陳悅　趙晨杰

摘要：近些年，國(guó)內(nèi)社會(huì)飛速發(fā)展，各行各業(yè)都有很大進(jìn)步，建筑行業(yè)也是如此，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力量，各種建筑的功能和復(fù)雜性也不斷增加，高層建筑的數(shù)量逐漸上升，人們對(duì)建筑的要求也在不斷提高。在高層建筑建設(shè)的過(guò)程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有重要作用，本文主要對(duì)銅筋混凝土高層建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)研究，并提出一些改進(jìn)的措施，以便為高層建筑的設(shè)計(jì)提供借鑒，促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；高層建筑；墻體穩(wěn)定性；軸壓比

中圖分類(lèi)號(hào)：TU973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2017）06—0087—01

引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)愈發(fā)繁榮，高層建筑有很大發(fā)展，數(shù)量不斷增加，設(shè)計(jì)理念在不斷的更新，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)愈發(fā)多樣，建筑的豎向和平面設(shè)計(jì)愈發(fā)復(fù)雜，這就對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析提出更高要求。如何準(zhǔn)確、高效的分析高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，是當(dāng)前工程師們對(duì)高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)面臨的重要問(wèn)題之一。在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還存在很多的問(wèn)題，需要人們加強(qiáng)研究，不斷學(xué)習(xí)，以便提升高層建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量，下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1確定剪力墻的底部加強(qiáng)位置的墻厚問(wèn)題

在對(duì)高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻底部的加強(qiáng)位置包含底部塑性鉸范圍和一定的上部范圍，目的就是在這些范圍中使邊緣構(gòu)件的箍筋以及墻體的橫向鋼筋等得到增加，強(qiáng)化抗震的性能，防止出現(xiàn)脆性剪切與破壞現(xiàn)象。按照相關(guān)規(guī)定，在開(kāi)展抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，剪力墻底部加強(qiáng)位置高度可以是墻體總高的八分之一，或者和底部?jī)蓪拥母叨认啾龋∑渥畲笾?。如果剪力墻的高度大?50米，底部加強(qiáng)位置高度可以是墻體總高的十分之一，為了確保剪力墻底部加強(qiáng)位置平面的剛度和穩(wěn)定性，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011（下面簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》和《抗規(guī)》），分別對(duì)剪力墻底部加強(qiáng)位置墻厚取值進(jìn)行規(guī)定，其中《高規(guī)》規(guī)定的更加嚴(yán)格。

一般來(lái)說(shuō)，高層建筑結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)位置剪力墻的截面厚度bw取法如下，在抗震的等級(jí)是一二級(jí)時(shí)，bw取剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度或者層高的1/16，而且需要確保hw大于等于200毫米。在抗震的等級(jí)是三四級(jí)時(shí)，bw就取剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度或者層高的1/20，還需要使bw大于等于160毫米，對(duì)墻底的軸力比較小，結(jié)構(gòu)的層高也比較高的剪力墻來(lái)說(shuō)，截面的厚度按照以上方法確定就不是非常合理經(jīng)濟(jì)，所以在對(duì)具體的工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻厚度可以適當(dāng)?shù)臏p少，但是需要按照公式對(duì)墻體穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。

2和剪力墻以及框架柱相連的框架梁設(shè)計(jì)問(wèn)題

在對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，一般都把地基假定為絕對(duì)的剛性，不會(huì)使地基的不均勻沉降現(xiàn)象對(duì)構(gòu)件變形差帶來(lái)影響，而且，《高規(guī)》對(duì)抗震設(shè)計(jì)的軸壓比規(guī)定中，剪力墻限值和框架柱不是相同的。對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)截面時(shí)，和剪力墻以及框架柱相連的框架梁一般都會(huì)因?yàn)檫^(guò)大的豎向變形差而造成超筋現(xiàn)象，為框架梁在設(shè)計(jì)截面時(shí)帶來(lái)困難，按照框架梁的兩端位置豎向變形差出現(xiàn)的原因和對(duì)梁端的內(nèi)力影響，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以使用下面方法進(jìn)行解決。

