浅议高层建筑钢筋混凝土结构设计问题

浅议高层建筑钢筋混凝土结构设计问题

王加涛

（山东新达工程设计有限公司山东潍坊261061）

摘要：在现阶段的高层建筑结构设计过程中，钢筋混凝土结构的应用最为普遍。为了在高层建筑工程中合理地应用混凝土结构，设计除应遵循国家现行标准、规范、规程外，还应参照工程的实践经验、吸收各设计单位的结构设计措施及科研成果，做到安全、经济、合理、美观。

关键词：高层建筑；钢筋混凝土；结构设计

一、高层建筑钢筋混凝土结构设计的要求

1.1安全性要求

首先应明确建筑所在地的抗震设防烈度，建筑的设防类别，建筑场地类别，建筑的高度，建筑的结构类型，再依据以上资料确定建筑的抗震等级，进行相应的结构计算和采取相应的抗震构造措施。

高层建筑混凝土结构可采用的结构形式通常有框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构和筒体结构等。框架结构的特点是建筑平面布置灵活，具有较好的延性，抗震性能较好，但其整体侧向刚度较小，水平位移较大。剪力墙结构刚度大，空间整体性好，在水平力作用下侧向变形小，其缺点是平面布置不灵活，结构自重较大。框架-剪力墙结构具有框架结构布置灵活、方便的特点，又有较大的刚度和较好的抗震性能。筒体结构包括框架-核心筒结构、筒中筒结构和多筒体结构。框架-核心筒结构中的主要抗侧力构件是布置在中部的由剪力墙围起的芯筒，它具有较大的抗侧力刚度和强度。周边为大柱距的框架。筒中筒结构的外筒是由密排柱和截面高度相对较大的边梁组成，具有很好的空间作用，更大的抗侧力刚度和强度。结构型式的选用不仅仅关系到建筑的经济性指标，更对结构的安全有决定性地影响。应根据建筑的高度，体型要求，平面布局等综合考虑采取何种结构型式。

应避免采用严重不规则的结构体系。通过进行合理的结构布置，使得结构具有必要的承载能力、刚度和延性，避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承载能力，对可能出现的薄弱部位，应采取有效的加强措施。

1.2经济性要求

高层建筑钢筋混凝土结构的设计还应该重点保障其满足于经济性方面的基本需求，这种经济性需求主要就是为了较好的保障钢筋混凝土结构能够得到较好的贯彻落实，避免因为后续的施工建设中出现一些资金不足而导致无法落实问题的出现，提升其可行性效果。

1.3耐久性要求

高层建筑混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计，包括确定建筑的环境类别、提出耐久性的基本要求、确定混凝土保护层厚度、对一些特殊的环境下的混凝土结构采取一些必要的耐久性措施、提出使用阶段结构

的检测和维护要求等等。

1.4舒适性要求

正常使用条件下，高层建筑应具有足够的刚度避免因位移过大而影响结构的承载力、稳点性和使用要求。

二、高层建筑钢筋混凝土结构设计要点

2.1恰当运用概念设计

概念设计是当前我国建筑设计中极为重要的一环，对于这种概念设计的应用来说，其应用的价值和优势还是比较突出的，尤其是从整体效果上来看，相对于传统的一些建筑设计模式和理念来说，其更是具备着极强的必要性，而对于高层建筑的结构设计工作来说，因为其涉及到的内容和要点是比较多的，所以相对应的也就需要重点针对设计规划的全面性进行严格的审查，这也就是概念设计应用的一个突出必要性表现，能够切实保障高层建筑钢筋混土结构的设计能够有效的满足于各个方面的基本要求。比如对于高层建筑钢筋混凝土结构的受力概念以及变形特征来说，更是需要在这种概念设计中进行恰当的分析和设计，保障其设计的效果和价值；此外，合理的应用这种概念设计还能够较好的提升其结构设计的美观性效果，从钢筋混凝土结构的具体布置和结构形式上进行恰当的分析，提升其审美效果，充分的应用一些新型的建筑结构设计样式进行结构的构建，提升其结构的设计水平。

