引論：我們?yōu)槟砹?3篇高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
在現(xiàn)代高層建筑工程施工中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，在提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性與耐久性等方面發(fā)揮著非常重要的作用。做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是高層建筑工程質(zhì)量的重要保證。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該突出設(shè)計的內(nèi)涵，體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重要功能，對高層建筑設(shè)計中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問題進(jìn)行全面思考，從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制和管理，進(jìn)而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)的達(dá)成起到重點方面和體系方面的支撐作用。
1做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義
做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計工作必須要體現(xiàn)設(shè)計的重要功能，我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本要求總結(jié)為如下幾點：
1.1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性
高層建筑設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度和功能時要以突出安全性為第一要務(wù)，要確保在設(shè)計年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種負(fù)荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性，同時要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。
1.2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性
高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要有年限上的考慮，要在規(guī)定的年限上實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能連續(xù)，形成有益于實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的耐久性基礎(chǔ)。
1.3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性
通過高層建筑設(shè)計工作的突出，要實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有在一定時間內(nèi)功能的實現(xiàn)，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。
2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵問題
2.1短肢剪力墻的設(shè)計
高層建筑設(shè)計短肢剪力墻具有強烈的功能性，但是，短肢剪力墻的設(shè)置需要遵照一定的規(guī)范，切不可在設(shè)計中頻繁采用，也不能布設(shè)過多，應(yīng)該在確保高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)到的范圍內(nèi)，盡量降低短肢剪力墻的設(shè)計數(shù)量，這樣的設(shè)計可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工和處理過程中的難度。
2.2結(jié)構(gòu)體系的選擇
高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系是整個設(shè)計工作的選擇重點，通常的設(shè)計方式是：要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度的前提下，優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)對形變和強度的范圍上的滿足。
2.3結(jié)構(gòu)高度的控制
在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中常會出現(xiàn)超高的問題，這不利于高層建筑物抗震性能的實現(xiàn)，由于不同高度會出現(xiàn)不同級別的設(shè)計規(guī)范形式，因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度出現(xiàn)變化時，特別是出現(xiàn)超高問題時，要重新進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作。
2.4建筑結(jié)構(gòu)平面的設(shè)計
若對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計無特殊要求，則要盡量選用形狀規(guī)則而簡單的平面布置結(jié)構(gòu)，以此合理分布承載力和剛度，并弱化風(fēng)力影響。如對于A級高層建筑而言，不適宜將其設(shè)計為細(xì)腰形或角部重疊式的平面圖形，而且出于對扭轉(zhuǎn)的考慮，必須將豎向構(gòu)件水平和層間最大位移控制在該樓層平均位移值的1.2倍和1.5倍之內(nèi)；對于必須設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)防震縫，其縫寬、高度通常分別大于100mm和小于15m；若防震縫兩側(cè)具有不同的房屋高度，則要根據(jù)低高度房屋確定縫寬；雖然不提倡采用短肢剪力墻，但若不得不采用，則必須使其截面厚度低于30cm，且每個肢截面的高厚最大比值必須處于4-8之間。
3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
3.1加強抗震功能
高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此，需要重視抗震這一環(huán)節(jié)，要在設(shè)計工作中將抗震設(shè)計作為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素和關(guān)鍵影響。高層房屋結(jié)構(gòu)的層數(shù)多或者房屋結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如房屋結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取≥12的數(shù)，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進(jìn)行總剛性的分析時，它的振型數(shù)才可以取得更大些。在對建筑物的框架柱進(jìn)行設(shè)計的過程中，要對其面積進(jìn)行全面的控制，保證其在一定的范圍之內(nèi)，這樣才能夠有效的提高建筑的質(zhì)量。在對配筋進(jìn)行設(shè)計的過程中，不但要對建筑的配筋進(jìn)行不斷的加強，而對于支座的部分要按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣才能夠有效的增強建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。
3.2高強混凝土合理運用
在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設(shè)計的時候使用高強混凝土，這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設(shè)施的實施難度和工程的造價，用來取得較好的經(jīng)濟效果。
3.3增強地基承載能力
對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計而言，地基的設(shè)計是整個設(shè)計的重要部分，建筑地基的設(shè)計好壞能夠直接影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用性能。因此，對于建筑地基的設(shè)計就顯得的至關(guān)重要。在對建筑地基進(jìn)行設(shè)計的過程中，進(jìn)行宏觀的把握，要嚴(yán)格的把握地基的承載能力，并且還要對建筑地基的變形和沉降等問題進(jìn)行充分的考慮。對于層數(shù)較高的建筑物而言，其進(jìn)行地基的設(shè)計時通常都會將其設(shè)置在地下室，這樣就能夠有效的對地基的沉降程度降到最小，從而有效的保證了上層結(jié)構(gòu)的牢固性，提高了整個高層建筑的承載能力。除此之外，在進(jìn)行建筑地基設(shè)計的過程中，還要按照相關(guān)的規(guī)定對其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范。對于層數(shù)較多的建筑而言，通常都會對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理來對高層建筑的沉降進(jìn)行有效的控制。
3.4提高耐久性
必須加強高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計，在原來的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導(dǎo)致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進(jìn)行設(shè)計時，主要都集中在造價、材料上，所以只有造價小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計才是滿意的設(shè)計。如今人們的生活水平不斷地提高，對工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時，就要果斷地放棄經(jīng)濟這個指標(biāo)。
3.5扭轉(zhuǎn)問題分析和幾何中心的確定
為了避免由于水平荷載和扭轉(zhuǎn)作用的建筑物破壞，結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的前提下，盡可能使建筑達(dá)到三心合一的目的。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)功能取決于質(zhì)量分布。為了減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡單形式。在某些情況下，街道景觀的要求和限制，城市規(guī)劃的高層建筑，不使用簡單的平面結(jié)構(gòu)，不規(guī)則的平面形成L形、T形、十字形等復(fù)雜形狀，在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規(guī)范允許的布局結(jié)構(gòu)。同時，我們應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)在一個對稱的狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)振動周期包括兩個方面：結(jié)構(gòu)的固有周期的合理控制和振動控制周期可以使周期誤差的開放性降低。
4、結(jié)束語
簡而言之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑出現(xiàn)的基礎(chǔ)，如何科學(xué)地進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計已經(jīng)成為行業(yè)的重點，應(yīng)該突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性，結(jié)合高層建筑的特點，把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點，充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機械性能上的優(yōu)勢，設(shè)計出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品，在實現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時，實現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。
參考文獻(xiàn)
[1]葛斌.淺析鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2011(16)
[2]崔立成.鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個問題[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(01)
篇2
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析
在建筑技術(shù)的不斷發(fā)展下，我國城市中的高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，并且還呈現(xiàn)明顯的增長趨勢，隨著建筑高度的增加，建筑功能、類型的日益復(fù)雜化，使得結(jié)構(gòu)體系也呈現(xiàn)出多樣化特點，在這樣的情況下，怎樣滿足工程建設(shè)需要，構(gòu)建一套準(zhǔn)確高效、符合實際國情的建筑施工技術(shù)體系，成為了施工技術(shù)亟待解決的一項課題。目前，鋼筋混凝土在建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用十分廣泛，與其他結(jié)構(gòu)材料相比，它具有顯著的優(yōu)勢，故在土木工程、房屋建筑中得到了重大的發(fā)展、應(yīng)用，同時也在施工技術(shù)、制作工藝、設(shè)計方法等方面得到了突出的表現(xiàn)。對于多樣化的鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計，尚存在一些問題，下面就鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題，進(jìn)行深入的剖析。
1.1 超長結(jié)構(gòu)問題
在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（下文件簡稱為《規(guī)范》）中，關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長度，其中一條（第9.1.1條）規(guī)定框架結(jié)構(gòu)伸縮縫設(shè)置間距要≤55m，而另一條（第7.1.2條）則規(guī)定，如果采取后澆帶分段的施工方法，可以適當(dāng)增大伸縮縫的設(shè)置間距。在實際設(shè)計中，這兩條規(guī)定的把握較為不易，在工程實例中很難保證結(jié)構(gòu)長度≥55m就設(shè)置一條伸縮縫，并且對于后澆帶分段施工，對于結(jié)構(gòu)的長度很難控制，從而不易產(chǎn)生裂縫。這類問題的產(chǎn)生原因主要是各地區(qū)溫度差異、混凝土收縮應(yīng)力差異造成的。
這類問題的解決必須要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中調(diào)整梁柱配筋的概念。首先，針對長向板鋼筋要設(shè)置為雙層，同時還要對中部的梁板配筋進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰪姟＿@是因為溫度應(yīng)力會對兩側(cè)梁柱，尤其是邊跨柱配筋產(chǎn)生極大的推力，而中部區(qū)域是結(jié)構(gòu)的中點，故其受到的應(yīng)力較大，所以需要對其加強。另外，超長的結(jié)構(gòu)設(shè)計，容易在角部產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，所以還需要加強角部結(jié)構(gòu)。如果結(jié)構(gòu)長度≥70m，為了不設(shè)置伸縮縫，就必須采用特殊措施，如摻入抗裂劑、預(yù)加應(yīng)力等。在設(shè)計長度≥70m的結(jié)構(gòu)時，設(shè)計者必須定量分析溫度和收縮裂縫，同時施加預(yù)應(yīng)力，該方法的效果在眾多的工程實例中都得到了較好的應(yīng)用效果。若無法分析清楚超長結(jié)構(gòu)的受力情況，還是應(yīng)當(dāng)根據(jù)《規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，在結(jié)構(gòu)長度≥55m時就設(shè)置伸縮縫，其實只要處理恰當(dāng)，伸縮縫的設(shè)置是不會對建筑外觀造成太大影響的。
