高层建筑钢筋混凝土结构分析与设计要点

周东东

摘 要：经济不但在很大程度上促进了城市化发展，还促进人民生活水平的提高，并且随着人口的增加高层建筑数量也在不断增加，使人们对居住的环境要求提高，不但要求居住环境舒适，还要求居住环境具有较强的抗震性能、较长的使用寿命和较强的稳定等，使高层建筑钢筋混凝土结构设计要求越来越高。所以，本文就高层建筑钢筋混凝土结构中存在的不足，分别对高层建筑钢筋混凝土结构及其设计要点进行了详细分析。

关键词：高层建筑 钢筋混凝土结构 设计要点

近年来随着人们对住房的要求越来越高，居民高层建筑的结构设计也是越来越复杂，而钢筋混凝土作为高层建筑的灵魂所在，其结构设计工作是高层建筑建设过程中的重中之重，一旦其结构出现问题，将直接威胁到居住人们的人身财产安全，因此作为一个高层建筑结构设计工作者，应该本着可实行性的原则进行实地考察，在充分吸取前人经验教训的情况下，结合现代高科技设计出符合人们实切需求的高层建筑。

1、高层建筑钢筋混凝土结构中所存在的缺点

在高层建筑建设过程中，钢筋混凝土是其主要的建筑材料，而钢筋混凝土的结构性能又很容易受到天气自然灾害的影响，比如暴雪，台风，暴雨以及洪涝干旱等，而且经过这些多方面因素的影响，钢筋混凝土材料的结构性能将会发生不同程度的改变，主要体现在具体的施工过程中，同时其变化非常具有随机性和不确定性，直接影响到工程建筑的施工质量。另外高层建筑由于工程较大，工期长，施工工人在施工过程中难免会出现纰漏，而且还要埋下安全隐患，等到发现这些安全隐患时或许事故早已发生，这些在高层建筑的建设过程中是切实存在的，直接影响到高层建筑的建设安全，严重者将直接威胁到居住者和使用者的人身财产安全，因此对于高层建筑的钢筋混凝土结构在设计时就必须要仔细严谨，在资料收集充分的情况结合工程实际设计出安全稳定的钢筋混凝土结构，并且还要利用固定技术对其结构进行加固。

2、结构分析

经济及建筑行业的发展使建筑方案越来越趋向于多样化，这对钢筋混凝土结构的要求也越来越高，要使钢筋混凝土结构满足高层建筑的施工要求，就必须根据高层建筑工程项目实际情况及具体要求，对钢筋混凝土的结构进行改造和完善，以最大限度的适应高层建筑要求，尽可能避免不必要浪费的发生。前文已经提到钢筋混凝土在遇到强大的外力挤压时会发生结构上的变化，所以进行结构完善时要尽可能增加变形极限值和减少刚度。在设计完善之前要详细分析钢筋混凝土结构，具体结构分析如下。

2.1 结构高度的控制分析

高层建筑中常出现超高的钢筋混凝土结构，在一定程度上降低了高層建筑的抗震性能，并且不同的高层建筑且相应的钢筋混凝土结构设计措施也不一样，所以要对钢筋混凝土结构的高度进行控制，如果在建造过程中的高层建筑出现在钢筋混凝土结构超高现象，则需要重新选用钢筋混凝土结构体系。

2.2 结构体系的选择分析

现代高层建筑与传统建筑相比，其外形建设要求没有传统建筑严格，但对于钢筋混凝土的内外部结构要求则比传统建筑要求高，以保证高层建筑的强度及稳定性，而钢筋混凝土结构体系的优质性决定高层建筑强度和稳定性。所以必须对钢筋混凝土内外部结构进行优化，以保证高层建筑项目工程的施工质量。

3、结构设计要点

3.1 钢筋混凝土结构的抗震功能进行强化设计

高层建筑最必不可少功能就是抗震功能，以保证其最大限度的免收自然环境的危害，其中钢筋混凝土的刚度则可以保证建筑的整体抗震性能，因此，在对其进行设计的过程中，需要给予抗震性高度的重视。抗震性能的高低取决于高层建筑层数和房屋建筑结构刚度，如果这两个数据越大，则振型数就越多，一般而振型数>15，保证有效质量系数大于90%，但不能超过其总层数的三倍。

