高层建筑钢筋混凝土结构设计探析

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1、高层建筑钢筋混凝土结构设计探析　　摘要：近年来，高层建筑不断涌现，不仅规模逐渐扩大，形式也日趋多样，但与此同时也暴露出了一系列弊端，毕竟安全性是建筑工程设计的第一原则，这一点不容置疑，如此一来，其钢筋混凝土结构设计便得到了广泛关注和高度重视。对此，本文结合高层建筑钢筋混凝土结构设计要点，就其设计优化策略进行了探讨。关键词：高层建筑；钢筋混凝土结构；设计中图分类号：TU97文献标识码：A随着城市化建设进程的不断加快，高层建筑如雨后春笋般大量出现，足以见得其发展空间广阔，其中钢筋混凝土结构以其位移小、刚度大、整体性好等优越性逐渐成为其主要的结构形式，但在具

2、体实践中却面临着设计难题，毕竟高层建筑对刚度、强度和稳定性有着极高的要求。可见探讨高层建筑钢筋混凝土结构设计意义重大。一、高层建筑钢筋混凝土结构设计要点5对于高层建筑混凝土结构而言，安全性、适用性和耐久性是其设计原则，而设计要点则主要涉及下述几点：结构选型要合理，如尽量在设计中减少短肢剪力墙结构的应用；若地基稳固，且上部结构与变形限值相吻合，可尽量降低结构刚度；建筑高度设计必须在与之对应的规定范围内，以减少不必要的麻烦和损失；同时注意从抗震等级、平面布置、楼盖结构、竖向布置等多方面、多角度加以分析和设计，如综合考虑房屋类型、结构、高度、烈度等因素优化抗

3、震设计[1]；尽量选用风力效应小、规则简单、受力分布均匀的平面形状；优先考虑现浇楼盖结构，以提高高层建筑的舒适性和坚固性等。二、高层建筑钢筋混凝土结构设计优化1.重点优化竖向结构设计高层建筑钢筋混凝土结构的竖向设计质量对整个建筑来说尤为关键，故为防止出现较大的内收和外挑，建议尽量使其保持均匀和规则，就是从稳定和重心角度出发，将其设计为侧向变化均匀且上小下大的结构形式。但若高层建筑竖向结构既不垂直，也非正常的上小下大型，则要采取针对性设计措施以平衡、稳定整体。如针对内收竖向结构的高层建筑，其楼层的侧向刚度既要大于上一楼层刚度的70%，也要大于上三个相邻楼

4、层平均刚度的80%；若楼层质量是随着高度变化而均匀分布的，则楼层质量应小于下方相邻楼层质量的1.5倍等。此外楼层间的受剪承载力应根据高层建筑级别加以合理设计。2.合理设计建筑结构平面5若对高层建筑钢筋混凝土结构设计无特殊要求，则要尽量选用形状规则而简单的平面布置结构，以此合理分布承载力和刚度，并弱化风力影响。如对于A级高层建筑而言，不适宜将其设计为细腰形或角部重叠式的平面图形，而且出于对扭转的考虑，必须将竖向构件水平和层间最大位移控制在该楼层平均位移值的1.2倍和1.5倍之内[2]；对于必须设计的框架结构防震缝，其缝宽、高度通常分别大于100mm和小于

5、15m；若防震缝两侧具有不同的房屋高度，则要根据低高度房屋确定缝宽；虽然不提倡采用短肢剪力墙，但若不得不采用，则必须使其截面厚度低于30cm，且每个肢截面的高厚最大比值必须处于4-8之间。3.规范建筑抗震性能设计抗震设计是高层建筑钢筋混凝土结构的关键环节之一，为切实提高建筑结构的稳定性和抗震能力，就必须对房屋结构、高度、烈度等要素加以认真分析，并结合建筑抗震规范要求设计抗震功能。一般情况下，若建筑结构具有较大的刚度突变系数或层数较多，应尽量多取振型数，如针对含有转换层、小塔楼、多塔结构的高层建筑，其振型数一般要大于12，小于建筑层数总数的3倍，而且只有

6、在分析总刚性时方可取值更大；同时为提高建筑抗震能力，要求在石灰和水泥中添加合适的添加剂，结合湿度养护，以增强混凝土的实际配筋率，并减少部件变形；如果要求高层建筑抗震水平为特一级，则宜采用钢管或型钢类混凝土柱，并将其上层弯矩和底部强化位置的设计值设计为墙底截面弯矩值的1.1倍。54.科学选择建筑楼盖结构楼盖结构是否合理与高层建筑质量也有很大关系。通常当建筑高度大于50m时，适宜在框架或剪力墙结构中设计现浇楼盖结构，但必须使其混凝土强度处于C20-C40之间，厚度在50mm以上，并在内部纵横方向分别设计间距为15-20cm、直径为6-8mm的钢筋网，若此时

7、预制板缝超过40mm.，则必须设计长度可贯穿结构单元的钢筋[3]；若建筑高度低于50m，可将楼盖结构设计为装配式，但顶层、开阔楼层、转换层、地下室楼层等重要楼层，必须仍然采用现浇楼盖，且一般板厚大于80mm，其中转换层和最高顶层的板厚应分别在180mm和120mm以上，以此进一步提高建筑结构的稳定性。此外，还应根据实际情况对纵筋间距、配筋节点、柱子轴压、钢筋等级等细节加以科学设计，并注意合理计算框架结构的周期性折减系数，以及设计的经济性和技术的可行性，以此实现高层建筑混凝土结构设计的整体优化，进而为提高建筑使用效益奠定有力基础。结束语：5总之，钢筋混凝

8、土结构既是高层建筑设计工作的重点，也是难点，一旦某个环节有误，都可能对整个高层建筑功能性能埋下