1.2 筏板厚度設(shè)置問題
在樁筏基礎(chǔ)設(shè)計中，筏板厚度值的計算，首先根據(jù)建筑層數(shù)來對筏板厚度來進(jìn)行估算的。一般筏板厚度估算值為50mm×建筑層數(shù)。以一棟28層的住宅建筑為例，筏板厚度估算值為50×28=1400mm。再根據(jù)建筑的排樁情況，對角樁沖切、群樁沖切、墻沖切、邊樁沖切分別進(jìn)行驗算。通常情況下，都用角樁沖切控制板厚，但若是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，由于其墻體不封閉，所以要獲取群樁沖切的邊界值較為困難，另一方面，由于樁群之間會重疊較多，所以群樁沖切取值較為不利。故筆者建議，將幾個大層間的取值作為沖切邊界，所圍區(qū)域內(nèi)的短肢墻體內(nèi)力作為抗力抵消，該方法盡管無法保證絕對的準(zhǔn)確性，但在放大區(qū)域后，對削弱邊界開口效應(yīng)，故其可行性還是值得肯定的。
1.3 強柱弱梁設(shè)計問題
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計中，“強梁弱柱”是基本設(shè)計原則。“強梁弱柱”設(shè)計理念主要是抗震設(shè)防，其抗震設(shè)防的目標(biāo)是“大震不倒、中震可修、小震不壞”。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，柱是核心支撐，若柱受到破壞，會導(dǎo)致建筑的整體坍塌，若梁受到破壞，則僅會對某區(qū)域造成損毀，所以柱破壞造成的損害明顯大于梁破壞，設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要牢固樹立這一設(shè)計理念。對于柱軸壓比，要嚴(yán)格控制在0.9%以內(nèi)。在設(shè)置配筋、柱斷面時，要分部位進(jìn)行處理，并適當(dāng)加強邊柱和角柱，尤其是角柱，最好采取全柱加密箍筋，同時配筋率要≥1%，除小截面柱以外的所有框架柱的縱筋都要≥20，柱筋采用的種類不要太多。對于矩形截面柱，要采取對稱配筋；對于梁，中部筋要配足，支座筋可適當(dāng)降低，以使其在地震作用下形成梁鉸機制，即在地震作用下，首先在梁端產(chǎn)生塑性鉸，以保證柱的受彎承載力比梁大，從而防止柱先屈服。
1.4 地下室外墻、底板配筋計算問題
在計算地下室外、底板墻配筋時，常出現(xiàn)實際情況與假設(shè)條件不相符的問題。以地下室外墻配筋計算為例，有的設(shè)計人員將凡是帶扶壁柱的外墻，不論扶壁柱大小，均按雙向板進(jìn)行配筋計算，但按照地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果，對扶壁柱配筋，又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。從扶壁柱與外墻變形協(xié)調(diào)原理來看，該配筋計算方式下，扶壁柱配筋不足，外墻豎向配筋偏少，外墻橫向配筋過多。針對這一問題，筆者建議：將有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的且與外墻相垂直的外墻板塊、較大尺寸扶壁柱（如外框架柱）間的外墻板塊的配筋按照雙向板進(jìn)行計算，其他外墻的配筋均按單向板進(jìn)行計算。
1.5 地下室設(shè)計問題
在進(jìn)行高層建筑的地下室設(shè)計時，還要考慮地下水位問題，由于人為無法控制地下水位上漲，所以一旦發(fā)生地下水位上漲，就會對地下室乃至整棟建筑產(chǎn)生影響。因此，在設(shè)計地下室時，要盡量簡化地下室輪廓，以利于防水。尤其是柱下承臺的地下室，柱下承臺會將基槽地模產(chǎn)生較多陰陽角，使其形狀復(fù)雜化，這就增加了防水施工的難度，延長了施工時間，不僅無法保證防水質(zhì)量，更會增加工程造價。對于該問題，筆者建議采用反承臺法：使承臺下皮標(biāo)高與地下室底板相等，并在地下室內(nèi)部覆土。該做法會簡化基槽地模的形狀，減小施工難度，縮短工期，保證施工質(zhì)量。同時，覆土重量還會對抗消除地下室底板的水浮力。
2 結(jié)束語
隨著建筑技術(shù)的不斷提高，城市中涌現(xiàn)出了越來越多的高層建筑。隨著建筑高度的增加，建筑功能、類型的日益復(fù)雜化，使得結(jié)構(gòu)體系也呈現(xiàn)出多樣化特點，這就使得結(jié)構(gòu)設(shè)計成為了建筑設(shè)計中的一個難點和重點。
參考文獻(xiàn)：
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篇3
在高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，為了更好發(fā)揮出高層建筑的功能，實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定，必須加強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工。設(shè)計是形成高層建筑質(zhì)量，在初始時期控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，要站在為社會和行業(yè)發(fā)展負(fù)責(zé)的高度看待和重視高層建筑設(shè)計中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)工作，形成對設(shè)計重點和細(xì)節(jié)的把握，提高高層建筑設(shè)計環(huán)節(jié)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作水平。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該突出設(shè)計的內(nèi)涵，體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的靈魂，對高層建筑設(shè)計中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問題進(jìn)行全面思考，從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制和管理，進(jìn)而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)的達(dá)成起到重點方面和體系方面的支撐作用。
1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)涵
高質(zhì)量進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作必須要體現(xiàn)設(shè)計的靈魂，我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的靈魂總結(jié)為如下幾點：
1.1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性
高層建筑設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度和功能時要以突出安全性為第一要務(wù)，要確保在設(shè)計年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種負(fù)荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性，同時要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。
1.2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性
高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要有年限上的考慮，要在規(guī)定的年限上實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能連續(xù)，形成有益于實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的耐久性基礎(chǔ)。
1.3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性
通過高層建筑設(shè)計工作的突出，要實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有在一定時間內(nèi)功能的實現(xiàn)，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。
2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵問題
2.1短肢剪力墻的設(shè)計
高層建筑設(shè)計短肢剪力墻具有強烈的功能性，但是，短肢剪力墻的設(shè)置需要遵照一定的規(guī)范，切不可在設(shè)計中頻繁采用，也不能布設(shè)過多，應(yīng)該在確保高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)到的范圍內(nèi)，盡量降低短肢剪力墻的設(shè)計數(shù)量，這樣的設(shè)計可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工和處理過程中的難度。
2.2結(jié)構(gòu)體系的選擇
高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系是整個設(shè)計工作的選擇重點，通常的設(shè)計方式是：要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度的前提下，優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)對形變和強度的范圍上的滿足。
2.3結(jié)構(gòu)高度的控制
在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中常會出現(xiàn)超高的問題，這不利于高層建筑物抗震性能的實現(xiàn)，由于不同高度會出現(xiàn)不同級別的設(shè)計規(guī)范形式，因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度出現(xiàn)變化時，特別是出現(xiàn)超高問題時，要重新進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作。
3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
3.1加強抗震功能
高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此，需要重視抗震這一環(huán)節(jié)，要在設(shè)計工作中將抗震設(shè)計作為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素和關(guān)鍵影響。高層房屋結(jié)構(gòu)的層數(shù)多或者房屋結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如房屋結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取≥12的數(shù)，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進(jìn)行總剛性的分析時，它的振型數(shù)才可以取得更大些。在對建筑物的框架柱進(jìn)行設(shè)計的過程中，要對其面積進(jìn)行全面的控制，保證其在一定的范圍之內(nèi)，這樣才能夠有效的提高建筑的質(zhì)量。在對配筋進(jìn)行設(shè)計的過程中，不但要對建筑的配筋進(jìn)行不斷的加強，而對于支座的部分要按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣才能夠有效的增強建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。
3.2高強混凝土合理運用
在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設(shè)計的時候使用高強混凝土，這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設(shè)施的實施難度和工程的造價，用來取得較好的經(jīng)濟效果。
3.3增強地基承載能力
對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計而言，地基的設(shè)計是整個設(shè)計的重要部分，建筑地基的設(shè)計好壞能夠直接影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用性能。因此，對于建筑地基的設(shè)計就顯得的至關(guān)重要。在對建筑地基進(jìn)行設(shè)計的過程中，進(jìn)行宏觀的把握，要嚴(yán)格的把握地基的承載能力，并且還要對建筑地基的變形和沉降等問題進(jìn)行充分的考慮。對于層數(shù)較高的建筑物而言，其進(jìn)行地基的設(shè)計時通常都會將其設(shè)置在地下室，這樣就能夠有效的對地基的沉降程度降到最小，從而有效的保證了上層結(jié)構(gòu)的牢固性，提高了整個高層建筑的承載能力。除此之外，在進(jìn)行建筑地基設(shè)計的過程中，還要按照相關(guān)的規(guī)定對其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范。對于層數(shù)較多的建筑而言，通常都會對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理來對高層建筑的沉降進(jìn)行有效的控制。
3.4提高耐久性
必須加強高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計，在原來的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導(dǎo)致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進(jìn)行設(shè)計時，主要都集中在造價、材料上，所以只有造價小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計才是滿意的設(shè)計。如今人們的生活水平不斷地提高，對工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時，就要果斷地放棄經(jīng)濟這個指標(biāo)。
3.5扭轉(zhuǎn)問題分析和幾何中心的確定
為了避免由于水平荷載和扭轉(zhuǎn)作用的建筑物破壞，結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的前提下，盡可能使建筑達(dá)到三心合一的目的。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)功能取決于質(zhì)量分布。為了減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡單形式。在某些情況下，街道景觀的要求和限制，城市規(guī)劃的高層建筑，不使用簡單的平面結(jié)構(gòu)，不規(guī)則的平面形成L形、T形、十字形等復(fù)雜形狀，在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規(guī)范允許的布局結(jié)構(gòu)。同時，我們應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)在一個對稱的狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)振動周期包括兩個方面：結(jié)構(gòu)的固有周期的合理控制和振動控制周期可以使周期誤差的開放性降低。
3.6加強概念設(shè)計
高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時又要注意其抗震設(shè)計、抗風(fēng)設(shè)計等基礎(chǔ)要素。新時期應(yīng)該加強概念設(shè)計，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的彈性設(shè)計上，盡量要滿足延展性的需求，這是高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展的趨勢。
