高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項

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摘要：現(xiàn)階段，在城市高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高層建筑結(jié)構(gòu)形式呈現(xiàn)多樣化。本文根據(jù)現(xiàn)階段我國高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)運(yùn)行環(huán)節(jié)設(shè)計規(guī)范，結(jié)合工程實例，對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)注意的事項進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計；注意事項

1前言

福州市“東升新村”項目中17#樓建筑工程主要為地下一層、地上三十層的結(jié)構(gòu)形式?？傮w建筑高度為90.50m，總占地面積為28256.98m2。其中建筑占地面積、人防面積及地下室面積分別為1368.94m2、3407.80m2、4452.14m2。該高層建筑工程設(shè)計過程中主要依據(jù)該建筑區(qū)域內(nèi)建設(shè)管理委員會用地紅線、建設(shè)公司設(shè)計委托合同、國家有關(guān)規(guī)定等規(guī)范，對具體建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理規(guī)劃。本文對該高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行了簡單的分析，具體如下：

2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)劃原則

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上設(shè)計過程中，相較于傳統(tǒng)地層建筑而言，高層建筑對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有更高的要求。因此，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)前期設(shè)計規(guī)劃原則進(jìn)行合理設(shè)計。首先，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計前期。應(yīng)對建設(shè)區(qū)域環(huán)境進(jìn)行合理規(guī)劃，確定整體設(shè)計布局，并根據(jù)相應(yīng)高層建筑鋼筋混凝土建設(shè)區(qū)域特征，進(jìn)行建筑區(qū)域空間尺度的合理規(guī)劃。其次，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)加大對居住環(huán)境的設(shè)計，結(jié)合區(qū)域人群聚居需求，進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)功能區(qū)域的合理劃分。在空間圍合的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)行人車分流的獨(dú)立設(shè)置，并據(jù)據(jù)空間序列融入自然生活的要求，從而實現(xiàn)以人為本的和諧結(jié)構(gòu)區(qū)域。最后，依據(jù)GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》、GB50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、JGJ94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》、GB50108—2008《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》、（JGJ3—2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)范，并結(jié)合區(qū)域內(nèi)的實際氣候條件、地質(zhì)環(huán)境等因素，確定整體高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的朝向及結(jié)構(gòu)特征，從而保證整體高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計運(yùn)行穩(wěn)定。

3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項

3.1合理利用高強(qiáng)度混凝土

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，混凝土的類型選擇對整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度具有重要影響。因此，在實際高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需對混凝土技術(shù)實施環(huán)節(jié)的溫度、濕度及凝固時間、材料配比等方面進(jìn)行合理的調(diào)控，主要包含以下幾方面：首先，在結(jié)構(gòu)設(shè)計前期，可結(jié)合區(qū)域的建設(shè)情況進(jìn)行混凝土配比試驗，對其在具體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用環(huán)節(jié)的強(qiáng)度及耐久性進(jìn)行檢測評估，從而確保后期鋼筋混凝土澆筑環(huán)節(jié)的強(qiáng)度?，F(xiàn)階段，我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，多選用高泵程混凝土澆筑的形式，即在應(yīng)用基礎(chǔ)水泥材料的前提下，采用適當(dāng)比例的化學(xué)外加劑、粉煤灰等材料進(jìn)行雙摻措施[1]。在拌和比例設(shè)計過程中，要綜合考慮混凝土外加劑技術(shù)、泵管布置鋪設(shè)技術(shù)、配合比設(shè)計技術(shù)、泵送設(shè)備、混凝土摻合料等相關(guān)技術(shù)，保證混凝土泵送高度符合標(biāo)準(zhǔn)需求。其次，設(shè)計人員應(yīng)優(yōu)先選用高強(qiáng)度、高性能的混凝土。高強(qiáng)度混凝土在實際應(yīng)用過程中，相較普通混凝土在強(qiáng)度上有大幅度的提升，且高強(qiáng)度混凝土可以有效降低結(jié)構(gòu)尺寸，在提升促使鋼筋混凝土內(nèi)部建設(shè)空間及資源得到有效利用的同時，由于高強(qiáng)度混凝土具有良好的耐久性及彈模性，長期使用可保障整體高層建筑的運(yùn)行效益。

