高层钢筋混凝土结构设计范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了12篇高层钢筋混凝土结构设计范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

中图分类号：TU37文献标识码： A

在现代高层建筑工程施工中，钢筋混凝土结构的应用日益广泛，在提高建筑结构的安全性、稳定性与耐久性等方面发挥着非常重要的作用。做好钢筋混凝土结构设计是高层建筑工程质量的重要保证。在具体的高层建筑钢筋混凝土结构设计中，应该突出设计的内涵，体现高层建筑钢筋混凝土结构的重要功能，对高层建筑设计中钢筋混凝土结构方面的关键问题进行全面思考，从短支剪力墙、结构体系、高度控制等关键环节展开对高层建筑钢筋混凝土结构的设计控制和管理，进而为高层建筑钢筋混凝土结构设计目标的达成起到重点方面和体系方面的支撑作用。

1做好高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要意义

做好高层建筑钢筋混凝土结构设计工作必须要体现设计的重要功能，我们可以将高层建筑钢筋混凝土结构的基本要求总结为如下几点：

1.1高层建筑钢筋混凝土结构的安全性

高层建筑设计钢筋混凝土结构的强度和功能时要以突出安全性为第一要务，要确保在设计年限内高层建筑钢筋混凝土结构在各种负荷和影响下的稳定性和安全性，同时要确保突发事件和偶然事件中高层建筑钢筋混凝土必须的稳定性和结构延性。

1.2高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性

高层建筑钢筋混凝土结构设计过程中要有年限上的考虑，要在规定的年限上实现高层建筑的稳定以及钢筋混凝土结构的功能连续，形成有益于实现设计目标的耐久性基础。

1.3高层建筑钢筋混凝土结构的适用性

通过高层建筑设计工作的突出，要实现钢筋混凝土结构具有在一定时间内功能的实现，这样就可以保证高层建筑整体的使用要求，也可以保障钢筋混凝土结构对于裂缝、撞击、地震、形变等各种影响因素的抵御能力。

2高层建筑钢筋混凝土结构设计中关键问题

2.1短肢剪力墙的设计

高层建筑设计短肢剪力墙具有强烈的功能性，但是，短肢剪力墙的设置需要遵照一定的规范，切不可在设计中频繁采用，也不能布设过多，应该在确保高层建筑抗震目标达到的范围内，尽量降低短肢剪力墙的设计数量，这样的设计可以降低后续高层建筑钢筋混凝土结构施工和处理过程中的难度。

2.2结构体系的选择

高层建筑钢筋混凝土的结构体系是整个设计工作的选择重点，通常的设计方式是：要在尽量减少高层建筑钢筋混凝土结构刚度的前提下，优化高层建筑的外观和内部结构，保障结构对形变和强度的范围上的满足。

2.3结构高度的控制

在高层建筑钢筋混凝土结构设计中常会出现超高的问题，这不利于高层建筑物抗震性能的实现，由于不同高度会出现不同级别的设计规范形式，因此，当结构高度出现变化时，特别是出现超高问题时，要重新进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计工作。

2.4建筑结构平面的设计

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；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高层建筑钢筋混凝土结构设计的要点

3.1加强抗震功能

高层建筑抗震功能主要由钢筋混凝土结构来实现，因此，需要重视抗震这一环节，要在设计工作中将抗震设计作为高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要因素和关键影响。高层房屋结构的层数多或者房屋结构的刚度突变系数较大的话，其振型数则应该多取，例如房屋结构中含有多塔结构、顶部有小塔楼、转换层等，其振型数应尽量取≥12的数，但是它的大小依然不可以大于房屋总共层数的3倍，除了含有弹性的楼板，而且在进行总刚性的分析时，它的振型数才可以取得更大些。在对建筑物的框架柱进行设计的过程中，要对其面积进行全面的控制，保证其在一定的范围之内，这样才能够有效的提高建筑的质量。在对配筋进行设计的过程中，不但要对建筑的配筋进行不断的加强，而对于支座的部分要按照相应的规定进行相应的调整，这样才能够有效的增强建筑结构的承载能力。

3.2高强混凝土合理运用

在高层建筑混凝土结构设计中关键的步骤之一是合理地使用高强混凝土，为了有效地降低建筑的用钢量，可以在建筑设计的时候使用高强混凝土，这样可以大幅度地节约建筑的成本。这样的做法可以明显地降低基本设施的实施难度和工程的造价，用来取得较好的经济效果。

3.3增强地基承载能力

对于建筑结构的设计而言，地基的设计是整个设计的重要部分，建筑地基的设计好坏能够直接影响到整个建筑结构的质量和使用性能。因此，对于建筑地基的设计就显得的至关重要。在对建筑地基进行设计的过程中，进行宏观的把握，要严格的把握地基的承载能力，并且还要对建筑地基的变形和沉降等问题进行充分的考虑。对于层数较高的建筑物而言，其进行地基的设计时通常都会将其设置在地下室，这样就能够有效的对地基的沉降程度降到最小，从而有效的保证了上层结构的牢固性，提高了整个高层建筑的承载能力。除此之外，在进行建筑地基设计的过程中，还要按照相关的规定对其进行相应的规范。对于层数较多的建筑而言，通常都会对地基进行相应的处理来对高层建筑的沉降进行有效的控制。

3.4提高耐久性

必须加强高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性设计，在原来的混凝土结构设计方案中，没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响，从而导致建筑的可靠指数明显降低。因此在对一般的高层建筑混凝土进行设计时，主要都集中在造价、材料上，所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计。如今人们的生活水平不断地提高，对工程的质量要求也相应地得到提高，所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时，就要果断地放弃经济这个指标。

