钢筋混凝土高层结构设计中常见问题分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 钢筋混凝土高层结构设计中常见问 题分析 摘 要：随着我国钢筋混凝土高 层建筑的不断涌出，高层建筑类型和功 能的复杂化也使高层建筑结构设计变得 更加复杂，进而在设计过程中也难免会 出现一些遗漏和错误。其具有承载力高、 取材方便、可模性好、整体性好等优点， 然而由于钢筋混凝土自重大、抗裂性差 等自身缺陷，以及一些结构设计人员综 合素质偏低等原因，导致一些钢筋混凝 土结构的基础和上部结构设计极不合理， 影响了建筑工程的使用和安全。通过分 析钢筋混凝土结构基础和上部结构设计 中出现的主要问题，提出了有效的解决 措施，对于优化钢筋混凝土结构设计， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 提高建筑工程的安全性和适用性具有一 点的理论和现实意义。供同行参考。 中国论文网 /2/view-12833322.htm 关键词：钢筋混凝土；高层；结 构设计；问题 随着社会的不断进步，推动了我 国建筑事业的迅速发展，而我国人口众 多，土地资源有限，必须开发高层建筑， 从而满足人们源源不断的需求。钢筋混 凝土高层建筑的质量不仅关系着人们的 生命财产安全，而且和建筑企业的生存 发展也有着十分紧密的联系。结构设计 作为建筑设计的极其重要的一部分，直 接影响着工程的施工和建筑的质量，建 筑工程中钢筋混凝土结构被广泛的应用。 因此，作为设计者必须以仔细认真的态 度做好结构设计。 1 高层建筑的结构选型问题 高层建筑的结构设计是以结构选 型为基础进行的。那么，在结构选型阶 段，应当注意以下几种问题： 1.1 结构超高 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 结构超高一直是结构设计中需要 多加注意的一个问题。在新规范中，为 了有效地避免超高问题，不仅将之前的 限制高度设置为 A 级高度的建筑，还增 加了 B 级高度的建筑。因此，在进行结 构设计时，结构的超高问题必须多加注 意，控制结构高度在适当范围之内。一 旦结构高度是 B 级甚至超过了 B 级， 将严重影响设计方法，而所采用的处理 措施也会出现很大的变动。在实际的结 构设计过程中，往往存在设计人员忽视 结构类型的变更，导致在设计审核时， 设计方案不能通过，这不仅拖延了工程 的工期，而且造成了不必要的经济损失。 1.2 短肢剪力墙的设置 根据新规范中的明确规定，短肢 剪力墙指的是墙肢截面高厚比在 5 至 8 范围之内的墙，再根据实际经验，对短 肢剪力墙新设置了许多限制条件。因此， 在对高层建筑进行结构设计过程中，结 构工程师应当根据结构具体情况，尽量 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 少用或者不用短肢剪力墙，如此便可避 免后期设计工作受阻，从而保证了设计 工作得以顺利进行。 1.3 嵌固端的设置 就一般情况而言，高层建筑往往 会设置地下室或者人防空间，地下室顶 板或者人防顶板等均有可能成为嵌固端 的设置位置，由于嵌固端位置的不确定 性，导致相关设计者总是忽略了嵌固端 楼板的设计、上下层抗震等级的一致性、 结构抗震缝设置等一系列相关问题，不 论是哪一个方面的问题，一旦设计者忽 略了，就会导致后期的结构设计与实际 情况严重不符，加大了修改的工作量甚 至必须重新设计。 1.4 结构的规则性问题 建筑结构设计规范经过几年之后 会再经过一系列地改进和完善，那么新 规范与旧规范相比之下，关于结构设计 这一部分，限制条件增加了许多，更注 重结构的规则性。而且在新规范中有明 确规定，所有不规则的设计方案均应采 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 取更加有效的措施。因此，作为结构工 程师应当了解新规范和旧规范的异同之 处，重视结构的规则性问题，通过合理 设计，防止后期设计的工作出现较大的 变动。 