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關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著人們生活水平的提高，對于住宅建筑的要求也隨之提高。人們不止要求建筑在質(zhì)量上合格，采光、朝向等條件滿足，更對建筑形態(tài)、環(huán)保節(jié)能、綠化、文化等方面有了更多的要求。這也推動(dòng)了建筑加工工藝的創(chuàng)新化、高科技化，同時(shí)也要求建筑設(shè)計(jì)者具備豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、深厚的文化內(nèi)涵，并要具有創(chuàng)新開拓精神，能夠創(chuàng)造出獨(dú)特的、新穎的、奪人眼球的建筑。與此同時(shí)，還必須保證建筑質(zhì)量過硬，使用性能優(yōu)異。目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以其抗震性好、整體性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)靈活、傳力明確的優(yōu)勢，在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。鋼筋砼結(jié)構(gòu)看似簡單，但在設(shè)計(jì)過程中若考慮不周、疏忽大意，則很容易出現(xiàn)各種問題，對建筑工程造成影響，甚至危及結(jié)構(gòu)的安全性。因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要充分重視以上提出的問題，并逐個(gè)解決落實(shí)，從而使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量得到有效保障。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析

在建筑技術(shù)的不斷發(fā)展下，我國城市中的高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，并且還呈現(xiàn)明顯的增長趨勢，隨著建筑高度的增加，建筑功能、類型的日益復(fù)雜化，使得結(jié)構(gòu)體系也呈現(xiàn)出多樣化特點(diǎn)，在這樣的情況下，怎樣滿足工程建設(shè)需要，構(gòu)建一套準(zhǔn)確高效、符合實(shí)際國情的建筑施工技術(shù)體系，成為了施工技術(shù)亟待解決的一項(xiàng)課題。目前，鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用十分廣泛，與其他結(jié)構(gòu)材料相比，它具有顯著的優(yōu)勢，故在土木工程、房屋建筑中得到了重大的發(fā)展、應(yīng)用，同時(shí)也在施工技術(shù)、制作工藝、設(shè)計(jì)方法等方面得到了突出的表現(xiàn)。對于多樣化的鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尚存在一些問題，下面就鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題，進(jìn)行深入的剖析。

1.1 超長結(jié)構(gòu)問題

在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（下文件簡稱為《規(guī)范》）中，關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長度，其中一條（第9.1.1條）規(guī)定框架結(jié)構(gòu)伸縮縫設(shè)置間距要≤55m，而另一條（第7.1.2條）則規(guī)定，如果采取后澆帶分段的施工方法，可以適當(dāng)增大伸縮縫的設(shè)置間距。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，這兩條規(guī)定的把握較為不易，在工程實(shí)例中很難保證結(jié)構(gòu)長度≥55m就設(shè)置一條伸縮縫，并且對于后澆帶分段施工，對于結(jié)構(gòu)的長度很難控制，從而不易產(chǎn)生裂縫。這類問題的產(chǎn)生原因主要是各地區(qū)溫度差異、混凝土收縮應(yīng)力差異造成的。

這類問題的解決必須要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中調(diào)整梁柱配筋的概念。首先，針對長向板鋼筋要設(shè)置為雙層，同時(shí)還要對中部的梁板配筋進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)。這是因?yàn)闇囟葢?yīng)力會(huì)對兩側(cè)梁柱，尤其是邊跨柱配筋產(chǎn)生極大的推力，而中部區(qū)域是結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)，故其受到的應(yīng)力較大，所以需要對其加強(qiáng)。另外，超長的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，容易在角部產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，所以還需要加強(qiáng)角部結(jié)構(gòu)。如果結(jié)構(gòu)長度≥70m，為了不設(shè)置伸縮縫，就必須采用特殊措施，如摻入抗裂劑、預(yù)加應(yīng)力等。在設(shè)計(jì)長度≥70m的結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)者必須定量分析溫度和收縮裂縫，同時(shí)施加預(yù)應(yīng)力，該方法的效果在眾多的工程實(shí)例中都得到了較好的應(yīng)用效果。若無法分析清楚超長結(jié)構(gòu)的受力情況，還是應(yīng)當(dāng)根據(jù)《規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，在結(jié)構(gòu)長度≥55m時(shí)就設(shè)置伸縮縫，其實(shí)只要處理恰當(dāng)，伸縮縫的設(shè)置是不會(huì)對建筑外觀造成太大影響的。

1.2 筏板厚度設(shè)置問題

在樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，筏板厚度值的計(jì)算，首先根據(jù)建筑層數(shù)來對筏板厚度來進(jìn)行估算的。一般筏板厚度估算值為50mm×建筑層數(shù)。以一棟28層的住宅建筑為例，筏板厚度估算值為50×28=1400mm。再根據(jù)建筑的排樁情況，對角樁沖切、群樁沖切、墻沖切、邊樁沖切分別進(jìn)行驗(yàn)算。通常情況下，都用角樁沖切控制板厚，但若是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，由于其墻體不封閉，所以要獲取群樁沖切的邊界值較為困難，另一方面，由于樁群之間會(huì)重疊較多，所以群樁沖切取值較為不利。故筆者建議，將幾個(gè)大層間的取值作為沖切邊界，所圍區(qū)域內(nèi)的短肢墻體內(nèi)力作為抗力抵消，該方法盡管無法保證絕對的準(zhǔn)確性，但在放大區(qū)域后，對削弱邊界開口效應(yīng)，故其可行性還是值得肯定的。

1.3 強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)問題

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)中，“強(qiáng)梁弱柱”是基本設(shè)計(jì)原則?！皬?qiáng)梁弱柱”設(shè)計(jì)理念主要是抗震設(shè)防，其抗震設(shè)防的目標(biāo)是“大震不倒、中震可修、小震不壞”。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，柱是核心支撐，若柱受到破壞，會(huì)導(dǎo)致建筑的整體坍塌，若梁受到破壞，則僅會(huì)對某區(qū)域造成損毀，所以柱破壞造成的損害明顯大于梁破壞，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要牢固樹立這一設(shè)計(jì)理念。對于柱軸壓比，要嚴(yán)格控制在0.9%以內(nèi)。在設(shè)置配筋、柱斷面時(shí)，要分部位進(jìn)行處理，并適當(dāng)加強(qiáng)邊柱和角柱，尤其是角柱，最好采取全柱加密箍筋，同時(shí)配筋率要≥1%，除小截面柱以外的所有框架柱的縱筋都要≥20，柱筋采用的種類不要太多。對于矩形截面柱，要采取對稱配筋；對于梁，中部筋要配足，支座筋可適當(dāng)降低，以使其在地震作用下形成梁鉸機(jī)制，即在地震作用下，首先在梁端產(chǎn)生塑性鉸，以保證柱的受彎承載力比梁大，從而防止柱先屈服。

1.4 地下室外墻、底板配筋計(jì)算問題

在計(jì)算地下室外、底板墻配筋時(shí)，常出現(xiàn)實(shí)際情況與假設(shè)條件不相符的問題。以地下室外墻配筋計(jì)算為例，有的設(shè)計(jì)人員將凡是帶扶壁柱的外墻，不論扶壁柱大小，均按雙向板進(jìn)行配筋計(jì)算，但按照地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果，對扶壁柱配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。從扶壁柱與外墻變形協(xié)調(diào)原理來看，該配筋計(jì)算方式下，扶壁柱配筋不足，外墻豎向配筋偏少，外墻橫向配筋過多。針對這一問題，筆者建議：將有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的且與外墻相垂直的外墻板塊、較大尺寸扶壁柱（如外框架柱）間的外墻板塊的配筋按照雙向板進(jìn)行計(jì)算，其他外墻的配筋均按單向板進(jìn)行計(jì)算。