3.5扭转问题分析和几何中心的确定

为了避免由于水平荷载和扭转作用的建筑物破坏，结构和布局应在结构设计合理的前提下，尽可能使建筑达到三心合一的目的。在水平荷载作用下，高层建筑扭转功能取决于质量分布。为了减少结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用正方形、矩形、圆形、多边形等简单形式。在某些情况下，街道景观的要求和限制，城市规划的高层建筑，不使用简单的平面结构，不规则的平面形成L形、T形、十字形等复杂形状，在突出部分的宽度和厚度比的控制范围规范允许的布局结构。同时，我们应尽可能使结构在一个对称的状态。建筑结构振动周期包括两个方面：结构的固有周期的合理控制和振动控制周期可以使周期误差的开放性降低。

4、结束语

简而言之，钢筋混凝土结构是高层建筑出现的基础，如何科学地进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计已经成为行业的重点，应该突出钢筋混凝土结构的特性，结合高层建筑的特点，把握高层建筑钢筋混凝土结构设计的关键环节和难点，充分发挥钢筋混凝土结构在整体性和机械性能上的优势，设计出高层建筑钢筋混凝土结构的精品，在实现高层建筑稳定和安全的同时，实现高层建筑舒适度和功能性的保证。

参考文献

[1]葛斌.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].中国高新技术企业,2011(16)

[2]崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品,2010(01)

篇2

随着我国经济的发展，城市化进程的加快，建筑功能与类型越来越多样化、综合化，建筑高度也在不断增加，目前钢筋混凝土高层建筑已然成为城市建设中的主角，在城市规划中占相当大的比重。对于建筑来说，钢筋混凝土的结构设计的好坏直接影响到建筑的质量、安全和使用，高层建筑的结构设计更是工程中的重点和难点，只有将设计中存在的问题深入分析并加以妥善解决，才能尽可能完善结构设计工作，为今后的建筑施工打下良好的基础。

1.概念设计

概念设计是结构设计的一个新理念，是设计人员通过长期的理论研究和实践，逐渐积累起来的经验总结，它不以力学分析和条文规范为依据，是设计人员的一种设计思路，根据建筑周围的环境、建筑功能等因素选取合适的建筑结构，站在宏观的角度整体构思，将各部分有机的联合起来，形成结构的总体系。在设计时主要考虑建筑的整体性、抗震性、抗风性等性能，以承载力、刚度、延性为主要控制目标，特别是对理论无法明确的部分，有一个定性认识。概念设计不仅是设计人员先进设计思想的一种体现，它之所以重要，还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，为了弥补这些缺陷，就需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的，更加客观、准确的理解结构的工作性能。

2.结构选型

2.1结构体系的选择

根据抗侧力构件的不同，钢筋混凝土结构体系主要有框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒这几种形式，应根据工程的实际情况来选择合适的结构体系。

1)框架结构主要适用于层数不多的住宅、办公楼、学校及厂房等对位移要求不是很严格的建筑物。

2)剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒结构适用于高层，这里需要注意的是框架-剪力墙结构。在基本振型地震作用下，如果框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的50％，则框架部分的抗震等级应按框架确定。框架承担的地震剪力应大于结构底部总剪力的20％，以确保第二道防线的安全。墙不宜过多，满足位移限值即可。短肢剪力墙结构应避免全部为短肢墙，筒体或一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％。短肢剪力墙的抗震等级应使用比实际更高一级的等级，有的设计者没有注意这个问题，导致抗震等级的错误确定，从而造成设计工作中不必要的大量修改。

无论采用哪种结构体系，都应使结构具有合理的刚度和承载能力，保证结构的稳定和抗倾覆能力，避免产生软弱层或薄弱层，使结构具有多道防线，提高结构和构件的延性，增强其抗震能力。

2.2结构的规则性问题

《高层建筑混凝土结构技术规程》（2010）中规定：高层建筑不应采用严重不规则的结构体系，并应符合下列要求：①应具有必要的承载能力、刚度和变形能力；②应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力；③对可能出现的薄弱部位，应采取有效的加强措施。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，因此设计人员在设计过程中要特别注意新规的规定，以确保后期施工图设计阶段工作的顺利进行。

2.3结构的超高问题

在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制。尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑其或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中曾出现过由于结构类型的变更而导致的结构超高问题，致使施工图未能审查通过，进行修改或从新设计，对工程进度等整体工程规划造成不良的影响。

2.4控制柱的轴压比问题

在钢筋混凝土高层建筑结构中，轴压比越大，柱的延性就越差，限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态，防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎。柱的塑性变形能力小，则结构延性就差，当遭遇地震时，耗散和吸收地震能量少，结构容易被破坏。但是在结构中若能保证强柱弱梁设计，且梁具有良好延性，则柱子进入屈服的可能性就大大减少，此时可放松轴压比限值。

2.5嵌固端的设置问题

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此．在这个问题上设计人员往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的问题，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致安全隐患或后期设计工作的大量修改。

2.6短肢剪力墙的设置问题

短肢剪力墙是指截面厚度不大于 300mm、各肢截面高度与厚度之比均大于 4 但不大于 8 的剪力墙。在新规范规定抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验对高层建筑中短肢剪力墙的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中设计人员应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

3.地基与基础设计

地基与基础设计是整个工程造价的决定性因素，对后期设计工作能否顺利进行也有很大的影响，所以这方面的设计也是设计人员较为重视的一点，如果出现问题则会给工程带来巨大的损失。我国占地面积较广，地质条件复杂，仅一本《地基基础设计规范》并不能完全涵盖全国各地的情况，这就需要将地方性的标准利用起来，深入学习其中关于地方性地基基础类型和设计处理方法的成熟经验和规定，因地制宜，制定出符合当地实际情况的设计方案。

4.结构计算与分析

篇3

Abstract: the reinforced concrete has good entirety, stiffness, the advantages of small displacement, high-rise buildings of the reinforced concrete structure design, can say is the modern architectural design of the key and difficult. This paper will combine the writer's many years experience in architecture design, of a high-rise building reinforced concrete structure design key is discussed in this paper.

