钢筋混凝土高层结构设计常见问题分析
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【摘要】随着社会的发展和经济的进步，钢筋混凝土成为建设工程中的主要结构，对于建筑行业的发展具有重要意义。文章对钢筋混凝土高层结构设计常见问题进行分析，具有一定的借鉴意义。
【关键词】钢筋混凝土；高层；结构设计；问题；分析
中图分类号：TU375 文献标识码：A
前言
文章对高层建筑结构形式分类进行了介绍，对钢筋混凝土结构的原理和要求进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对钢筋混凝土高层结构设计常见问题进行了探讨。
二、高层建筑结构形式分类
1.框架结构体系
框架结构体系采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载，适用于多层或高度不大的高层建筑。框架结构的布置要注意对称均匀和传力途径直接。传统的楼盖结构布置采用主次梁的作法为主，逐步向扁梁或无梁楼盖发展。框架柱是框架结构的主要竖向承重和抗侧力构件,以受压应力为主。
2.剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构体系。剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制，一般为3～8米。因而剪力墙结构适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑。剪力墙一般采用钢筋混凝土材料，可分为全部为现浇的剪力墙,全部用预制墙板装配而成的剪力墙，内墙为现浇、外墙为预制墙板的剪力墙。
3.筒体结构
随着建筑物高度的增加，传统的框架结构体系、框架——剪力墙结构体系已不能很好地满足结构在水平荷载作用下强度和刚度的要求。筒体体系在抵抗水平作用方面具有良好的刚度，并能形成较大的使用空间，筒体是由框架和剪力墙结构发展而成。它是由若干片纵横交接的框架或剪刀墙所围成的筒状封闭骨架。
三、钢筋混凝土结构的原理和要求
1.钢筋混凝土结构的原理
完全由混凝土组成的结构，在抗压性和抗拉性方面存在很大的冲突，如果具有很好的抗压性，那么在拉应力方面必然承受不了，所以说为了对混凝土的性能进行改善，以便更好的适应建筑的需求，在混凝土中加入了钢筋，构成钢筋混凝土，大大的增强了混凝土的性能，在抗应力方面有了很大的提升，对建筑结构的质量有重要的作用。在构成钢筋混凝土之后，混凝土部分承受一定的抗压性，里边的钢筋承受拉应力，二者可以有机的结合在一起，共同可抗外界的应力，大大的提升了混凝土的性能。如下图为某高层建筑的结构设计图。
图1 某高层建筑结构设计图
钢筋混凝土结构设计的要求
对于建筑的结构设计应该根据建筑所处的地理环境和所使用的材料来进行不同的理念区分，由于每个地域在对建筑的风格、对建筑结构的需求以及政府的政策法规等不同，所以建筑设计师的设计理念会受到影响，由此，在进行建筑设计时会出现很大的差别。在我国来讲，对于建筑结构进行设计时，主要是考虑到建筑的稳定性，那么根据我国的地理环境分析，稳定性主要体现在抗震性方面，所以在进行结构设计的过程中，要对建筑的抗震性给予一定的重视。对于建筑的尺寸比例，需要精确的计算，关乎到建筑横竖方向的荷载，能够更好的承受来自各方面的应力。
四、钢筋混凝土高层结构设计常见问题分析
1.设计者只注重计算，不注重概念设计