4、結(jié)束語
簡而言之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑出現(xiàn)的基礎(chǔ)，如何科學(xué)地進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計已經(jīng)成為行業(yè)的重點，應(yīng)該突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性，結(jié)合高層建筑的特點，把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點，充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機械性能上的優(yōu)勢，設(shè)計出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品，在實現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時，實現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。
參考文獻(xiàn)
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篇4
1 小高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅基本結(jié)構(gòu)形式
1.1 框架結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點主要有空間比較大、靈活性強、具有抗震能力、工程造價低，但是，如果柱截面的厚度大于墻厚就會造成墻柱腳向外凸出，這樣不僅影響購房者家具布置還影響室內(nèi)美觀，有時，住宅中間的房間分隔處呈現(xiàn)不規(guī)則現(xiàn)象，使住宅難以進(jìn)行布置。
1.2 框架整體結(jié)構(gòu)中的剪力墻
框架整體結(jié)構(gòu)中的剪力墻是在整體框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻目前為止，它是我國在小高層住宅中應(yīng)用最為廣泛的一種主要結(jié)構(gòu)形式。剪力墻主要特點是平面中靈活性較強，實用性、合理的結(jié)構(gòu)，這樣能有效地將框架、剪力墻的不同性能中抗側(cè)力很好的展示出來，使它們發(fā)揮不同的作用。
1.3 大開間剪力墻結(jié)構(gòu)
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)水平不斷提高，最先建造的小開間剪力墻體系住宅在整體建筑中的功能性和局限性變得越來越突出。從建筑強度方面來講，小開間結(jié)構(gòu)中墻體的應(yīng)有作用不能得到更好的發(fā)揮，如果添加較多的剪力墻還會增加更大的地震力，而且工程費用也會隨之增加，另外，小開間剪力墻的結(jié)構(gòu)自我承重能力較大，相對應(yīng)也增加了基礎(chǔ)資金，所以，就誕生了大開間剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻的間距應(yīng)該在大于4.5m且小于7.5m，進(jìn)深在大于7.5m且小于11m，室內(nèi)一般不會布置縱橫的剪力墻，根據(jù)具體情況可按照住戶的需求進(jìn)行靈活分隔，如需室內(nèi)有新變化還可以進(jìn)行重新布置。
1.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)
墻肢截面的高度與厚度比在5至8的剪力墻就稱之為短肢剪力墻，它是介于異性框架柱與普通剪力墻之間的一種剪力墻，這種剪力墻結(jié)構(gòu)體系無論是在建筑功能與結(jié)構(gòu)形式上還是在投資效益與節(jié)能指標(biāo)都具有著良好的效果，目前，這已經(jīng)成為小高層住宅的主要剪力墻結(jié)構(gòu)形式。
2 小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要特點
2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素
在小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中水平荷載逐漸成為其主要控制因素，處在低層的住宅中，一般都是以重力為依據(jù)進(jìn)行豎向的荷載，利用它來對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行控制，而且在小高層住宅中，雖然豎向荷載能對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生較大影響，但也會成為主要控制因素。對于某項特定的建筑來說，豎向荷載大體上是定值，水平荷載中的風(fēng)荷載與抗震作用中的數(shù)值都是伴隨著不同的動力特性而產(chǎn)生較大幅度變化。
2.2 軸向變形
對于采用框架體系的小高層住宅或者是采用剪刀墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸距與壓力基本上都是大于邊柱的軸距與壓力，這樣就會使中柱的軸向因為壓縮導(dǎo)致變形大于邊柱的軸向壓縮導(dǎo)致的變形。屋內(nèi)舉架較高時，因為差異軸向的變形能達(dá)到較大的數(shù)值，產(chǎn)生的后果不亞于連續(xù)梁中間的支座發(fā)生沉陷。
2.3 側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標(biāo)
小高層與多層住宅不同，小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素逐漸變成結(jié)構(gòu)側(cè)移，多層住宅已經(jīng)不能滿足人民日益增長的需要，房屋建筑的高度正在逐漸增加，水平荷載的結(jié)構(gòu)體系因為側(cè)移發(fā)生的變形不斷增大，結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移應(yīng)與棚頂成正比。因此，在最初設(shè)計小高層住宅時，對結(jié)構(gòu)的強度要求很高，還要具備足夠的抗側(cè)移剛度，使水平荷載結(jié)構(gòu)控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。其中有三方面的原因，包括：因為側(cè)移會使居住者不舒服，從而影響正常的居住；因為側(cè)移室內(nèi)的隔墻、圍護(hù)墻包括室內(nèi)的材料都會出現(xiàn)裂痕或是不同程度的損壞，甚至電梯也有可能因此不能正常工作。
2.4 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)
相較于多層住宅，小高層住宅的結(jié)構(gòu)會更加“柔”，其抗震作用下的變形就會無形加大。為了使結(jié)構(gòu)能具有較強的變形能力，避免建筑物坍塌，應(yīng)對建筑構(gòu)造方面采取更加恰當(dāng)?shù)南鄳?yīng)措施，以確保結(jié)構(gòu)延性。
3 小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略
3.1 優(yōu)化設(shè)計的方法
現(xiàn)階段，設(shè)計分析軟件在優(yōu)化過程中并沒有完全成熟，主要是對小高層住宅結(jié)構(gòu)的分析軟件應(yīng)用，利用人工分析進(jìn)行調(diào)整，通過概念設(shè)計方法，針對不同的結(jié)構(gòu)選型以及布置，對正在進(jìn)行的方案不斷的做比較分析，比較之后選擇最為理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用最為廣泛同時也是最簡單的優(yōu)化方法。利用概念設(shè)計的方法選擇的方案是為合理經(jīng)濟的，雖然耗費人力、物力、財力以及時間，但是對設(shè)計人員的素質(zhì)要求就相對較高，利用設(shè)計人員的經(jīng)驗進(jìn)行人工優(yōu)化方法依舊是建筑單位所普遍采用的主要方法之一。即便是同一小高層住宅的方案，所選擇的結(jié)構(gòu)也是不盡相同的，也可以有不同的布置方案，在確定小高層住宅的結(jié)構(gòu)布置時，同一種荷載情況也會有不同的分析方法，在整個分析的過程中設(shè)計參數(shù)、設(shè)計材料、荷載的取值范圍也是多選擇的，就連對小高層住宅內(nèi)的細(xì)微部分處理也是不同的，上述問題，即便是利用計算機技術(shù)也是無法全部解決的，這就需要設(shè)計人員通過自己的努力做出判斷。然而判斷的內(nèi)容只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用普遍的規(guī)律下進(jìn)行指導(dǎo)，這是通過具體實踐經(jīng)驗得出的結(jié)論。因此，概念設(shè)計是由設(shè)計人員通過諸多備選方案進(jìn)行選擇。
3.2 性能分析
3.2.1 抗震性能分析
對于整體結(jié)構(gòu)來講，足夠的承載能力以及變形能力是能同時滿足條件的兩方面需求。結(jié)合概念設(shè)計的最新理念，分別對兩種不同的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行細(xì)致的研究分析。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對于結(jié)構(gòu)的要求必須具有一定的承載能力以及適當(dāng)?shù)膭偠取Ｐ「邔拥慕Y(jié)構(gòu)及其使用功能和安全性與側(cè)移大小有著密切的關(guān)系，側(cè)移過大會使隔墻和保護(hù)墻以及材料出現(xiàn)裂痕以及損害。其結(jié)構(gòu)必須按照規(guī)定內(nèi)的百分點對于不利情況計算出結(jié)構(gòu)體系的層間位移角，框剪結(jié)構(gòu)要大于剪力墻的結(jié)構(gòu)，這兩種姐都都要小于規(guī)范要求，且有較大的充裕量，這說明兩種結(jié)構(gòu)都要滿足剛度的要求。只是針對使用性能來講，剪力墻的墻體過多，結(jié)構(gòu)自我承重力大，導(dǎo)致較大地震作用，混凝土和鋼材的使用量也高，與此同時還增加了基礎(chǔ)工程的投資建設(shè)，限制了建筑方面的靈活運用。因為框架結(jié)構(gòu)能夠形成自由且靈活性強的利用空間，更容易滿足不同建筑的功能性，剪力墻具有比較大的抗側(cè)移剛度，這樣就會增加抗震力，從而減少了結(jié)構(gòu)側(cè)移。
結(jié)論
綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平在不斷提高，相對地對小高層住宅產(chǎn)生極大的興趣和購買意愿，對于住宅的功能提出較高的標(biāo)準(zhǔn)要求，購房者希望住房在居住過程中能滿足較大的靈活性、實用性、變換性、多功能性的需求，所以，住房設(shè)計人員應(yīng)在拿到開發(fā)商的設(shè)計圖紙后，為消費者著想，力圖經(jīng)濟、適用、美觀的原則為社會做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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篇5
高層建筑結(jié)構(gòu)形式趨于多樣化，高層建筑的表現(xiàn)形式也多種多樣，但隨之所帶來的弊端也越來越多的表現(xiàn)出來。由于目前沒有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋細(xì)部節(jié)點的統(tǒng)一做法，造成設(shè)計單位或施工單位在節(jié)點鋼筋設(shè)計的容易出現(xiàn)鋼筋配筋率過大或者鋼筋錨固不足等現(xiàn)象的出現(xiàn)，設(shè)計單位應(yīng)該考慮在某些節(jié)點鋼筋實際操作的困難及由此產(chǎn)生的對結(jié)構(gòu)的影響。
1.關(guān)于強柱弱梁的設(shè)計理念
強柱弱梁的概念主要是針對小震不壞，中震可修，大震不倒的抗震設(shè)防目標(biāo)而提出的。柱破壞了建筑物整個都會傾覆，而梁破壞則僅是某個區(qū)域失效，因此，柱較之梁破壞的損害更大，當(dāng)前我們的經(jīng)濟已高速發(fā)展，我們結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計中一定要將這一概念設(shè)計貫徹下去。必須嚴(yán)格控制柱軸壓比，軸壓比在任何情況下均不宜超過0.9%，且我們對柱斷面及配筋設(shè)置時應(yīng)分部位處理，建議邊柱，角柱應(yīng)適當(dāng)加強，特別是角柱，建議應(yīng)全柱加密箍筋，且配筋率不宜小于1%，所有框架柱，不包括小截面柱，建議縱筋均應(yīng)大于20，且柱筋品種不宜過多，矩形截面柱盡可能對稱配筋。而對梁配筋則建議應(yīng)配足梁中部筋，而支座筋則可通過調(diào)幅讓其適當(dāng)降低，以使地震作用下能形成梁鉸機制，防止柱先于梁屈服，使梁端能首先產(chǎn)生塑性鉸，保證柱端的實際受彎承載力大于梁端的實際受彎承載力。
2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計常見的問題及解決方案
2.1關(guān)于超長結(jié)構(gòu)的問題
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范第9.1.1條中規(guī)定鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為55m，而7.1.2條則規(guī)定當(dāng)采取后澆帶分段施工，專門的預(yù)加應(yīng)力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據(jù)的，伸縮縫間距可適當(dāng)增大。這兩條使我們在實際設(shè)計過程中較難把握。工程實例中超過55m就設(shè)置伸縮縫，這顯然是很難保證的，而且在采取后澆帶分段施工后很難控制房屋的長度而不至于產(chǎn)生裂縫等不良現(xiàn)象。
出現(xiàn)此類狀況這取決于各地區(qū)的溫差及混凝土不同的收縮應(yīng)力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須對梁柱配筋進(jìn)行概念上的調(diào)整。首先是長向板鋼筋應(yīng)雙層設(shè)置，并適當(dāng)加強中部區(qū)域的梁板配筋，中部區(qū)域作為一個中點必然受較大應(yīng)力，而兩側(cè)梁柱，特別是邊跨的柱配筋必須加強以抵抗溫度應(yīng)力帶來的推力，而超長結(jié)構(gòu)在角部容易產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)也須我們在設(shè)計中對角部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)超過70m時，應(yīng)采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫，如采用預(yù)加應(yīng)力，摻入抗裂外加劑等等，而且作為超過70m的結(jié)構(gòu)，必須對溫度及收縮裂縫采取定量的分析，并相應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力，這在許多工程實例中應(yīng)用的效果也是眾目共睹的。如果對超長結(jié)構(gòu)，不能有效的分析清楚受力情況，建議還是應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫，畢竟建筑上縫只要處理得當(dāng)還是不影響觀瞻的。
2.2關(guān)于樁筏基礎(chǔ)設(shè)計中對于筏板厚度的取值問題
樁筏基礎(chǔ)設(shè)計中對于筏板厚度的取值，一般是先按建筑層數(shù)估算筏板厚度，常規(guī)是按層數(shù)×50mm來估算。例如一幢十八層的小高層住宅，我們則先按18×50=900mm設(shè)定筏板厚，然后再根據(jù)排樁情況，分別驗算角樁沖切，邊樁沖切及墻沖切，群樁沖切。一般情況均為角樁沖切來控制板厚，但這里主要強調(diào)一個短肢剪力墻結(jié)構(gòu)下的群樁沖切，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體不封閉，故取值群樁沖切邊界時有相當(dāng)大的困難，而群樁沖切由于樁群重疊面積較大，應(yīng)是一種不利狀態(tài)。因此，一般建議是取值幾個大層間近似作為沖切邊界，所圍區(qū)域內(nèi)短肢墻體內(nèi)力則作為抗力抵消，雖不完全準(zhǔn)確，但區(qū)域放大后，邊界的開口效應(yīng)有所削弱，是可行的。
2.3關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題