Key words: high building; Reinforced concrete; Structure design

中图分类号：TU375 文献标识码：A文章编号：

随着高层建筑的兴起，建筑工程在结构设计和技术应用上也趋于多样化。高层建筑在平面布置和体型构造上也越来越复杂化，这对现代高层建筑设计和结构分析来说，无疑是一种挑战。而在对钢筋混凝土高层建筑进行结构设计时，其中有许多的重点和细节需要加以注意，本文将结合笔者多年的建筑设计经验，对高层建筑钢筋混凝土结构设计的重点和难点问题进行具体探讨。

1高层建筑钢筋混凝土结构优化设计

1.1钢筋混凝土结构优化设计原则

高层建筑钢筋混凝土结构进行设计过程中，不但需要符合相关的规范和标准，还应该遵循结构优化设计的原则。在进行优化设计时首先必须保证结构的安全性和使用性能；还要尽量简化结构，有效的减少结构构件；另外，结构需要具备足够的刚度，设计时尤其要注意特殊部分的刚度问题。

1.2钢筋混凝土结构设计特点

高层建筑钢筋混凝土框架结构进行优化设计时，首先需要对结构整体的内力进行分析，然后根据梁柱各构件的控制内力来对截面进行优化设计，再对满足荷载效应水平要求的各结构构件的配筋量进行计算分析，最终确定设计结果。设计过程中可能会使原结构的荷载特征与几何特征发生变化，在现荷载的作用下，结构内力分布特征会有所改变，而各控制截面的控制内力也会随之发生变化，优化设计需要依据这种变化进行下一步的设计，因此可以说钢筋混凝土结构设计是一个循序渐进的过程。

1.3框架——剪力墙结构设计方法

结构延性与刚度的最佳选择便是剪力墙结构设计，在承载力不变的前提下结构延性对结构影响最大的是变形能力，结构刚度对结构影响最大的是侧向位移和自振周期。因此，可以利用结构的整体侧向位移量。来对结构延性和结构刚度进行调整。结构延性和结构刚度要依据规范按照层间位移量与顶点位移总侧移的限值来进行设计。依据结构优化设计的原则对钢筋混凝土框架结构进行逐步优化设计，不但能够满足结构受力要求，也可以节约成本。

2钢筋混凝土结构设计问题

2.1结构平面设计问题

通常情况下，除了特殊设计需要，高层建筑不适合选择特别不规则的平面布置。高层建筑的外型应该尽量简单、规则，以便保证其刚度和承载力的均匀分布。根据抗震等级不同的建筑，设计时要考虑到其平面尺寸和突出部位尺寸的比值都在合理范围内，另外，尽量不考虑采用角部重叠的平面图形。

2.1.1在对结构平面进行布置时，要尽量减少扭转的产生，尤其要考虑到水平地震作用力下的偶然偏心影响问题。对楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移设计时，应该考虑以下原则；对于A级高度的高层建筑，其最大水平位移和层间位移应该小于该楼层平均值的1.2倍，不能超过该楼层平均值的1.5倍；对于B级高度的高层建筑或者超过A级高度混合结构以及复杂高层建筑，应该小于该楼层平均值的1.2倍，不能超过该楼层平均值的1.5倍；

2.1.2在对高层钢筋混凝土建筑进行抗震设计时，应该尽量调整好高层建筑的平面形状和结构布置，尽量避免设置防震缝。如果必须设置防震缝，那么当框架结构高度不超过15m时，缝宽应该大于100mm，如果高度超过15m时，应该根据烈度和高度的不同，来适当进行加宽。在对防震缝宽度进行确定时，如果缝两侧的建筑高度不同，防震缝的宽度则应该依据较低一侧的高度来确定；

2.1.3《高规》中，截面厚度小于300m，各肢截面高度与厚度比的最大值在4~8之间的剪力墙为短肢剪力墙。在实际的高层建筑中短肢剪力墙设置会增加许多限制。所以，工程师在进行高层建筑钢筋混凝土结构设计时，应该尽量减少或者不采用短肢剪力墙。

2.2竖向结构设计问题

高层建筑的竖向结构设计非常重要，它对建筑的整体质量影响极大。高层建筑的竖向结构应该尽量规则、均匀，避免有较大的外挑和内收。高层建筑的竖向结构应该以重心稳定为前提，保持上小下大的形状，并且其变化也应该是循序渐进的。如果竖向结构不垂直或者不均匀，就需要外加单独的构造设计来满足高层建筑的整个平衡和稳定。从抗震的角度来看，竖向内收型楼层的侧向刚度不应该小于相邻上一层的70%，也不应该小于其相邻上三个楼层侧向刚度平均值的80%。A级高度的高层建筑，其楼层抗侧力结构的层间受剪承载力应该大于相邻上一层受剪承载力的80%，一定不能低于相邻上一层受剪承载力的65%；对于B级高度的高层建筑，其楼层抗侧力结构的层间受剪承载力应该大于相邻上一层受剪承载力的75%。楼层的质量沿着高度应该均匀分布，不能出现楼层间质量相差大太的问题。

2.3梁柱受力主筋设计问题

当框架梁的截面宽度与框架柱的边长相等，或者框架梁的一边与框架柱重合时，框架柱受力主筋和框架梁的受力主筋位置便会产生矛盾。设计时应该遵循强剪弱弯与强柱弱梁的原则，应该首先对框架柱受力主筋的位置加以保证。可以考虑将框架梁主筋从框架柱内侧通过，考虑在框架梁靠近柱一侧的四角增加4根钢筋来作为架立钢筋的方法，来保证框架梁截面的尺寸。这样的设计方法不但可以保证框架结构受力构件的受力主筋位置，也方便了工程施工。

