比如，有些平面比較狹長的建筑物，地震時會產(chǎn)生不規(guī)則振動，在地震較大時，會產(chǎn)生比較大的震害。細(xì)腰形建筑，在凹角部位會形成應(yīng)力集中，導(dǎo)致樓板開裂、破壞。所以我們在方案初始階段，結(jié)構(gòu)人員應(yīng)該盡早的介入，對建筑的不合理的設(shè)計，我們應(yīng)該給出我們合理建議，以避免結(jié)構(gòu)體系的不合理。

1.2 超高問題

在高層建筑規(guī)范和抗震規(guī)范中，對于建筑結(jié)構(gòu)的總高度有嚴(yán)格的限制規(guī)定，特別是在新規(guī)范中對于建筑結(jié)構(gòu)超過問題的限制，在新規(guī)范中把已經(jīng)建設(shè)完畢的高層建筑限制高度設(shè)置為A級，并且還添加了B級高度的建筑結(jié)構(gòu)，所以，有必要加強對于建筑結(jié)構(gòu)高度控制的重視程度，如果建筑結(jié)構(gòu)是B級或者已經(jīng)超過了B級高度，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中使用的設(shè)計方式以及解決對策都會隨之產(chǎn)生巨大的轉(zhuǎn)變。在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計過程中，發(fā)生過因結(jié)構(gòu)類型轉(zhuǎn)變而忽略了高度控制的問題，造成施工圖紙在進行審查的時候沒有達到標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計圖紙也要重新返工，或者召集專業(yè)人士進行討論，這種情況嚴(yán)重影響了建筑工程施工周期以及投入成本等整體的規(guī)劃[2]。

2 鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略

2.1 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計水平

設(shè)計人員在對混凝土結(jié)構(gòu)進行設(shè)計過程中，所要注意的主要有以下4點：第一，設(shè)計人員在展開設(shè)計工作之前，一定要先對國家所發(fā)布的施工規(guī)定材料及與該工程相關(guān)的施工材料進行查閱。在查閱完畢以后，設(shè)計人員還要對這些資料進行再次的審查，以此來保證材料的準(zhǔn)確程度。第二，設(shè)計人員要明確結(jié)構(gòu)設(shè)計中的等級標(biāo)準(zhǔn)。而設(shè)計人員在明確結(jié)構(gòu)設(shè)計等級標(biāo)準(zhǔn)的過程中，要先對建筑工程的實際施工規(guī)模進行了解，然后再結(jié)合相應(yīng)的建筑類別完成對等級標(biāo)準(zhǔn)的明確工作，如此等級標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性才可得到保障。設(shè)計人員做好等級標(biāo)準(zhǔn)明確化的工作后，不僅可對施工成本進行有效的控制，同時建筑工程的整體施工質(zhì)量還可因此得到保障。第三，施工企業(yè)要針對設(shè)計環(huán)節(jié)制定比較完善的監(jiān)理制度。監(jiān)理制度可對整個設(shè)計過程進行有效的監(jiān)督，如果監(jiān)督過程中發(fā)現(xiàn)了設(shè)計人員的錯誤，相關(guān)監(jiān)督人員便可在第一時間對設(shè)計人員進行提醒，為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性帶來保障。除此之外，科學(xué)完整的監(jiān)理制度，還可保障整個施工工作順利進行，降低施工斷點這一現(xiàn)象發(fā)生的概率。第四，施工企業(yè)及設(shè)計人員等，都需對相關(guān)設(shè)備有所重視。其中施工企業(yè)所要做的就是針對設(shè)計工作所涉及的設(shè)備進行及時更新，保證其使用效果。而設(shè)計人員所要做的就是在對混凝土結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，結(jié)合對機器設(shè)備的使用，以此來提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性[3]。

2.2 強化耐久性設(shè)計

隨著我國國民日常生活的水準(zhǔn)不斷提升，人們對建筑樓房的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求也更為嚴(yán)格，鋼筋混凝土耐久性在現(xiàn)階段的設(shè)計當(dāng)中，人們更重視的就是樓房結(jié)構(gòu)的耐久性。對于鋼筋混凝土所用材料的設(shè)計過程中，會發(fā)生不同程度上的忽略狀況。對于高層建筑結(jié)構(gòu)功能的預(yù)設(shè)工作，要提前明確設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，并且對于投入的總成本要進行估算，保證建筑質(zhì)量的同時最大化使用建筑材料，因為高層建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和人們的安全以及體驗感有直接聯(lián)系，因此在建筑結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)過程中一定要重視耐久性的預(yù)設(shè)。

2.3 抗震設(shè)計

高層建筑中最為主要的抗震結(jié)構(gòu)就是鋼筋混凝土，通過調(diào)研得知，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中實施的就是建筑結(jié)構(gòu)的抗震性以及安全性評估。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震功能進行預(yù)設(shè)，特別是高樓大廈建筑的建設(shè)當(dāng)中，要考慮到建筑樓層的數(shù)量以及建筑結(jié)構(gòu)的剛度等參數(shù)，然后進行合理化的數(shù)值范圍平復(fù)。尤其是在高層建筑當(dāng)中，更要加以重視轉(zhuǎn)換層的預(yù)設(shè)和樓層頂部的塔樓預(yù)設(shè)工作，要分析建設(shè)剛性以及彈性樓板，選擇的陣型數(shù)要和有關(guān)要求相符。

3 結(jié)語

混凝土具有原材料資源豐富、成本低、壓縮強度高、剛度大、可塑性好等優(yōu)點，因此是建筑工程中使用最廣泛的材料。受環(huán)境因素和人為因素的影響，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會有一定的老化現(xiàn)象，各項性能變差，不僅影響建筑的正常使用，在抗震抗災(zāi)方面的表現(xiàn)也較差，容易造成倒塌等事故，威脅人們的人身安全。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的維修加固不僅可以改善建筑物的性能，提升建筑物的承載能力，還能節(jié)約資源，降低經(jīng)濟成本。