很多设计人员在进行结构设计的过程中，按照建筑专业提供的建筑图进行结构模型的建立、计算和校核等工作，确保了结构的安全，但是不注重总结，使得设计水平一直得不到很大的提高，这就牵扯到概念设计。结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法，是在不断的实践中总结出来的经验的结晶，是设计的灵魂和归宿，是避免在钢筋混凝土高层结构设计中走弯路的一种技术保证。一个设计人员有了概念设计的思想，在遇到实际工程的时候，他会根据以往的经验选择对抗震有利的结构方案和布置，并采取减少扭转和加强扭转刚度的措施，并能对结构薄弱部位进行预测，以采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁反应。在结构体系上，就十分注重平面布置的规制性，根据建筑设计尽量选用了抗震和抗风性能好的结构平面布置方式，使得在平面上，结构具有明确的计算简图和合理的荷载传递路径，且结构在平面布置的对称性，使得其抗扭转的能力大大提高。所以在设计的过程中，要坚持结构计算和经验的总结运用，坚持两条腿走路，确保在实践过程中不断提高设计水平和设计修养。
2.墙梁节点钢筋设计问题
在框架——剪力墙结构中，框架梁、次梁如果直接设置在核心筒墙体暗梁或过梁上，当框架梁的截面、暗梁或过梁的截面高度相同时，框架梁主筋和核心筒暗梁或过梁主筋位置就会产生矛盾。此时的节点设计应尽量保证暗梁或过梁箍筋的完整性。设计时，过梁下铁设置分两排布置，框架梁下铁可布置在过梁下铁第一与第二排钢筋之间，框架梁接头位置应该设置在支座附近，并按一定比例错开。另外，在框架剪力墙结构设计中，主梁与次梁的节点设计非常重要。通常情况下，次梁上铁钢筋应该在主梁钢筋之上，次梁主筋在板筋之下，如果主次梁节点的钢筋设计不好，就会使板筋或次梁上铁钢筋保护层厚度过小，对于结构的抗震能力会产生一定影响。
3.结构规则性的问题
在建筑结构设计中，对于结构规则性的内容规范有很大的变化，在旧的结构规则性规范中增加了很多的新的规范条件，比如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比较的信息以及竖向规则性信息等，并且在新的规范中，采用强制性的规定，所以在高层建筑物结构设计时，应该遵循设计的规范内容，从而可以有效避免施工中要求设计的改变。
4.嵌固端的设计问题
目前很多的高层建筑物都有两层或者两层以上的人防和地下室，所以嵌固端可能设置在人防的顶板位置处，也可能设置在地下室顶板的位置处，在设置嵌固端时，建筑师以及结构设计师很容易忽略嵌固端的设置带来的问题，如：嵌固端上下层的刚度、楼板的设计以及上下层抗震等级的统一性以及结构整体计算时嵌固端的位置等一系列的问题[3]，如果在设计中忽略任何一个问题都可能对高层建筑结构造成安全隐患，所以这就要求建筑师以及设计师在钢筋混凝土高层结构设计时，注意嵌固端设置的问题。
5.短肢剪力墙设计的问题
在钢筋混凝土高层结构设计的规范中，对短肢剪力墙在高层建筑中应用有很多的限制，所以在高层建筑设计中，建筑师以及结构设计师应该尽量减少短肢剪力墙，从而可以有效避免工程设计中以及在之后的设计中增加不必要的麻烦。
6.结构超高问题
在钢筋混凝土高层结构设计中，对于高层建筑的总高度在抗震规范中具有严格的要求，特别是新规范中，除了将原来的限制的高度设置为A级高度，增加了B级建筑物的高度，所以在高层结构设计时，应该严格控制建筑物高度，从而可以减少重新设计以及不符合要求等问题，减少对高层结构设计以及工程工期的影响。
7.地基设计以及基础设计的问题
在高层结构设计中基础设计以及地基设计是建筑师以及结构工程师比较重视的问题，建筑物地基的设计以及基础设计直接影响直接影响着设计后期的工作，并且地基设计对整个工程造价具有重要的作用，因此这一阶段所出现的问题将对整个工程造成严重的损失。并且在基础设计以及地基设计的过程中应该注意地方性规范的重要性，如果仅靠《地基基础设计规范》是无法满足要求的，所以在进行地基基础设计的过程中，应该对地方性规范进行深入的考察研究，从而减少或者避免对整个高层建筑结构设计或者后期工作造成的影响。
结束语：
钢筋混凝土高层结构是建筑工程中极重要的一部分，在设计过程中，应该在对工程深刻了解的基础上，结合钢筋混凝土高层结构的施工环境和起到的作用，再进行详细设计，一点也不能马虎。
参考文献：
[1]张媛媛.浅谈钢筋混凝土高层结构设计中的注意事项[J]．城市建设；2011(17)[2]王佳慧.关于钢筋混凝土高层结构设计常见问题的探讨[J]．民营科技；2011(7)[3]王河；钢筋混凝土高层结构设计中的问题分析[J]．中华民居；2010(11)