2.4墙梁节点钢筋设计问题

在框架——剪力墙结构中，框架梁或者次梁如果直接设置在核心筒墙体暗梁或者过梁上，当框架梁的截面和暗梁或过梁的截面高度相同时，框架梁主筋和核心筒暗梁或者过梁主筋的位置就会产生矛盾。此时的节点设计应该尽量保证暗梁或者过梁箍筋的完整性。设计时，过梁下铁设置分两排布置，框架梁下铁可布置在过梁下铁第一与第二排钢筋之间，框架梁接头位置应该设置在支座附近，并安一定比例错开。框架梁上铁可直接搁置在过梁上铁上，同时框架梁主筋锚固的长度必须符合规范。另外，在框架剪力墙结构设计中，主梁与次梁的节点设计非常重要，所以，主次梁钢筋位置的设计也就成为重点。通常情况下，次梁上铁钢筋应该在主梁钢筋之上，次梁主筋在板筋之下，如果主次梁节点的钢筋设计不好，就会使板筋或次梁上铁钢筋保护层厚度过小，对于结构的抗震能力会有一定影响。

2.5抗震等级设计问题

高层建筑钢筋混凝土设计必须注意其抗震等级设计的问题，在对高层建筑进行抗震设计时，其结构构件应该根据抗震设防分类、烈度、结构类型以及建筑高度等不同需要来设计不同的抗震等级，设计时应该符合相应计算和构造要求。

3结论

钢筋混凝土结构与钢结构相比，具有整体性强、刚度大、位移小和舒适度好的优点。在我国的高层建筑中大多采用了钢筋混凝土结构，所以钢筋混凝土的结构设计问题也就非常重要。高层建筑的钢筋混凝土结构设计是一个比较复杂的过程，每个小失误都有可能导致建筑出现各种质量问题。建筑设计师在设计过程中，应该严格按照国家相关规定，认真分析、科学计算，确保高层建筑的整体质量和结构安全。

参考文献:

[1]张浩.浅谈高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项[J] .河南建材.2012年第1期.80~81

篇4

中图分类号：TU241.8 文献标识码：A

1 小高层钢筋混凝土结构的住宅基本结构形式

1.1 框架结构

框架结构的优点主要有空间比较大、灵活性强、具有抗震能力、工程造价低，但是，如果柱截面的厚度大于墙厚就会造成墙柱脚向外凸出，这样不仅影响购房者家具布置还影响室内美观，有时，住宅中间的房间分隔处呈现不规则现象，使住宅难以进行布置。

1.2 框架整体结构中的剪力墙

框架整体结构中的剪力墙是在整体框架结构中布置一定数量的剪力墙目前为止，它是我国在小高层住宅中应用最为广泛的一种主要结构形式。剪力墙主要特点是平面中灵活性较强，实用性、合理的结构，这样能有效地将框架、剪力墙的不同性能中抗侧力很好的展示出来，使它们发挥不同的作用。

1.3 大开间剪力墙结构

随着我国经济的发展，人们日益增长的物质水平不断提高，最先建造的小开间剪力墙体系住宅在整体建筑中的功能性和局限性变得越来越突出。从建筑强度方面来讲，小开间结构中墙体的应有作用不能得到更好的发挥，如果添加较多的剪力墙还会增加更大的地震力，而且工程费用也会随之增加，另外，小开间剪力墙的结构自我承重能力较大，相对应也增加了基础资金，所以，就诞生了大开间剪力墙结构，剪力墙的间距应该在大于4.5m且小于7.5m，进深在大于7.5m且小于11m，室内一般不会布置纵横的剪力墙，根据具体情况可按照住户的需求进行灵活分隔，如需室内有新变化还可以进行重新布置。

1.4 短肢剪力墙结构

墙肢截面的高度与厚度比在5至8的剪力墙就称之为短肢剪力墙，它是介于异性框架柱与普通剪力墙之间的一种剪力墙，这种剪力墙结构体系无论是在建筑功能与结构形式上还是在投资效益与节能指标都具有着良好的效果，目前，这已经成为小高层住宅的主要剪力墙结构形式。

2 小高层住宅钢筋混凝土结构设计的主要特点

2.1 钢筋混凝土结构设计的控制因素

在小高层住宅钢筋混凝土结构设计中水平荷载逐渐成为其主要控制因素，处在低层的住宅中，一般都是以重力为依据进行竖向的荷载，利用它来对钢筋混凝土结构设计进行控制，而且在小高层住宅中，虽然竖向荷载能对钢筋混凝土结构设计产生较大影响，但也会成为主要控制因素。对于某项特定的建筑来说，竖向荷载大体上是定值，水平荷载中的风荷载与抗震作用中的数值都是伴随着不同的动力特性而产生较大幅度变化。

2.2 轴向变形

对于采用框架体系的小高层住宅或者是采用剪刀墙体系的小高层住宅，框架中柱的轴距与压力基本上都是大于边柱的轴距与压力，这样就会使中柱的轴向因为压缩导致变形大于边柱的轴向压缩导致的变形。屋内举架较高时，因为差异轴向的变形能达到较大的数值，产生的后果不亚于连续梁中间的支座发生沉陷。