從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，較節(jié)約。出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基。必要時可加較大跨度的周圈窗井。窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應(yīng)按挑板計算。當(dāng)然此問題并不絕對，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時，可靈活考慮。當(dāng)?shù)叵滤缓芨撸龌A(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問題。此外，從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。當(dāng)為多層建筑時，結(jié)構(gòu)也可謙讓一下建筑。
2.4關(guān)于板面設(shè)置溫度應(yīng)力筋的問題
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010第9.1.8條規(guī)定在溫度收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)，鋼筋間距不宜大于200mm，，板的上下表面沿縱橫兩個方向的配筋率均不宜小于0.1%。對于規(guī)則較短的建筑物我們可以在各樓面邊跨及屋面層設(shè)置相應(yīng)的溫度應(yīng)力鋼筋，而對于超長結(jié)構(gòu)，則建議在超長結(jié)構(gòu)的長向均應(yīng)設(shè)置雙層鋼筋。其余部位則可因人而異，功能重要的區(qū)域設(shè)置，有條件的建設(shè)子項設(shè)置，而不必過于強調(diào)。另外值得注意的問題是: 當(dāng)?shù)叵率曳ぐ搴穸却笥?200mm時，可在筏板中間配置溫度收縮應(yīng)力鋼筋以抵抗大體積混凝土所產(chǎn)生的收縮及溫度應(yīng)力，配筋量建議取1/2筏板厚的0.1%，且不小于Φ12@200。
2.5關(guān)于對梁筏基礎(chǔ)板筋位置的設(shè)置問題
彈性梁筏基礎(chǔ)，由于考慮水浮力下底板所受向上的反向力，設(shè)計人員會要求筏板面筋能置于地梁主筋以下，而地梁配筋有時較多甚至配置雙排筋，再加上梁箍筋則施工中引起板筋的彎折相當(dāng)困難，遇到人防工程則更難施工。從受力傳遞過程來說，板筋設(shè)置必須準(zhǔn)確，但考慮施工困難及相應(yīng)板保護(hù)層的損失，建議可以作適當(dāng)放松。
2.6關(guān)于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點問題
短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中有兩個重點問題值得我們防范,處理不當(dāng)經(jīng)常會成為薄弱環(huán)節(jié),這也是抗震審查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問題。
2.6.1對普通長墻的界定，高規(guī)JGJ3-2010第7.1.8條中規(guī)定一般剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻，短肢剪力墻是指截面高度與厚度之比為5～8的剪力墻。這明顯出現(xiàn)了一些難度,高厚比為7.9 倍及8.1倍的兩種墻受力特性截然不同，由此而引起的配筋亦相差甚遠(yuǎn)(對四級剪力墻而言，短肢剪力墻在一般部位的配筋率要求大于1.0%，而普通墻則僅要求邊緣構(gòu)件配筋率0.4%，墻身部分配筋率僅為0.2%。)因此在布置長墻時建議控制高厚比大于9，這樣就與短肢剪力墻有所區(qū)分而不會混淆。
2.7關(guān)于地基與基礎(chǔ)設(shè)計的問題
地基與基礎(chǔ)設(shè)計一直也是值得結(jié)構(gòu)工程師非常重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計工作的進(jìn)行，同時，也是因為地基基礎(chǔ)也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計時，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計或后期設(shè)計工作造成較大的影響。
3.結(jié)語
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)雖然相對簡單，但設(shè)計中仍有很多需要注意的問題，只有熟練地掌握規(guī)范，并具有良好的結(jié)構(gòu)概念，才能設(shè)計出既安全又經(jīng)濟適用的優(yōu)秀作品。
參考文獻(xiàn)
[1]張麗.淺談建筑結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計[J]；黑龍江科技信息；2011年13期
篇6
Key words: small high-rise; frame structure; design
中圖分類號：TU2
一、小高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
1、水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素。在低層住宅中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計;而在小高層住宅中，盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生著重要影響，但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說，豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2、軸向變形不容忽視。對于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時，此種差異軸向變形將會達(dá)到很大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生沉陷，使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
3、側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標(biāo)。與低層住宅不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素。隨著房屋高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移一般與房屋高度H的四次方成正比。在設(shè)計小高層住宅時，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，而且還要有足夠的抗側(cè)移剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移控制在一定的范圍內(nèi)。這是因為:①過大的側(cè)移會使人不舒服，影響房屋的正常使用。②過大的側(cè)移會使隔墻、圍護(hù)墻以及它們的高級飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞，也會使電梯軌道變形而導(dǎo)致不能正常運行。③過大的側(cè)移會因P一效應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，甚至因側(cè)移與附加內(nèi)力的惡性循環(huán)導(dǎo)致建筑物的倒塌。
4、結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)。相對于低層住宅而言，小高層住宅更柔一些，地震作用下的變形就更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
二、小高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略
1、優(yōu)化設(shè)計的方法。當(dāng)前，在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件的情況下，主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件，采用人工分析進(jìn)行調(diào)整，運用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進(jìn)行方案分析比較，以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟的，雖其費工費時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高，但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗進(jìn)行人工優(yōu)化的方法仍是當(dāng)前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))布置方案;確定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細(xì)部的處理更是不盡相同等等，這些問題目前計算機是無法完全解決的，都需要設(shè)計人員自己做出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進(jìn)行，這便是前面所說的概念設(shè)計。因此，概念設(shè)計存在于設(shè)計師對多種備選方案進(jìn)行選擇的過程中。
2、性能分析 （1）抗震性能分析。對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念，對上述兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學(xué)研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠取８邔咏Y(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。 但就使用性能方面，剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體太多，結(jié)構(gòu)自重大，導(dǎo)致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎(chǔ)工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的特點是平面使用靈活，適用性強，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當(dāng)大的抗側(cè)移剛度，從而使框一剪結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力，也大大減少了結(jié)構(gòu)的側(cè)移。 （2）經(jīng)濟性比較。我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費的計算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費相差不是很多，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最大，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最小。其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架―剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架―剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架―剪力墻結(jié)構(gòu)的最小，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的次之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的稍微較大，三種結(jié)構(gòu)體系直接費最大相差不到45元/m²元。
三、小高層框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施
1、梁的抗震構(gòu)造 （1）梁截面尺寸:為了防止梁發(fā)生斜裂縫破壞、斜壓型脆性破壞，框架梁截面尺寸必須滿足如下要求:梁的截面寬度與高度之比為6/h , 0.25 ,且b不宜小于200mm，也不宜小于1/2柱寬;同時應(yīng)滿足高跨比ln/h4;梁最大平均剪應(yīng)力為V/bho≤ 0.20f。其中，b、h、ho分別為梁截面寬度、高度、有效高度;V為梁端組合剪力設(shè)計值;f為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。 （2）梁的配筋率:為了保證梁的變形能力，使框架結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率應(yīng)能使梁端截面的受壓區(qū)相對高度滿足以下要求:一級框架0.25ho;二級框架x50.35ha，同時，縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5%。 （3）梁的箍筋:為了保證梁有足夠的延性，提高塑性鉸區(qū)壓區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變值，并防止在塑性鉸區(qū)內(nèi)最終發(fā)生斜裂縫破壞，在梁端縱筋屈服范圍內(nèi)加密封閉式箍筋，對提高梁的變形能力十分有效。同時，為了防止壓筋過早壓曲，應(yīng)嚴(yán)格遵照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》限制箍筋的間距。 （4）梁內(nèi)縱筋錨固:在反復(fù)恒載作用下，在縱向鋼筋埋入梁柱節(jié)點的相當(dāng)長度范圍內(nèi)，混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力將發(fā)生嚴(yán)重破壞，因此應(yīng)注意在地震作用下框架梁中縱向鋼筋的錨固長度，一般應(yīng)比《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中所規(guī)定的受拉鋼筋基本錨固長度大。
篇7
在現(xiàn)代高層建筑工程施工中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，在提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性與耐久性等方面發(fā)揮著非常重要的作用。做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是高層建筑工程質(zhì)量的重要保證。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該突出設(shè)計的內(nèi)涵，體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重要功能，對高層建筑設(shè)計中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問題進(jìn)行全面思考，從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計控制和管理，進(jìn)而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)的達(dá)成起到重點方面和體系方面的支撐作用。
1做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義
做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計工作必須要體現(xiàn)設(shè)計的重要功能，我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本要求總結(jié)為如下幾點：
1.1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性
高層建筑設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度和功能時要以突出安全性為第一要務(wù)，要確保在設(shè)計年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種負(fù)荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性，同時要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。
