黄运祥
广西汉华建筑设计有限公司 广西 南宁 530000
摘要：在现如今的时代大背景下，随着我国社会经济的发展，在很大程度上提高了人们的生活质量，其中，居住环境的改善就是重要体现。因为人口数量的日渐增长，为了有效缓解土地稀缺所带来的压力，高层建筑的占比在不断增多，这种情况下，加强对高层建筑质量的严谨性要求就显得很有必要。钢筋混凝土由于具备众多应用优势，所以在那些高层结构的设计环节中得到了广泛应用，受到人们的高度重视。本文通过对钢筋混凝土式建筑结构设计中存在的问题展开有效分析，并有针对性的提出了部分解决措施，希望能够给相关人员带来一定的参考，促进了整个建筑行业的健康、和谐发展。
关键词：钢筋混凝土；高层结构；设计问题；解决对策
众所周知，为了有效缓解人口持续上涨所带来的土地与住房紧张问题，越来越多的高层建筑进入到人们生活中。其中，钢筋混凝土因为拥有整体性良好、安全性高以及抗震能力强等优势，所以被广泛应用在众多高层结构设计中，要想让高层结构建设的稳定性与安全性得到有效保障，就需要加强对相关设计过程的分析和研究，针对那些出现的问题，及时制定出更加科学的解决措施。
1.钢筋混凝土高层结构设计的概述
1.1 钢筋混凝土的定义
所谓钢筋混凝土，又被称为钢筋砼，其中混凝土主要是将水泥、水、砂以及石等诸多材料按照一定比例混合拌制而成，具有良好的受压性，但是抗拉能力相对比较差，很容易发生断裂问题；而钢筋混凝土，顾名思义，就是向混凝土中加入钢筋结构制成，由于钢筋本身有着较强的抗拉能力，所以两者混合能够有效弥补混凝土中的不足之处，进而让相关构件的承受力得以增强，充分减少了断裂现象出现的概率[1]。
1.2 高层结构的分类
1.2.1 框架结构体系
对于框架式结构体系来说，不管是水平荷载还是竖向荷载，都主要借助梁和柱来进行承担，能够将混凝土所具备的抗压性与钢筋抗拉性作用充分发挥出来，在多层的公共建筑结构中应用得比较广泛，而超高层建筑中却比较少见。实际在进行框架结构的设计过程中，需要注意很多的细节操作，例如，传力途径、结构均衡以及美观等，其中，以往主次梁法是比较常用的框架布置方式，近年来在不断朝着扁梁和无梁型楼盖的方向发展[2]。此外，由于框架柱需要承受横向与竖向的应力作用，所以需要尽可能遵循柱子构造标准与“强柱弱梁”的理念，确保框架柱性能与抗震要求相契合。
1.2.2 剪刀墙结构体系
众所周知，剪刀墙结构在整个高层建筑中极为常见，其将建筑物的墙体当作竖向和侧力上的承重，一般情况下，剪力墙之间的距离保持在2.7m左右，这种体系在住宅或旅馆等横墙密度高的建筑结构中应用比较多。在建筑行业飞速发展的过程中，逐渐出现框架-剪力墙的结构体系，能够将框架和剪力墙两者的优势有机融合，不仅可以实现灵活、高效的平面布局，也能具备更加良好的水平和竖直承载能力，因此在现阶段的建筑市场中受到了广泛青睐。
1.2.3 简体结构
近年来，我国很多建筑物的高度都在不断上升，传统意义上的框架结构因为荷载能力有限而无法满足人们的具体需求，这种情况下，简体结构就逐渐开始进入到建筑市场中。其本身是从框架-剪力墙式结构改善形成，在水平力抵抗方面刚度符合相关条件，常见布置方式主要有钢筋混凝土型核心筒以及周边框架等[3]。
2.钢筋混凝土高层结构设计中存在的问题
2.1 结构不够合理
实际在进行高层建筑的设计过程中，很多情况下都会全方面考虑多方因素，尽可能在保证结构承载能力满足相关标准要求的基础上，实现造价成本的节约，因此，需要从总体到细节逐步优化整个建筑结构。对于所谓的优化作业来说，主要是对设计图纸中涉及到的各项参数展开计算分析，并采取有效措施适当加固墙体的厚度。
2.2 结构设计工作缺乏创新性
