钢筋混凝土建筑结构设计中的关键点分析

【摘要】目前，建筑物的高度越来越高，建筑物的形式越来越复杂，而钢筋混凝土是建筑中最常用的结构形式，在实践中对结构设计提出了很高的要求。在设计工作中，必须充分考虑多种因素，以确保设计的合理性、可行性和经济性。

【关键词】钢筋混凝土建筑;结构设计;要点

钢筋混凝土的设计是建筑结构设计过程中一项非常重要的工作，钢筋混凝土设计质量不仅关系到建筑质量和使用寿命，还与施工人员的安全息息相关，因此在建筑结构设计过程中要严格按照标准设计要求进行设计，提高对建筑结构设计工作的高度重视，同时及时根据施工地点以及实际施工要求来设计建筑结构。为了保证建筑结构设计工作的顺利进行，需要严把质量关，正确把握钢筋混凝土设计的关键点，明确设计要求，有效提升建筑结构设计质量。

1、建筑结构设计中混凝土设计的基本要求

现如今的建筑行业已经得到了快速发展，在信息技术的大力支持下，建筑结构设计过程中每个细节都在積极探索新方法，力求更好，更快的完成建筑施工。钢筋混凝土设计是一项具有一定专业性和系统性的工作，是工程建筑施工的重要环节，混凝土设计质量在整个行业发展中起到了日益重要的作用。所以在钢筋混凝土设计过程中必须要严格按照钢筋混凝土的要求进行操作。在设计过程中需要正确把握钢筋混凝土的这两个性质：第一是稳定性。钢筋混凝土需要各种建筑材料来进行调配，在施工过程中由于工作量大，施工队伍人员多，因此不同施工人员的技术水平也存在一定差异，为了保证钢筋混凝土设计的有效性，在建筑材料调配过程中一定要注意施工材料的合理选择和使用，要求材料性能的稳定性。第二是抗灾性，近年来自然灾害频发，人们对大自然进行无节制的开发，比如地下商场，地下车库，地铁等基础设施逐年增多，这些地下建筑严重破坏了地层表面的坚固性，在自然环境恶劣的情况下，地震，洪水等自然灾害频发。要求建筑结构必须要有较强的抗震性，建筑物一定要达到标准的抗洪灾和抗震级别，只有这样确保使用者的财产安全与生命安全。

2、高层钢筋混凝土建筑结构设计要点

2.1高层钢筋混凝土建筑结构平面布置

建筑结构平面布置方面坚持简单、对称性原则，以此实现对水平和竖向荷载作用的有效抵抗，保证有良好的整体性。建筑形状不规则会直接影响建筑的整体性和抗震性，需要尽量避免这一情况的出现，尤其注意避免选择严重不规则平面结构布置设计方案。注意平面长宽比的控制，如果建筑过于狭长，其短向刚度不是很高，同时两端结构连接性差，容易有振动不同步情况出现，震害严重;如果平面凹凸过大或者存在角度重叠以及风车形等不规则平面，容易因为外伸肢过长等与主体相对振动，所产生的相对振动会导致相关部位受到损害。平面楼板连续性无法得到保证，局部有较大的开动或者楼层错层时，都会对建筑整体性产生影响，容易有薄弱部位出现。不管在计算分析方面还是在构造处理方面都必须进行充分的分析考虑。另外，扭转对建筑结构同样危害非常大，扭转情况的出现会使结构位移明显增大，进而导致出现应力不均匀以及结构变形等情况，最终导致不同结构部位被击破。因此，在结构布置方面需要对平面刚度均匀有充分全面分析考虑，尽量保持质心与刚心相互靠近，使振动扭转力矩以及振动扭转等得到有效减少。另外，还需要注意在建筑平面靠近角部以及外部区域适当布置抗侧构件。如果建筑在质量分布方面缺乏均匀性或者平面不是十分规整，还需要对抗侧构件布置适当调整，通过这种方式，在减少结构扭转的同时使结构抗扭转能力得到提高。

2.2高层钢筋混凝土建筑结构结构竖向布置

高层钢筋混凝土建筑结构在竖向和立面方面需要尽量保持均匀、规则，自上而下，建筑的刚度和承载力会逐渐减少，需要注意避免各类竖向不规则布置。如果建筑竖向体型不规则，存在过大外挑和内收等情况，将非常容易导致结构侧向刚度、承载力等发生突变，产生薄弱层，当有地震情况出现时，会因为变形以及应力的增大产生破坏。在设计规范中，因为竖向抗侧力构件不连续等，对承载力有具体的限制和规定。有研究表明，随着内受部位高度的增加，收进后平面尺寸会明显减少，结构高振型反应也将更加明显。随着上部外挑增大，结构扭转效应等显著增大。需要注意的是，高层钢筋混凝土建筑顶层位置往往会存在较多的收进，随着刚度的减少，会产生振动鞭梢效应。另外，有顶层会因为取消墙柱等变为空旷房间，在这种情况下，建筑侧向刚度以及承载力会明显下降。因此，在顶层变化方面需要展开详细的分析计算，做好构造加强措施的选择。

2.3计算分析和构造设计

不同建筑物在体型方面有明显区别，建筑结构往往会存在较多的可选方案，即使相对较为合理的结构方案，在具体的结构设计中还需要进一步分析计算，对其优化完善。通过计算分析所获取各项指标参数需要满足相关规范，将其控制在合理范围。如果周期和位移相对较小，则表明结构偏刚，存在较大的地震反应，同时工程项目建设成本也会有明显增加。在建筑结构设计过程中，需要尽量保证结构自震周期与场地卓越周期之间出现较大偏差。与软土场地结构相比，硬土场地结构偏柔，必须要做好各项扭转指标的控制。另外，可以通过减少质心以及刚心偏离等方式实现对结构扭转的有效控制，实现对结构抗扭刚度的调整，提高整体抗扭转水平，确保高层钢筋混凝土建筑结构设计科学性和合理性，满足人们在建筑方面需要。建筑结构还需要有较好的延性，根据强剪弱弯等原则，对薄弱结构和构件适当加强，注意柱轴压比的控制，同时还需要通过加强构造设计等方式使结构延性得到保证。

结语：

高层钢筋混凝土建筑结构设计有着非常强的系统性和整体性，不管在结构方案方面，还是在结构计算以及施工图纸等，都需要贯彻落实概念设计，实现对设计全过程的有效控制。同时结合设计规范展开详细的分析计算，提高细部构造设计有效性，将具体设计与宏观指导相结合，做好建筑结构强度、刚度以及延伸性的控制，针对薄弱结构和构件还需要展开科学合理分析，使结构设计的安全性、经济性、合理性得到保证，取得理想的设计效果。

参考文献：

[1]林海佳.高层建筑现浇钢筋混凝土框架结构设计实例应用[J].住宅与房地产，2018（21）：118.

[2]陈同舟.分析高层建筑钢筋混凝土结构设计问题[J].建材与装饰，2018（31）：101-102.

作者简介：

赵瑞华，烟台市工业设计研究院有限公司，山东烟台。