刍议高层建筑钢筋混凝土结构设计

马荣华

（山西八建集团有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

随着社会的进步与科学技术的高速发展，我国的建筑施工水平也在不断提高。但是由于现代建筑愈加智能化，高层建筑在施工过程中也对钢筋混凝土结构提出更高要求，需要设计人员能够不断优化结构布局，进一步提高高层建筑的抗震性与安全性，不断提高钢筋混凝土结构设计水平。

1 高层建筑钢筋混凝土结构的设计原则分析

1.1 安全性原则

钢筋混凝土结构是高层建筑的重要组成部分，若想进一步提高高层建筑的施工质量，那么在设计钢筋混凝土结构时，就一定要以保障建筑结构的安全性为第一原则，确保建筑规划与施工方案科学合理。钢筋混凝土结构的安全性主要表现为在使用期限内，可以妥善应对各种突发情况，能够利用钢筋混凝土的延展性和刚性特点，确保整个高层建筑结构稳定。

1.2 适用性原则

钢筋混凝土结构质量在一定程度上直接决定高层建筑的施工质量，所以施工技术人员一定要保证钢筋混凝土具有良好的适用性，能够结合建筑的具体需求进行功能性设计，确保钢筋混凝土结构符合建筑的施工要求。钢筋混凝土的适用性，也可以为用户带来更好的居住与使用体验，同时利用钢筋混凝土结构的抗震、抗压、抗变形特征，也能有效提高高层建筑的安全性与稳定性。

1.3 耐久性原则

高层建筑在施工过程中具有施工成本高、施工周期长的特点，钢筋混凝土结构作为高层建筑的结构主体，其结构的耐久性直接影响高层建筑的使用寿命。所以技术人员在设计钢筋混凝土结构时，一定要在遵守安全性和适用性原则的基础上，进一步提高钢筋混凝土结构的耐久性，并且能够使资源得到最大限度利用，在合理控制施工成本的基础上有效延长建筑工程的使用寿命。若想进一步提高钢筋混凝土结构的耐久性，那么在高层建筑的设计初期就一定要保障建筑的稳定性以及功能的连续性，不断提高高层建筑的施工质量。

2 高层建筑钢筋混凝土结构设计的有关问题分析

钢筋混凝土结构设计需要建立在对高层建筑施工图纸全面分析的基础上，但是现阶段的高层建筑钢筋混凝土结构设计往往存在一些问题急需解决：例如，在设计短肢剪力墙结构时，没有严格按照行业规定控制剪力墙数量，因为剪力墙是高层建筑结构主体的主要承载部位，能够有效保证建筑结构的稳定性和承载力，短肢剪力墙在钢筋混凝土结构中有十分重要的作用，所以要求设计人员要严格进行剪力墙设计，通常情况来说在高层建筑中剪力墙的墙面厚度要不大于300mm，高度和厚度比在4～8之间，但是短肢剪力墙在后续处理过程中难度相对较大，因此在保证钢筋混凝土结构稳定性的前提下要合理控制其数量，避免给后续施工带来难度。

除此之外，在实际施工过程中，高层建筑的地基结构大多相对稳固，而为了保证钢筋混凝土的上部结构满足高层建筑的外观需求，技术人员在保证结构形变在极限范围之内，通常会选择降低钢筋混凝土的刚度，这会在一定程度上影响钢筋混凝土结构的稳定性，进而对高层建筑结构主体产生一定影响。

3 高层建筑钢筋混凝土结构设计的优化措施

3.1 提高结构的抗震性

如今随着全球自然灾害的不断涌现，人们对高层建筑的抗震性也提出更高要求，要求高层建筑必须具备更高等级的抗震功能。评估建筑物的抗震等级主要是依据钢筋混凝土结构类型与建筑物高度来进行具体划分，如果钢筋混凝土结构具有较大的刚度骤变系数或者是楼层相对较高，就需要多次取振型数。如果在高层建筑顶部存在塔楼结构与转换层，那么要保证建筑的振型数大于12，并且振型总数一定要小于建筑总层数的三倍。

除此之外，在对钢筋混凝土结构进行设计时，一定要增强评估结构的抗震性与安全性，特别是在高层建筑的重点区段，一定要做好科学的预处理。例如，在工程施工之前，设计人员一定要对楼层数目、钢筋型号与混凝土标号、结构刚度等参数进行全面评估，确保各项数据全部符合施工的具体要求，同时加强对建设刚性与弹性楼板的整体分析，在做好充足评估的前提下，最大限度保证钢筋混凝土结构的抗震性。