针对钢筋混凝土类型的墙体结构而言，结构质量与承载能力之间有着极为密切的联系，所以实际在进行剪力墙方案的设计过程中，需要积极借鉴更多国外那些更加先进的技术手段，并在传统式的结构上做好创新工作，尽可能有效处理承载力欠缺的问题，最大限度的增强高层结构整体设计合理性。与此同时，在优化相关结构方案时，概念设计具体应用效果会受到诸多施工技术以及设备的限制，在很大程度上阻碍了建筑行业的健康发展[4]。
除此之外，在进行高层结构的设计时，不可避免的会涉及到结构分析和计算操作，需要借助计算机来构建相应的结构模型，而为了增强计算和实际受力之间的契合度，就需要尽可能保证模型的精准性，这种情况下，概念设计就应运而生。然而，在具体的实践过程中，大多数设计人员都只会生搬硬套，不能以实际情况为依据开展更加科学、合理的设计作业，面对那些突发性问题很难及时制定出有效的解决措施。要想摆脱上述困境，就需要相关设计人员保持良好的学习态度，最大限度的提高自身专业技能与综合素质，对结构计算软件适用范围与成果进行仔细分析研究，从而有针对性的建立起满足各受力状态的结构模型。
2.3 受力分布不够均匀
众所周知，在大部分的高层建筑中，上下层中包含有不同的结构，为了尽可能减少自身重力给建筑物所带来的破坏作用，需要在基层修筑过程中加强对钢筋混凝土相关材料的应用力度，在加固地层的基础上，适当的削弱上层结构，并有效降低给地基所造成的压力影响，保证建筑物能够具备更加良好的承风力以及抗震性。
与此同时，在开展概念设计工作时，要充分考虑转换层所占空间以及给应力平衡产生的影响，确保承重柱可以满足上部压力的承载要求，但是，墙体本身形成的剪力和内应力之间没有达到平衡条件，所有不可避免的会在水平方向上形成破坏力。值得注意的是，在概念设计环节中没有涉及到优化操作，所以出现上述问题也就无可厚非，很难让整个结构的安全性和稳定性得到有效保障[5]。
2.4 没有重视细节处理工作
首先，当面对中级地震时，需要重点关注在一级剪力墙出现塑性状态后，要想尽可能避免发生二次灾害，那么就要设置一个合理的小型水平剪力墙结构来维持建筑物不会继续变形。这种情况下，当发生地震时，整个建筑基本已经处于损毁状态，但其中的小型剪力墙就会进入到塑性舞台，但是，具体在进行相关设计作业时，要采取有效措施保证柱子的完整性，让高层建筑不会在地震作用下出现严重倒塌，这样就能在很大程度上降低人员伤亡率和财产损失。其次，若是在高层结构中存在两个剪力墙相互连接的情况，那么当发生地震时就会首当其冲出现开裂问题。为了将相应的消能作用充分发挥出来，增强建筑物的延性效果，就不能盲目连接这类梁结构，否则会在耦合束影响下破坏延迟性能，无法起到良好的消能左右，从而给其余关键性部位带来严重破坏，甚至危害到整个建筑结构的稳定性与安全性。
3.钢筋混凝土高层结构设计中问题的解决对策
3.1 设计合理的结构体系
众所周知，在对钢筋混凝土型的高层结构进行设计时，可以借助BIM技术建立起合理的仿真模型，便于仔细检查整个施工方案中存在的问题，这样就能从根本上实现对高层结构设计效果的改进，从而最大限度的提高其建设质量。除此之外，实际在设计高层建筑时，相关设计人员要做好相应的方案审计工作，并反复检查与仔细审核各项设计方案，尽可能增强方案的科学性与合理性。
3.2 合理设计地基结构
