林方文

摘要：隨著中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑業(yè)發(fā)展迅速，人們對(duì)建筑工程的設(shè)計(jì)要求也越來越高。鋼筋混凝土直接關(guān)系到高層建筑物的安全性和可靠性，并具有良好的強(qiáng)度和延展度。本文講述了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)選型，并提出了鋼筋混凝土在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)選型

0 引言

簡單的混凝土結(jié)構(gòu)不足以完全滿足建筑物的安全要求，采用鋼筋混凝土和混凝土有效的補(bǔ)救缺陷。施工前，需要詳細(xì)的建筑結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的設(shè)計(jì)是非常重要的，以確保施工質(zhì)量。用于鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，有效地提高了建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以保證抗壓強(qiáng)度和建筑物的抗張強(qiáng)度。

1 鋼筋混凝土的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理

混凝土的抗壓能力較強(qiáng)，而抗拉能力卻很弱。鋼筋的抗拉和抗壓能力都很強(qiáng)。為了提高結(jié)構(gòu)承載能力，把這兩種材料結(jié)合在一起共同工作，充分發(fā)揮了混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能。我們把凡是由鋼筋和混凝土組成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件統(tǒng)稱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)除了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大，防火性能較好外，工程造價(jià)也相對(duì)較低，在現(xiàn)代建筑中的使用較為廣泛。

1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

1.2.1就地取材。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，砂和石料所占比例很大，水泥和鋼筋所占比例較小，砂和石料一般都可以由建筑工地附近提供。

1.2.2節(jié)約鋼材。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力較高，大多數(shù)情況下可用來代替鋼結(jié)構(gòu)，因而節(jié)約鋼材。

1.2.3耐久、耐火。鋼筋埋放在混凝土中，經(jīng)混凝土保護(hù)不易發(fā)生銹蝕，因而提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不會(huì)像木結(jié)構(gòu)那樣被燃燒，也不會(huì)像鋼結(jié)構(gòu)那樣很快達(dá)到軟化溫度而破壞。

1.2.4可模性好。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要澆搗成任意形狀。

1.2.5現(xiàn)澆式或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大。

2 鋼筋混凝土在高層結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)選型

2.1 結(jié)構(gòu)規(guī)則性

在結(jié)構(gòu)規(guī)則性方面新舊規(guī)范內(nèi)容變動(dòng)較大，新規(guī)范在此增加了較多的限制條件，如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，新規(guī)范明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。”所以，結(jié)構(gòu)工程師要嚴(yán)格遵守新規(guī)范的這些限制條件，避免在后期施工圖設(shè)計(jì)階段

的工作比較被動(dòng)。

2.2 結(jié)構(gòu)超高

在關(guān)于抗震的有關(guān)規(guī)范中， 最嚴(yán)格的是對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度的限制，特別是新規(guī)范中對(duì)于以前的超高問題， 不僅將原限制高度設(shè)定為A級(jí)高度的建筑外，還增加B 級(jí)高度的建筑，所以，一定要注意在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中嚴(yán)格控制該因素，當(dāng)結(jié)構(gòu)為B 級(jí)高度建筑超高，對(duì)其采取的設(shè)計(jì)方法與處理措施就會(huì)有很大變化。在實(shí)際建筑工程設(shè)計(jì)中，容易發(fā)生因結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略此方面的問題，造成施工圖在審查時(shí)不能通過，就要重新設(shè)計(jì)或組織專家進(jìn)行論證等一些情況，嚴(yán)重影響工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃。

2.3 嵌固端設(shè)置

因高層建筑在設(shè)計(jì)中通常要帶有地下室及人防結(jié)構(gòu)，嵌固端大都設(shè)置在地下室頂板，也會(huì)設(shè)置在人防頂板等一些位置，所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在此方面容易忽視由嵌固端設(shè)置的不同位置而產(chǎn)生的相關(guān)需特別注意的問題，例如嵌固端上下層剛度比的限制、樓板設(shè)計(jì)、在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算時(shí)嵌固端設(shè)置、位置協(xié)調(diào)與結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置等一些問題，上述問題若忽略其中任何一個(gè)都可能發(fā)生后期設(shè)計(jì)工作需要大量修改以及造成一定的安全隱患。

2.4 短肢剪力墻設(shè)置

短肢剪力墻在新規(guī)范中是指對(duì)墻肢截面高厚比為5～8 的墻，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，在高層建筑中對(duì)短肢剪力墻增加了較多限制，所以，結(jié)構(gòu)工程師在高層建筑設(shè)計(jì)中， 要盡量少采用或不用短肢剪力墻，以避免在后期設(shè)計(jì)工作中增加不必要的麻煩。