1.5 地下室設(shè)計(jì)問題

在進(jìn)行高層建筑的地下室設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮地下水位問題，由于人為無法控制地下水位上漲，所以一旦發(fā)生地下水位上漲，就會(huì)對地下室乃至整棟建筑產(chǎn)生影響。因此，在設(shè)計(jì)地下室時(shí)，要盡量簡化地下室輪廓，以利于防水。尤其是柱下承臺的地下室，柱下承臺會(huì)將基槽地模產(chǎn)生較多陰陽角，使其形狀復(fù)雜化，這就增加了防水施工的難度，延長了施工時(shí)間，不僅無法保證防水質(zhì)量，更會(huì)增加工程造價(jià)。對于該問題，筆者建議采用反承臺法：使承臺下皮標(biāo)高與地下室底板相等，并在地下室內(nèi)部覆土。該做法會(huì)簡化基槽地模的形狀，減小施工難度，縮短工期，保證施工質(zhì)量。同時(shí)，覆土重量還會(huì)對抗消除地下室底板的水浮力。

2 結(jié)束語

隨著建筑技術(shù)的不斷提高，城市中涌現(xiàn)出了越來越多的高層建筑。隨著建筑高度的增加，建筑功能、類型的日益復(fù)雜化，使得結(jié)構(gòu)體系也呈現(xiàn)出多樣化特點(diǎn)，這就使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為了建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】高層；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，建筑功能與類型越來越多樣化、綜合化，建筑高度也在不斷增加，目前鋼筋混凝土高層建筑已然成為城市建設(shè)中的主角，在城市規(guī)劃中占相當(dāng)大的比重。對于建筑來說，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到建筑的質(zhì)量、安全和使用，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是工程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，只有將設(shè)計(jì)中存在的問題深入分析并加以妥善解決，才能盡可能完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，為今后的建筑施工打下良好的基礎(chǔ)。

1.概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)新理念，是設(shè)計(jì)人員通過長期的理論研究和實(shí)踐，逐漸積累起來的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，它不以力學(xué)分析和條文規(guī)范為依據(jù)，是設(shè)計(jì)人員的一種設(shè)計(jì)思路，根據(jù)建筑周圍的環(huán)境、建筑功能等因素選取合適的建筑結(jié)構(gòu)，站在宏觀的角度整體構(gòu)思，將各部分有機(jī)的聯(lián)合起來，形成結(jié)構(gòu)的總體系。在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮建筑的整體性、抗震性、抗風(fēng)性等性能，以承載力、剛度、延性為主要控制目標(biāo)，特別是對理論無法明確的部分，有一個(gè)定性認(rèn)識。概念設(shè)計(jì)不僅是設(shè)計(jì)人員先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的一種體現(xiàn)，它之所以重要，還因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，為了彌補(bǔ)這些缺陷，就需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的，更加客觀、準(zhǔn)確的理解結(jié)構(gòu)的工作性能。

2.結(jié)構(gòu)選型

2.1結(jié)構(gòu)體系的選擇

根據(jù)抗側(cè)力構(gòu)件的不同，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系主要有框架、剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒這幾種形式，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況來選擇合適的結(jié)構(gòu)體系。

1)框架結(jié)構(gòu)主要適用于層數(shù)不多的住宅、辦公樓、學(xué)校及廠房等對位移要求不是很嚴(yán)格的建筑物。

2)剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒結(jié)構(gòu)適用于高層，這里需要注意的是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。在基本振型地震作用下，如果框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50％，則框架部分的抗震等級應(yīng)按框架確定?？蚣艹袚?dān)的地震剪力應(yīng)大于結(jié)構(gòu)底部總剪力的20％，以確保第二道防線的安全。墻不宜過多，滿足位移限值即可。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)避免全部為短肢墻，筒體或一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50％。短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)使用比實(shí)際更高一級的等級，有的設(shè)計(jì)者沒有注意這個(gè)問題，導(dǎo)致抗震等級的錯(cuò)誤確定，從而造成設(shè)計(jì)工作中不必要的大量修改。

無論采用哪種結(jié)構(gòu)體系，都應(yīng)使結(jié)構(gòu)具有合理的剛度和承載能力，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和抗傾覆能力，避免產(chǎn)生軟弱層或薄弱層，使結(jié)構(gòu)具有多道防線，提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性，增強(qiáng)其抗震能力。

2.2結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（2010）中規(guī)定：高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，并應(yīng)符合下列要求：①應(yīng)具有必要的承載能力、剛度和變形能力；②應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力；③對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取有效的加強(qiáng)措施。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要特別注意新規(guī)的規(guī)定，以確保后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的順利進(jìn)行。

2.3結(jié)構(gòu)的超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制。尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑其或超過了B級高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中曾出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)超高問題，致使施工圖未能審查通過，進(jìn)行修改或從新設(shè)計(jì)，對工程進(jìn)度等整體工程規(guī)劃造成不良的影響。

2.4控制柱的軸壓比問題

在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，軸壓比越大，柱的延性就越差，限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態(tài)，防止受拉鋼筋未達(dá)屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，則結(jié)構(gòu)延性就差，當(dāng)遭遇地震時(shí)，耗散和吸收地震能量少，結(jié)構(gòu)容易被破壞。但是在結(jié)構(gòu)中若能保證強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)，且梁具有良好延性，則柱子進(jìn)入屈服的可能性就大大減少，此時(shí)可放松軸壓比限值。

2.5嵌固端的設(shè)置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此．在這個(gè)問題上設(shè)計(jì)人員往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的問題，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致安全隱患或后期設(shè)計(jì)工作的大量修改。

2.6短肢剪力墻的設(shè)置問題

短肢剪力墻是指截面厚度不大于 300mm、各肢截面高度與厚度之比均大于 4 但不大于 8 的剪力墻。在新規(guī)范規(guī)定抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)全部采用短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對高層建筑中短肢剪力墻的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。

3.地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，對后期設(shè)計(jì)工作能否順利進(jìn)行也有很大的影響，所以這方面的設(shè)計(jì)也是設(shè)計(jì)人員較為重視的一點(diǎn)，如果出現(xiàn)問題則會(huì)給工程帶來巨大的損失。我國占地面積較廣，地質(zhì)條件復(fù)雜，僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》并不能完全涵蓋全國各地的情況，這就需要將地方性的標(biāo)準(zhǔn)利用起來，深入學(xué)習(xí)其中關(guān)于地方性地基基礎(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法的成熟經(jīng)驗(yàn)和規(guī)定，因地制宜，制定出符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的設(shè)計(jì)方案。