1.2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性
高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要有年限上的考慮，要在規(guī)定的年限上實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能連續(xù)，形成有益于實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的耐久性基礎(chǔ)。
1.3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性
通過高層建筑設(shè)計工作的突出，要實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有在一定時間內(nèi)功能的實現(xiàn)，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。
2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵問題
2.1短肢剪力墻的設(shè)計
高層建筑設(shè)計短肢剪力墻具有強烈的功能性，但是，短肢剪力墻的設(shè)置需要遵照一定的規(guī)范，切不可在設(shè)計中頻繁采用，也不能布設(shè)過多，應(yīng)該在確保高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)到的范圍內(nèi)，盡量降低短肢剪力墻的設(shè)計數(shù)量，這樣的設(shè)計可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工和處理過程中的難度。
2.2結(jié)構(gòu)體系的選擇
高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系是整個設(shè)計工作的選擇重點，通常的設(shè)計方式是：要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度的前提下，優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)對形變和強度的范圍上的滿足。
2.3結(jié)構(gòu)高度的控制
在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中常會出現(xiàn)超高的問題，這不利于高層建筑物抗震性能的實現(xiàn)，由于不同高度會出現(xiàn)不同級別的設(shè)計規(guī)范形式，因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度出現(xiàn)變化時，特別是出現(xiàn)超高問題時，要重新進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作。
2.4建筑結(jié)構(gòu)平面的設(shè)計
若對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計無特殊要求，則要盡量選用形狀規(guī)則而簡單的平面布置結(jié)構(gòu)，以此合理分布承載力和剛度，并弱化風(fēng)力影響。如對于A級高層建筑而言，不適宜將其設(shè)計為細(xì)腰形或角部重疊式的平面圖形，而且出于對扭轉(zhuǎn)的考慮，必須將豎向構(gòu)件水平和層間最大位移控制在該樓層平均位移值的1.2倍和1.5倍之內(nèi)；對于必須設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)防震縫，其縫寬、高度通常分別大于100mm和小于15m；若防震縫兩側(cè)具有不同的房屋高度，則要根據(jù)低高度房屋確定縫寬；雖然不提倡采用短肢剪力墻，但若不得不采用，則必須使其截面厚度低于30cm，且每個肢截面的高厚最大比值必須處于4-8之間。
3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
3.1加強抗震功能
高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此，需要重視抗震這一環(huán)節(jié)，要在設(shè)計工作中將抗震設(shè)計作為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素和關(guān)鍵影響。高層房屋結(jié)構(gòu)的層數(shù)多或者房屋結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如房屋結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取≥12的數(shù)，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進(jìn)行總剛性的分析時，它的振型數(shù)才可以取得更大些。在對建筑物的框架柱進(jìn)行設(shè)計的過程中，要對其面積進(jìn)行全面的控制，保證其在一定的范圍之內(nèi)，這樣才能夠有效的提高建筑的質(zhì)量。在對配筋進(jìn)行設(shè)計的過程中，不但要對建筑的配筋進(jìn)行不斷的加強，而對于支座的部分要按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣才能夠有效的增強建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。
3.2高強混凝土合理運用
在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設(shè)計的時候使用高強混凝土，這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設(shè)施的實施難度和工程的造價，用來取得較好的經(jīng)濟效果。
3.3增強地基承載能力
對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計而言，地基的設(shè)計是整個設(shè)計的重要部分，建筑地基的設(shè)計好壞能夠直接影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用性能。因此，對于建筑地基的設(shè)計就顯得的至關(guān)重要。在對建筑地基進(jìn)行設(shè)計的過程中，進(jìn)行宏觀的把握，要嚴(yán)格的把握地基的承載能力，并且還要對建筑地基的變形和沉降等問題進(jìn)行充分的考慮。對于層數(shù)較高的建筑物而言，其進(jìn)行地基的設(shè)計時通常都會將其設(shè)置在地下室，這樣就能夠有效的對地基的沉降程度降到最小，從而有效的保證了上層結(jié)構(gòu)的牢固性，提高了整個高層建筑的承載能力。除此之外，在進(jìn)行建筑地基設(shè)計的過程中，還要按照相關(guān)的規(guī)定對其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范。對于層數(shù)較多的建筑而言，通常都會對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理來對高層建筑的沉降進(jìn)行有效的控制。
3.4提高耐久性
必須加強高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計，在原來的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導(dǎo)致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進(jìn)行設(shè)計時，主要都集中在造價、材料上，所以只有造價小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計才是滿意的設(shè)計。如今人們的生活水平不斷地提高，對工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時，就要果斷地放棄經(jīng)濟這個指標(biāo)。
3.5扭轉(zhuǎn)問題分析和幾何中心的確定
為了避免由于水平荷載和扭轉(zhuǎn)作用的建筑物破壞，結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的前提下，盡可能使建筑達(dá)到三心合一的目的。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)功能取決于質(zhì)量分布。為了減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡單形式。在某些情況下，街道景觀的要求和限制，城市規(guī)劃的高層建筑，不使用簡單的平面結(jié)構(gòu)，不規(guī)則的平面形成L形、T形、十字形等復(fù)雜形狀，在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規(guī)范允許的布局結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)振動周期包括兩個方面：結(jié)構(gòu)的固有周期的合理控制和振動控制周期可以使周期誤差的開放性降低。
4、結(jié)束語
綜上所述，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑的基礎(chǔ)，如何科學(xué)地進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計已經(jīng)成為行業(yè)的重點，在設(shè)計中應(yīng)該把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點，充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機械性能上的優(yōu)勢，設(shè)計出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品，在實現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時，實現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。
參考文獻(xiàn)
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篇8
鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的，我們在設(shè)計時要選用適合的抗震結(jié)構(gòu)，注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇，減小地震的作用力，增強地震的抵抗力，從而達(dá)到高層建筑抗震的目的。
1．鋼筋混凝土高層建筑抗震設(shè)計存在的問題
1.1 工程地質(zhì)勘查資料不全
在設(shè)計初期，設(shè)計人員應(yīng)該及時掌握施工場地的地質(zhì)情況，但是往往在設(shè)計過程中，卻沒有建筑場地巖土工程的勘察資料，就不能很好的進(jìn)行地基設(shè)計，給建筑物的結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。
1.2 建筑材料不滿足要求
對于材料而言，我們要明確這樣一個道理:地震對結(jié)構(gòu)作用的大小幾乎與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量成正比。一般說在相同條件下，質(zhì)量大，地震作用就大，震害程度就大，質(zhì)量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護(hù)墻以及屋面構(gòu)件中，廣泛采用多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶粒混凝土、加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質(zhì)材料，將能顯著改善建筑物的抗震性能。
1.3 建筑物本身的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計
建筑物如果平面布置復(fù)雜，致使質(zhì)心與剛心不重合，在地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，加劇了地震的破壞作用，海城地震和唐山地震中有不少類似震害實例。臺灣 9.21 地震中，一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，在水平地震作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而破壞倒塌，同時撞壞相鄰建筑上部的陽臺。
1.4 平面布局的剛度不均
抗震設(shè)計要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計存在嚴(yán)重的不對稱：一邊進(jìn)深大，一邊進(jìn)深小；一邊設(shè)計大開間，一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。 平面形狀采用 L、π 形不規(guī)則平面等，造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫的住宅，一側(cè)為進(jìn)出車需要，取消全部外縱墻，另一側(cè)不需進(jìn)出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。 這些都對抗震極為不利。
1.5 防震縫設(shè)置不規(guī)范
對于高層建筑存在下列三種情況時，宜設(shè)防震縫：平面各項尺寸超過《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》(JGJ3-91)中表 2.2.3 的限值而無加強措施；房屋有較大錯層；各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未設(shè)防震縫。
1.6 結(jié)構(gòu)抗震等級掌握不準(zhǔn)
結(jié)構(gòu)抗震等級有的提高了，而有的又降低了，主要是對場地土類型、結(jié)構(gòu)類型、建筑高度、設(shè)防烈度等因素綜合評定不準(zhǔn)造成。
上述這些問題的存在，倘若不能得到改正，勢必對建筑物的安全帶來隱患。上述這些問題的原因是多方面的，這就需要設(shè)計人員從設(shè)計的角度避免這些問題的出現(xiàn)，防止將這種問題帶入施工中，從而保證高層建筑的抗震性。
2．高層建筑抗震設(shè)計對策
2.1 結(jié)構(gòu)規(guī)則性
建筑物尤其是高層建筑物設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計要求，對建筑進(jìn)行合理的布置，大量地震災(zāi)害表明，平立面簡單且對稱的結(jié)構(gòu)類型建筑物在地震時具有較好的抗震性能，因為該種結(jié)構(gòu)建筑容易估計出其地震反映，易于采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施并且進(jìn)行細(xì)部處理。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗側(cè)力構(gòu)件布置、承載力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面對稱均勻，體型簡單，結(jié)構(gòu)剛度，質(zhì)量沿建筑物豎向變化均勻，同時應(yīng)保證建筑物有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響，并應(yīng)盡量滿足建筑物在豎向上重力荷載受力均勻，以盡量減小結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力和豎向構(gòu)件間差異變形對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。
2.2 層間位移限制
高層建筑都具有較大的高寬比，其在風(fēng)力和地震作用下往往能夠產(chǎn)生較大的層間位移， 甚至?xí)^結(jié)構(gòu)的位移限值。而國內(nèi)普遍認(rèn)為該位移限值大小與結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)體系甚至裝修標(biāo)準(zhǔn)以及側(cè)向荷載等諸多因素有關(guān)，其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值(一般在 1/400-1/700 范圍內(nèi))則比鋼結(jié)構(gòu)(1/200-1/500 范圍內(nèi))要求嚴(yán)格 ，風(fēng)荷載作用下的限值比地震作用下的要求嚴(yán)格。 因此在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)建筑物的實際情況以及所處的地理位置進(jìn)行設(shè)計，既要滿足其具有足夠的剛度又要避免結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性以及正常使用功能等。
