陳 峰

紹興市市政設(shè)計院有限公司 浙江紹興 312000

【摘 要】現(xiàn)在越來越多的建筑物使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計在建設(shè)設(shè)計階段就顯得很重要。本文結(jié)合多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計作出優(yōu)化措施探討。

【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計；措施

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力，堅固，耐久，防火性能好，節(jié)省鋼材，成本較低。近年來，隨著我國鋼材量的不斷提高，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)得到迅速發(fā)展。結(jié)構(gòu)設(shè)計者都要在遵循各種規(guī)范前提下，大膽錄活的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

1 論述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系設(shè)計

為了避免在后期的項(xiàng)目施工的設(shè)計階段發(fā)生變動，必須嚴(yán)格限制高層鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，科學(xué)選用結(jié)構(gòu)體系。建設(shè)單位要嚴(yán)格按照高層建筑物所在區(qū)域的地質(zhì)情況選擇科學(xué)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計方案，優(yōu)化高層建筑的上段部分結(jié)構(gòu)以及負(fù)載的分布，同時更要注意周圍建筑物的特點(diǎn)，對其進(jìn)行實(shí)地的考察與分析，做出全面綜合的方案。在使用計算簡圖時必須注重科學(xué)設(shè)計的選擇和使用，要做到真實(shí)、精確、客觀，控制計算簡圖在合理的范圍內(nèi)。

目前高層建筑多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等。對于高層建筑來說主要以剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)為主，對于多層建筑則多采用框架結(jié)構(gòu)?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)體系中以剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)件，承受絕大部分水平荷載；而框架部分則主要承受豎向荷載?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)中框架和剪力墻兩者共同受力，合理分工。剪力墻布置應(yīng)均勻設(shè)置在建筑物的周邊、電梯間等部位。由于該結(jié)構(gòu)以框架結(jié)構(gòu)為主，剪力墻為輔助，這種結(jié)構(gòu)體系適用于25 層以下的建筑，最高不宜大于30 層。

2 論述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

抗震概念設(shè)計在高層建筑抗震設(shè)計中很重要，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計復(fù)雜性，并且有許多不確定和不確知的因素，所以很難精確地計算出結(jié)構(gòu)的抗震能力，準(zhǔn)確的得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實(shí)反映更是難上加難。因此對于結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，細(xì)致的計算分析和抗震概念設(shè)計都是非常重要的。在地震作用下特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱部位容易造成震害的地方可以用防震縫將其劃分為若干個獨(dú)立的抗震單元，使各個結(jié)構(gòu)單元成為規(guī)則的結(jié)構(gòu)，抗震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，按照需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。

地震區(qū)建筑進(jìn)行抗震設(shè)計時，除了應(yīng)保證結(jié)構(gòu)滿足承載力的要求外，還應(yīng)滿足延性要求和具有良好的耗能性能，要實(shí)現(xiàn)“中震可修，大震不倒”的原則，這是基本措施。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)延性結(jié)構(gòu)必須通過良好的延性設(shè)計?？拐鸶邔咏ㄖ难有酝ㄟ^合理選用結(jié)構(gòu)體系、合理布置結(jié)構(gòu)、對構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)采取各種構(gòu)造措施等才能實(shí)現(xiàn)，施工質(zhì)量的良莠對結(jié)構(gòu)的延性也有很大的影響。延性設(shè)計不是通過計算實(shí)現(xiàn)的，所以，保證結(jié)構(gòu)的延性要通過抗震機(jī)構(gòu)的抗震等級要求及加強(qiáng)構(gòu)造措施等方法實(shí)現(xiàn)。必須保證梁、柱、墻構(gòu)件均具備足夠的延性，這樣鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)才能具有一定的延性，才能設(shè)計出延性框架和延性剪力墻?！皬?qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”是框架結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循的設(shè)計原則，截面尺寸的合理選擇，柱軸壓比，剪跨比，箍筋選配的控制，以及核芯區(qū)的構(gòu)造措施都是框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重要內(nèi)容。框架—剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計為實(shí)現(xiàn)延性設(shè)計應(yīng)符合“強(qiáng)墻弱梁，強(qiáng)剪弱彎”原則，還應(yīng)該限制墻肢軸壓比和墻肢設(shè)置邊緣構(gòu)件提高剪力墻的抗震性能，并且加強(qiáng)重點(diǎn)部位。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案