4.結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析

是否能準(zhǔn)確高效的對工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的重要環(huán)節(jié)。隨著新規(guī)范的陸續(xù)頒布和實(shí)施，對于結(jié)構(gòu)的計(jì)算和分析進(jìn)行了調(diào)整改進(jìn)，設(shè)計(jì)人員也應(yīng)對這一階段工作常見的問題有一個(gè)清晰、準(zhǔn)確的認(rèn)識。①選擇合適的整體計(jì)算軟件根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合適的整體計(jì)算軟件，確保對計(jì)算結(jié)果的合理性、可靠性。②是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)，已列為強(qiáng)制性條文，需特別注意。③振型數(shù)目是否足夠。在計(jì)算分析階段必須對計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。④多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計(jì)算。⑤非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對這部分內(nèi)容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于高層建筑的地震作用和風(fēng)荷載均較大，因此，必須嚴(yán)格按照新規(guī)中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見問題

中圖分類號:TU757.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及分類

1.1特點(diǎn)

對于高層建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，第一，必須對高層建筑物的結(jié)構(gòu)整體的內(nèi)力進(jìn)行分析，然后根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力來對截面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，再對滿足荷載效應(yīng)水平要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋量進(jìn)行計(jì)算分析，最終確定設(shè)計(jì)結(jié)果。設(shè)計(jì)過程中可能會(huì)使原結(jié)構(gòu)的荷載特征與幾何特征發(fā)生變化，在現(xiàn)荷載的作用下，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布特征會(huì)有所改變，而各控制截面的控制內(nèi)力也會(huì)隨之發(fā)生變化，優(yōu)化設(shè)計(jì)需要依據(jù)這種變化進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)，因此可以說鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。

1.2分類

在我國，高層建筑以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)量、高度以及結(jié)構(gòu)體系的多樣化、復(fù)雜性均處于世界前列。在高度較大的高層建筑中，應(yīng)用較多的是框架――筒體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)及多筒結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系。

（1）框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)構(gòu)，并同時(shí)承受水平荷載，適用于多層或高度不大的高層建筑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的布置要注意對稱均勻和傳力途徑直接。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置采用主次梁的作法為主，逐步向扁梁或無蓋梁發(fā)展。框架柱是框架結(jié)構(gòu)的主要豎向承重和抗側(cè)力構(gòu)件，以受壓應(yīng)力為主。

（2）剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的間距受樓板構(gòu)件跨度的限制，一般為3~8米。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于要求小房間的住宅、旅館等建筑。剪力墻一般采用鋼筋混凝土材料，可分為全部為現(xiàn)澆的剪力墻，全部用預(yù)制墻板裝配而成的剪力墻，內(nèi)墻為現(xiàn)澆、外墻為預(yù)制墻板的剪力墻。

（3）框架――剪力墻結(jié)構(gòu)體系。框架――剪力墻結(jié)構(gòu)是將框架和剪力墻結(jié)合在一起而形成的結(jié)構(gòu)形式。它既有框架結(jié)構(gòu)平面布局靈活、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又有較好的承受水平荷載的能力，是高層建筑中應(yīng)用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。

（4）筒體結(jié)構(gòu)。隨著建筑物高度的增加，傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)體系、框架――剪力墻結(jié)構(gòu)體系已不能很好地滿足結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下強(qiáng)度和剛度的要求。筒體體系因其在抵抗水平力方面具有良好的剛度，并能形成較大的使用空間，筒體是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展而成。它是由若干片縱橫交接的框架或剪刀墻所圍成的筒狀封閉骨架。

2高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見的問題

2.1結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)問題

一般情況下，高層建筑并不適合選擇那些不規(guī)則的平面設(shè)計(jì)進(jìn)行布置。高層建筑的外型應(yīng)該盡量簡單、規(guī)則，以便保證其剛度和承載力的均勻分布。根據(jù)抗震等級不同的建筑，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到其平面尺寸和突出部位尺寸的比值都在合理范圍內(nèi)，另外，盡量不考慮采用角部重疊的平面圖形。

（1）在對結(jié)構(gòu)平面進(jìn)行布置時(shí)，要盡量減少扭轉(zhuǎn)的產(chǎn)生，尤其要考慮到水平地震作用力下的偶然偏心影響問題。對樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮以下原則；對于A級高度的高層建筑，其最大水平位移和層間位移應(yīng)該小于該樓層平均值的1.2倍，不能超過該樓層平均值的1.5倍；對于B級高度的高層建筑或者超過A級高度混合結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜高層建筑，應(yīng)該小于該樓層平均值的1.2倍，不能超過該樓層平均值的1.4倍；

（2）在對高層鋼筋混凝土建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量調(diào)整好高層建筑的平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，盡量避免設(shè)置防震縫。如果必須設(shè)置防震縫，那么當(dāng)框架結(jié)構(gòu)高度不超過15m時(shí)，縫寬應(yīng)該大于100mm，如果高度超過15m時(shí)，應(yīng)該根據(jù)烈度和高度的不同，來適當(dāng)進(jìn)行加寬。在對防震縫寬度進(jìn)行確定時(shí)，如果縫兩側(cè)的建筑高度不同，防震縫的寬度則應(yīng)該依據(jù)較低一側(cè)的高度來確定；

（3）《高規(guī)》中，截面厚度不大于300m，各肢截面高度與厚度比的最大值在4~8之間的剪力墻為短肢剪力墻。在實(shí)際的高層建筑中短肢剪力墻設(shè)置會(huì)增加許多限制。所以，工程師在進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量減少或者不采用短肢剪力墻。

2.2豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，它對建筑的整體質(zhì)量影響極大。高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量規(guī)則、均勻，避免有較大的外挑和內(nèi)收。高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)應(yīng)該以重心穩(wěn)定為前提，保持上小下大的形狀，并且其變化也應(yīng)該是循序漸進(jìn)的。如果豎向結(jié)構(gòu)不垂直或者不均勻，就需要外加單獨(dú)的構(gòu)造設(shè)計(jì)來滿足高層建筑的整個(gè)平衡和穩(wěn)定。從抗震的角度來看，豎向內(nèi)收型樓層的側(cè)向剛度不應(yīng)該小于相鄰上一層的70％，也不應(yīng)該小于其相鄰上三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80％。A級高度的高層建筑，其樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層問受剪承載力應(yīng)該大于相鄰上一層受剪承載力的80％，一定不能低于相鄰上一層受剪承載力的65％；對于B級高度的高層建筑，其樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力應(yīng)該大于相鄰上一層受剪承載力的75％。樓層的質(zhì)量沿著高度應(yīng)該均勻分布，不能出現(xiàn)樓層間質(zhì)量相差大太的問題。

2.3梁柱受力主筋設(shè)計(jì)問題

當(dāng)框架梁的截面寬度與框架柱的邊長相等，或者框架梁的一邊與框架柱重合時(shí)，框架柱受力主筋和框架梁的受力主筋位置便會(huì)產(chǎn)生矛盾。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循強(qiáng)剪弱彎與強(qiáng)柱弱梁的原則，應(yīng)該首先對框架柱受力主筋的位置加以保證?？梢钥紤]將框架梁主筋從框架柱內(nèi)側(cè)通過，考慮在框架梁靠近柱一側(cè)的四角增加4根鋼筋來作為架立鋼筋的方法，來保證框架梁截面的尺寸。這樣的設(shè)計(jì)方法不但可以保證框架結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的受力主筋位置，也方便了工程施工。