2.3 控制地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)
大量事實表明，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的平面布置等不規(guī)則、不對稱導(dǎo)致建筑層間水平荷載合力中心與建筑結(jié)構(gòu)剛度中心不重合，在地震發(fā)生時建筑結(jié)構(gòu)除發(fā)生水平位移外還易發(fā)生扭轉(zhuǎn)性破壞甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)整體倒塌，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分重視扭轉(zhuǎn)的影響。由于建筑物在扭轉(zhuǎn)作用下各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間變形不同，其中距剛心較遠(yuǎn)的結(jié)構(gòu)邊緣的抗側(cè)力單元的層間側(cè)移最大;同時在上下剛度不均勻變化的結(jié)構(gòu)中，各層的剛度中心未能在同一軸線上，甚至?xí)a(chǎn)生較大差距，以上情況都會使各層結(jié)構(gòu)的偏心距和扭矩發(fā)生改變，因此，在設(shè)計過程中應(yīng)對各層的扭轉(zhuǎn)修正系數(shù)分別計算。 計算時應(yīng)主要控制周期比、位移比兩個重要指標(biāo)，即當(dāng)兩個控制參數(shù)的計算結(jié)果不能滿足要求時則必須對其進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)周期比不滿足要求時可采用加大抗側(cè)力構(gòu)件截面或增加抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量的方法，并應(yīng)將抗側(cè)力構(gòu)件盡可能的均勻布置在建筑四周，以減小剛度中心與質(zhì)量中心的相對偏心，若調(diào)整構(gòu)件剛度不能滿足效果時則應(yīng)調(diào)整抗側(cè)力構(gòu)件布置，以增大結(jié)構(gòu)抗扭剛度。
2.4 減小地震能量輸入
具有良好抗震性能的高層建筑結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求，因此在設(shè)計過程中除了控制構(gòu)件的承載力外還應(yīng)控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移極限值或位移延性比，然后根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系來確定構(gòu)件的變形值，同時根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及分布來確定構(gòu)件的構(gòu)造要求，選擇堅硬的場地土來建造高層建筑等方法來減小地震能量的輸入。
2.5 減輕結(jié)構(gòu)自重
對于同樣的地基條件下進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計若減輕結(jié)構(gòu)自重則可相應(yīng)增加層數(shù)或減少地基處理造價，尤其是在軟土基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計這一作用更為明顯，同時由于地震效應(yīng)
與建筑質(zhì)量成正比，而高層建筑由于其高度大重心高等特點，在地震作用時其傾覆力矩也隨之增加，因此，為了盡量減小其傾覆力矩應(yīng)對高層建筑物的填充墻及隔墻盡量采用輕質(zhì)材料以減輕結(jié)構(gòu)自重。
2.6 選擇合理結(jié)構(gòu)類型
高層建筑的豎向荷載主要使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生軸向力，水平荷載主要產(chǎn)生彎矩。其豎向荷載方向不變，但隨著建筑高度增加而增加，水平荷載則來自任何方向，因此豎向荷載引起建筑物的側(cè)移量非常小，而水平荷載產(chǎn)生的側(cè)移則與高度成四次方變化，即在高層結(jié)構(gòu)中水平荷載的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于豎向荷載的影響，因此水平荷載應(yīng)為設(shè)計的主要控制因素，在設(shè)計過程中應(yīng)需在滿足建筑功能及抗震性能的前提下選擇切實可行的結(jié)構(gòu)類型，使其具有良好的結(jié)構(gòu)性能。
2.7 盡可能設(shè)置多道抗震防線
當(dāng)發(fā)生強烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會因損傷積累導(dǎo)致倒塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時倒塌。
3．結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高層建筑也越來越多，在這種情況下必須做好抗震設(shè)計。設(shè)計人員在高層建筑抗震設(shè)計中，都是按照抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行的，他們希望設(shè)計的結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到強度、剛度、延性及耗能能力等方面達(dá)到最佳，為此從結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計一開始，就運用人們對建筑結(jié)構(gòu)抗震己有的正確知識去處理好結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的諸如房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布，構(gòu)件延性等問題，從宏觀原則上進(jìn)行評價、鑒別、選擇等處理，再輔以必要的計算和構(gòu)造措施，從而消除建筑物抗震的薄弱環(huán)節(jié)，以達(dá)到合理抗震設(shè)計的目的。
篇9
一、鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
（1）高層建筑設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度和功能時要以突出安全性為第一要務(wù)，要確保在設(shè)計年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種負(fù)荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性，同時要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。
（2）高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要有年限上的考慮，要在規(guī)定的年限上實現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能連續(xù)，形成有益于實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的耐久性基礎(chǔ)。
（3）通過高層建筑設(shè)計工作的突出，要實現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有在一定時間內(nèi)功能的實現(xiàn)，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。
二、鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題
（1）高層建筑的地基較好時，上部結(jié)構(gòu)在滿足變形限值的前提下，應(yīng)盡量減小剛度。可以通過合理的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計來突破規(guī)范中對高寬比的限值。可以將塔樓較長肢的剪力墻用輕質(zhì)墻隔為短肢墻，使轉(zhuǎn)換層上下剛度均勻。規(guī)范中確定轉(zhuǎn)換層上下剛度比的公式宜改為控制上下層轉(zhuǎn)角的比值在1左右較為合理。規(guī)范中頂點位移和層間位移限值不盡合理，可以通過采取措施來突破這些限值。水平加強層在增加側(cè)向剛度的同時，會使外柱的剪力有較大增加，應(yīng)慎重設(shè)計。
（2）在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑。因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚至超過了B級高度，其設(shè)計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設(shè)計中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計或需要開專家會議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。
（3）在高層建筑設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計工作增加不必要的麻煩。
（4）在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，往往為了控制柱軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。即使采用高強混凝土，柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態(tài)，防止受拉鋼筋未達(dá)屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，則結(jié)構(gòu)延性就差，當(dāng)遭遇地震時，耗散和吸收地震能量少，結(jié)構(gòu)容易被破壞。但是在結(jié)構(gòu)中若能保證強柱弱梁設(shè)計，且梁具有良好延性，則柱子進(jìn)入屈服的可能性就大大減少，此時可放松軸壓比限值。
三、加強鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施
（1）高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此，需要重視抗震這一環(huán)節(jié)，要在設(shè)計工作中將抗震設(shè)計作為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素和關(guān)鍵影響。高層房屋結(jié)構(gòu)的層數(shù)多或者房屋結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如房屋結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取≥12的數(shù)，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進(jìn)行總剛性的分析時，它的振型數(shù)才可以取得更大些。
（2）在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵的步驟之一是合理地使用高強混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設(shè)計的時候使用高強混凝土，這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設(shè)施的實施難度和工程的造價，用來取得較好的經(jīng)濟效果。
（3）必須加強高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計，在原來的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，沒有完全考慮建筑物在實際運作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導(dǎo)致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進(jìn)行設(shè)計時，主要都集中在造價、材料上，所以只有造價小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計才是滿意的設(shè)計。如今人們的生活水平不斷地提高，對工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟成為主要矛盾時，就要果斷地放棄經(jīng)濟這個指標(biāo)。
（4）高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時又要注意其抗震設(shè)計、抗風(fēng)設(shè)計等基礎(chǔ)要素。新時期應(yīng)該加強概念設(shè)計，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的彈性設(shè)計上，盡量要滿足延展性的需求，這是高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展的趨勢。
（5）對于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無限剛假定模型；對于多塔或錯層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛模型；對于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則可采用彈性樓板模型。
（6）在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對這部分內(nèi)容尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計時，由于高層建筑地震作用和風(fēng)荷載較大，必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理措施進(jìn)行設(shè)計。
（7）對常規(guī)高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級不應(yīng)低于主樓的抗震等級；對于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下一層的抗震等級應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級可逐層降低一級，但不低于四級，地下室中超出上部主樓相關(guān)范圍且無上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。
結(jié)束語：
鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計作為現(xiàn)代建筑行業(yè)的主要結(jié)構(gòu)形式，其優(yōu)勢推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，提高了建筑行業(yè)的整體質(zhì)量。在進(jìn)行鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不僅要保證高層建筑的使用功能和外觀效果，還應(yīng)充分考慮設(shè)計安全質(zhì)量的問題，這也是高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的重中之重。通過本文了解到了鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中常見的問題，并對其問題進(jìn)行討論和分析，鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)充分考慮選型的設(shè)計、地基的設(shè)計以及結(jié)構(gòu)的計算，并在實際工程中將各項工作落實到位，從而進(jìn)一步提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量和水平。
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【1】崔立成.鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個問題[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（1）.