2.3 侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标

小高层与多层住宅不同，小高层住宅钢筋混凝土结构设计的关键因素逐渐变成结构侧移，多层住宅已经不能满足人民日益增长的需要，房屋建筑的高度正在逐渐增加，水平荷载的结构体系因为侧移发生的变形不断增大，结构的顶点侧移应与棚顶成正比。因此，在最初设计小高层住宅时，对结构的强度要求很高，还要具备足够的抗侧移刚度，使水平荷载结构控制在标准范围内。其中有三方面的原因，包括：因为侧移会使居住者不舒服，从而影响正常的居住；因为侧移室内的隔墙、围护墙包括室内的材料都会出现裂痕或是不同程度的损坏，甚至电梯也有可能因此不能正常工作。

2.4 结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标

相较于多层住宅，小高层住宅的结构会更加“柔”，其抗震作用下的变形就会无形加大。为了使结构能具有较强的变形能力，避免建筑物坍塌，应对建筑构造方面采取更加恰当的相应措施，以确保结构延性。

3 小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略

3.1 优化设计的方法

现阶段，设计分析软件在优化过程中并没有完全成熟，主要是对小高层住宅结构的分析软件应用，利用人工分析进行调整，通过概念设计方法，针对不同的结构选型以及布置，对正在进行的方案不断的做比较分析，比较之后选择最为理想的结构方案，这是在结构设计中应用最为广泛同时也是最简单的优化方法。利用概念设计的方法选择的方案是为合理经济的，虽然耗费人力、物力、财力以及时间，但是对设计人员的素质要求就相对较高，利用设计人员的经验进行人工优化方法依旧是建筑单位所普遍采用的主要方法之一。即便是同一小高层住宅的方案，所选择的结构也是不尽相同的，也可以有不同的布置方案，在确定小高层住宅的结构布置时，同一种荷载情况也会有不同的分析方法，在整个分析的过程中设计参数、设计材料、荷载的取值范围也是多选择的，就连对小高层住宅内的细微部分处理也是不同的，上述问题，即便是利用计算机技术也是无法全部解决的，这就需要设计人员通过自己的努力做出判断。然而判断的内容只能在结构设计中采用普遍的规律下进行指导，这是通过具体实践经验得出的结论。因此，概念设计是由设计人员通过诸多备选方案进行选择。

3.2 性能分析

3.2.1 抗震性能分析

对于整体结构来讲，足够的承载能力以及变形能力是能同时满足条件的两方面需求。结合概念设计的最新理念，分别对两种不同的结构体系进行细致的研究分析。在结构设计中，对于结构的要求必须具有一定的承载能力以及适当的刚度。小高层的结构及其使用功能和安全性与侧移大小有着密切的关系，侧移过大会使隔墙和保护墙以及材料出现裂痕以及损害。其结构必须按照规定内的百分点对于不利情况计算出结构体系的层间位移角，框剪结构要大于剪力墙的结构，这两种姐都都要小于规范要求，且有较大的充裕量，这说明两种结构都要满足刚度的要求。只是针对使用性能来讲，剪力墙的墙体过多，结构自我承重力大，导致较大地震作用，混凝土和钢材的使用量也高，与此同时还增加了基础工程的投资建设，限制了建筑方面的灵活运用。因为框架结构能够形成自由且灵活性强的利用空间，更容易满足不同建筑的功能性，剪力墙具有比较大的抗侧移刚度，这样就会增加抗震力，从而减少了结构侧移。

结论

综上所述，随着我国经济的不断发展，人民生活水平在不断提高，相对地对小高层住宅产生极大的兴趣和购买意愿，对于住宅的功能提出较高的标准要求，购房者希望住房在居住过程中能满足较大的灵活性、实用性、变换性、多功能性的需求，所以，住房设计人员应在拿到开发商的设计图纸后，为消费者着想，力图经济、适用、美观的原则为社会做出更大的贡献。

参考文献

[1]叶献国.建筑结构弹塑性地震反应中的能量表达及应用[J].合肥工业大学学报，1998，10(5):51-53.

篇5

[ Abstract ] : High-rise building load, influence factors, and once have serious consequences due to quality problems caused by will design, in this paper the following will analyze and discuss matters needing attention in design of reinforced concrete structure in high-rise buildings, for reference only.

[ keyword ] : high-rise building; reinforced concrete; structural design

中图分类号：TU2

1、前言

近年来，随着科技水平的发展，我国的高层建筑混凝土结构设计水平得到了很大的提高，特别是多种设计软件的出现，不仅使得设计人员能够根据工程实际情况选择合理的设计软件，也便于在设计中采用两种设计软件对一种工程进行计算，以确保设计的合理性。而且，随着对高层建筑混凝土结构设计理论研究的不断深入，促进了设计规范的不断更新，也提出了一些新的设计理念，更是为提高设计水平打下了坚实的理论基础。但是由于种种原因，在实际的设计中，仍存在一些问题，不仅增加了成本，甚至给整个建筑埋下质量隐患，故应引起足够的注意。本文以下内容将对高层建筑混凝土结构设计应注意的事项进行分析和探讨，仅供参考。

2、高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项分析

2.1、应避免短柱的出现

在多高层结构设计时，应尽可能避免短柱，其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物的高度与层数的加大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱，在地震荷载作用下，短柱的破坏是相当严重的，如下图所示。为了避免这种现象的出现，对于大截面柱，可以通过对柱截面开竖槽，使矩形柱成为田形柱，从而增大长细比，避免短柱的出现，这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大的水平承载力。

2.2、应合理利用后浇带

根据作者多年的实践经验，认为后浇带的合理设置要注意如下两个方面的问题：第一，沉降后浇带。应注意的是，如果基础的压缩模量较大，则需要在整体沉降基本完成并稳定，这时利用后浇带来代替沉降缝是可取的。如果基础的压缩模量较小，后期沉降就会占有相当大的比例，也就是后浇带浇注后，还会出现较大的沉降落差，这时要只靠后浇带来解决问题是不可行的，需要设计其他方式。第二，伸缩后浇带。需要注意浇注的环境，应把温度引起的变形考虑到设计的范围内。在工程设计中使用后浇带应当充分考虑工程的具体条件，合理的使用，不能一概而论，而且应当根据材料的差异进行适当的调整，做到合理使用。

