钢筋混凝土高层结构设计的常见问题与处理

2020-11-26孙闯

商品与质量 2020年9期

孙闯

辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司辽宁沈阳 110000

1 钢筋混凝土高层结构设计现存的问题

1.1 结构缺乏合理性、性能验证不足

在设计高层建筑时，通常要对多种因素进行全方面的考虑，在确保结构承载力良好的状态下，最大程度降低造价成本，所以要从总体到细节上不断优化建筑结构。而所谓的优化工作，基本上就是计算分析设计图纸中的相关参数，并适宜的对墙体厚度进行加固，而经常会出现对地基承载力具体状况缺乏考察的状况[1]。

1.2 结构设计创新性不足

对于钢筋混凝土材质的墙体来说，结构和承载力存在着密切的联系，在设计剪力墙方案时，需要对国外先进的技术进行积极借鉴，在传统结构上加以创新，将承载力不足的问题进行有效解决，并进一步保证高层建筑的整体结构满足大众审美需求，降低造价。在结构优化中，概念设计的应用也受到许多施工技术和设备的制约，使建筑业的发展备受阻碍。

1.3 受力分布不均

对于高层建筑而言，其上下层有不同的结构，想要确保自身重力不能破坏建筑物，会将大量的钢筋混凝土材料应用在基层修筑中，实现地层加固的同时对上次进行削弱，并能够降低对地基产生的压力，并且增强建筑物的承风力与地震抗破坏性。在概念设计中，对转换层占用的空间及其对应力平衡的影响未进行充分考虑，承重柱满足承受上部压力的要求，然而，墙体产生的剪力与内应力未达到平衡，使其在水平方向上产生了一定的破坏力。在概念设计中没有优化环节，进而引发此种现象，使得整体结构的稳定性无法保证[2]。

1.4 结构设计中忽视了细节处理

（1）在中等地震时，应考虑当一级剪力墙进入塑性状态时，为了防止二次灾害，应设置一个小水平的剪力墙来保持建筑物的变形。当地震发生时，小型剪力墙将进入塑性舞台，此时，建筑基本损毁，然而，在具体设计时，需要有选择性的束损伤，进而确保柱子的完整，高层建筑保证地震不会倒塌，以获得有价值的实践，减少人员伤亡和财产损失。（2）当两个剪力墙梁连接时，它们在地震中可能首先开裂。为了在一定程度上发挥消能作用，使建筑物具有延性，对于此类梁，连接梁不要盲目，要不然会使耦合束的破坏延迟，不能及时发挥消能作用，进而将严重破坏其他关键部件，并严重威胁到整个结构的安全。

2 钢筋混凝土高层结构设计问题的处理方法

2.1 科学设计结构体系

在钢筋混凝土高层结构设计中，可使用BIM技术建立仿真模型，对设计方案中现存的问题进行检查，从根本上改进钢筋混凝土高层结构的设计，提升钢筋混凝土高层结构的质量。在对钢筋混凝土高层结构进行设计时，设计者要将设计方案的审计工作做好，反复检查和审核设计方案，从而保证设计方案的可行、合理、科学[3]。

2.2 合理设计地基与基础

基础设计必须与施工现场的地质条件和地理环境紧密结合。在基础设计中，应综合考虑基础张拉梁结构。设计地下室时，设计者即可使用褥垫处理法增加地下室稳定性，避免地下室发生大面积裂缝。在建筑高度持续增加，高层建筑物持续增加的同时，较为重要的是地基设计的科学和合理性。在建设地基时，不但要综合考虑现场地质条件，也需要对地下水对地基的影响情况加以考虑，并结合地下水位具体实况，对地基设计进行优化，这样才可以确保地基设计足够合理，增强钢筋混凝土高层结构的稳定性。

2.3 优化上部结构设计

设计者在设计上部结构时，要始终秉承着“强柱弱梁”的原则，然后对建筑梁柱各节点的剪力强度进行计算，使机构设计得以优化，此外，设计上部结构时，设计者也需要遵守下面两点要求：①上部结构荷载不可随意增加。②对归家制定的有关规范进行严格遵守。上部结构的优化能够实现钢筋混凝土高层结构稳定性的提升[4]。

2.4 提升高层建筑耐久功能

在高层建筑钢筋混凝土结构设计中，以优化结构设计为主要目的，应按设计规范处理主要问题，明确主次问题，通过多目标和单目标的优化，可以达到满意的设计效果。所以，有必要加强建筑物的耐久性设计，在原有的混凝土结构设计方案中，设计人员并未考虑到混凝土结构设计的耐久性，事实上，用户在规定的使用寿命内能够满足各种正常使用要求，在实践中，很多方案不能满足这些要求。究其原因，主要是由于建筑物实际运行中受环境和条件的影响，建筑物的可靠性指标明显降低。所以，在设计高层建筑混凝土时，主要集中在造价和材料上，因此只有造价小、材料少的结构设计才是一个令人满意的设计。当前，人民生活水平日渐提升，也提升了对工程质量的要求。因此，当建筑的特殊使用要求或技术要求成为与经济的主要矛盾时，必须坚决放弃经济指标。

2.5 抗震等级的确定

常规的高层建筑，其同主楼为整体的裙楼抗震等级不可小于主楼的抗震等级。地下室：若地下室顶板为上部结构的嵌固位置时，那么地下一层的抗震丁基要同上部结构相一致，而地下一层下面的抗震等级也可逐层降一级，需要追的是不可小于四级，如果地下室超出上部主楼的有关范围，且没有上部结构，则地下室的抗震等级可根据具体情况分为三级或四级[5]。