2.2合理设置剪力墙

在高层建筑钢筋混凝土结构设计中，剪力墙结构也是极为重要的一个方面，这种剪力墙的合理应用能够较好的提升高层建筑的整体应用效果。具体到这种剪力墙的合理设计中来看，其涉及到的要点内容主要有以下几项：首先，必须要从整体角度来考虑这种剪力墙结构设置的恰当性，尤其是针对剪力墙的数量进行全面的分析，确保其能够在满足于结构需求的基础上，较好的提升其应用效果，此外，还应该尽可能的避免出现剪力墙过多导致成本过度提升问题的产生；其次，还应该重点针对剪力墙结构的具体形式进行严格的控制，结合高层建筑的具体特点来设置恰当的剪力墙外形，进而也就能够更好的提升其适应性效果，保障其应用的可靠性；最后，对于剪力墙的相关连接部位来说，同样需要进行恰当的控制和处理，确保其连接具备着较好的稳定性效果。

2.3优化结构体系

对于高层建筑钢筋混凝土结构体系的优化也是当前极为重要的一个方面，这种结构体系的优化主要就是为了较好的提升其整体的设计效果，避免在高层建筑结构的整体应用安全性和耐久性方面出现任何的故障和问题。具体到这种结构体系的优化中来说，其主要就是为了较好的提升其稳固性，因此，针对建筑结构的刚度以及承载力、剪力状况进行全面地分析也就显得极为必要。

2.4加强抗震设计

随着近年来地震问题的不断发生，建筑物的抗震性也越来越受到人们的关注，具体到这种抗震性方面来看，高层建筑显得更为突出，并且这种抗震性主要就是和高层建筑物的结构存在密切的联系，必须要在高层建筑结构设计中做好抗震设计，钢筋混凝土结构的设计自然也不例外。并且从这种抗震性的重要价值上来看，其对于高层建筑的安全性和稳定性都具备着较为密切的联系，因此，通过合理的结构设计方式有效提升其抗震效果也就显得极为必要。具体到这种抗震设计工作中来看，除了要针对高层建筑的具体钢筋混凝土结构力学体系进行优化，明确力学传导路径之外，还应该合理的加设一些抗震装置，通过这些抗震装置的应用来提升其整体的抗震效果。

三、高层建筑混凝土结构设计应注意的问题

①当最大地震力夹角≥15度时，应补充该方向的水平地震作用。②质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。③地下室的设计应综合考虑上部荷载、岩土侧压力及地下室的不利作用影响，地下室应满足整体抗浮要求。④地下室顶板作为上部结构的嵌固端时，应避免在顶板上开设大洞口，顶板的厚度及配筋率应满足规范要求。地下室一层与地上一层的侧向刚度比也应满足规范要求。⑤高层建筑框架结构不应采用单跨框架。⑥框架柱因建筑要求成为跃层柱时，应复核其计算长度系数，柱纵筋应通常焊接。⑦剪跨比不大于2的柱和因填充墙等形成的柱净高与截面高度之比大于4的柱的全高范围，一、二级框架角柱的全高范围，柱箍筋应加密。⑧抗震设计时，一、二、三级框架梁梁端截面的底面和顶面钢筋截面面积的比，应满足规范要求。⑨截面较大的梁，单侧与剪力墙平面外相交时，梁端应按绞接计算，墙内宜设暗柱。⑩大跨度梁、板、地下室外墙、水池等构件，应进行挠度及裂缝验算。

结语

综上所述，对于高层建筑结构设计工作来说，钢筋混凝土结构的应用是极为常见的一种类型，具体到钢筋混凝土结构的优化设计中来看，必须要全面控制和把关，从抗震设计、结构体系、概念设计以及剪力墙设计等各方面进行把关，提升其最终的设计效果。

参考文献

[1]张大鹏.高层建筑钢筋混凝土结构设计问题探讨[J].科技与企业，2014.

[2]钟涛，张东辉.试析高层建筑钢筋混凝土结构设计问题[J].科技创新与应用，2014.