2.3、应特别注意角柱的设计

在扭转发生时，各柱节点水平位移不等，距扭转中心较远的角柱剪力很大，而中柱剪力较小，破坏由外向里，先外后里。为防止扭转，抗侧力结构应对称布置，宜设在结构两端，紧靠四周设置，以增大抗扭惯性矩。因此，高层或超高层建筑中，尽管角柱轴压比较小，但其在抗扭过程中作用却很大（若角柱先坏，整个结构的扭转刚度或强度下降，中柱必定依次破坏），同时，在水平力的作用下，角柱轴力的变化幅度也会很大，这样势必要求角柱有较大的变形能力。由于角柱的上述作用，角柱设计时在承载力和变形能力上都应有较多考虑，如加大配箍，采用密排箍筋柱、钢管混凝土柱。

2.4、地震力的振型组合数

地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3 的倍数，但不应多于层数；当房屋层数≤2时，振型数可取层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，对高层建筑，振型数应取≥9；结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取≥12或更多，但不能多于房屋层数的3倍；只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时，振型数才可以取的更多。《抗震规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90％所需的振型数。SATWE等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，这是应当改进。此外，由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算，仅当结构存在明显扭转时才采用耦联计算，但在必要时应补充非耦联计算。

2.5、高层建筑钢筋混凝土结构平面设计应注意的事项

根据作者多年的实践经验，认为在高层建筑钢筋混凝土结构平面设计中应特别注意以下几种事项：

第一，抗震设计时，高层建筑应尽量调整平面形状和结构的布置．避免设置防震缝。当无法避免而必须设置防震缝时，对于框架结构来说，高度不超过15 m时，缝宽不应小于100 mm，当超过15 m时，应根据不同的烈度每增加不同的高度，宜加宽20 mm。在确定防震缝的宽度时，如果缝两侧的房屋高度不同，那么防震缝的宽度应该按照较低的房屋高度确定。

第二，在高规中，短肢剪力墙是指截面厚度不大于300 mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。根据实验数据以及经验数据．对短肢剪力墙在高层建筑中应用增加了相当多的限制。所以在高层建筑钢筋混凝土设计中，结构工程师需要尽可能少采用或者不采用短肢剪力墙。

第三，结构平面布置应减少扭转的影响，其中最重要的是在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，应符合如下规定：A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

2.6、高层建筑钢筋混凝土基础挑板设计应注意的问题

从建筑结构来看，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其它人工地基上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板，虽然在计算时此处板并不应按挑板计算，当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题。

3、结尾

以上内容分析和探讨了高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项，提出了自己的观点和见解，但是作者深知，高层建筑钢筋混凝土结构的类型很多，有筒体结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等，这些不同的结构类型均有各自的适用范围，在设计的过程中一定要根据实际情况进行优化选择，以确保设计方案合理、经济。

【参考文献】

篇6

中图分类号：TU375 文献标识码：A

一、高层建筑结构的特点

多层与高层建筑结构的相同点有：都是承担竖向荷载和水平荷载作用，设计原理和设计方法也是基本是相同的，不同点是在高层建筑中，需要用来抵抗外荷载（特别是水平荷载）的结构材料更多，因此高层建筑结构设计的主要问题就是抗侧力结构的设计，设计抗侧力结构时也就有更多要求了。实践证明在建筑物的高度越大，水平力作用下结构设计的优化程度对材料用量的影响也就越大，特别是在地震地区，地震作用给高层建筑带来的危害也要比多层建筑的危害大，因此，应该更加重视高层建筑结构的抗震设计。从结构特点看，凡是水平荷载起主要作用的建筑就可以认为进入了高层建筑结构的范畴了，水平荷载主要是地震作用和风荷载为主，在地震区基本上就是地震荷载起主控作用。

二、高层建筑结构抗震设计要素

1 正确选择合理的抗侧力结构体系

其实高层建筑结构设计的重中之重就是设计抗侧力结构。高层建筑基本的结构构件是梁、柱、支撑、墙和墙组合的筒，用这些构件可以组成高层建筑众多的抗侧力结构。

（1）框架结构：框架结构由梁、柱通过节点组成的结构单元，框架只能在自身平面内抵抗侧向力，必须在两个正交的主轴方向设计框架以抵抗各个方向的侧向力。抗震框架结构的梁柱不允许铰接，必须采用刚接，使梁端能传递弯矩，同时使结构具有良好的整体性和较大的刚度。抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。抗震设计时，若采用砌体填充墙，填充墙的布置应避免形成上、下层刚度变化过大，避免形成短柱，尽可能对称布置，以减小偏心造成的扭转；砌体墙的抗侧刚度大、变形能力小，混合使用不利于结构抗震。（2）剪力墙结构（也称抗震墙结构）：剪力墙结构承受竖向荷载和抵抗水平荷载是通过钢筋混凝土墙（亦抗震墙）来实现的，采用现浇钢筋混凝土，整体性好，承载力及侧向刚度大。剪力墙的延性设计的好坏直接影响着它的的抗震性能。在以往的地震灾害中，剪力墙结构的的震害一般比较轻。（3）框架―剪力墙结构：框架―剪力墙结构体系就是把框架和剪力墙两者结合起来，共同抵抗竖向荷载和侧向力，相互弥补，从此产生更好的结构效果。框架―剪力墙结构既有框架结构的特点，又具备剪力墙结构的优点。剪力墙刚度大主要承担层间剪力，而框架的延性要好一些，在遭遇地震作用下，先屈服剪力墙的连梁，这样是剪力墙的刚度会减小，剪力墙抵抗的层间剪力会转移到框架上，框架利用足够的承载力和延性来抵抗地震作用，那么这两种抗侧力结构的优势可以充分发挥出来，在遭遇地震作用时避免严重破坏甚至倒塌。因此建造较高的高层建筑通常采用这种结构型式，目前在我国得到广泛的应用。要根据所设计的建筑高度，是否需要抗震设防及抗震设防烈度等因素，选择一个与其匹配的、经济的结构体系，是结构效能得到充分发挥，建筑材料也能充分的被利用，最终会形成完美的结构设计。

