周東東

摘 要：經(jīng)濟(jì)不但在很大程度上促進(jìn)了城市化發(fā)展，還促進(jìn)人民生活水平的提高，并且隨著人口的增加高層建筑數(shù)量也在不斷增加，使人們對(duì)居住的環(huán)境要求提高，不但要求居住環(huán)境舒適，還要求居住環(huán)境具有較強(qiáng)的抗震性能、較長(zhǎng)的使用壽命和較強(qiáng)的穩(wěn)定等，使高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高。所以，本文就高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在的不足，分別對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

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

近年來(lái)隨著人們對(duì)住房的要求越來(lái)越高，居民高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是越來(lái)越復(fù)雜，而鋼筋混凝土作為高層建筑的靈魂所在，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是高層建筑建設(shè)過(guò)程中的重中之重，一旦其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，將直接威脅到居住人們的人身財(cái)產(chǎn)安全，因此作為一個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者，應(yīng)該本著可實(shí)行性的原則進(jìn)行實(shí)地考察，在充分吸取前人經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的情況下，結(jié)合現(xiàn)代高科技設(shè)計(jì)出符合人們實(shí)切需求的高層建筑。

1、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中所存在的缺點(diǎn)

在高層建筑建設(shè)過(guò)程中，鋼筋混凝土是其主要的建筑材料，而鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)性能又很容易受到天氣自然災(zāi)害的影響，比如暴雪，臺(tái)風(fēng)，暴雨以及洪澇干旱等，而且經(jīng)過(guò)這些多方面因素的影響，鋼筋混凝土材料的結(jié)構(gòu)性能將會(huì)發(fā)生不同程度的改變，主要體現(xiàn)在具體的施工過(guò)程中，同時(shí)其變化非常具有隨機(jī)性和不確定性，直接影響到工程建筑的施工質(zhì)量。另外高層建筑由于工程較大，工期長(zhǎng)，施工工人在施工過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)紕漏，而且還要埋下安全隱患，等到發(fā)現(xiàn)這些安全隱患時(shí)或許事故早已發(fā)生，這些在高層建筑的建設(shè)過(guò)程中是切實(shí)存在的，直接影響到高層建筑的建設(shè)安全，嚴(yán)重者將直接威脅到居住者和使用者的人身財(cái)產(chǎn)安全，因此對(duì)于高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)就必須要仔細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)，在資料收集充分的情況結(jié)合工程實(shí)際設(shè)計(jì)出安全穩(wěn)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并且還要利用固定技術(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。

2、結(jié)構(gòu)分析

經(jīng)濟(jì)及建筑行業(yè)的發(fā)展使建筑方案越來(lái)越趨向于多樣化，這對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的要求也越來(lái)越高，要使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)滿足高層建筑的施工要求，就必須根據(jù)高層建筑工程項(xiàng)目實(shí)際情況及具體要求，對(duì)鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和完善，以最大限度的適應(yīng)高層建筑要求，盡可能避免不必要浪費(fèi)的發(fā)生。前文已經(jīng)提到鋼筋混凝土在遇到強(qiáng)大的外力擠壓時(shí)會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變化，所以進(jìn)行結(jié)構(gòu)完善時(shí)要盡可能增加變形極限值和減少剛度。在設(shè)計(jì)完善之前要詳細(xì)分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)分析如下。

2.1 結(jié)構(gòu)高度的控制分析

高層建筑中常出現(xiàn)超高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在一定程度上降低了高層建筑的抗震性能，并且不同的高層建筑且相應(yīng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施也不一樣，所以要對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高度進(jìn)行控制，如果在建造過(guò)程中的高層建筑出現(xiàn)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)超高現(xiàn)象，則需要重新選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。

2.2 結(jié)構(gòu)體系的選擇分析

現(xiàn)代高層建筑與傳統(tǒng)建筑相比，其外形建設(shè)要求沒(méi)有傳統(tǒng)建筑嚴(yán)格，但對(duì)于鋼筋混凝土的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)要求則比傳統(tǒng)建筑要求高，以保證高層建筑的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)質(zhì)性決定高層建筑強(qiáng)度和穩(wěn)定性。所以必須對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以保證高層建筑項(xiàng)目工程的施工質(zhì)量。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震功能進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)計(jì)

