钢筋混凝土高层建筑设计思考范文

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摘要:

当前，我国的高层建筑数量和规模都有了非常显著的扩大，在高层建筑设计的过程中也存在着一些需要我们特别注意的问题，只有这样，才能更好的保证建筑结构自身的水平，因此，我们需要对钢筋混凝土高层建筑当中的一些设计问题进行简要的探讨。

关键词:

钢筋混凝土；高层建筑；设计

当前，在高层建筑设计的过程中经常会出现一些规范当中并没有明确说明的问题，所以在设计的过程中，就需要设计人员对于高层建筑设计当中需要注意的问题和某些环境条件加以重视，只有这样，才能更好的保证设计的质量和水平，对建筑行业自身的发展也有着非常积极的作用及意义。

1结构刚度

高层建筑的抗侧刚度会对整个建筑的抗震性能产生非常明显的影响，所以在设计当中应该设计成怎样的刚度水平，不同的设计人员在设计理念和设计的想法上也存在着非常明显的差异，不同结构在要求上有着不同的要求，同时其在经济性的要求上也存在着非常大的差别，因此，很多设计人员都会将刚度值设定的比较大，尤其是高层建筑，在设计中设置很多剪力墙结构，同时墙体的厚度也比较大，造成了施工材料和资金方面的严重浪费。在某些地区，因为其自身的土质状况比较好，基岩的埋深也不是很大，同时高层建筑采用的是桩基的形式，所以其在设计中抗侧的刚度通常可以小一些，将结构的极限变形能力当做是控制的标准，在充分满足变形限制的情况下，结构刚度的数值应该尽量小一些，这样一来就可以减少了地震作用对建筑的不利影响，同时也提升了经济性。

2侧向位移限值

高层建筑水平位移会伴随着高速的增加而有骤然提升，为了可以对其所产生的位移加以控制，对顶点位移能够进行有效的控制，就需要对位移采取有效的措施加以控制。控制定点位移的一个非常关键的目的就是要提升建筑自身的舒适感，在遇到地震的时候，可以更好的保证建筑的稳定性，减少比必要的损失，此外，顶点位移相对比较大的结构有可能会坍塌，而结构如果遇到了强大地震力的作用，构件的质量就是保影响建筑是否会出现结构损害的一个重要的因素。控制层间的位移最为重要的一个原因就是要保证填充墙、装饰物以及其他的非结构构件出现严重的损害现象，但是当前的限值当中并没有给层间位移下一个非常统一且标准的定义。楼层形心的水平位移值和角点的水平位移值可能会出现非常明显的偏差。上下两层的水平位移差和转角的概念也是不一样的，下层转动引起的上层刚性位移对构件并不会产生非常大的附加作用力，弯曲所产生的变形和剪切作用和产生的构件内力也存在着非常大的差别。所以虽然层间位移在施工中有一个明确的极限要求，但是如果在设计的过程中采取不同的算法，其计算的结果也是不同的，因此层间位移也就没有很大的实际作用。

3后浇带

结构本身的长度比较大，同时受力的均匀性也不是很高，所以在对高层建筑进行设计的过程中需要设置三缝，因为在对缝进行处理的时候存在着一定的难度，建筑企业对缝本身存在着一定的排斥和抵触的心理。当前很多企业都用后浇带来替代结构缝的作用。也就是说在施工的过程中先预留出指定宽度的缝，在能够继续施工的条件下再开始后浇混凝土施工。代替沉降缝的后浇带通常在主体结构完全结束之后才能开始，如果基础防止在了压缩模量比较大的土层当中的时候，就应该保证沉降量稳定之后才能开展后浇带设置，在使用了后浇带之后，就不需要设置沉降缝。如果基础放置在压缩模量不是很大的土层，这样也就使得后期的沉降量就占据了一定的比重，所以后浇带在浇筑之后还可能会出现比较明显的沉降差，所以设置后浇带是不能解决施工中的所有问题的，需要在结构设计中采取其他的措施加以处理。对于代替伸缩缝的后浇带，一般后浇带预留的时间为几个月，此时，则于采用了后浇带，混凝土浇灌时收缩变形基本上不产生附加应力，能起到较好的作用。但后浇带浇灌后及至建筑物正常使用阶段，由于自然温差引起的伸缩仍会产生附加应力，与不设后浇带基本一样，这点应引起足够认识。除此之外，后浇带处钢筋如果切断，则锚固长度较难保证，特别是梁中钢筋较粗，而后浇带宽一般只有800mm左右，难以满足规范的锚固要求，而且所有钢筋在同一截面截断锚固地有违规范要求，如果钢筋不断，则混凝土伸缩时会引起钢筋产生予应力，如此力与正常受力方向一致，则降低了承载力。因此，不能一概用后浇带代替结构缝，应对后浇带的作用客观分析，对其带来了的不利因素或不能解决的问题等应采用其它措施加以弥补。

4水平加强层

在框架一筒体结构中利用水平加强层(亦称水平刚性层)可以有效地减小结构侧移、增强侧向刚度，这已被广大设计人员所了解。以往加强层多为钢析架，其本身刚度有限，所能增加的侧向刚度也有限，一般作为结构安全储备而设。我们设计的深圳市商业中心大厦，由于建筑功能等所限，结构抗侧刚度较小，所以采用了钢筋混凝土水平加强层，即由上下楼板与整层高的径向、环向大梁共同组成一个箱型构件作为加强层，其作用是非常明显的，顶点位移由H/303降为H/493，最大层间位移由h/272降为h/393，降低30-40%。此后，钢筋混凝土水平加强层的结构被广泛采用。加强层由于利用水平构件达到增强侧向刚度的目的，建筑专业是比较欢迎的，而且比较经济。加强层构件如果设计得较柔(如采用钢构件)，由于其刚度比内筒(一般为钢筋混凝土)的刚度小许多，往往起不到很大作用。如果加强层刚度较大，对减少侧移是有较大的效果，但同时也会使内力有较大突变，特别是外柱的剪力增加较大，于抗震不利，设计中应慎重处理。按抗震概念设计要求，刚度有较大突变的结构部位会引起较大的应力集中，设计不周会产生薄弱楼层的先行破坏，所以应特别注意，不应主要靠加强层来达到限制侧移的目的，且应同时增强竖向构件的刚度，使加强层上下若干层的刚度和缓变化，避免刚度突变。另外，刚性层本身的刚度选择也非常重要，应在发挥刚性层作用的前提下尽量减小刚性层的刚度，如在刚性梁中开些大孔洞(但应注意构造处理)，使外柱剪力增加保持在可接受的范围内。

5结论

高层建筑在当今的城市发展中越来越普遍，高层建筑当中，钢筋混凝土结构是十分常见的，而在设计的过程中还存在着很多方面的问题，这些问题会对设计的效果产生非常重大的影响，我们需要在设计的过程中对这些因素加以考虑，只有这样，才能更好的保证高层建筑的建设质量，促进我国建筑行业的进步。

参考文献

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作者：余南 单位：江南大学土木工程系