2 正确认识高层建筑的受力特点

高层建筑可以简化成一个竖向悬臂结构，结构轴向力主要是垂直荷载所产生的，它与建筑物高度是一次方的关系；结构的弯矩则是由侧向力所产生，弯矩与建筑物高度是二次方的关系。由此可以看出，在高层结构中，垂直荷载的影响不如侧向力影响大，结构设计的控制因素也就是侧向力，结构除了应有较大的强度来抵抗侧向力产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力，同时结构还要具备足够的刚度，使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。

3 建筑体型和结构总体布置

建筑体型和结构总体布置在高层建筑的设计中也特别重要。建筑的平立面表现的是建筑体型，结构构件的平面布置和竖向布置反映的就是结构的总体布置，布置结构构件应该根据结构抵抗竖向荷载、抗风、抗震的要求来布置。结构平面布置对称、均匀并且有较好的抗扭刚度。结构竖向布置也要均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变。

4 高层建筑结构的抗震设计

抗震概念设计在高层建筑抗震设计中很重要，结构抗震设计复杂性，并且有许多不确定和不确知的因素，所以很难精确地计算出结构的抗震能力，准确的得到结构在地震作用下的真实反映更是难上加难。因此对于结构的抗震设计，细致的计算分析和抗震概念设计都是非常重要的。

在地震作用下特别不规则结构的薄弱部位容易造成震害的地方可以用防震缝将其划分为若干个独立的抗震单元，使各个结构单元成为规则的结构，抗震缝两侧结构类型不同时按照需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。

地震区建筑进行抗震设计时，除了应保证结构满足承载力及侧翼限制要求外，还应满足延性要求和具有良好的耗能性能，要实现“中震可修，大震不倒”的原则这是基本措施。钢筋混凝土结构要实现延性结构必须通过良好的延性设计。抗震高层建筑的延性通过合理选用结构体系、合理布置结构、对构建及其节点采取各种构造措施等才能实现，施工质量的良莠对结构的延性也有很大的影响。延性设计不是通过计算实现的，所以，保证结构的延性要通过抗震机构的抗震等级要求及加强构造措施等方法。

必须保证梁、柱、墙构建均具备足够的延性，这样钢筋混凝土结构才能具有一定的延性，才能设计出延性框架和延性剪力墙。“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”是框架结构应遵循的设计原则，截面尺寸的合理选择，柱轴压比，剪跨比，箍筋选配的控制，以及核芯区的构造措施都是框架结构抗震设计的重要内容。框架―剪力墙结构和剪力墙结构设计为实现延性设计应符合“强墙弱梁，强剪弱弯”原则，还应该限制墙肢轴压比和墙肢设置边缘构件提高剪力墙的抗震性能，并且加强重点部位。

结语

通过了高层建筑的受力特点、结构体系、结构布置、抗震设计等多方面的规定，在保证结构安全的前提下，尽可能将结构设计做到最合理、最经济和最优化。

参考文献

[1]GB50010-2010，混凝土结构设计规范[S].

篇7

中图分类号： TU208 文献标识码： A

在现代高层建筑工程施工中，钢筋混凝土结构的应用日益广泛，在提高建筑结构的安全性、稳定性与耐久性等方面发挥着非常重要的作用。做好钢筋混凝土结构设计是高层建筑工程质量的重要保证。在具体的高层建筑钢筋混凝土结构设计中，应该突出设计的内涵，体现高层建筑钢筋混凝土结构的重要功能，对高层建筑设计中钢筋混凝土结构方面的关键问题进行全面思考，从短支剪力墙、结构体系、高度控制等关键环节展开对高层建筑钢筋混凝土结构的设计控制和管理，进而为高层建筑钢筋混凝土结构设计目标的达成起到重点方面和体系方面的支撑作用。

1做好高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要意义

做好高层建筑钢筋混凝土结构设计工作必须要体现设计的重要功能，我们可以将高层建筑钢筋混凝土结构的基本要求总结为如下几点：

1.1高层建筑钢筋混凝土结构的安全性

高层建筑设计钢筋混凝土结构的强度和功能时要以突出安全性为第一要务，要确保在设计年限内高层建筑钢筋混凝土结构在各种负荷和影响下的稳定性和安全性，同时要确保突发事件和偶然事件中高层建筑钢筋混凝土必须的稳定性和结构延性。

1.2高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性

高层建筑钢筋混凝土结构设计过程中要有年限上的考虑，要在规定的年限上实现高层建筑的稳定以及钢筋混凝土结构的功能连续，形成有益于实现设计目标的耐久性基础。

1.3高层建筑钢筋混凝土结构的适用性

通过高层建筑设计工作的突出，要实现钢筋混凝土结构具有在一定时间内功能的实现，这样就可以保证高层建筑整体的使用要求，也可以保障钢筋混凝土结构对于裂缝、撞击、地震、形变等各种影响因素的抵御能力。