高層建筑最必不可少功能就是抗震功能，以保證其最大限度的免收自然環(huán)境的危害，其中鋼筋混凝土的剛度則可以保證建筑的整體抗震性能，因此，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要給予抗震性高度的重視?？拐鹦阅艿母叩腿Q于高層建筑層數(shù)和房屋建筑結(jié)構(gòu)剛度，如果這兩個(gè)數(shù)據(jù)越大，則振型數(shù)就越多，一般而振型數(shù)>15，保證有效質(zhì)量系數(shù)大于90%，但不能超過(guò)其總層數(shù)的三倍。

3.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性在高層建筑中占據(jù)著重要的位置，其可以延長(zhǎng)其使用周期。在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中必不可少的內(nèi)容之一，同時(shí)也直接影響著高層建筑的穩(wěn)定性，是降低安全事故發(fā)生率的關(guān)鍵，應(yīng)受到設(shè)計(jì)人員及施工人員的高度重視。建筑周圍環(huán)境是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及穩(wěn)定的重要因素，所以進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)建筑周圍實(shí)際環(huán)境，進(jìn)行鋼筋混凝土材料選擇及材料性能控制，盡可能按照高層建筑施工要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以延長(zhǎng)高層建筑的使用壽命和提高其耐久性。

3.3 將新概念設(shè)計(jì)到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中

不同時(shí)代、不同技術(shù)基礎(chǔ)、不同經(jīng)濟(jì)水平和不同地域文化下的高層建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)不同，施工要求也不同，有的對(duì)抗震性能要求高，有的對(duì)使用壽命要求高，有的則對(duì)實(shí)用性要求高，但不管是什么要求，高層建筑最基本的要求都是具有一定的抗震性能、耐久性和穩(wěn)定性。所以在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要不斷將新的概念融入其中，以適應(yīng)不同地區(qū)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的需求，同時(shí)也適應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷完善與革新的趨勢(shì)。

3.4 鋼筋混凝土基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

任何好的建筑物都離不開(kāi)好的地基，而好的地基則由地下結(jié)構(gòu)決定。鋼筋混凝土基礎(chǔ)同樣是構(gòu)建地下結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，對(duì)整個(gè)高層建筑的穩(wěn)定性及抗震性能都起著決定性作用，所以必須對(duì)地下部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)。這要求相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員及施工人員到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘查，分析抗震需求及穩(wěn)定性需求相關(guān)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)勘查而來(lái)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于嵌固端的方位存在著差異，對(duì)其導(dǎo)致的影響也是不同的。而高寬相對(duì)比較大的高層建筑，應(yīng)盡可能將地下部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)深埋，并利用鋼筋混凝土樁體支撐地下部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，錨固應(yīng)盡可能向大和長(zhǎng)的方向進(jìn)行，以增加樁體抗拔性能和防止傾覆事故的出現(xiàn)頻率。

3.5 剪力墻設(shè)計(jì)

剪力墻的設(shè)計(jì)也是高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，首先在剪力墻的端部位置應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的邊緣構(gòu)件，比如端柱等，其主要起到約束柱的作用，當(dāng)高層建筑的層間位移和頂點(diǎn)位移較大時(shí)，可加大柱體的截面積，這時(shí)約束柱就可發(fā)揮其真正的作用，而當(dāng)剪力墻的截面和樓層的面積比值較大，但房屋高度較小的情況下，這時(shí)約束柱所起到的作用就幾乎可以忽略不計(jì)。另外對(duì)于剪力墻的抗變形性能的設(shè)計(jì)，可通過(guò)在剪力墻的截面設(shè)置連梁，但是針對(duì)多肢墻必單肢墻時(shí)，其連梁的設(shè)置不能太強(qiáng)，否則在地震作用下墻肢會(huì)出現(xiàn)拉伸，容易出現(xiàn)安全事故，而連梁一旦設(shè)置太弱，則墻肢就會(huì)變成單肢墻，其巖性相對(duì)就會(huì)減弱，因此在具體進(jìn)行其抗變形性能設(shè)計(jì)時(shí)，其連染的剛度應(yīng)進(jìn)行一定程度的折減，避免其超過(guò)截面的允許值。

總之，高層建筑項(xiàng)目施工離不開(kāi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也直接影響著高層建筑的抗震性能、穩(wěn)定性、耐久性、使用壽命和穩(wěn)定性，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與高層建筑是部分與整體的關(guān)系，兩者在實(shí)現(xiàn)踐過(guò)程中是相互影響和相符關(guān)聯(lián)的關(guān)系。所以要通過(guò)合理設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高層建筑抗震性能、穩(wěn)定性及可靠性的提高，具體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括抗震功能、耐久性、新概念、基礎(chǔ)和剪力墻等設(shè)計(jì)。

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