3.2 提高结构的耐久性

在对高层建筑进行设计规划时，设计人员的工作重点大多放在优化建筑结构、优化施工设计上，经常会忽略对结构的耐久性设计，但是设计人员对高层建筑结构的规划，最主要的目的就是希望钢筋混凝土结构能够在使用期限内满足用户的各种需求，为用户带来更安全、更可靠的居住体验。这也就说明在高层建筑钢筋混凝土结构在设计过程中，设计人员必须不断考虑结构的耐久性问题，并且要贯穿整个设计阶段。在具体设计钢筋混凝土结构时，设计人员一定要抓住主要问题，能够结合建筑工程的最终用途以及人们的具体需求来设计更加合理的结构方式。而且高层建筑在使用过程中，也会受到环境、温度、施工技术等多种因素的制约，会使建筑工程的使用质量不断下降，进而缩短建筑的使用周期，所以设计人员在设计钢筋混凝土结构时，一定要对建筑工程进行全面分析，并在施工之初就制定相关的结构标准，加强对原材料质量的把控，在保证施工质量的前提下，加强对钢筋混凝土结构的耐久性设计。

3.3 优化结构选型

高层建筑的钢筋混凝土结构在设计过程中，设计人员要高度重视结构选型，确保结构体系的选择能够高度符合建筑工程的施工要求并且具有极高的可行性，如此可有效控制施工成本，避免因方案变更而导致的损失。设计人员在设计过程中一定要加强剪力墙设计，以新规范为基础，结合施工现场的实际测量数据和过往的丰富经验进行科学设计。

3.4 规范钢筋与混凝土选择

为了进一步提高高层建筑的抗震性与稳定性，并且在保证施工质量的前提下合理控制施工成本，那么就需要对施工所采用的钢筋混凝土进行科学选择，尽量选择高强钢筋与混凝土材料。一般情况来说，人工费、材料费、机械费是高层建筑的主要成本支出，筋混凝土作为高层建筑的主要施工材料，因此用钢数量与质量对工程造价起到决定性影响。所以为了促使建筑企业获得更大的经济利益，在保证施工质量的前提下，一定要优化钢筋混凝土设计，施工企业可以选择高强度钢筋与混凝土，用高质量的原材料来降低施工难度，进而控制施工成本。

3.5 优化框架梁的设计

为了促使钢筋混凝土结构设计更加优化，那么设计人员就一定要优化框架梁设计，如果高层建筑存在过大的纵向形变量，那么就会使框架柱与剪力墙相连的框架梁存在超筋现象，这不利于框架梁截面的设计，所以设计人员在规划设计钢筋混凝土抗变形结构时，一定要准确获取剪力墙横截面的最大允许范围，并适当降低连梁强度，确保框架梁设计更加优化。

4 钢筋混凝土结构在高层建筑施工中的技术应用

4.1 施工前的技术应用

若想要钢筋混凝土结构在高层建筑施工中发挥最大的应用效果，就一定要加强对混凝土结构施工之前的技术管控工作。首先，在施工之前相关工作人员要做到技术交底，明确钢筋混凝土结构的标高参数及钢筋配备情况，绝不遗漏每一个细节，对工程图纸的变更要在结构图上及时更新；其次，要根据工程质量要求，编制完善的施工方案，对于混凝土的运输环节，要做好设计，对于特殊模板，要配有相应的浇筑技术方案。

4.2 施工过程中的技术应用

在钢筋混凝土浇筑施工过程中，要对钢筋混凝土施工技术应用进行严格管控。

首先、做好钢筋安装技术管控。在钢筋安装环节，一定要严格按照施工图纸，做好纵向受力钢筋信息的记录，例如钢筋型号、规格和数量等，确保所选钢筋符合图纸要求，做好钢筋的连接方式及接头位置的标注，同时也要做好箍筋的质量监控。如果所建筑的房屋工程明确规定了抗震性等级，那么钢筋混凝土结构的箍筋弯钩，要以135°的角度弯曲，且弯折后部分的长度要大于箍筋直径的10 倍。所以，要对混凝土钢筋安装施工环节做到严格把关，从根本上确保房屋质量的安全性。

其次，做好钢筋混凝土浇筑技术管控。要特别注意钢筋混凝土浇筑技术的管控工作，在具体的施工作业中，必须要配有专业的技术人员对浇筑环节进行严格把关。首先，要对各原材料进行检验，确保它们符合标准的配合比，并严格按照钢筋混凝土施工技术要求，从源头上保证施工材料安全；其次，对搅拌时间以及加料顺序进行管控，确保规范作业；再次，制作混凝土试验块交由技术监理人员，对其安全性能进行测试；最后，为了有效避免混凝土结构中出现裂缝与孔洞，就一定要对混凝土材料实现充分振捣，要保持与钢筋模板之间存在一定距离，避免破坏其整体承载能力，对出现裂缝与下沉等现象，要及时采取有效措施，有效保证浇筑质量。

综上所述，如今高层建筑施工结构已经变得愈加复杂，与之相对应的钢筋混凝土结构施工技术也需要不断改良与创新，以适应群众对房屋建筑物的使用需求。钢筋混凝土结构由于具有很强的稳定性以及抗压性，可以有效保证房屋质量，所以在钢筋混凝土施工作业过程中，一定要对钢筋混凝土的施工技术做到严格把控，发挥钢筋混凝土结构的最大应用价值，从而有效延长房屋建筑的使用寿命，提高高层建筑的整体性能。