2 地基与基础设计问题 若低下水位相对较高，那么在地 下室的地坪下，应当尽可能的使用轮廓 形状简单明了的结构，这样不但能够便 于防水施工，还可以提高建筑的防渗性 能。因为若建筑的外形结构相对复杂， 存在较多的放坡以及阴阳角，就会增强 防水施工的难度，同时工程造价便也会 有所提升。基于这一点，可以适当的采 用反承台法。通过同一的承台以及地下 室的底板，保证下皮具有相同的标高， 将承台需要进行加厚处向上进行，通过 覆土以及设置滤水层的方式提高基础的 防水性。通过这种方式可以降低基础形 状的复杂度，便于施工，并且提高质量 的同时还能够缩短工期。另外内部的覆 土重量也可以平衡底板所承受的水浮力， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 这种自相平衡的方式能够有效减少配筋 的使用量，对建筑抗倾覆性能也有所提 升。 柱下独立基础带梁板式的地下室 底板设计中，在地下室底板设计的时候， 建筑物沉降所引起的附加应力的影响往 往会被忽视。原因就在于整个地下室以 及柱下独立基础会受到其上部作用力的 影响，从而发生集体性沉降变形，而这 一变形现象在天然地基中更加明显。若 是工程总沉降不高，那么可以采用褥垫 处理的方式在持力层同地下室板之间进 行加固。 针对天然基础锥体设计而言，很 多基础的坡度相对较大，因而会导致施 工过程中结构砼无法得到良好的振捣， 因而结构密实度相对较低。有些施工现 场甚至会直接采用自然堆砌的方式，因 而从强度要求方面分析，砼结构无法达 到设计要求。所以可以采用A 梯形独 立基础，不但便于施工，还可以保证结 构质量。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 若柱下独立基础拉梁作为维护墙 的承重结构时，则拉梁设计已经无法适 应结构设计需要了。在进行设计过程中， 不但要考虑荷载还需要针对梁上土重进 行设计。 3 上部结构设计中存在的主要问 题 上部结构的设计多是严格按照现 行规范进行的，而且设计模式、设计套 路比较成熟，但根据多年的设计经验发 现，笔者发现上部结构的设计还是存下 以下几个问题： 3.1 剪力墙与连梁的设计 目前我国很多建筑结构多采用框 架剪力墙结构，特别是一些高层建筑， 但是很多建筑结构的结构布置不合理， 比如剪力墙布置不均匀，经常出现单肢 刚度过大的情况，而且有些连梁的刚性 设计过大，或是连梁上搭框架梁，增大 了其地震破坏的可能。因此，钢筋混凝 土结构要严格按照“ 强柱弱梁，强剪弱 弯，强大节点” 的要求合理进行结构布 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 置，比如剪力墙的布置要避免出现刚度 较大的单肢，而且墙肢的数量应根据刚 度大小严格满足规范要求。连梁的刚度 不易太大，而且上部不应搭设框架梁， 避免当地震来临时发生二次破坏。 3.2 层间位移及层间位移角的设 计 对于钢筋混凝土结构特别是高层 钢筋混凝土结构来说，因为钢筋混凝土 是其主要的抗侧力构件，因此其侧向位 移一定要满足规范规定的侧移限值要求， 但是很多结构设计师在设计中对于侧移 限值的要求不清楚，甚至混淆。 3.3 梁支座的设计 梁支座是梁和柱子或其它梁接触 的部分，是一个不可转动的刚域。目前 我国很多钢筋混凝土结构中的梁支座被 看做固定支座设计，这就与一些实际情 况不符。比如框剪结构中当框架梁与剪 力墙正面垂直相交时，而且剪力墙对梁 的约束能力较弱，这时梁支座便不再为 固定支座，而假设为铰接支座则更为合 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 理。因此，梁支座的设计不能一律按照 固定支座形式设计，而是要根据工程的 具体情况，比如框架梁与剪力墙的相对 刚度、相交位置以及相交方向等，从而 正确判断出剪力墙对梁的约束能力，然 后确定梁的支座形式。 4 结语 总而言之，钢筋混凝土高层结构 设计是一个长期、复杂甚至循环往复的 过程，任何在这过程中的遗漏或错误都