3.1 合理使用高強(qiáng)鋼筋

在對超高層建筑進(jìn)行施工的過程中，對建筑使用的鋼筋量是影響整個建筑造價的一個重要因素。所以為了降低用鋼量，降低造價，節(jié)約建筑成本，在對超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要合理使用高強(qiáng)鋼筋，在超高層建筑位于深厚軟弱地基之上的情況下，需要優(yōu)化高強(qiáng)鋼筋構(gòu)件的截面尺寸，通過減輕地基的承載量來降低基礎(chǔ)施工的難度，同時還可以縮減造價，減低施工單位的成本，從而達(dá)到更大的經(jīng)濟(jì)效益。而且，在對超高層建筑自重減少的情況下，可以減小超高層受地震破壞的程度，因?yàn)榻ㄖ钠茐某潭扰c建筑的自重呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，自重越大，受損毀的可能性增大，破壞程度就越大，通過減少建筑的自重，也為建筑物的安全提供了保證。

3.2 平面剛度的優(yōu)化

對于超高層建筑的機(jī)構(gòu)設(shè)計，平面結(jié)構(gòu)、建筑各部分的剛度和承載力是需要著重考慮的因素，首先在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，為了避免造成施工過程中的麻煩，設(shè)計師應(yīng)該盡力將結(jié)構(gòu)的剛度中心、質(zhì)量中心和幾何中心設(shè)計到一點(diǎn)上，如果不能達(dá)到這個要求，將會造成施工隊伍的麻煩。而且最重要的便是扭轉(zhuǎn)問題，設(shè)計師需要充分考慮水平荷載力所受的各種因素；其次，通過對平面以及立面的選擇，來解決超高層建筑設(shè)計的問題。對于平面上的選擇，設(shè)計師應(yīng)該盡量保證剛度中心和質(zhì)量中心重合，以有效縮小位移比；對于立面上的選擇，設(shè)計師應(yīng)該將豎向抗側(cè)力構(gòu)件保持上下連續(xù)貫通；最后，對于建筑的美觀性的優(yōu)化，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，結(jié)構(gòu)足夠合理，與前兩點(diǎn)所說的一樣，都符合條件，但是建筑卻無法滿足人們的審美觀，實(shí)用性也不高，這就需要設(shè)計師在重視結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的同時，還需要建筑更加美觀和實(shí)用。

3.3 加大對超高建筑的審查

在我國目前的施工水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下，我國對高層建筑的高度有了全面規(guī)定，然而在實(shí)際過程中，有很多超高情況的發(fā)生。在我國并不提倡超高的行為，因?yàn)殡S著高度越來越高，建筑的整體抗震性也會受到影響，這樣當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，受到的危害較大。尤其是在建筑物高度不斷上升的情況下，建筑的安全會受到很大的影響。因此，國家相關(guān)部門必須加大在高層建筑上的審查力度，加大違反建筑標(biāo)準(zhǔn)行為的懲處力度，健全建筑高層規(guī)范與抗震規(guī)范，使高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到保障。

3.4 提高設(shè)計的安全性

一是，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，提高設(shè)計素質(zhì)。土建工程的設(shè)計人員應(yīng)加強(qiáng)自身對設(shè)計理論與方法的掌握程度，這對提高土建工程的設(shè)計水平至關(guān)重要。二是，設(shè)計計算嚴(yán)密。設(shè)計人員應(yīng)考慮到每一方面的因素，核對好所有數(shù)據(jù)，使設(shè)計結(jié)果能夠滿足各種條件下安全要求，避免疏漏某一項(xiàng)目的安全設(shè)計。三是，詳細(xì)的設(shè)計圖紙。由于設(shè)計人員與實(shí)際施工人員之間有較大的技術(shù)差距，因此設(shè)計人員應(yīng)不怕麻煩、詳盡、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙σ恍┘?xì)節(jié)加以說明，保證不同層次的施工人員都能看懂，從而提高工程質(zhì)量避免錯誤理解圖紙等不必要事故的發(fā)生。四是，加強(qiáng)監(jiān)督管理。當(dāng)設(shè)計方案通過審核后，設(shè)計人員應(yīng)時刻與施工方保持聯(lián)系，保證實(shí)際建設(shè)中發(fā)現(xiàn)問題能夠及時改正。對施工人員提出的建議或問題能夠認(rèn)真對待。

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(jì)適用的優(yōu)秀作品。

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