钢筋混凝土高层建筑设计中若干问题的探讨靳绪光--中国期刊网

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钢筋混凝土高层建筑设计中若干问题的探讨靳绪光

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：靳绪光王天祎

[导读] 摘要：随着城市建设的推进与发展，高层建筑逐渐普遍，钢筋混凝土高层建筑的应用越来越多。

        哈尔滨正大建筑企业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨 150000
        黑龙江省建工集团有限责任公司黑龙江哈尔滨 150000
        摘要：随着城市建设的推进与发展，高层建筑逐渐普遍，钢筋混凝土高层建筑的应用越来越多。本文将以设计工作入手，浅谈钢筋混凝土高层建筑结构体系设计与计算分析过程中存在的问题以及相关解决方式，希望能够为我国的建筑行业发展提供帮助。
        关键词：刚劲混凝土；高层建筑；设计
        引言：目前，我国的钢筋混凝土高层建筑发展较为迅速，为了满足人们的住房需求以及城市发展的需求，在经济市场较强的需求条件下，获得了较大的经济支持。想要进一步保障高层建筑为人们提供良好的住行保障，就必须要做好工程前期的设计工作。
        1 结构体系
        1.1结构刚度
        针对部分土质较好、基岩埋深较浅，高层建筑大多采用桩基的地区，建筑的持力层多落在中、微风化岩，地基的特征周期指普遍较小[1]。在对该区域进行建筑设计工作时，可以考虑到柔性较强的结构体系，将建筑结构的极限变性能力作为控制值。通过该种方式，降低地区内因地震对建筑造成的影响，也让建筑所在区域内的土层与建筑之间发生的可能性降低，在保障其抗震性能的前提下，进一步降低了后续施工的成本。
        1.2高度比限制
        首先，建筑结构自身所具备的抗倾覆性，由基础埋深、宽度以及建筑形式有着较大的关系[2]。基础越深、宽度越大，结构的抗倾覆能力也就更好。高宽比设计则可以相对较大。一般来说，后续施工提供的桩基础往往具备更来那个号的抗倾覆能力，并且在设计高宽比时，也可以较大一些。
        其次，高层建筑的上不结构如若刚度分布有差异，那么机构的整体性也会存在差异，上部结构的刚度足够，具备较强的抗震性能，高宽比则可以设计的稍大一些。刚度较低的高耸结构进行设计时，则不需要通过高宽比限值进行控制，仅通过计算不利因素采取相应措施即可，该种形式同样能够保障建筑自身的抗震性能。
        综上所述，在进行建筑设计时，就可以通过合理的基础工程以及上部结构来满足建筑整体的抗震性能以及抗倾覆性，进而突破高宽比的限值。
        1.3后浇带
        在进行建筑设计的过程中，考虑到建筑结构过长，可能会存在受力不均匀等问题，就需要专门设置三缝，在一般的高层建筑工程施工，缝的处理难度往往较大，因此大多施工单位以及施工团队都较为反感处理缝[3]。考虑到这一问题，就可以通过后浇带来代替结构缝，也就是在施工的过程中，提前预留800~1000mm的缝，在完成相关工序后，再在其中浇筑混凝土。
        针对一些基础置于压缩模量较小的土层，在利用后浇带替代沉降缝时，则需要考虑可能存在的较大沉降差，需要在基础结构上再做其他工作，以保障基础的稳固。
        不能一概使用后浇带代替所有的结构缝，应当对施工现场的具体情况进行客观分析后，考虑普通结构与后浇带之间的利弊后，方能决定是否使用后浇带。如若施工现场并不适用后浇带，则需要利用其它方式来满足相关需求。
        2 计算分析
        2.1剪力墙模型
        在进行结构结算的过程中，误差是不可避免的，大多数剪力墙模型与实际情况或多或少都会有一定的出入，在进行设计工作时，应当将这些误差考虑进去。

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目前，我国使用的剪力墙模式主要为空间薄壁杆件模型，该种形式的剪力墙模型具备较强的便利性，通过计算机即可完成相关设计工作，因此应用较为普遍。另外一种剪力墙模型为墙单元，也就是膜单元与板单元的共同组合，是当下国际上通用的一种剪力墙模型，该种模型能够将误差降至最低，但是该种模型的上手难度较高。
        虽然国内通用的模型方式具备较为简便的操作方式，但是模型与实际情况之间存在一定的误差，这就需要设计人员在进行设计时，考虑到这其中的误差问题。
        2.2高位转换的框支柱
        在当下的高层建筑中，转换层已经不仅作用于建筑的下半部分，针对部分功能需求以及特殊结构，在上层部分也有可能设计转换层，这就需要考虑到框支柱方面的问题。目前，仍然没有专门的定义有针对性的说明高位转的框支柱相关概念。在高位转换的设计工作中，就需要考虑到是否要将所有的柱子都定义为框支柱，还是将部分层柱作为框支柱看待。这并非是形式问题，而是框支柱与其他柱的用料用材不同，如若全部设置为普通柱，则不具备转换层应有的效果，如若全部替换为框支柱，则施工成本会随之变化。
        考虑到如上问题，就可以在设计过程中，针对高位转换结构，将下面的结构与高位转换的一般框架结构共同看待，不必对普通柱进行特别处理。
        2.3结构薄弱层
        考虑到建筑的抗震性能，高层建筑中的部分楼层可能不具备较强的抗震能力，在受到地震影响后，回产生较大的弹塑性变形，并且，该楼层的延性较差，在结构发生变形后，就会导致整个建筑结构遭到破坏，也就是所谓的薄弱层破坏。
        在进行设计工作时，可以通过楼层屈服系数εy来确定整栋高层的薄弱层，针对其进行不同布置与设计。在设计阶段，需要考虑到薄弱层在遭受地震影响后，可能会破坏整层结构，但是，也有可能会导致盖层的部分构件进入到弹塑性状态，。因此，在设计的过程中，确定薄弱层位置后，就需要正确看待薄弱层的屈服指数以及在受到地震灾害时，其是否会作为首个屈服层。如若按照该种与实际情况不一致的薄弱层进行加强施工，就无法保障建筑结构的稳定性。
        对于薄弱层的加强应当从宏观上进行概念设计，而非精确地对某一层进行加强。如若设计人员盲目使用可能与实际情况存在出入的计算结果，就有可能导致薄弱层的加强不具备实际效果。
        2.4时程分析法
        在当下的社会环境中，在计算机技术的俄支持下，时程分析法得到了良好的优化与提升，在针对部分结构较为复杂的建筑设计时，能够更为便捷的对建筑结构对地震的反应。
        在进行设计的过程中，如若按照弹性方案展开时程分析计算，那么得到的结果相对应的便是弹性反应，虽然该种方法可以将地震波的峰值进行上调。但是并未考虑到建筑在真正遭受地震时，可能发生的开裂等问题。
        但是，在利用弹塑性方法进行时程分析计算时，只要能够保障力学模型和恢复力模型能够合理决定，那么该种方式仍然可以为设计工作提供有力支持。
        结束语：
        本文简述了钢筋混凝土高层建筑设计中存在的若干问题，希望能够为我国的建筑行业发展提供帮助，为城市居民的住房需求提供保障。
        参考文献：
        [1]张顺礼.浅析某超高层建筑设计管控的要点[J].江西建材，2020，10：94+96.
        [2]卞守国.超高层建筑设计施工与管理难点、要点（一）[J].住宅与房地产，2019，08：39-43.
        [3]李明.超高层建筑设计分析[J].住宅与房地产，2019，15：33-34.