2.4墻梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)問題

在框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架梁或者次梁如果直接設(shè)置在核心簡墻體暗梁或者過梁上，當(dāng)框架梁的截面和暗梁或過梁的截面高度相同時(shí)，框架梁主筋和核心筒暗梁或者過梁主筋的位置就會(huì)產(chǎn)生矛盾。此時(shí)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量保證暗梁或者過梁箍筋的完整性。設(shè)計(jì)時(shí)，過梁下鐵設(shè)置分兩排布置，框架梁下鐵可布置在過梁下鐵第一與第二排鋼筋之間，框架梁接頭位置應(yīng)該設(shè)置在支座附近，并安一定比例錯(cuò)開?？蚣芰荷翔F可直接擱置在過梁上鐵上，同時(shí)框架梁主筋錨固的長度必須符合規(guī)范。另外，在框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主梁與次梁的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)非常重要，所以，主次梁鋼筋位置的設(shè)計(jì)也就成為重點(diǎn)。通常情況下，次梁上鐵鋼筋應(yīng)該在主梁鋼筋之上，次梁主筋在板筋之下，如果主次梁節(jié)點(diǎn)的鋼筋設(shè)計(jì)不好，就會(huì)使板筋或次梁上鐵鋼筋保護(hù)層厚度過小，對于結(jié)構(gòu)的抗震能力會(huì)有一定影響。

2.5抗震等級設(shè)計(jì)問題

高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計(jì)必須注意其抗震等級設(shè)計(jì)的問題，在對高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該根據(jù)抗震設(shè)防分類、烈度、結(jié)構(gòu)類型以及建筑高度等不同需要來設(shè)計(jì)不同的抗震等級，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該符合相應(yīng)計(jì)算和構(gòu)造要求。

3結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析

隨著房屋建筑結(jié)構(gòu)方面新規(guī)范的陸續(xù)頒布實(shí)施，各種計(jì)算軟件也都更新版本，但在計(jì)算時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，這其中既有軟件自身不完善的因素，也有使用人對規(guī)范理解不正確的原因。因此，如何準(zhǔn)確、高效地對工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。

3.1計(jì)算模型的選取

對于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無限剛假定模型；對于多塔或錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛模型；對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。

3.2抗震等級的確定

對常規(guī)高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應(yīng)低于主樓的抗震等級；對于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。

3.3振型數(shù)目是否足夠

振型數(shù)的多少與結(jié)構(gòu)的層數(shù)有關(guān)，文獻(xiàn)中對陣型的取值都有較為明確的規(guī)定。因此，在計(jì)算分析階段根據(jù)規(guī)范要求對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。

3.4非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)

在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對這部分內(nèi)容尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于高層建筑地震作用和風(fēng)荷載較大，必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4結(jié)語

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相比，具有整體性強(qiáng)、剛度大、位移小和舒適度好的優(yōu)點(diǎn)。在我國的高層建筑中大多采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所以鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題也就非常重要。高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，每個(gè)小失誤都有可能導(dǎo)致建筑出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定，認(rèn)真分析、科學(xué)計(jì)算，確保高層建筑的整體質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃寧峰．結(jié)合實(shí)踐對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若干問題的分析[J]．四川建材，2009.

篇4

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題分析

中圖分類號：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

高層建筑結(jié)構(gòu)形式趨于多樣化，高層建筑的表現(xiàn)形式也多種多樣，但隨之所帶來的弊端也越來越多的表現(xiàn)出來。由于目前沒有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋細(xì)部節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一做法，造成設(shè)計(jì)單位或施工單位在節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)的容易出現(xiàn)鋼筋配筋率過大或者鋼筋錨固不足等現(xiàn)象的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該考慮在某些節(jié)點(diǎn)鋼筋實(shí)際操作的困難及由此產(chǎn)生的對結(jié)構(gòu)的影響。

1.關(guān)于強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)理念

強(qiáng)柱弱梁的概念主要是針對小震不壞，中震可修，大震不倒的抗震設(shè)防目標(biāo)而提出的。柱破壞了建筑物整個(gè)都會(huì)傾覆，而梁破壞則僅是某個(gè)區(qū)域失效，因此，柱較之梁破壞的損害更大，當(dāng)前我們的經(jīng)濟(jì)已高速發(fā)展，我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中一定要將這一概念設(shè)計(jì)貫徹下去。必須嚴(yán)格控制柱軸壓比，軸壓比在任何情況下均不宜超過0.9%，且我們對柱斷面及配筋設(shè)置時(shí)應(yīng)分部位處理，建議邊柱，角柱應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，特別是角柱，建議應(yīng)全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%，所有框架柱，不包括小截面柱，建議縱筋均應(yīng)大于20，且柱筋品種不宜過多，矩形截面柱盡可能對稱配筋。而對梁配筋則建議應(yīng)配足梁中部筋，而支座筋則可通過調(diào)幅讓其適當(dāng)降低，以使地震作用下能形成梁鉸機(jī)制，防止柱先于梁屈服，使梁端能首先產(chǎn)生塑性鉸，保證柱端的實(shí)際受彎承載力大于梁端的實(shí)際受彎承載力。

2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見的問題及解決方案

2.1關(guān)于超長結(jié)構(gòu)的問題

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第9.1.1條中規(guī)定鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為55m，而7.1.2條則規(guī)定當(dāng)采取后澆帶分段施工，專門的預(yù)加應(yīng)力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據(jù)的，伸縮縫間距可適當(dāng)增大。這兩條使我們在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中較難把握。工程實(shí)例中超過55m就設(shè)置伸縮縫，這顯然是很難保證的，而且在采取后澆帶分段施工后很難控制房屋的長度而不至于產(chǎn)生裂縫等不良現(xiàn)象。

出現(xiàn)此類狀況這取決于各地區(qū)的溫差及混凝土不同的收縮應(yīng)力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須對梁柱配筋進(jìn)行概念上的調(diào)整。首先是長向板鋼筋應(yīng)雙層設(shè)置，并適當(dāng)加強(qiáng)中部區(qū)域的梁板配筋，中部區(qū)域作為一個(gè)中點(diǎn)必然受較大應(yīng)力，而兩側(cè)梁柱，特別是邊跨的柱配筋必須加強(qiáng)以抵抗溫度應(yīng)力帶來的推力，而超長結(jié)構(gòu)在角部容易產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)也須我們在設(shè)計(jì)中對角部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)超過70m時(shí)，應(yīng)采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫，如采用預(yù)加應(yīng)力，摻入抗裂外加劑等等，而且作為超過70m的結(jié)構(gòu)，必須對溫度及收縮裂縫采取定量的分析，并相應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力，這在許多工程實(shí)例中應(yīng)用的效果也是眾目共睹的。如果對超長結(jié)構(gòu)，不能有效的分析清楚受力情況，建議還是應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫，畢竟建筑上縫只要處理得當(dāng)還是不影響觀瞻的。

2.2關(guān)于樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中對于筏板厚度的取值問題

樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中對于筏板厚度的取值，一般是先按建筑層數(shù)估算筏板厚度，常規(guī)是按層數(shù)×50mm來估算。例如一幢十八層的小高層住宅，我們則先按18×50=900mm設(shè)定筏板厚，然后再根據(jù)排樁情況，分別驗(yàn)算角樁沖切，邊樁沖切及墻沖切，群樁沖切。一般情況均為角樁沖切來控制板厚，但這里主要強(qiáng)調(diào)一個(gè)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)下的群樁沖切，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體不封閉，故取值群樁沖切邊界時(shí)有相當(dāng)大的困難，而群樁沖切由于樁群重疊面積較大，應(yīng)是一種不利狀態(tài)。因此，一般建議是取值幾個(gè)大層間近似作為沖切邊界，所圍區(qū)域內(nèi)短肢墻體內(nèi)力則作為抗力抵消，雖不完全準(zhǔn)確，但區(qū)域放大后，邊界的開口效應(yīng)有所削弱，是可行的。

