【摘 要】 隨著城市化發(fā)展的不斷加快，高層建筑越來越多，成為了城市繁榮與發(fā)展的重要標(biāo)志，但是，高層建筑的結(jié)構(gòu)安全性、可靠性、耐久性成為了一個(gè)重要的控制因素，其中，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更是不容忽視，并直接關(guān)系到高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，應(yīng)該要引起高度的重視。因此，從多方面采用技術(shù)性的運(yùn)用手段，圍繞高層建筑的實(shí)際需要，突出混凝土施工的整體效能，將有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文旨在圍繞高層建筑對(duì)混凝土施工的整體要求出發(fā)，并概述存在的一些問題，進(jìn)而分析高層建筑混凝土施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，從多方面探討高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)高層建筑的質(zhì)量安全與技術(shù)提升。

【關(guān)鍵詞】 超高層；混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)運(yùn)用

隨著超高層施工的不斷涌現(xiàn)，圍繞高層建筑的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等相繼而出，因此，要從多方面尋求超高層建筑混凝土施工的技術(shù)運(yùn)用，圍繞高層建筑在每一個(gè)環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑混凝土施工工程的全面進(jìn)步。

一、概括超高層建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

1、降低混凝土的絕熱升溫

在遵循上述基本原則的前提下，還要考慮各方面的要求，降低混凝土的絕熱升溫。適當(dāng)提高混凝土凝結(jié)的時(shí)間，防止產(chǎn)生溫度裂縫等問題，在設(shè)計(jì)時(shí)，注重確?；炷恋膹?qiáng)度，適當(dāng)提高骨料以及摻合料的配比用量，在對(duì)相關(guān)的水化熱進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)，降低單方混凝土中水泥的用量配比，減少造成裂縫的可能性。

2、注意配比設(shè)計(jì)的整體確定

在混凝土的配比設(shè)計(jì)上，根據(jù)具體的實(shí)際施工進(jìn)行安排，在滿足施工要求的前提下，適當(dāng)考慮一些客觀的因素，譬如天氣、設(shè)備、運(yùn)輸方式等等，在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)配備比拌和用水的設(shè)計(jì)，更好的確保混凝土的穩(wěn)定性能，并在混凝土拌合之前，檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)砂石料中的含水量，為更好的配備提供數(shù)據(jù)調(diào)整，如果變動(dòng)礦物摻合料的摻量時(shí)，必須要根據(jù)漿體體積法再進(jìn)行配比設(shè)計(jì)并進(jìn)行調(diào)整，從而保證混凝土的質(zhì)量。

二、分析超高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

1、保證平面的整體平整

在超高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要突出超高層建筑的整體規(guī)劃，保證建筑的平面需要，還要思考在立面以及結(jié)構(gòu)布置等多種因素，尤其是當(dāng)前在抗地震以及各種地質(zhì)災(zāi)害的影響方面，形成合理的傳力途徑，并形成上部結(jié)構(gòu)的水平力與豎向力之間的相互平衡，更好的減少中斷與迂回現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2、安全性能的全面實(shí)現(xiàn)

在超高層建筑混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要圍繞安全第一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，尤其是突出整體的可靠性與牢固性，避免超高層建筑結(jié)構(gòu)受到外力的影響而形成倒塌等現(xiàn)象，并且要確定好構(gòu)件與構(gòu)件、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的相互作用，形成質(zhì)量第一的設(shè)計(jì)模式，并在設(shè)計(jì)過程中嗎，考慮好結(jié)構(gòu)單元與結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力之間的關(guān)系，減少抗震防線，提升超高層建筑的整體安全運(yùn)行能力。

三、探討超高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用模式

1、結(jié)構(gòu)的平面與豎向布置

從結(jié)構(gòu)平面布置上，規(guī)范要求平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，盡量減少突出、凹進(jìn)等復(fù)雜平面。如圖一，建筑平面有`較深的凹角，對(duì)抗震十分不利。我們結(jié)構(gòu)試算時(shí)在凹角處增設(shè)拉梁，經(jīng)計(jì)算加拉梁后結(jié)構(gòu)周期由原來的1.23s，扭轉(zhuǎn)系數(shù)為0.33改善為現(xiàn)在的1.27s，扭轉(zhuǎn)系數(shù)為0.26。在不影響立面美觀的前提下，拉梁的設(shè)置增加了結(jié)構(gòu)剛度從而使結(jié)構(gòu)的抗震性能得到改善，效果很好。另外，高層住宅通常將樓電梯間集中配置于中央部位以利于通風(fēng)采光，為此從構(gòu)造上我加厚了樓電梯間周邊的樓板并提高了板的配筋率，采用雙排雙向的通長(zhǎng)配筋以改善樓面因樓電梯間無板而產(chǎn)生的較大削弱。起初建筑方案如圖二所示，經(jīng)SATWE計(jì)算得出Y向剛度中心偏于形心下方2.3m。剛心偏下說明：平面的下部剛度比上部剛度大，下部豎向墻體較多而上部的橫向墻體多。