3 鋼筋混凝土在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

3.1 選擇鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，由于受到地理環(huán)境、風(fēng)俗習(xí)慣等因素的影響，建筑設(shè)計(jì)的風(fēng)格會(huì)有所區(qū)別。所以在建筑設(shè)計(jì)之前，要求設(shè)計(jì)人員能夠充分了解當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗習(xí)慣和建筑特點(diǎn)，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)建筑。例如鋼筋混凝土框架剪力墻是我國目前使用較為廣泛的建筑設(shè)計(jì)方式，其優(yōu)點(diǎn)在于成本低、施工方便、占地面積小，而且具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和降噪效果。

3.2 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)剛度的處理

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的變化。高層建筑的出現(xiàn)有效緩解了城市發(fā)展中的土地壓力，促進(jìn)了社會(huì)的和諧和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。高層建筑的建筑安全受到越來

越多的重視，建筑的穩(wěn)定性是建筑安全的重要保障。為了確保建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，就需要提高建筑的豎向負(fù)載能力。目前，我國建筑設(shè)計(jì)中，對(duì)剪力墻的使用過于頻繁。雖然剪力墻能夠有效提高建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但是過多的剪力墻設(shè)計(jì)在地質(zhì)條件良好的地區(qū)也是一種資源浪費(fèi)。因此，建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)該在充分滿足位移要求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)減少剪力墻的使用，降低建筑成本。

3.3 加固方法的應(yīng)用

加固法是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑使用的方法之一，主要的加固方法有兩種，一種是采用碳纖維加固法，另一種是預(yù)應(yīng)力加固法。

3.3.1 碳纖維加固法

采用環(huán)氧樹脂膠粘劑將具有極強(qiáng)抗拉性的碳纖維粘貼到建筑結(jié)構(gòu)上去，有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。碳纖維加固法的加固效果較好，但是如果使用和維護(hù)不當(dāng)，容易造成火災(zāi)，不利于建筑安全。而且碳纖維加固法的能夠使用的環(huán)境非常有限，因此，這種加固法使用并不廣泛。

3.3.2 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法就是充分利用預(yù)應(yīng)力的作用，強(qiáng)制性的加固后加拉桿，提高建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。這種加固方式在一定程度上改變了混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有效解決了原有混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)力不足的現(xiàn)象，這種方法在大跨度的混凝土建筑施工中使用較為

廣泛，在重型結(jié)構(gòu)的混凝土結(jié)構(gòu)中也得到了長足的應(yīng)用。

3.4 混凝土的節(jié)約化

在滿足建筑物結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，符合建筑質(zhì)量規(guī)范的基礎(chǔ)上，節(jié)約成本，降低工程造價(jià)，不僅是企業(yè)自身發(fā)展的需求，更是國家發(fā)展戰(zhàn)略的要求。在我國建筑設(shè)計(jì)中，針對(duì)建筑不同部分的不同作用，采用的混凝土也有一定的區(qū)別，比如梁和柱往往就會(huì)采用不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。如果梁和柱采用了不同等級(jí)的混凝土?xí)r，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該強(qiáng)調(diào)強(qiáng)柱弱梁的理念，也就是說在梁、柱的節(jié)點(diǎn)處，柱采用的混凝土等級(jí)應(yīng)該高于梁?；炷翝仓┕ぶ?，必須要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，施工過程嚴(yán)格按照規(guī)范。梁、柱周邊的固定方式也有一定的要求，一般采用鋼絲網(wǎng)固定，有時(shí)也會(huì)采用小板固定。梁柱的澆筑順序也有嚴(yán)格的要求，一般來說首先澆筑的是接頭處的混凝土，然后才能對(duì)梁板進(jìn)行澆筑施工。這種澆筑方式施工較為復(fù)雜，因此，在現(xiàn)實(shí)的施工過程中，應(yīng)該在充分考慮實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，選擇最合適的建筑方式。

4 結(jié)語；

以上這些設(shè)計(jì)問題的研究有助于施工人員解決施工中出現(xiàn)的問題，提高工程項(xiàng)目的安全性和功能性。任何遺漏或錯(cuò)誤都可能會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果， 需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師加強(qiáng)重視，才能設(shè)計(jì)出更多高質(zhì)量的高層建筑。

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