2.3關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題

從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長筋，較節(jié)約。出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時(shí)，加挑板就可能采用天然地基。必要時(shí)可加較大跨度的周圈窗井。窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然此問題并不絕對，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時(shí)，可靈活考慮。當(dāng)?shù)叵滤缓芨撸龌A(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問題。此外，從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。當(dāng)為多層建筑時(shí)，結(jié)構(gòu)也可謙讓一下建筑。

2.4關(guān)于板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋的問題

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010第9.1.8條規(guī)定在溫度收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)，鋼筋間距不宜大于200mm，，板的上下表面沿縱橫兩個(gè)方向的配筋率均不宜小于0.1%。對于規(guī)則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋，而對于超長結(jié)構(gòu)，則建議在超長結(jié)構(gòu)的長向均應(yīng)設(shè)置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異，功能重要的區(qū)域設(shè)置，有條件的建設(shè)子項(xiàng)設(shè)置，而不必過于強(qiáng)調(diào)。另外值得注意的問題是: 當(dāng)?shù)叵率曳ぐ搴穸却笥?200mm時(shí)，可在筏板中間配置溫度收縮應(yīng)力鋼筋以抵抗大體積混凝土所產(chǎn)生的收縮及溫度應(yīng)力，配筋量建議取1/2筏板厚的0.1%，且不小于Φ12@200。

2.5關(guān)于對梁筏基礎(chǔ)板筋位置的設(shè)置問題

彈性梁筏基礎(chǔ)，由于考慮水浮力下底板所受向上的反向力，設(shè)計(jì)人員會(huì)要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有時(shí)較多甚至配置雙排筋，再加上梁箍筋則施工中引起板筋的彎折相當(dāng)困難，遇到人防工程則更難施工。從受力傳遞過程來說，板筋設(shè)置必須準(zhǔn)確，但考慮施工困難及相應(yīng)板保護(hù)層的損失，建議可以作適當(dāng)放松。

2.6關(guān)于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有兩個(gè)重點(diǎn)問題值得我們防范,處理不當(dāng)經(jīng)常會(huì)成為薄弱環(huán)節(jié),這也是抗震審查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問題。

2.6.1對普通長墻的界定，高規(guī)JGJ3-2010第7.1.8條中規(guī)定一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻，短肢剪力墻是指截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻。這明顯出現(xiàn)了一些難度,高厚比為7.9 倍及8.1倍的兩種墻受力特性截然不同，由此而引起的配筋亦相差甚遠(yuǎn)(對四級剪力墻而言，短肢剪力墻在一般部位的配筋率要求大于1.0%，而普通墻則僅要求邊緣構(gòu)件配筋率0.4%，墻身部分配筋率僅為0.2%。)因此在布置長墻時(shí)建議控制高厚比大于9，這樣就與短肢剪力墻有所區(qū)分而不會(huì)混淆。

2.7關(guān)于地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的問題

地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直也是值得結(jié)構(gòu)工程師非常重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

3.結(jié)語

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)雖然相對簡單，但設(shè)計(jì)中仍有很多需要注意的問題，只有熟練地掌握規(guī)范，并具有良好的結(jié)構(gòu)概念，才能設(shè)計(jì)出既安全又經(jīng)濟(jì)適用的優(yōu)秀作品。

參考文獻(xiàn)

[1]張麗.淺談建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)[J]；黑龍江科技信息；2011年13期

[2]杜立.蘇州尼盛廣場超限高層設(shè)計(jì)[J]；山西建筑；2012年17期

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【關(guān)鍵詞】：高層建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

[ Abstract ] : High-rise building load, influence factors, and once have serious consequences due to quality problems caused by will design, in this paper the following will analyze and discuss matters needing attention in design of reinforced concrete structure in high-rise buildings, for reference only.

[ keyword ] : high-rise building; reinforced concrete; structural design

中圖分類號：TU2

1、前言

近年來，隨著科技水平的發(fā)展，我國的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平得到了很大的提高，特別是多種設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)，不僅使得設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)工程實(shí)際情況選擇合理的設(shè)計(jì)軟件，也便于在設(shè)計(jì)中采用兩種設(shè)計(jì)軟件對一種工程進(jìn)行計(jì)算，以確保設(shè)計(jì)的合理性。而且，隨著對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論研究的不斷深入，促進(jìn)了設(shè)計(jì)規(guī)范的不斷更新，也提出了一些新的設(shè)計(jì)理念，更是為提高設(shè)計(jì)水平打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。但是由于種種原因，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，仍存在一些問題，不僅增加了成本，甚至給整個(gè)建筑埋下質(zhì)量隱患，故應(yīng)引起足夠的注意。本文以下內(nèi)容將對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析和探討，僅供參考。

2、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)分析

2.1、應(yīng)避免短柱的出現(xiàn)

在多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能避免短柱，其主要的目的是使同層各柱在相同的水平位移時(shí)，能同時(shí)達(dá)到最大承載能力，但隨著建筑物的高度與層數(shù)的加大，巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來越大，從而造成高層建筑的底部數(shù)層出現(xiàn)大量短柱，在地震荷載作用下，短柱的破壞是相當(dāng)嚴(yán)重的，如下圖所示。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于大截面柱，可以通過對柱截面開豎槽，使矩形柱成為田形柱，從而增大長細(xì)比，避免短柱的出現(xiàn)，這樣就能使同層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在相近的水平位移下，達(dá)到最大的水平承載力。

2.2、應(yīng)合理利用后澆帶

根據(jù)作者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為后澆帶的合理設(shè)置要注意如下兩個(gè)方面的問題：第一，沉降后澆帶。應(yīng)注意的是，如果基礎(chǔ)的壓縮模量較大，則需要在整體沉降基本完成并穩(wěn)定，這時(shí)利用后澆帶來代替沉降縫是可取的。如果基礎(chǔ)的壓縮模量較小，后期沉降就會(huì)占有相當(dāng)大的比例，也就是后澆帶澆注后，還會(huì)出現(xiàn)較大的沉降落差，這時(shí)要只靠后澆帶來解決問題是不可行的，需要設(shè)計(jì)其他方式。第二，伸縮后澆帶。需要注意澆注的環(huán)境，應(yīng)把溫度引起的變形考慮到設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)。在工程設(shè)計(jì)中使用后澆帶應(yīng)當(dāng)充分考慮工程的具體條件，合理的使用，不能一概而論，而且應(yīng)當(dāng)根據(jù)材料的差異進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，做到合理使用。

2.3、應(yīng)特別注意角柱的設(shè)計(jì)