3.2結(jié)構(gòu)計算統(tǒng)計

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)參數(shù)計算對整體工程設(shè)計質(zhì)量具有較大的影響。因此，在實際高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合整體高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)在應(yīng)力，對整體結(jié)構(gòu)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理計算。在現(xiàn)階段，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)核算環(huán)節(jié)，常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件有SAP、SATWE、TBSA、TAT等幾種類型[2]。比如：通過利用PKPM軟件中的SATWE程序可對相應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)樓層最大水平位移、平均水平位移、最大層間位移角進(jìn)行準(zhǔn)確計算。在實際結(jié)構(gòu)計算環(huán)節(jié)，不同的運(yùn)行軟件計算模式存在有較大的變化，因此，在設(shè)計環(huán)節(jié)中相關(guān)設(shè)計人員需依據(jù)結(jié)構(gòu)類型選擇合理的計算機(jī)計算軟件，并在此基礎(chǔ)上對不同運(yùn)算軟件計算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一分析，再確定最佳設(shè)計方案。在確定整體結(jié)構(gòu)參數(shù)之后，設(shè)計人員需適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行地震力的放大措施，即綜合考慮建筑隔墻與相應(yīng)建筑自振周期的關(guān)系，并依據(jù)工程實際測量獲得的周期數(shù)據(jù)，在設(shè)計方案中確定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系高層建筑結(jié)構(gòu)自振周期折減系數(shù)，在確定自振周期折減系數(shù)后，設(shè)計人員再對振型參與系數(shù)、振型數(shù)目進(jìn)行合理的計算。

3.3結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度控制

相較于傳統(tǒng)地層建筑而言，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計對整體結(jié)構(gòu)體系并沒有較高的要求。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要是依據(jù)整體建筑前期規(guī)劃，在根據(jù)現(xiàn)澆鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，確定相應(yīng)建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震墻抗震等級。同時，需合理的選擇內(nèi)隔墻材料，來確保整體高層建筑工程基礎(chǔ)類型符合相關(guān)規(guī)定。比如：在該高層建筑工程中，主要是利用現(xiàn)有樓屋蓋現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)+輕質(zhì)墻體材料內(nèi)隔墻，從而保證整體建筑結(jié)構(gòu)外在及內(nèi)在工程質(zhì)量符合相關(guān)施工要求。在確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型后，施工人員應(yīng)就現(xiàn)階段高層建筑結(jié)構(gòu)形式，對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實際高度進(jìn)行適當(dāng)控制[3]。在高層建筑鋼筋混凝土建設(shè)過程中，建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)高度超出預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的情況常有發(fā)生，而高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高度超出預(yù)定值，會對整體高層建筑物的抗震性能造成一定的影響。而根據(jù)整體高層建筑高度的變化，其整體設(shè)計規(guī)劃級別應(yīng)針對性有不同的要求?；诖?，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的實際變化情況，對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計。此外，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形縫設(shè)置過程中，應(yīng)結(jié)合整體大樓長度及高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分布建設(shè)區(qū)域內(nèi)的壓力要求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形縫斷開處理。同時，在嵌固端設(shè)計過程中，由于該高層建筑具有一層地下室及人防設(shè)施，在地下室頂板、人防頂板位置需進(jìn)行嵌固端的合理設(shè)置。而在嵌固端設(shè)計過程中，相應(yīng)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)加大對嵌固端上下層抗震等級、嵌固端樓板、嵌固端上下層剛度及結(jié)構(gòu)整體設(shè)計環(huán)節(jié)嵌固端類型等環(huán)節(jié)設(shè)計工作的重視，從而保證地下結(jié)構(gòu)頂部嵌固端實際效力穩(wěn)定發(fā)揮。

4結(jié)束語

綜上所述，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，其建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較為復(fù)雜的功能特性，因此在建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)規(guī)定，控制建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計強(qiáng)度及相關(guān)構(gòu)件布設(shè)數(shù)量。從而在保證高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)成的基礎(chǔ)上，應(yīng)最大程度降低建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)風(fēng)險因素，保證后期高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)工作順利開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李艾泉.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計要點(diǎn)[J].絲路視野,2017(23):187~187.

[2]姜劍飛.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題[J].建材發(fā)展導(dǎo)向:上,2017(17):156~157.

[3]徐浩洋.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點(diǎn)探究[J].科技尚品,2017(1):73~73.

作者：黃航裕 單位：筑源工程設(shè)計（廈門）有限公司