钢筋混凝土高层结构设计中常见问题探讨

李静雅 韩华平

【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。本文对钢筋混凝土高层结构设计中常见问题进行了探讨，并且提出了相应的解决措施。

【关键词】钢筋混凝土；高层；结构设计；问题；措施

引文：钢筋混凝土结构具有强度大、稳定性高、耐久性强以及抗震性能好等优点，使其在现代高层建筑结构中得到广泛应用。要满足高层建筑中钢筋混凝土结构的实际需求，其结构设计是至关重要的。因此，探讨钢筋混凝土高层结构设计中存在的问题，了解设计过程中遇到的难点和重点，并采取科学合理的手段来完善和提高钢筋混凝土高层结构设计，以此提高钢筋混凝土高层结构设计质量。

一、钢筋混凝土高层结构设计的要点

（1）高层建筑设计钢筋混凝土结构的强度和功能时要以突出安全性为第一要务，要确保在设计年限内高层建筑钢筋混凝土结构在各种负荷和影响下的稳定性和安全性，同时要确保突发事件和偶然事件中高层建筑钢筋混凝土必须的稳定性和结构延性。

（2）高层建筑钢筋混凝土结构设计过程中要有年限上的考虑，要在规定的年限上实现高层建筑的稳定以及钢筋混凝土结构的功能连续，形成有益于實现设计目标的耐久性基础。

（3）通过高层建筑设计工作的突出，要实现钢筋混凝土结构具有在一定时间内功能的实现，这样就可以保证高层建筑整体的使用要求，也可以保障钢筋混凝土结构对于裂缝、撞击、地震、形变等各种影响因素的抵御能力。

二、钢筋混凝土高层结构设计中常见的问题

（1）高层建筑的地基较好时，上部结构在满足变形限值的前提下，应尽量减小刚度。可以通过合理的基础和上部结构设计来突破规范中对高宽比的限值。可以将塔楼较长肢的剪力墙用轻质墙隔为短肢墙，使转换层上下刚度均匀。规范中确定转换层上下刚度比的公式宜改为控制上下层转角的比值在1左右较为合理。规范中顶点位移和层间位移限值不尽合理，可以通过采取措施来突破这些限值。水平加强层在增加侧向刚度的同时，会使外柱的剪力有较大增加，应慎重设计。

（2）在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑。因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚至超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

（3）在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

（4）在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱轴压比而使柱的截面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态，防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎。柱的塑性变形能力小，则结构延性就差，当遭遇地震时，耗散和吸收地震能量少，结构容易被破坏。但是在结构中若能保证强柱弱梁设计，且梁具有良好延性，则柱子进入屈服的可能性就大大减少，此时可放松轴压比限值。

三、加强钢筋混凝土高层结构设计的措施

（1）高层建筑抗震功能主要由钢筋混凝土结构来实现，因此，需要重视抗震这一环节，要在设计工作中将抗震设计作为高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要因素和关键影响。高层房屋结构的层数多或者房屋结构的刚度突变系数较大的话，其振型数则应该多取，例如房屋结构中含有多塔结构、顶部有小塔楼、转换层等，其振型数应尽量取≥12的数，但是它的大小依然不可以大于房屋总共层数的3倍，除了含有弹性的楼板，而且在进行总刚性的分析时，它的振型数才可以取得更大些。

（2）在高层建筑混凝土结构设计中关键的步骤之一是合理地使用高强混凝土，为了有效地降低建筑的用钢量，可以在建筑设计的时候使用高强混凝土，这样可以大幅度地节约建筑的成本。这样的做法可以明显地降低基本设施的实施难度和工程的造价，用来取得较好的经济效果。

（3）必须加强高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性设计，在原来的混凝土结构设计方案中，没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响，从而导致建筑的可靠指数明显降低。因此在对一般的高层建筑混凝土进行设计时，主要都集中在造价、材料上，所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计。如今人们的生活水平不断地提高，对工程的质量要求也相应地得到提高，所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时，就要果断地放弃经济这个指标。

（4）高层建筑钢筋混凝土结构设计中应该多选择一些新颖的建筑样式，同时又要注意其抗震设计、抗风设计等基础要素。新时期应该加强概念设计，在高层建筑钢筋混凝土结构的弹性设计上，尽量要满足延展性的需求，这是高层建筑钢筋混凝土结构设计发展的趋势。

（5）对于常规结构，可采用楼板整体平面内无限刚假定模型；对于多塔或错层结构，可采用楼板分块平面内无限刚模型；对于楼板局部开大洞、塔与塔之间上部相连的多塔结构等可采用楼板分块平面内无限刚，并带弹性连接板带模型；而对于楼板开大洞有中庭等共享空间的特殊楼板结构或要求分析精度高的高层结构则可采用弹性楼板模型。

（6）在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑地震作用和风荷载较大，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的处理措施进行设计。

（7）对常规高层建筑，与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；对于地下室部分，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可逐层降低一级，但不低于四级，地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。

结束语：

钢筋混凝土高层结构设计作为现代建筑行业的主要结构形式，其优势推动了建筑行业的发展，提高了建筑行业的整体质量。在进行钢筋混凝土高层结构设计时，不仅要保证高层建筑的使用功能和外观效果，还应充分考虑设计安全质量的问题，这也是高层结构设计的重中之重。通过本文了解到了钢筋混凝土高层结构设计过程中常见的问题，并对其问题进行讨论和分析，钢筋混凝土高层结构设计中，应充分考虑选型的设计、地基的设计以及结构的计算，并在实际工程中将各项工作落实到位，从而进一步提高高层建筑结构设计质量和水平。

参考文献：

【1】崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品，2010，（1）.

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【3】崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品，2010（01）

【4】周世航.浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策[J].广西城镇建设，2013（05）.