在扭轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，各柱節(jié)點(diǎn)水平位移不等，距扭轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)的角柱剪力很大，而中柱剪力較小，破壞由外向里，先外后里。為防止扭轉(zhuǎn)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱布置，宜設(shè)在結(jié)構(gòu)兩端，緊靠四周設(shè)置，以增大抗扭慣性矩。因此，高層或超高層建筑中，盡管角柱軸壓比較小，但其在抗扭過程中作用卻很大（若角柱先壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度或強(qiáng)度下降，中柱必定依次破壞），同時(shí)，在水平力的作用下，角柱軸力的變化幅度也會(huì)很大，這樣勢必要求角柱有較大的變形能力。由于角柱的上述作用，角柱設(shè)計(jì)時(shí)在承載力和變形能力上都應(yīng)有較多考慮，如加大配箍，采用密排箍筋柱、鋼管混凝土柱。

2.4、地震力的振型組合數(shù)

地震力的振型組合數(shù)，對高層建筑，當(dāng)不考扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)，至少應(yīng)取3；當(dāng)振型數(shù)多于3時(shí)，宜取3 的倍數(shù)，但不應(yīng)多于層數(shù)；當(dāng)房屋層數(shù)≤2時(shí)，振型數(shù)可取層數(shù)。對于不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，當(dāng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)，對高層建筑，振型數(shù)應(yīng)取≥9；結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)剛度突變較大，振型數(shù)應(yīng)多取，如結(jié)構(gòu)有轉(zhuǎn)換層、頂部有小塔樓、多塔結(jié)構(gòu)等，振型數(shù)應(yīng)取≥12或更多，但不能多于房屋層數(shù)的3倍；只有當(dāng)定義彈性樓板，且采用總剛分析，必要時(shí)，振型數(shù)才可以取的更多?！犊拐鹨?guī)范》指出，合適的振型個(gè)數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90％所需的振型數(shù)。SATWE等電算程序已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。有些設(shè)計(jì)人員不大重視電算程序使用手冊的應(yīng)用，選取振型數(shù)時(shí)比較隨意，這是應(yīng)當(dāng)改進(jìn)。此外，由耦聯(lián)計(jì)算的地震剪力通常小于非耦聯(lián)計(jì)算，僅當(dāng)結(jié)構(gòu)存在明顯扭轉(zhuǎn)時(shí)才采用耦聯(lián)計(jì)算，但在必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)充非耦聯(lián)計(jì)算。

2.5、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)

根據(jù)作者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意以下幾種事項(xiàng)：

第一，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑應(yīng)盡量調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)的布置．避免設(shè)置防震縫。當(dāng)無法避免而必須設(shè)置防震縫時(shí)，對于框架結(jié)構(gòu)來說，高度不超過15 m時(shí)，縫寬不應(yīng)小于100 mm，當(dāng)超過15 m時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的烈度每增加不同的高度，宜加寬20 mm。在確定防震縫的寬度時(shí)，如果縫兩側(cè)的房屋高度不同，那么防震縫的寬度應(yīng)該按照較低的房屋高度確定。

第二，在高規(guī)中，短肢剪力墻是指截面厚度不大于300 mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)．對短肢剪力墻在高層建筑中應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制。所以在高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師需要盡可能少采用或者不采用短肢剪力墻。

第三，結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響，其中最重要的是在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，應(yīng)符合如下規(guī)定：A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。

2.6、高層建筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)挑板設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

從建筑結(jié)構(gòu)來看，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長筋，較節(jié)約；出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其它人工地基上時(shí)，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時(shí)，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜；窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板，雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算，當(dāng)然此問題并不絕對，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時(shí)，可靈活考慮；當(dāng)?shù)叵滤缓芨撸龌A(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問題。

3、結(jié)尾

以上內(nèi)容分析和探討了高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的事項(xiàng)，提出了自己的觀點(diǎn)和見解，但是作者深知，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的類型很多，有筒體結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等，這些不同的結(jié)構(gòu)類型均有各自的適用范圍，在設(shè)計(jì)的過程中一定要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化選擇，以確保設(shè)計(jì)方案合理、經(jīng)濟(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》王祖華等，華南理工大學(xué)出版社

篇6

關(guān)鍵詞：高層建筑 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)

建筑工程質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的生命安全。建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁重而又責(zé)任重大的工作，直接影響到建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)和合理性，但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，常常發(fā)生建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的種種概念和方法上的差錯(cuò)，這些差錯(cuò)的產(chǎn)生，有的是由于設(shè)計(jì)人員沒有對一般建筑尤其是多層建筑設(shè)計(jì)引起高度重視，盲目參照或套用其他的設(shè)計(jì)的結(jié)果；有的則是由于設(shè)計(jì)對設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)方法缺乏理解；還有的是由于設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念模糊，不能建立正確的計(jì)算模式，對結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)果也缺乏判斷正確與否的經(jīng)驗(yàn)，為了避免或減少類似的情況發(fā)生，確保建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量能上一個(gè)臺階，應(yīng)從以下幾個(gè)方面對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題加以改進(jìn)：

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及早介入建筑的概念設(shè)計(jì)

建筑的概念設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程了起著舉足輕重的作用，一幢建筑物的設(shè)計(jì)，如果沒有事先經(jīng)過全盤正確的概念設(shè)計(jì)，以后的計(jì)算模式再準(zhǔn)確、計(jì)算再精確、配筋再合理，也不可能是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)秀設(shè)計(jì)工程。所謂的概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有較好的的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時(shí)，也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。

二、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

預(yù)防或減少不均勻沉降的危害，可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如：避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元；加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。常用的軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前，必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，以及各種處理方面的適用性，同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多方案比較，最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后，還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求。

地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。

在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

三、結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析

1.結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇。目前比較通用的計(jì)算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以，在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件，并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中，判斷哪個(gè)是合理的、哪個(gè)是可以作為參考的，哪個(gè)又是意義不大的，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。

2.是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。該部分內(nèi)容實(shí)際上在新老規(guī)范中都有提及，只是，在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)。

3.振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加一個(gè)振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計(jì)中，并未提出振型參與系數(shù)的概念，或即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計(jì)算分析階段必須對計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。

篇7

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土高層建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；探討

中圖分類號：TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的，我們在設(shè)計(jì)時(shí)要選用適合的抗震結(jié)構(gòu)，注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇，減小地震的作用力，增強(qiáng)地震的抵抗力，從而達(dá)到高層建筑抗震的目的。

1．鋼筋混凝土高層建筑抗震設(shè)計(jì)存在的問題

1.1 工程地質(zhì)勘查資料不全

在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及時(shí)掌握施工場地的地質(zhì)情況，但是往往在設(shè)計(jì)過程中，卻沒有建筑場地巖土工程的勘察資料，就不能很好的進(jìn)行地基設(shè)計(jì)，給建筑物的結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。

1.2 建筑材料不滿足要求

對于材料而言，我們要明確這樣一個(gè)道理:地震對結(jié)構(gòu)作用的大小幾乎與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量成正比。一般說在相同條件下，質(zhì)量大，地震作用就大，震害程度就大，質(zhì)量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護(hù)墻以及屋面構(gòu)件中，廣泛采用多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶粒混凝土、加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質(zhì)材料，將能顯著改善建筑物的抗震性能。

1.3 建筑物本身的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑物如果平面布置復(fù)雜，致使質(zhì)心與剛心不重合，在地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，加劇了地震的破壞作用，海城地震和唐山地震中有不少類似震害實(shí)例。臺灣 9.21 地震中，一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，在水平地震作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而破壞倒塌，同時(shí)撞壞相鄰建筑上部的陽臺。

