钢筋混凝土高层建筑设计中若干问题的探讨

仇新义

【摘要】近几年来，对国内外地质灾害的调查和超过限制高度的建筑物结构和应用的研究，发现其建筑设计中存在诸多的问题。本文通过对我国高层建筑物的设计结构和规范程度进行了研究，分析钢筋混凝土在高层建筑中设计框架，并探讨其存在的问题，最后提出了解决问题的方案。

【关键词】钢筋混凝土；高层建筑；问题

前言

随着我国房地产事业的崛起，土地变得越来越贵，导致高层建筑物迅速发展，因为高层建筑可以节约更多的土地，解决了我国地少人多的问题。高层建筑的工程建设在技术和应用上采用了各种各样的形式与方法来解决高层建设的难题。高层建筑物因为高度过高往往会导致其结构和布置过于复杂，这些复杂的问题便是建筑设计师们需要面对的挑战[1]。钢筋混凝土高层建筑设计中存在着很多的细节和问题，亟需设计师们引起高度的重视。

1.钢筋混凝土在高层建筑中设计框架分析

近年来我国经济飞速发展，建筑行业迅速崛起，高层建筑已经成为了总体趋势。但钢筋混凝土高层建筑的设计仍然要有重点概念设计。从地理位置上来看，我国处于的地段是太平洋和亚欧板块之间的边缘处，因此我国也是一个地质灾害频繁的国家，这一点便是钢筋混凝土高层建筑设计需要考虑的重点。地质灾害随时随地随机都会发生，建筑物的设计要保证在地质灾害发生的时候能够将伤害降到最低，因此钢筋混凝土高层建筑师在设计的过程中就得分析建筑物的结构、建筑布局、承受灾害的力度等等[2]。然而，高层建筑物与多层建筑物在其结构框架、使用的材料以及施工的工艺流程中都有许多的相似之处。但是，多层建筑物的高度远远不及高层建筑物，因此高层建筑物在其结构框架设计、材料利用和工艺流程上都会存在诸多的难点。以下就对其设计框架进行分析：

第一，结构框架

对于多层建筑和高度不是很高的建筑物都会采用框架结构体系来进行建筑，建筑物的梁和柱共同组成了建筑物的承重结构体系，建筑物在水平方向上的承重量也是由这一体系来控制的。因此，在分布框架结构的位置时，一定要保持其对称且均匀。框架结构中柱所承受的力主要是压应力，是竖直方向上所承受重量的主要构件。

第二，剪力墙体系

剪力墙体系是平面剪力墙在形成受力中心时所产生的，剪力墙体系对高层建筑具有极大的作用，剪力墙体系的存在会大大增加建筑物的水平载重量和竖直载重量，使得建筑物的整体结构牢固稳定，但是剪力墙体系会因为其侧面的刚度过大和位移容易弯曲的特点导致它不适合在居民楼和酒楼建筑物中存在。

2.鋼筋混凝土高层建筑设计的问题分析

2.1考虑水平载重量

低层建筑物考虑的重点不是水平载重，竖向载重才是其考虑的重点，高层建筑与低层建筑物不同，高层建筑物无论是从技术还是施工上来说其难点都会加大。高层建筑不仅需要考虑竖直载重量，其水平载重量也是重点考虑对象，竖向载重直接影响了钢筋混凝土的结构框架和上层建筑物的高度。与之不同的是，高层建筑物的水平载重会直接决定此建筑物抵抗地质灾害和抗风能力的强弱，因此水平载重的重要性应该占主导地位。

2.2重视轴向的变形力度

框架结构的使用和剪切力墙体系的应用会使得高层建筑物中的结构框架的轴向力远远大于柱边缘的压力，如此便会导致轴的变形程度也会增加，变形能力也会大于柱边缘。建筑物的高度每增加一层，其轴向变形程度就会增加一成，变形程度每增加一成都会使得整个建筑的危险增加几分，最后会导致梁与梁之间的负弯曲矩值逐渐减小使得建筑物危险指数升高[3]。

2.3控制地基基础设计

建筑物的稳定性主要由地基的稳定性来决定，因此在高层建筑物的设计过程中要着重考虑地基基础设计。众所周知，在建筑工程中地基基础设计是一项极为重要的工程，一方面地基基础设计的质量好坏会直接影响下一步工程的设计进程与质量，另一方面，工程造价也由地基基础设计来控制，如果这一过程出现差错，将会给整个工程带来不可估量的损失。我国领土辽阔，各个地方的地质条件都有所不同，并非任何一个地方的建筑都能按照国家标准来进行，所以，必须建立一个能适合当地地质条件的地方地基基础设计规范。这样适合当地地质条件的地基基础设计规范能够收纳不同地形的地基基础设计方案和处理事件的方法，可以为地基基础设计者提供一些良好的借鉴。

3.钢筋混凝土高层建筑设计中问题的解决方案

3.1设计者需要重视设计的规范性

建筑行业高速发展，新的建筑方案也层出不穷，建筑设计师们需要不断的更新自己所学的知识，将新知识与以往的经验进行相比较相结合，使得自己的设计更加规范，避免细小误差，以减少安全事故的发生。即使现在有各种计算机作图软件，但是如果设计者自己不主动研习不仅不会使自己的设计水平升高，还会为整个设计方案带来不可估量的损失。

3.2控制框架的柱与轴压比

轴压比会影响到高层建筑物在面对地震冲击的时候其抵抗的冲击强度，简单来说就是建筑物对地震的最大承受等级。在地震袭击的时候，建筑物的柱、梁、地基都会在不同程度上受到损害，它们会因为在各自方向上所承受的力度不同而出现损害程度不同的情况[4]。其中柱梁的边角会因为弯曲较大而承受的冲击力更大，最容易受到损坏，因此在设计的时候控制好柱与轴压比是非常重要的，只有控制好轴压比，才能使得混凝土高层建筑在受到冲击的时候，各个部分都会其承受力度的范围之内而不会受到损坏。

结束语：

在我国经济飞速发展的带动下，高层建筑的发展也逐渐步入了正轨，同时又因为土地越来越贵使得建筑物的高度也在逐渐上升，高度增加的同时也带来了技术的难题，除此之外，人民生活水平的提高，对安全意识的认识也逐渐提高，增加了钢筋混凝土高层建筑的设计挑战力度。但面对设计中存在的问题，希望设计时采用合适方法解决，以提高建筑的质量。

参考文献：

[1]钟聪明，李婉莹，武涛，岂凡，杨名流，刘允博，刘浩.Jonathan Kerry，北京CBD核心区Z6地块项目主塔楼结构设计和研究[J].建筑结构.2015（24）

[2]张建军，刘琼祥，刘臣，郭满良，彭省华，杨德喜，王启文.深圳大运中心体育场钢屋盖结构设计若干关键技术研究[J].建筑结构学报.2011（05）

[3]赵西安，郝锐坤，刘金砺，方鄂华，李国胜.《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ3-91.1997年局部修订条文[J].工程建设标准化.1997（04）

[4]张大鹏.高层建筑钢筋混凝土结构设计问题探讨[J].科技与企业，2014，05：194.