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預(yù)計到21世紀(jì)末，中國民用建筑會有一半失去耐久性，房屋失去耐久性就意味著房屋壽命的終結(jié)，如果再繼續(xù)使用很有可能出現(xiàn)安全問題。那么我們?nèi)绾蝸肀ＷC和增強建筑物的耐久性呢？因為目前大部分建筑結(jié)構(gòu)都離不開鋼筋混凝土，所以我們可以在這里入手，通過一些手段和措施來保證鋼筋混凝土的質(zhì)量，由于鋼筋混凝土質(zhì)量不可預(yù)測，我們必須采取一些措施才能確定這一點，所以，要對鋼筋混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的調(diào)整。
一、鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀
在上個世紀(jì)九十年代，鋼材產(chǎn)量在不斷的增長，在建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得到了快速的發(fā)展，特別是到了二十一世紀(jì)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，它在建筑中所擔(dān)負(fù)的形象和功能隨著鋼筋混凝土的發(fā)展也越來越多樣化。不管是民用高層建筑還是進(jìn)行工業(yè)化建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中都出現(xiàn)了不同層度的難度和阻礙。我國在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展方面不是很順利，中國解放前，幾乎沒有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)。我國最近幾十年，鋼筋混凝土基本理論與計算方法、可靠度與荷載分析和高層建筑結(jié)構(gòu)等很多方面都取得了非常優(yōu)異的成績，有了很圓滿的成果。這種成果為制定有關(guān)規(guī)范提供了科學(xué)依據(jù)。
二、鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化措施
（一）材料配合設(shè)計
1，在對混合料進(jìn)行選擇的時候，需要選擇一些可以增加混凝土強度的混合料。選擇完了之后，需要對混合料進(jìn)行合理的配比；2，在對沙子、石子、水泥三者進(jìn)行配合比的時候，需要對配合比進(jìn)行優(yōu)化。把砂子、水泥、石子配制好后放到攪拌機里進(jìn)行充分的攪拌，然后攪拌好之后倒出來，接著人工再和5分鐘就可以了。人工拌料復(fù)雜之處是在攪拌量上，當(dāng)骨料的粒徑小于31mm時，拌料應(yīng)該在15L，當(dāng)粒徑在40mm時拌料應(yīng)該在25L，然后再按照一定規(guī)定的比例進(jìn)行備料，要保證備料都是干的，把砂石和水泥（有時需要摻加礦物摻合料）放在一起讓兩者均勻的攪拌，直到兩者均勻的混合在一起為止，將水緩慢的倒入混合物進(jìn)行攪拌，直到攪拌均勻為止；3，在對水泥進(jìn)行選擇的時候，要根據(jù)建筑工程的需要合理的進(jìn)行選擇；4，在對鋼筋的選材上，需要選擇一些硬度較大的材料，比如，U型鋼、工字鋼等。
（二）建筑結(jié)構(gòu)選型設(shè)計
在建筑中對建筑的結(jié)構(gòu)的選型非常重要和關(guān)鍵，比如，剪力墻體系結(jié)構(gòu)，房間把梁柱很好的藏到了結(jié)構(gòu)中，增加的了可利用的空間并且房間的隔音效果也非常的好；如果采用鋼板時，墻壁表面由于鋼板非常平整，不需要進(jìn)行抹灰的環(huán)節(jié)。這種結(jié)構(gòu)體系不但用鋼量非常少，而且施工周期也非常短，成本低，并且具有很強的整體性等一些優(yōu)勢。
（三）建筑施工設(shè)計
在對建筑進(jìn)行施工的時候，建筑物需要滿足建筑結(jié)構(gòu)承載力的需求，一般在結(jié)構(gòu)設(shè)計中梁柱需要選用一定強度的混凝土。在施工的過程中，為需要對柱身進(jìn)行下料并且振搗，然后在梁的鋼筋沒有捆綁之前進(jìn)行有效的澆注。施工隊需要制定出有效的節(jié)點保護(hù)措施，監(jiān)督人員需要對質(zhì)量監(jiān)管到位，提高建筑的整體結(jié)構(gòu)，保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
（四）建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計
在對建筑進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計的時候，設(shè)計人員需要考慮各個方面的因素，比如，建筑場地的地質(zhì)狀況、建筑的水位和施工條件等一些因素，在基礎(chǔ)設(shè)計的時候，還需要保證建筑物不會因為一些原因?qū)е聡?yán)重傾斜，并且在發(fā)生傾斜后還可以正常的使用。還需要注意建筑物地下相鄰的各種設(shè)施和位置，保證施工的安全性。
（五）抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計
隨著天災(zāi)的不斷發(fā)生，建筑物在天災(zāi)面前顯得非常脆弱，我國在建筑物結(jié)構(gòu)抗震方面一直積極的研究，也是我國建筑設(shè)計中的重點內(nèi)容，在建設(shè)抗震結(jié)構(gòu)建筑時，必須要選擇一個有利的地方，需要有一定的規(guī)則性，然后選擇一個合理的抗震結(jié)構(gòu)體系。在運用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震建筑設(shè)計的時候，一定要注意，選擇的平面不要過于復(fù)雜和一定要符合設(shè)計規(guī)則，不能有偏心的情況發(fā)生。建筑質(zhì)量和剛度兩者的中心盡量重疊。在建筑中最好是不要運用大懸挑結(jié)構(gòu)，因為這樣會增加建筑的不穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的功能在很大程度上需要結(jié)合工程場地的實際情況進(jìn)行綜合性的考慮。
結(jié)束語：
通過本文我們可以看出，對混凝土的試驗是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它包括配料、坍落度試驗等一些很重要的流程，它可以在保證質(zhì)量的前提下有效的降低工程的成本。混凝土試驗也降低了項目中出現(xiàn)問題的幾率，從而減少了浪費。一定要保證混合物的質(zhì)量達(dá)標(biāo)，提高混凝土的質(zhì)量。我國鋼筋混凝土的運用方面，高層建筑應(yīng)用的非常廣泛和最為常用的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)形式在很大程度上可以提高建筑的強度，有很強的抗震能力。在民用鋼筋混凝土設(shè)計中，設(shè)計人員在對這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的時候，應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)一步提高，使房屋在發(fā)生危機情況時，可以在一定程度上保持房屋的穩(wěn)定性和抗震的能力。但是高層建筑在很多方面也存在一定的問題，這些問題需要設(shè)計人員進(jìn)行全方位的研究和合理的設(shè)計優(yōu)化。高層建筑的結(jié)構(gòu)是一項復(fù)雜的工程，結(jié)構(gòu)帶來的經(jīng)濟效益也非常的大，所以，研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對整個工程建筑非常重大的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉利峰. 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化研究[J]. 科技資訊，2010，20：94.
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1.結(jié)構(gòu)的體系
在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，建筑方案多樣化是目前建筑行業(yè)整體的趨勢。設(shè)計的概念中，對于建筑結(jié)構(gòu)的體系劃分更加合理有著相對較高的要求。實際施工中，將建筑的美觀效果、工程造價、實用功能三者充分協(xié)調(diào)，杜絕因為片面的追求利潤給建筑整體帶來的不利影響，同時也有利于工程施工的順利進(jìn)行。對于行業(yè)內(nèi)的國家規(guī)定，要進(jìn)行要個執(zhí)行，不僅是對于建筑本身的質(zhì)量，更是在安全上完成對于建筑的保障。在具體設(shè)計中，對于結(jié)構(gòu)方面的掌握要有突破性，不能將眼光只局限于行業(yè)內(nèi)相關(guān)規(guī)范，更要在標(biāo)準(zhǔn)的范圍上進(jìn)行改進(jìn)，通過對于建筑手法和技術(shù)的靈活應(yīng)用，以求在設(shè)計上取得一定的突破。
2.結(jié)構(gòu)體系的選擇
現(xiàn)代建筑的模式提系，與傳統(tǒng)建筑有很大的不同，其中一點就是對于外形的要求并不是十分嚴(yán)格。因此，在對現(xiàn)代高層建筑進(jìn)行設(shè)計的時候，在滿足建筑自身對于強度、穩(wěn)定方面的需求后，可以根據(jù)實際情況對于鋼筋混凝土中內(nèi)外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度上的改良，一定程度上幫助了建筑方案設(shè)計的執(zhí)行，同時，改良后的建筑結(jié)構(gòu)也能在最大意義上從結(jié)構(gòu)的角度增強建筑的穩(wěn)定性和強度。在質(zhì)量上也是一個巨大的進(jìn)步。
二、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
對于高層建筑來講，鋼筋混凝土是建筑中進(jìn)行主體構(gòu)建的關(guān)鍵因素，在結(jié)構(gòu)和質(zhì)量通常情況下決定了一個高層建筑的質(zhì)量走向。在具體對于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，要針對鋼筋混凝土的各方面性質(zhì)有所關(guān)注。
1.注重抗震功能
一個建筑的抗震功能的建立，主要是依靠鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。在建筑體系中，對于建筑抗自然災(zāi)害的能力尤為看重，尤其是近幾年頻繁出現(xiàn)的地震災(zāi)害，已經(jīng)引起了相關(guān)部門的高度重視。在高層建筑中將抗震功能的建立劃為重點，不僅是對抗震功能本身的保證，也決定了一個建筑質(zhì)量的走向。在抗震功能的設(shè)計建立上，要注意：高層建筑對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其強度的要求。整體結(jié)構(gòu)的把握上，多取振型數(shù)是目前設(shè)計結(jié)構(gòu)方面加大抗震性的一個具體做法，通常情況下，對于建筑層數(shù)和結(jié)構(gòu)剛度的突變系數(shù)較大時，就應(yīng)該將振型數(shù)設(shè)計得比計算值大些，而且，對于本身具有部分彈性的樓板式建筑，在取振型數(shù)上，應(yīng)比通常情況更大，以保證建筑對于抗震能力的正確建立。
2.對于耐久性的設(shè)計
耐久性也是高層建筑鋼筋混凝土設(shè)計中的一個要素。在進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土的設(shè)計時，要充分考慮周圍環(huán)境對于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響和環(huán)境對于建筑本身的影響因素。對于高層建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中所涉及的各種材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保在施工過程中，和建筑落成后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都能在建筑中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，保證作用效果具有的持久性。達(dá)到相關(guān)政策對于建筑耐久性方面的要求。在最大程度的范圍內(nèi)，滿足各方面對于高層建筑耐久性的不同要求。也回應(yīng)了人們對于建筑耐久性越來越高的需求。
3.地下結(jié)構(gòu)設(shè)計
由于高層建筑自身應(yīng)力等方面的需求，其主體中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常會延伸一部分進(jìn)入埋入地下，在具有較大埋深的情況下，通常都會選擇在地下構(gòu)造相應(yīng)設(shè)施，合理建筑空間的運用。在進(jìn)行地下空間的設(shè)計時應(yīng)當(dāng)考慮，整體地下設(shè)施對于抗震性能的影響，根據(jù)不同的地下結(jié)構(gòu)形成不同的抗震設(shè)計更好地應(yīng)對其中的變化。在進(jìn)行地下建筑的設(shè)計時，要充分考慮到高層建筑對于預(yù)埋深度的要求。地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，結(jié)構(gòu)本身具有的抗拔性對于高層建筑來說十分重要，因此，在設(shè)計中還要體現(xiàn)出地下建筑對于增加高層建筑抗拔性的增加措施和方式，防止高層建筑發(fā)生偏移或傾覆。
4.剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計
在剪力墻的端部應(yīng)設(shè)置端柱等邊緣構(gòu)件，這些邊緣構(gòu)件可以作為約束柱，在高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度比較小但層間位移與頂點位移比較大時，應(yīng)加大暗柱的截面，此時邊緣構(gòu)件可以起到很大的作用，當(dāng)剪力墻的截面面積和樓層面積的比值比較大時但房屋高度比較小的情況下，端部的暗柱所起的作用就比較小。為了提高剪力墻的變形性能防止發(fā)生破壞，當(dāng)剪力墻的截面比較長時應(yīng)盡量設(shè)置弱連梁，將墻體分為多肢墻或者單肢墻，設(shè)置連梁時不能太強，否則在水平地震的作用下會使墻肢出現(xiàn)全面受拉，容易造成危險。當(dāng)連梁太弱以致墻肢變成單肢墻時，由于單肢墻的延性差并且僅有一道抗震防線，降低了它的可靠性。實際設(shè)計中要注意對連梁的剛度進(jìn)行折減，防止剪力墻中的連梁超過截面的允許值。短肢剪力墻一般指墻肢的截面高厚比為 5～8 的墻，它在高層建筑中的應(yīng)用有很多限制。為了減少后期工作的麻煩，在設(shè)計中應(yīng)盡量減少短肢剪力墻的采用。
5.防止結(jié)構(gòu)超高
高層建筑對于結(jié)構(gòu)的總體高度有嚴(yán)格的限制，新規(guī)范中將舊規(guī)范中的原限制高度設(shè)為 A 級高度建筑，并且增加了 B 級高度建筑。在實際設(shè)計中要對結(jié)構(gòu)的高度嚴(yán)格注意，否則會給設(shè)計方法和后續(xù)的處理措施帶來大的變化。在設(shè)計過程中應(yīng)盡量避免由于改變結(jié)構(gòu)類型略是忽略高度限制所導(dǎo)致設(shè)計不能通過審核的情況的發(fā)生，否則會對工期以及造價等規(guī)劃造成巨大影響。
三、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題
1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑的應(yīng)用過程中可能存在的缺點
鋼筋混凝土自身所具有的物理性質(zhì)，決定了此類結(jié)構(gòu)自實地的應(yīng)用中易受到來自自然界惡劣情況帶來的影響，溫度、雨雪、暴風(fēng)等惡劣天氣對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是有一定破壞性的，也就決定了鋼筋混凝土施工在極端天氣的發(fā)生下施工很不穩(wěn)定，既不能保證效率，也不能保證施工質(zhì)量。
此外，由于高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中工程量較大，人員在施工過程中有可能會出現(xiàn)失誤，等到發(fā)現(xiàn)的時候，可能已經(jīng)來不及補救。這種情況對于高詠ㄖ鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工十分不利，容易在施工過程中造成很多隱患。
2.關(guān)于高層建筑鋼筋混凝土架構(gòu)中嵌固端的問題
關(guān)于嵌固端的問題尚未在業(yè)界中形成統(tǒng)一規(guī)范，因此在實際設(shè)計中，設(shè)計者要根據(jù)實際情況選擇出相應(yīng)的嵌固端位置。同時，針對嵌固端位置變化，和嵌固端本身多帶來的影響進(jìn)行分析和對應(yīng)設(shè)計，充分考慮嵌固端所在位置對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造成的影響，更加合理地對嵌固端的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，減少嵌固端設(shè)置對于高層建筑整體穩(wěn)定性的不利因素。在嵌固端的抗震性設(shè)計上，在保持整體關(guān)系不變的情況下，協(xié)調(diào)嵌固端抗震性和上下樓層的關(guān)系，使兩成形成一個整體，共同參與到維護(hù)樓層穩(wěn)定的作用中來。