1.4 平面布局的剛度不均

抗震設(shè)計(jì)要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重的不對稱：一邊進(jìn)深大，一邊進(jìn)深?。灰贿呍O(shè)計(jì)大開間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。 平面形狀采用 L、π 形不規(guī)則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，一側(cè)為進(jìn)出車需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)不需進(jìn)出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。 這些都對抗震極為不利。

1.5 防震縫設(shè)置不規(guī)范

對于高層建筑存在下列三種情況時(shí)，宜設(shè)防震縫：平面各項(xiàng)尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ3-91)中表 2.2.3 的限值而無加強(qiáng)措施；房屋有較大錯(cuò)層；各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未設(shè)防震縫。

1.6 結(jié)構(gòu)抗震等級掌握不準(zhǔn)

結(jié)構(gòu)抗震等級有的提高了，而有的又降低了，主要是對場地土類型、結(jié)構(gòu)類型、建筑高度、設(shè)防烈度等因素綜合評定不準(zhǔn)造成。

上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的，這就需要設(shè)計(jì)人員從設(shè)計(jì)的角度避免這些問題的出現(xiàn)，防止將這種問題帶入施工中，從而保證高層建筑的抗震性。

2．高層建筑抗震設(shè)計(jì)對策

2.1 結(jié)構(gòu)規(guī)則性

建筑物尤其是高層建筑物設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)要求，對建筑進(jìn)行合理的布置，大量地震災(zāi)害表明，平立面簡單且對稱的結(jié)構(gòu)類型建筑物在地震時(shí)具有較好的抗震性能，因?yàn)樵摲N結(jié)構(gòu)建筑容易估計(jì)出其地震反映，易于采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施并且進(jìn)行細(xì)部處理。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗側(cè)力構(gòu)件布置、承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對稱均勻，體型簡單，結(jié)構(gòu)剛度，質(zhì)量沿建筑物豎向變化均勻，同時(shí)應(yīng)保證建筑物有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響，并應(yīng)盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻，以盡量減小結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力和豎向構(gòu)件間差異變形對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。

2.2 層間位移限制

高層建筑都具有較大的高寬比，其在風(fēng)力和地震作用下往往能夠產(chǎn)生較大的層間位移， 甚至?xí)^結(jié)構(gòu)的位移限值。而國內(nèi)普遍認(rèn)為該位移限值大小與結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)體系甚至裝修標(biāo)準(zhǔn)以及側(cè)向荷載等諸多因素有關(guān)，其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值(一般在 1/400-1/700 范圍內(nèi))則比鋼結(jié)構(gòu)(1/200-1/500 范圍內(nèi))要求嚴(yán)格 ，風(fēng)荷載作用下的限值比地震作用下的要求嚴(yán)格。 因此在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑物的實(shí)際情況以及所處的地理位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性以及正常使用功能等。

2.3 控制地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

大量事實(shí)表明，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的平面布置等不規(guī)則、不對稱導(dǎo)致建筑層間水平荷載合力中心與建筑結(jié)構(gòu)剛度中心不重合，在地震發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)除發(fā)生水平位移外還易發(fā)生扭轉(zhuǎn)性破壞甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)整體倒塌，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分重視扭轉(zhuǎn)的影響。由于建筑物在扭轉(zhuǎn)作用下各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間變形不同，其中距剛心較遠(yuǎn)的結(jié)構(gòu)邊緣的抗側(cè)力單元的層間側(cè)移最大;同時(shí)在上下剛度不均勻變化的結(jié)構(gòu)中，各層的剛度中心未能在同一軸線上，甚至?xí)a(chǎn)生較大差距，以上情況都會(huì)使各層結(jié)構(gòu)的偏心距和扭矩發(fā)生改變，因此，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)對各層的扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)分別計(jì)算。 計(jì)算時(shí)應(yīng)主要控制周期比、位移比兩個(gè)重要指標(biāo)，即當(dāng)兩個(gè)控制參數(shù)的計(jì)算結(jié)果不能滿足要求時(shí)則必須對其進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)周期比不滿足要求時(shí)可采用加大抗側(cè)力構(gòu)件截面或增加抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量的方法，并應(yīng)將抗側(cè)力構(gòu)件盡可能的均勻布置在建筑四周，以減小剛度中心與質(zhì)量中心的相對偏心，若調(diào)整構(gòu)件剛度不能滿足效果時(shí)則應(yīng)調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件布置，以增大結(jié)構(gòu)抗扭剛度。

2.4 減小地震能量輸入

具有良好抗震性能的高層建筑結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求，因此在設(shè)計(jì)過程中除了控制構(gòu)件的承載力外還應(yīng)控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移極限值或位移延性比，然后根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系來確定構(gòu)件的變形值，同時(shí)根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及分布來確定構(gòu)件的構(gòu)造要求，選擇堅(jiān)硬的場地土來建造高層建筑等方法來減小地震能量的輸入。

2.5 減輕結(jié)構(gòu)自重

對于同樣的地基條件下進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若減輕結(jié)構(gòu)自重則可相應(yīng)增加層數(shù)或減少地基處理造價(jià)，尤其是在軟土基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一作用更為明顯，同時(shí)由于地震效應(yīng)

與建筑質(zhì)量成正比，而高層建筑由于其高度大重心高等特點(diǎn)，在地震作用時(shí)其傾覆力矩也隨之增加，因此，為了盡量減小其傾覆力矩應(yīng)對高層建筑物的填充墻及隔墻盡量采用輕質(zhì)材料以減輕結(jié)構(gòu)自重。

2.6 選擇合理結(jié)構(gòu)類型

高層建筑的豎向荷載主要使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸向力，水平荷載主要產(chǎn)生彎矩。其豎向荷載方向不變，但隨著建筑高度增加而增加，水平荷載則來自任何方向，因此豎向荷載引起建筑物的側(cè)移量非常小，而水平荷載產(chǎn)生的側(cè)移則與高度成四次方變化，即在高層結(jié)構(gòu)中水平荷載的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于豎向荷載的影響，因此水平荷載應(yīng)為設(shè)計(jì)的主要控制因素，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)需在滿足建筑功能及抗震性能的前提下選擇切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)類型，使其具有良好的結(jié)構(gòu)性能。

2.7 盡可能設(shè)置多道抗震防線

當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。

3．結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑也越來越多，在這種情況下必須做好抗震設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中，都是按照抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行的，他們希望設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面達(dá)到最佳，為此從結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)一開始，就運(yùn)用人們對建筑結(jié)構(gòu)抗震己有的正確知識去處理好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的諸如房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布，構(gòu)件延性等問題，從宏觀原則上進(jìn)行評價(jià)、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計(jì)算和構(gòu)造措施，從而消除建筑物抗震的薄弱環(huán)節(jié)，以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。

參考文獻(xiàn)：

篇8

關(guān)鍵詞 ：鋼筋混凝土高層建筑 抗震 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 探討

鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的，我們在設(shè)計(jì)時(shí)要選用適合的抗震結(jié)構(gòu)，注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇，減小地震的作用力，增強(qiáng)地震的抵抗力，從而達(dá)到高層建筑抗震的目的。