3.2钢筋混凝土结构进行耐久性设计

钢筋混凝土结构的耐久性在高层建筑中占据着重要的位置，其可以延长其使用周期。在对其进行设计的过程中必不可少的内容之一，同时也直接影响着高层建筑的稳定性，是降低安全事故发生率的关键，应受到设计人员及施工人员的高度重视。建筑周围环境是影响钢筋混凝土结构耐久性及稳定的重要因素，所以进行设计时要根据建筑周围实际环境，进行钢筋混凝土材料选择及材料性能控制，尽可能按照高层建筑施工要求进行设计，以延长高层建筑的使用寿命和提高其耐久性。

3.3 将新概念设计到钢筋混凝土结构中

不同时代、不同技术基础、不同经济水平和不同地域文化下的高层建筑工程项目设计不同，施工要求也不同，有的对抗震性能要求高，有的对使用寿命要求高，有的则对实用性要求高，但不管是什么要求，高层建筑最基本的要求都是具有一定的抗震性能、耐久性和稳定性。所以在进行钢筋混凝土结构设计时，要不断将新的概念融入其中，以适应不同地区对钢筋混凝土结构的需求，同时也适应钢筋混凝土结构设计不断完善与革新的趋势。

3.4 钢筋混凝土基础的设计

任何好的建筑物都离不开好的地基，而好的地基则由地下结构决定。钢筋混凝土基础同样是构建地下结构的关键，对整个高层建筑的稳定性及抗震性能都起着决定性作用，所以必须对地下部分的钢筋混凝土结构进行严谨的设计。这要求相关结构设计人员及施工人员到施工现场进行实地勘查，分析抗震需求及稳定性需求相关数据，然后根据勘查而来的数据设计钢筋混凝土结构，在设计过程中对于嵌固端的方位存在着差异，对其导致的影响也是不同的。而高宽相对比较大的高层建筑，应尽可能将地下部分的钢筋混凝土结构深埋，并利用钢筋混凝土桩体支撑地下部分的钢筋混凝土结构，锚固应尽可能向大和长的方向进行，以增加桩体抗拔性能和防止倾覆事故的出现频率。

3.5 剪力墙设计

剪力墙的设计也是高层建筑钢筋混凝土结构设计中的重要一环，首先在剪力墙的端部位置应设置相应的边缘构件，比如端柱等，其主要起到约束柱的作用，当高层建筑的层间位移和顶点位移较大时，可加大柱体的截面积，这时约束柱就可发挥其真正的作用，而当剪力墙的截面和楼层的面积比值较大，但房屋高度较小的情况下，这时约束柱所起到的作用就几乎可以忽略不计。另外对于剪力墙的抗变形性能的设计，可通过在剪力墙的截面设置连梁，但是针对多肢墙必单肢墙时，其连梁的设置不能太强，否则在地震作用下墙肢会出现拉伸，容易出现安全事故，而连梁一旦设置太弱，则墙肢就会变成单肢墙，其岩性相对就会减弱，因此在具体进行其抗变形性能设计时，其连染的刚度应进行一定程度的折减，避免其超过截面的允许值。

总之，高层建筑项目施工离不开钢筋混凝土结构，而钢筋混凝土结构的设计也直接影响着高层建筑的抗震性能、稳定性、耐久性、使用寿命和稳定性，钢筋混凝土结构与高层建筑是部分与整体的关系，两者在实现践过程中是相互影响和相符关联的关系。所以要通过合理设计钢筋混凝土结构来实现高层建筑抗震性能、稳定性及可靠性的提高，具体的设计要点包括抗震功能、耐久性、新概念、基础和剪力墙等设计。

参考文献

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[2]谢亚朋.浅谈高层建筑的钢筋混凝土结构的抗震设计方案[J].科技创业家.2012（19）

[3]张浩.浅谈高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项[J].河南建材.2012（01）