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1.1 框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)的特點是開間大、靈活性好、抗震性能較好，造價較低，但由于柱截面大于隔墻厚度而造成柱角外凸，影響家具的布置和美觀，有時由于住宅中房間分隔的不規(guī)則性又造成柱網(wǎng)的難以布置。
1.2 框架一剪力墻結(jié)構(gòu) 在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻就組成了框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。它是小高層住宅中應(yīng)用比較廣泛的一種主體結(jié)構(gòu)型式。其特點是平面靈活，適用性強，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。
1.3 大開間剪力墻結(jié)構(gòu) 隨著時代的發(fā)展和人們生活水平的提高，原來建造的小開間剪力墻體系住宅在建筑功能上的局限性變得日益明顯。從強度方面看，小開間結(jié)構(gòu)中墻體的作用不能得到充分的發(fā)揮，并且過多的剪力墻布置還會導(dǎo)致較大的地震力，增加工程費用，另外，由于結(jié)構(gòu)自重較大，也增加了基礎(chǔ)的投資，因此，大開間剪力墻應(yīng)運而生。承重墻的開間達(dá)到4.5m~7.5m，進(jìn)深達(dá)到7.5m~1lm，室內(nèi)一般無承重的橫墻和縱墻，可以按照住戶的不同要求靈活分隔，隨著家庭的變化還可重新布置。
1.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu) 短肢剪力墻（墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻）介乎于異形框架柱和一般剪力墻之間，由于這種結(jié)構(gòu)體系在建筑功能、結(jié)構(gòu)形式、投資效益、節(jié)能指標(biāo)等多方面效果良好，己成小高層住宅的主要結(jié)構(gòu)形式。
2 小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
2.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素 在低層住宅中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計;而在小高層住宅中，盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生著重要影響，但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說，豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2.2 軸向變形不容忽視 對于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時，此種差異軸向變形將會達(dá)到很大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生沉陷，使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
2.3 側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標(biāo) 與低層住宅不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素。隨著房屋高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移一般與房屋高度H的四次方成正比。在設(shè)計小高層住宅時，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，而且還要有足夠的抗側(cè)移剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移控制在一定的范圍內(nèi)。這是因為:①過大的側(cè)移會使人不舒服，影響房屋的正常使用。②過大的側(cè)移會使隔墻、圍護(hù)墻以及它們的高級飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞，也會使電梯軌道變形而導(dǎo)致不能正常運行。③過大的側(cè)移會因P一效應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，甚至因側(cè)移與附加內(nèi)力的惡性循環(huán)導(dǎo)致建筑物的倒塌。
2.4 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo) 相對于低層住宅而言，小高層住宅更柔一些，地震作用下的變形就更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3 小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略
3.1 優(yōu)化設(shè)計的方法 當(dāng)前，在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件的情況下，主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件，采用人工分析進(jìn)行調(diào)整，運用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進(jìn)行方案分析比較，以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟的，雖其費工費時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高，但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗進(jìn)行人工優(yōu)化的方法仍是當(dāng)前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))布置方案;確定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細(xì)部的處理更是不盡相同等等，這些問題目前計算機是無法完全解決的，都需要設(shè)計人員自己做出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進(jìn)行，這便是前面所說的概念設(shè)計。因此，概念設(shè)計存在于設(shè)計師對多種備選方案進(jìn)行選擇的過程中。
3.2 性能分析
3.2.1 抗震性能分析 對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念，對上述兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學(xué)研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠取８邔咏Y(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。
但就使用性能方面，剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體太多，結(jié)構(gòu)自重大，導(dǎo)致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎(chǔ)工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的特點是平面使用靈活，適用性強，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當(dāng)大的抗側(cè)移剛度，從而使框一剪結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力，也大大減少了結(jié)構(gòu)的側(cè)移。
3.2.2 經(jīng)濟性比較 我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費的計算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最大，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的最小，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的次之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的稍微較大，三種結(jié)構(gòu)體系直接費最大相差不到45元/m2元。
4 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平進(jìn)一步提高，用戶對住宅的功能提出更高的要求，人們希望建筑物在使用過程中具有更大的靈活性，能夠適應(yīng)多功能變換的需求。因此，設(shè)計單位在拿到開發(fā)單位的設(shè)計意圖后，應(yīng)本著經(jīng)濟美觀，安全適用的原則多為社會設(shè)計出更好的產(chǎn)品。
篇13
1.1 框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)的特點是開間大、靈活性好、抗震性能較好，造價較低，但由于柱截面大于隔墻厚度而造成柱角外凸，影響家具的布置和美觀，有時由于住宅中房間分隔的不規(guī)則性又造成柱網(wǎng)的難以布置。
1.2 框架一剪力墻結(jié)構(gòu) 在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻就組成了框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。它是小高層住宅中應(yīng)用比較廣泛的一種主體結(jié)構(gòu)型式。其特點是平面靈活，適用性強，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。
1.3 大開間剪力墻結(jié)構(gòu) 隨著時代的發(fā)展和人們生活水平的提高，原來建造的小開間剪力墻體系住宅在建筑功能上的局限性變得日益明顯。從強度方面看，小開間結(jié)構(gòu)中墻體的作用不能得到充分的發(fā)揮，并且過多的剪力墻布置還會導(dǎo)致較大的地震力，增加工程費用，另外，由于結(jié)構(gòu)自重較大，也增加了基礎(chǔ)的投資，因此，大開間剪力墻應(yīng)運而生。承重墻的開間達(dá)到4.5m~7.5m，進(jìn)深達(dá)到7.5m~1lm，室內(nèi)一般無承重的橫墻和縱墻，可以按照住戶的不同要求靈活分隔，隨著家庭的變化還可重新布置。
1.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu) 短肢剪力墻（墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻）介乎于異形框架柱和一般剪力墻之間，由于這種結(jié)構(gòu)體系在建筑功能、結(jié)構(gòu)形式、投資效益、節(jié)能指標(biāo)等多方面效果良好，己成小高層住宅的主要結(jié)構(gòu)形式。
2 小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
2.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素 在低層住宅中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計;而在小高層住宅中，盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生著重要影響，但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說，豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2.2 軸向變形不容忽視 對于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時，此種差異軸向變形將會達(dá)到很大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生沉陷，使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
2.3 側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標(biāo) 與低層住宅不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素。隨著房屋高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移一般與房屋高度H的四次方成正比。在設(shè)計小高層住宅時，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，而且還要有足夠的抗側(cè)移剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移控制在一定的范圍內(nèi)。這是因為:①過大的側(cè)移會使人不舒服，影響房屋的正常使用。②過大的側(cè)移會使隔墻、圍護(hù)墻以及它們的高級飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞，也會使電梯軌道變形而導(dǎo)致不能正常運行。③過大的側(cè)移會因P一效應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，甚至因側(cè)移與附加內(nèi)力的惡性循環(huán)導(dǎo)致建筑物的倒塌。
2.4 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo) 相對于低層住宅而言，小高層住宅更柔一些，地震作用下的變形就更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3 小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略
3.1 優(yōu)化設(shè)計的方法 當(dāng)前，在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件的情況下，主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件，采用人工分析進(jìn)行調(diào)整，運用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進(jìn)行方案分析比較，以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟的，雖其費工費時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高，但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗進(jìn)行人工優(yōu)化的方法仍是當(dāng)前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))布置方案;確定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細(xì)部的處理更是不盡相同等等，這些問題目前計算機是無法完全解決的，都需要設(shè)計人員自己做出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進(jìn)行，這便是前面所說的概念設(shè)計。因此，概念設(shè)計存在于設(shè)計師對多種備選方案進(jìn)行選擇的過程中。
3.2 性能分析
3.2.1 抗震性能分析 對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念，對上述兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學(xué)研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠取８邔咏Y(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。
但就使用性能方面，剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體太多，結(jié)構(gòu)自重大，導(dǎo)致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎(chǔ)工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的特點是平面使用靈活，適用性強，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當(dāng)大的抗側(cè)移剛度，從而使框一剪結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力，也大大減少了結(jié)構(gòu)的側(cè)移。
3.2.2 經(jīng)濟性比較 我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費的計算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最大，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的最小，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的次之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的稍微較大，三種結(jié)構(gòu)體系直接費最大相差不到45元/m2元。