1.鋼筋混凝土高層建筑抗震設(shè)計(jì)存在的問題

1.1 工程地質(zhì)勘查資料不全

在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及時(shí)掌握施工場地的地質(zhì)情況，但是往往在設(shè)計(jì)過程中，卻沒有建筑場地巖土工程的勘察資料，就不能很好的進(jìn)行地基設(shè)計(jì)，給建筑物的結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。

1.2 建筑材料不滿足要求

對于材料而言，我們要明確這樣一個(gè)道理：地震對結(jié)構(gòu)作用的大小幾乎與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量成正比。一般說在相同條件下，質(zhì)量大，地震作用就大，震害程度就大，質(zhì)量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護(hù)墻以及屋面構(gòu)件中，廣泛采用多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶?；炷?、加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質(zhì)材料，將能顯著改善建筑物的抗震性能。

1.3 建筑物本身的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑物如果平面布置復(fù)雜，致使質(zhì)心與剛心不重合，在地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，加劇了地震的破壞作用，海城地震和唐山地震中有不少類似震害實(shí)例。臺灣 9.21 地震中，一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，在水平地震作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而破壞倒塌，同時(shí)撞壞相鄰建筑上部的陽臺。

1.4 平面布局的剛度不均

抗震設(shè)計(jì)要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重的不對稱：一邊進(jìn)深大，一邊進(jìn)深小;一邊設(shè)計(jì)大開間，一邊為小房間;一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。 平面形狀采用 L、π 形不規(guī)則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，一側(cè)為進(jìn)出車需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)不需進(jìn)出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。 這些都對抗震極為不利。

1.5 防震縫設(shè)置不規(guī)范

對于高層建筑存在下列三種情況時(shí)，宜設(shè)防震縫：平面各項(xiàng)尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ3-91）中表 2.2.3 的限值而無加強(qiáng)措施;房屋有較大錯(cuò)層;各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施;但有的竟未采取任何抗震措施又未設(shè)防震縫。

1.6 結(jié)構(gòu)抗震等級掌握不準(zhǔn)

結(jié)構(gòu)抗震等級有的提高了，而有的又降低了，主要是對場地土類型、結(jié)構(gòu)類型、建筑高度、設(shè)防烈度等因素綜合評定不準(zhǔn)造成。

上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的，這就需要設(shè)計(jì)人員從設(shè)計(jì)的角度避免這些問題的出現(xiàn)，防止將這種問題帶入施工中，從而保證高層建筑的抗震性。

2.高層建筑抗震設(shè)計(jì)對策

2.1 結(jié)構(gòu)規(guī)則性

建筑物尤其是高層建筑物設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)要求，對建筑進(jìn)行合理的布置，大量地震災(zāi)害表明，平立面簡單且對稱的結(jié)構(gòu)類型建筑物在地震時(shí)具有較好的抗震性能，因?yàn)樵摲N結(jié)構(gòu)建筑容易估計(jì)出其地震反映，易于采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施并且進(jìn)行細(xì)部處理。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗側(cè)力構(gòu)件布置、承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對稱均勻，體型簡單，結(jié)構(gòu)剛度，質(zhì)量沿建筑物豎向變化均勻，同時(shí)應(yīng)保證建筑物有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響，并應(yīng)盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻，以盡量減小結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力和豎向構(gòu)件間差異變形對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。

2.2 層間位移限制

高層建筑都具有較大的高寬比，其在風(fēng)力和地震作用下往往能夠產(chǎn)生較大的層間位移， 甚至?xí)^結(jié)構(gòu)的位移限值。而國內(nèi)普遍認(rèn)為該位移限值大小與結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)體系甚至裝修標(biāo)準(zhǔn)以及側(cè)向荷載等諸多因素有關(guān)，其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值（一般在 1/400-1/700 范圍內(nèi)）則比鋼結(jié)構(gòu)（1/200-1/500 范圍內(nèi)）要求嚴(yán)格 ，風(fēng)荷載作用下的限值比地震作用下的要求嚴(yán)格。 因此在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑物的實(shí)際情況以及所處的地理位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性以及正常使用功能等。

2.3 控制地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

大量事實(shí)表明，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的平面布置等不規(guī)則、不對稱導(dǎo)致建筑層間水平荷載合力中心與建筑結(jié)構(gòu)剛度中心不重合，在地震發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)除發(fā)生水平位移外還易發(fā)生扭轉(zhuǎn)性破壞甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)整體倒塌，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分重視扭轉(zhuǎn)的影響。計(jì)算時(shí)應(yīng)主要控制周期比、位移比兩個(gè)重要指標(biāo)，即當(dāng)兩個(gè)控制參數(shù)的計(jì)算結(jié)果不能滿足要求時(shí)則必須對其進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)周期比不滿足要求時(shí)可采用加大抗側(cè)力構(gòu)件截面或增加抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量的方法，并應(yīng)將抗側(cè)力構(gòu)件盡可能的均勻布置在建筑四周，以減小剛度中心與質(zhì)量中心的相對偏心，若調(diào)整構(gòu)件剛度不能滿足效果時(shí)則應(yīng)調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件布置，以增大結(jié)構(gòu)抗扭剛度。

2.4 減小地震能量輸入

具有良好抗震性能的高層建筑結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求，因此在設(shè)計(jì)過程中除了控制構(gòu)件的承載力外還應(yīng)控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移極限值或位移延性比，然后根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系來確定構(gòu)件的變形值，同時(shí)根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及分布來確定構(gòu)件的構(gòu)造要求，選擇堅(jiān)硬的場地土來建造高層建筑等方法來減小地震能量的輸入。

2.5 減輕結(jié)構(gòu)自重

對于同樣的地基條件下進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若減輕結(jié)構(gòu)自重則可相應(yīng)增加層數(shù)或減少地基處理造價(jià)，尤其是在軟土基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一作用更為明顯，同時(shí)由于地震效應(yīng)

與建筑質(zhì)量成正比，而高層建筑由于其高度大重心高等特點(diǎn)，在地震作用時(shí)其傾覆力矩也隨之增加，因此，為了盡量減小其傾覆力矩應(yīng)對高層建筑物的填充墻及隔墻盡量采用輕質(zhì)材料以減輕結(jié)構(gòu)自重。

2.6 選擇合理結(jié)構(gòu)類型

高層建筑的豎向荷載主要使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸向力，水平荷載主要產(chǎn)生彎矩。其豎向荷載方向不變，但隨著建筑高度增加而增加，水平荷載則來自任何方向，因此豎向荷載引起建筑物的側(cè)移量非常小，而水平荷載產(chǎn)生的側(cè)移則與高度成四次方變化，即在高層結(jié)構(gòu)中水平荷載的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于豎向荷載的影響，因此水平荷載應(yīng)為設(shè)計(jì)的主要控制因素，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)需在滿足建筑功能及抗震性能的前提下選擇切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)類型，使其具有良好的結(jié)構(gòu)性能。

2.7 盡可能設(shè)置多道抗震防線

當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。

3.結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑也越來越多，在這種情況下必須做好抗震設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中，都是按照抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行的，他們希望設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面達(dá)到最佳，為此從結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)一開始，就運(yùn)用人們對建筑結(jié)構(gòu)抗震己有的正確知識去處理好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的諸如房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布，構(gòu)件延性等問題，從宏觀原則上進(jìn)行評價(jià)、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計(jì)算和構(gòu)造措施，從而消除建筑物抗震的薄弱環(huán)節(jié)，以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。

參考文獻(xiàn)：