第一，對(duì)結(jié)構(gòu)軸壓比進(jìn)行調(diào)整。規(guī)范中規(guī)定的框架柱和剪力墻軸壓比的限制有太大差距是導(dǎo)致框架梁出現(xiàn)豎向變形差的主要原因，所以要想降低豎向變形差，就需要對(duì)剪力墻與框架柱截面的尺寸進(jìn)行合理的選擇，在確保整體抗震效果的前提下，使框架柱和剪力墻的軸壓比盡可能的接近。第二，對(duì)計(jì)算的方法進(jìn)行合理選擇。根據(jù)高層建筑地基沉降差對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的內(nèi)力重分布實(shí)際受力情況，SATWE可以對(duì)施工進(jìn)行模擬，提出一種計(jì)算的方法，主要是把豎向構(gòu)件剛度擴(kuò)大十倍，然后按照常規(guī)模擬施工計(jì)算的方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。這種方法能夠有效防止剪力墻的軸力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)框架柱的軸力這一不合理的狀況。而且，因?yàn)樨Q向構(gòu)件剛度被放大，就使框架梁兩端的豎向變形差降低，進(jìn)而使框架梁位置的固端力得到減少，這就使樓面的負(fù)荷因?yàn)閯偠鹊牟痪鶆蚨斐傻闹胤峙洮F(xiàn)象得到削弱，這種方法進(jìn)行計(jì)算也和手算的結(jié)果更加接近。第三，對(duì)框架梁的截面進(jìn)行合理的選擇。在確保建筑空間要求的基礎(chǔ)上，需要盡可能加大框架截面的寬度，如果框架梁兩端的豎向變形差太大，可以設(shè)計(jì)為型鋼混凝土組合梁，梁兩端可以借助錨板和剪力墻與框架柱進(jìn)行連接。

3確定轉(zhuǎn)換層的上下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比

在實(shí)際工程中，如果高層建筑下部和上部樓層的豎向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有很大差異，或者下部樓層的豎向結(jié)構(gòu)中軸線距離加大，或者上下部位豎向結(jié)構(gòu)的軸線出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，就需要在樓層內(nèi)設(shè)計(jì)水平轉(zhuǎn)換的構(gòu)件，也就是轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。因?yàn)楦邔咏Y(jié)構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)換層沿著建筑高度的方向，使剛度均勻性受到破壞，傳遞力的途徑也有很大改變，如何對(duì)轉(zhuǎn)換層的上下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比進(jìn)行計(jì)算是轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

可以使用以下步驟進(jìn)行計(jì)算：首先使用PMCAD建立起結(jié)構(gòu)計(jì)算的模型，然后借助SATWE前處理程序，形成風(fēng)荷載數(shù)據(jù)文件。接著對(duì)計(jì)算模型風(fēng)荷載數(shù)據(jù)文件進(jìn)行修改，把頂層的剛性樓板X(qián)、Y向風(fēng)荷載的X、Y軸分量都設(shè)置成500KN，z軸的扭轉(zhuǎn)分量設(shè)為0，其他各層的X、Y向風(fēng)荷載的X、Y軸和z軸的扭轉(zhuǎn)分量都設(shè)為0。接著借助SATWE進(jìn)行計(jì)算，求出模型頂部的位置。最后使用相關(guān)公式求解轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比。借助著用方法求出的等效側(cè)向剛度比接近于1，非抗震設(shè)計(jì)也不能超過(guò)2，抗震設(shè)計(jì)不能超過(guò)1.3。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計(jì)中，有很多問(wèn)題需要引起注意，不斷對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)與完善，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)各種問(wèn)題進(jìn)行有效解決，進(jìn)而保證工程質(zhì)量，促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展。