钢筋混凝土高层结构设计的若干思考

一、前言

现阶段，尽管在我国钢筋混凝土高层结构的应用非常广泛，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。因此一定要针对常见的问题采取相应的解决措施。

二、概念设计

强调结构概念设计的重要性，是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定，设计中不能陷入只凭计算的误区。若结构严重不规则、整体性差，则仅按目前的结构设计水平，难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。概念设计要注重以下基本原则：

1、结构的简单性

结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型、内力和位移分析以及薄弱部位出现都易于把握，对结构抗震性能的估计也比较准确。

2、结构的规则和均匀性

结构的规则和均匀性是指沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载能力和传力途径突变，以结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位；建筑平面比较规则，平面内结构布置比较均匀，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分部协调，质量与刚度之间的偏心。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，结构工程师在遵循新规范的这些条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

3、结构的刚度和抗震能力

水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用，应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力；结构刚度选择时，虽

可考虑场地特征，选择结构刚度以减少地震作用效应，但是也要注意控制结构变形的增犬，过大的变形将会因P-△效应过大而导致结构破坏；结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。

三、钢筋混凝土高层结构设计中的常见问题及解决办法 1、结构选型的常见问题以及解决办法 （1）结构选型中的结构体系问题的解决办法

有较好地基的高层建筑，在保证上部结构不变形的情况下，应使刚度尽可能减弱。这时宽高比例，可以利用合适的结构设计和基础来实现。同时为了确保上下层刚度匀实，可以将塔楼长剪力墙用轻型墙隔开成为断肢墙来分担刚度。在规范中明确规定对上下层进行转角比例为1时，可以替代转换层上下两层刚度的比例值公式。增加水平加强层的侧边刚度时，会给予外柱较大的剪力，所以不宜使用。

（2）结构超高问题的解决办法

在设计抗震级别越高的高层建筑时，楼层的高度的级别也就越高。特别是新规实施以来，对超高问题有了明确的限定，当下不但设置有A级高度建筑物，而且还添设了B级别高度的建筑物。所以，高度是结构设计中应当严格把关超高这一环节，特别是在进行B级建筑物进行设计时，一旦超高，设计方案和处置手段会发生巨大改变。在现实工程设计时，由于高度级别变化之后没有重新修改结构类型，而导致结构设计图无法被审批。因此高度问题是结构设计中一项重大问题，需要设计师和建筑师的重视。

（3）设定短肢剪力墙问题的解决办法

剪力墙是指两根连梁之间的横截面高度和厚度的比例是5-8的墙。在高层建筑中设置断肢剪力墙，增添了较多的条件。所以设计高层建筑结构时，工程师为确保工程的顺利进行，只有在不得已的条件下才会设计短肢剪力墙。

2、地基基础设计的常見问题及解决办法

地方性规范重要性的问题是地基基础设计关键问题，我国国土面积大，地质状况千奇百怪，一本国家出台的《地基基础设计规范》，并不能满足全国每个地方对地基与基础的具体规定。所以，在以国家标准地基基础设计规范为基础的前提下，每个地区都有符合个区域性具体、系统的地基基础设计方法和经验，使得

设计的地基基础更加精确和详尽。因此在设计地基基础时，必须要深入的学习地方性地基基础规范，这样才能够使设计出来的地基基础符合工程设计需要，为保证下面环节顺利设计奠定基础。

3、结构计算与分析中的问题以及解决办法

基于钢筋混凝土高层结构建设施工中的新规不断下发，使得各类计算软件的版本也在不断更新。然而更新后的计算软件会时常出问题，究其原因有软件本身的问题，也有工程师对软件的规范不能了解所致。所以，工程设计师只有准确的使用计算机软件来确保内力分析更加精确和高效，同时按着设计要求来处理，才能够保证工程设计质量达标。下面就开始对结构计算分析中的问题进行探讨。

（1）计算模型的选取

针对普通结构设计，采取的模型应当是楼板整体平面内无限刚假设模型；楼板分块平面内的无限刚模型，则可以运用在错层和多塔结构中；既能选择弹性连接板模型，也能应用楼板分块无限刚模型的结构有在楼塔上面相连接的多塔型结构、楼板个别部位有大洞的结构等几种。在运用各个模型时，不是死板硬套而是从实际出发，来灵活运动各个模型。不过在选择计算模型时应当以极少的计算量来使预期分析的精度需求达标为原则，选用模型时要审时度势，分清状况来选择合适的模型，如果只是一味的使用刚性楼板，就会导致计算墙肢的值偏小，施工时就极有可能引起事故。同时弹性楼板的采用也要根据实际情况来，以免计算量过大，浪费人力物力。

（2）抗震等级确定的问题即解决办法

《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定了普通的高层建筑的抗震等级。规定中指出主楼连接的整个楼群抗震级别要高于主楼的抗震级别；对于较复杂的高层建筑物，除了以上的要求之外，还应当满足第十章的要求。针对地下室的结构设计，地下室的上部结构牢固点即地下室天花板，进行抗震级别设计时，负一层的抗震等级应当与上部结构级别相同。负一层以下的抗震级别视情况而定，一般是设置为抗震级别三级，也可以设置更低的抗震级别。

四、结束语

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有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计

结果存在不安全因素。因此一定要对常见的问题进行分析，并且采取相应的解决措施，从而才能确保钢筋混凝土高层结构设计的质量。

参考文献：

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