2、結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)的取用

1）周期折減系數(shù)

這一參數(shù)是考慮填充墻的剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響而設(shè)置的。對(duì)于砌塊墻其受力早期彈性階段剛度較大，會(huì)吸收很大的地震力，應(yīng)通過設(shè)定周期折減0.7～1.0來放大地震力；對(duì)于輕質(zhì)隔墻，其剛度有限，可設(shè)定周期折減為0.9～1.0。在剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于隔墻數(shù)量少且其剛度遠(yuǎn)小于鋼筋混凝土墻的剛度，實(shí)測(cè)周期與計(jì)算周期比較接近

2）混凝土容重

程序缺省為25KN/m3，未包括構(gòu)件的粉刷面層重量。根據(jù)工程的一般情況（按兩側(cè)抹灰）實(shí)際容重取27～29 KN/m3 （以200厚的墻為例：25+2X20X0.015/0.2=28）為宜。

3）水平力與整體坐標(biāo)的夾角

在計(jì)算地震作用時(shí)，沿兩個(gè)正交主軸輸入。對(duì)于平面規(guī)則的結(jié)構(gòu)，一般只需沿建筑物平面主軸方向輸入即可。但對(duì)于相交角大于15度的L形、斜交、Y形等不規(guī)則的平面應(yīng)選擇各抗力構(gòu)件兩個(gè)主軸方向進(jìn)行抗震作用計(jì)算。

4）連梁剛度折減系數(shù)

洞口上部與剪力墻相連的連梁由于剛度相對(duì)墻體較小，而承受很大的地震彎矩和剪力，配筋設(shè)計(jì)困難。在地震作用下連梁往往最先開裂進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，此時(shí)連梁將把原來由其自身承擔(dān)的地震作用卸載給剪力墻。連梁剛度折減的目的就是要模擬這一現(xiàn)象，根據(jù)規(guī)范要求和工程經(jīng)驗(yàn)，在8度地區(qū)，通常該系數(shù)取用0.55。在7度地區(qū)可能是風(fēng)荷載控制，取0.7。

3、連梁的設(shè)計(jì)

在剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算中，連梁超筋是經(jīng)常遇到的問題。常用的解決方法有以下幾種：

1）首先對(duì)連梁的抗扭剛度進(jìn)行折減，一般取0.4。

2）增加洞口的寬度以減小連梁剛度。這種方法雖然能夠有效的改善連梁超筋問題，但在實(shí)際施工中，還要用砌塊或其他材料進(jìn)行封堵，兩種不同的材料在交接處很容易產(chǎn)生裂縫。雖然這樣的裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)安全無影響，但用戶可能因此產(chǎn)生不必要的誤解。因此對(duì)于這類的結(jié)構(gòu)洞我們用φ6@200的鋼筋網(wǎng)片并澆筑混凝土。

3）增加洞口的高度，即減小連梁的高度。這種方法也能夠減少連梁剛度，但在建筑的門洞上方應(yīng)設(shè)門頂過梁。

4）如果程序選用的是TAT軟件，那么可以在特殊梁柱定義菜單中，將超筋的連梁兩端定義成鉸接，讓地震力由墻肢承擔(dān)，連梁箍筋配足而主筋只承受垂直荷載和連梁剪力與跨度一半之積的較大值。

四、結(jié)語(yǔ)

超高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的技術(shù)運(yùn)用方式，尤其是要在全盤思考的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前超高層建筑的總體需求，采取嚴(yán)格的措施，從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求出發(fā)，注重施工過程中的穩(wěn)定性，同時(shí)，注重對(duì)原材料的合理控制，包括鋼筋的合理配備設(shè)計(jì)等等，考慮對(duì)于混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工以及運(yùn)輸條件、養(yǎng)護(hù)作業(yè)等方面都是作為保證混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素，注重整體技術(shù)的全面提升，將具有深遠(yuǎn)的實(shí)踐意義。

參考文獻(xiàn)

[1]李華維；房屋建筑中大體積混凝土的施工方法和技術(shù)；現(xiàn)代裝飾（理論）；2012，05（8）：12-13

[2]李晨；師磊；大體積混凝土施工問題淺析[J]；建材世界；2010，05（9）：9-10

[3]吳國(guó)信；某高層建筑考慮砂石墊層處理地基與筏板基礎(chǔ)共同作用的工程實(shí)踐；福建建筑；2010年05期

[4]劉金勵(lì)；我國(guó)建筑基礎(chǔ)工程技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展述評(píng)[j]；建筑技術(shù)，1997，28

[5]吳永藩；復(fù)雜地質(zhì)如何正確選擇基礎(chǔ)樁類及施工；工程建設(shè)與設(shè)計(jì)；2002年第04期

[6]齊宏；人工挖孔灌注樁設(shè)計(jì)與施工中一些問題的處理方法；四川建材；2010年第03期