钢筋混凝土结构设计关键技术探讨

滕立丰

摘 要：在国家土地资源政策调整和人们居住需求增长的双重压力下，建筑行业推出了现代化的建筑形式，以钢筋混凝土结构为代表的高层建筑、大型建筑正在不断增多，科学进行钢筋混凝土结构的设计就变成建筑设计的核心问题。本文以高层结构设计的发展历程和设计理念为基础，结合钢筋混凝土高层结构设计工程实践，就钢筋混凝土高层结构设计中存在的相关问题开展了研究，研究结果可为高层建筑结构分析与设计提供一定的参考。

关键词：钢筋混凝土；高层结构设计；常见问题分析

0前言

钢筋混凝土结构在我国工程建设的主体结构上占据着主导地位。钢筋混凝土结构设计方法直接影响钢筋混凝土结构设计本身的先进性与合理性，因此改进和完善钢筋混凝土结构设计方法具有重大的社会经济效益。钢筋混凝土结构设计方法，从学术上讲可以有多种，施行百家争鸣，然而对实际设计起控制作用的却是国家颁布的钢筋混凝土结构设计规范规定的设计方法。本文通过对高层建筑结构设计过程中经常遇到的问题进行分析，为高层建筑结构设计提供计算方法及理论依据。

1高层建筑结构的发展

1.1高层建筑的发展历程

高层建筑的历史悠久，，早期的高层建筑可以追溯到古埃及的金字塔或者我国古代寺塔建筑等时期。此后又经过无数后继者的研究，高层建筑的结构技术不断得到完善和发展。现代意义上的高层建筑出现在19世纪末的美国，1885年，美国芝加哥一座高达11层的保险商务大楼建成，这是首次采用框架式建筑结构设计，被称为革命性的进步，从此也拉开了现代高层建筑的序幕。在此之后的一百多年，世界各地相继有“摩天大厦”问世，进一步推动了人类高层建筑的步伐。其中美国于“9.11”事件中被毀的世贸中心双塔建筑体更是高达402米，在高层建筑史上声名显赫。

当然，近年来随着人类社会经济的不断发展与城市化的不断推动，建筑高度的最高纪录不断被刷新。我国的现代高层建筑史虽然出现较晚，近年来却得到了迅速发展。尤其是改革开放以来，我国中东部发达地区或者大中型都市的高层建筑发展异常迅猛。无论是在数量上还是在质量上，我国现代高层建筑的发展都取得了巨大的进步。其中，上海的“东方明珠”电视塔以其独特的高层建筑设计风格更是成为上海文化、中国文化的标示性建筑。

1.2高层建筑的概念设计含义及结构特色

高层建筑的概念设计是指在高层建筑的结构设计中，保障高层结构符合抗震性要求的设计方法。在设计中，应选择有利于应对抗震性的设计方案，采取一定的措施来强化抗扭的刚度，减少扭转程度，并针对薄弱层次及部位采取防范措施等。这些考虑因素均贯穿于高层建筑的概念设计的整个过程之中，需要建筑设计师在设计中做出较为全面的思考。

其中，结合实践中存在的情况，应该对以下方面特别加以注意：（1）结构体系方面，范性布置选型的平面和立面，结构设计需要考虑抗震及抗风等自然因素，还有经济成本等社会因素；（2）在应对抗震性的问题上，对于大、中型地震做到不屈从于理论设计，并且还要确保“三水准”的目标设计；（3）建筑设计应保持独特的个体风格，在保障安全性能的前提下，力求风格特色；（4）在单元结构的个体内，强化安全因素，单元之间采取强化连接等措施。高层建筑结构具有独特的设计风格，这一点往往体现在其层数及高度上，实质则是高层建筑结构自身水平的荷载因素在设计中的主导地位。在高层建筑的结构设计和施工中，要考虑的因素很多，对技术水平的要求也高。

2钢筋混凝土高层结构设计主要常见问题

近百年来，高层结构设计发生了巨大的变化，建筑材料、建筑体系和施工的技术等方面都有相应的进步，而其中尤以建筑材料的发展进步最大，即钢筋混凝土的运用。由于钢筋混凝土的造价相对低廉，原料资源比较丰富，在设计中有相对良好的抗震性能等诸多有利因素，在现代高层建筑设计中被广泛应用。然而，在实际的实践过程中，钢筋混凝土高层结构设计却常常出现不少的问题，文章主要就主要从以下几个方面进行阐述。

2.1高层结构设计的基础和地基

基础设计和地基的质量直接关系到工程后期设计及施工的进行程度，更是整个高层建筑工程造价的具有决定性意义的影响因素，这是设计工程师比较看重的，因此注重在高层结构设计的基础和地基的设计阶段。

在高层结构设计的基础和地基设计方面，要注意相关的地方性规范。国家标准的《地基基础设计规范》各地区的地基基础的规定及描述不详细，于是在《地基基础设计规范》这一国家标准的要求基础之上，需要了解并遵循各地区的相关地方性标准。地方性标准可以把当地的地基基础情况及设计处理方案等进行一些相对成熟的描述及规定，因此在进行地基基础的结构设计之前，应该对国家《地基基础设计规范》及当地相应的地方规范都进行较为深入地了解与学习，以避免对高层建筑结构设计造成较大的恶性影响。

2.2高层结构设计的结构计算和分析

高层结构设计的结构计算和分析对于整个工程质量具有重要的影响意义，对工程质量具有决定性的作用。新时期，随着相关规范的完善，在遵循相关的法规规定的前提下，针对在高层结构设计的结构计算和分析方面常见问题加以改进，以促进现实工程的开展。

新规范规定：需要在设计时考虑地震力放大的情况，还要考虑建筑的隔墙等对自振周期的作用等。这些虽然在以前的规范中都有所提及，然而，新规范中要求依据大量工程实践的实测周期，提出在建筑结构体系中计算自振周期的折减系数等。

新规范增加了振型参与系数这一新的概念，并提出它的限值。在原有的规范中，并没有相关提这一概念，也无明确的限值规定。所以，在高层结构设计的结构计算和分析阶段需要对计算结果的参数情况进行一定程度的判断。

在非结构的构件方面，为了追求建筑的美观和功能，而要求建筑本身安装非主体的承重骨架系统内的非结构构件。在高层建筑的这部分设计时，即在屋顶装饰构件方面设计时，应该充分的考虑高层建筑地震和风荷载等因素，因此在实际设计过程中时，必须严格遵从新规范中了解有关于非结构构件的规定，并认真做出计算处理措施从而推动设计的完善。

3结语

针对钢筋混凝土高层结构设计在实践中出现的常见问题，合理、熟练地运用新规范，并配合地方标准的规范，结合实际工作与时代发展的需要，不断认识并加以解决这些问题，使钢筋混凝土高层结构设计水平得到进一步提升。

参考文献

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