在对地基基础结构进行设计的过程中，需要和施工现场具体的地理环境与地质条件有机结合起来，并充分考虑到基础性的张拉梁结构作用。与此同时，在设计高层结构的地下室时，相关设计人员可以采取褥垫处理方式来保证地下室的稳定性和安全性，最大限度的减少大面积裂缝问题出现的概率。在新时代发展的大背景下，为了有效缓解土地资源紧缺的压力，很多建筑物的高度都在持续上升，这种情况下，要想增强建筑物的可靠性，就需要保证地基设计的合理性[6]。除此之外，实际在开展地基建设工作时，不仅要综合考虑各项地质状况，还要明确地下水给地基结构所带来的影响，与具体的地下水位情况相结合，充分优化整个地基设计工作，这样才能让钢筋混凝土构建的高层结构更加稳定，为人们提供更好的服务。
3.3 充分优化上部结构设计
众所周知，相关设计人员在对高层建筑的上部结构进行合理设计时，需要始终遵循“强柱弱梁”的标准原则，并详细计算建筑梁柱中涉及到的各节点部位剪力强度，最大限度的优化结构设计。同时，实际在开展上部结构的设计工作时，设计人员要严格按照下述要求执行：第一，不能在上部结构中随意增加荷载；第二，遵守国家所制定的规范制度，在增强上部结构设计效果的基础上，实现高层建筑稳定性、安全性的提升。
3.4 增强高层建筑的耐久性
就现目前而言，大部分的高层建筑都是钢筋混凝土所构建，基于此，实际在进行结构设计工作的过程中，主要目的就是优化结构性能，在相关标准规范的指导下处理各项问题，最大限度的增强设计效果。因此，需要采取有效措施来合理设计建筑结构的耐久性能，那些既有的混凝土设计方案，很多都没有将此项问题考虑在内，事实上来说，大多数建筑结构在规定的使用周期内，能够满足用户的各项正常化使用需求。然而，在实践过程中，大多数方案却无法与这些要求相契合，起不到应有的作用，这主要是因为建筑物在具体投入使用后，会受到外界诸多环境因素的影响，从而极大的降低了建筑结构可靠性指标。因此，在设计钢筋混凝土结构的高层建筑时，需要将更多的注意力放在材料与造价上，这样才能保证最终的设计成果令人满意。在现代化国民经济水平日益提升的情况下，人们的生活质量也取得了极大进步，在工程建设方面提出了更高的要求，所有，若是建筑结构遇到使用要求与经济之间存在无法避免的矛盾时，坚决舍弃经济指标是最佳选择。
3.5 合理确定抗震等级
通常来说，对于常规意义上的高层建筑，需要保证主楼结构中的裙楼在抗震等级方面与主楼差距不大。其中，如果地下室的顶板位于上部结构嵌固位置，那么就要确保地下一层所具备的抗震等级与上部结构保持一致，而一层往下就可以逐层效降，但是值得注意的是，全部结构中的抗震等级不能低于四级。若是地下室在上部主楼相关范围之外，并不具备上部结构时，那么整个地下室就可以根据实际情况将抗震等级合理分成三级抑或是四级。
结束语：
综上所述，和那些多层建筑相比，高层结构在侧向刚度有着更高的要求，通过对相应的特点进行仔细分析与研究，最大限度的增强结构设计效果。与此同时，设计人员需要对高层结构中存在的众多安全隐患有一个明确认知，在对结构体系进行合理优化的基础上，做好地基以及上部结构等其余部位的设计工作，尽可能让整个建筑的设计更加具有科学性与稳定性。
参考文献：
[1]侯和.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].城市建筑,2017(3):46-46.
[2]王宇.钢筋混凝土高层结构设计的常见问题与处理[J].砖瓦世界,2020,000(010):42.
[3]葛佳.钢筋混凝土高层结构设计中常见问题探讨[J].商品与质量,2015,000(012):135.
[4]张旭,杨曼奇.浅谈钢筋混凝土高层结构设计的几个常见问题[J].中国科技博览,2015(29):136-136.
[5]沈鹏程.在钢筋混凝土高层结构设计多见问题的分析[J].低碳世界,2019,9(02):126-127.
[6]吴代勇.钢筋混凝土高层结构设计的常见问题及其解决方法[J].新材料·新装饰,2019(3):130-130.