2高层建筑钢筋混凝土结构设计中关键问题

2.1短肢剪力墙的设计

高层建筑设计短肢剪力墙具有强烈的功能性，但是，短肢剪力墙的设置需要遵照一定的规范，切不可在设计中频繁采用，也不能布设过多，应该在确保高层建筑抗震目标达到的范围内，尽量降低短肢剪力墙的设计数量，这样的设计可以降低后续高层建筑钢筋混凝土结构施工和处理过程中的难度。

2.2结构体系的选择

高层建筑钢筋混凝土的结构体系是整个设计工作的选择重点，通常的设计方式是：要在尽量减少高层建筑钢筋混凝土结构刚度的前提下，优化高层建筑的外观和内部结构，保障结构对形变和强度的范围上的满足。

2.3结构高度的控制

在高层建筑钢筋混凝土结构设计中常会出现超高的问题，这不利于高层建筑物抗震性能的实现，由于不同高度会出现不同级别的设计规范形式，因此，当结构高度出现变化时，特别是出现超高问题时，要重新进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计工作。

2.4建筑结构平面的设计

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；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高层建筑钢筋混凝土结构设计的要点

3.1加强抗震功能

高层建筑抗震功能主要由钢筋混凝土结构来实现，因此，需要重视抗震这一环节，要在设计工作中将抗震设计作为高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要因素和关键影响。高层房屋结构的层数多或者房屋结构的刚度突变系数较大的话，其振型数则应该多取，例如房屋结构中含有多塔结构、顶部有小塔楼、转换层等，其振型数应尽量取≥12的数，但是它的大小依然不可以大于房屋总共层数的3倍，除了含有弹性的楼板，而且在进行总刚性的分析时，它的振型数才可以取得更大些。在对建筑物的框架柱进行设计的过程中，要对其面积进行全面的控制，保证其在一定的范围之内，这样才能够有效的提高建筑的质量。在对配筋进行设计的过程中，不但要对建筑的配筋进行不断的加强，而对于支座的部分要按照相应的规定进行相应的调整，这样才能够有效的增强建筑结构的承载能力。

3.2高强混凝土合理运用

在高层建筑混凝土结构设计中关键的步骤之一是合理地使用高强混凝土，为了有效地降低建筑的用钢量，可以在建筑设计的时候使用高强混凝土，这样可以大幅度地节约建筑的成本。这样的做法可以明显地降低基本设施的实施难度和工程的造价，用来取得较好的经济效果。

3.3增强地基承载能力

对于建筑结构的设计而言，地基的设计是整个设计的重要部分，建筑地基的设计好坏能够直接影响到整个建筑结构的质量和使用性能。因此，对于建筑地基的设计就显得的至关重要。在对建筑地基进行设计的过程中，进行宏观的把握，要严格的把握地基的承载能力，并且还要对建筑地基的变形和沉降等问题进行充分的考虑。对于层数较高的建筑物而言，其进行地基的设计时通常都会将其设置在地下室，这样就能够有效的对地基的沉降程度降到最小，从而有效的保证了上层结构的牢固性，提高了整个高层建筑的承载能力。除此之外，在进行建筑地基设计的过程中，还要按照相关的规定对其进行相应的规范。对于层数较多的建筑而言，通常都会对地基进行相应的处理来对高层建筑的沉降进行有效的控制。

3.4提高耐久性

必须加强高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性设计，在原来的混凝土结构设计方案中，没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响，从而导致建筑的可靠指数明显降低。因此在对一般的高层建筑混凝土进行设计时，主要都集中在造价、材料上，所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计。如今人们的生活水平不断地提高，对工程的质量要求也相应地得到提高，所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时，就要果断地放弃经济这个指标。

3.5扭转问题分析和几何中心的确定

为了避免由于水平荷载和扭转作用的建筑物破坏，结构和布局应在结构设计合理的前提下，尽可能使建筑达到三心合一的目的。在水平荷载作用下，高层建筑扭转功能取决于质量分布。为了减少结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用正方形、矩形、圆形、多边形等简单形式。在某些情况下，街道景观的要求和限制，城市规划的高层建筑，不使用简单的平面结构，不规则的平面形成L形、T形、十字形等复杂形状，在突出部分的宽度和厚度比的控制范围规范允许的布局结构。建筑结构振动周期包括两个方面：结构的固有周期的合理控制和振动控制周期可以使周期误差的开放性降低。

4、结束语

综上所述，钢筋混凝土结构是高层建筑的基础，如何科学地进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计已经成为行业的重点，在设计中应该把握高层建筑钢筋混凝土结构设计的关键环节和难点，充分发挥钢筋混凝土结构在整体性和机械性能上的优势，设计出高层建筑钢筋混凝土结构的精品，在实现高层建筑稳定和安全的同时，实现高层建筑舒适度和功能性的保证。

参考文献

[1]葛斌.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].中国高新技术企业,2011(16)

篇8

钢筋混凝土高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们在设计时要选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。

1.钢筋混凝土高层建筑抗震设计存在的问题

1.1 工程地质勘查资料不全

在设计初期，设计人员应该及时掌握施工场地的地质情况，但是往往在设计过程中，却没有建筑场地岩土工程的勘察资料，就不能很好的进行地基设计，给建筑物的结构带来安全隐患。

1.2 建筑材料不满足要求

对于材料而言，我们要明确这样一个道理：地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下，质量大，地震作用就大，震害程度就大，质量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材等轻质材料，将能显著改善建筑物的抗震性能。

1.3 建筑物本身的建筑结构设计

建筑物如果平面布置复杂，致使质心与刚心不重合，在地震作用下产生扭转效应，加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少类似震害实例。台湾 9.21 地震中，一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则，在水平地震作用下，结构产生严重扭转效应而破坏倒塌，同时撞坏相邻建筑上部的阳台。

1.4 平面布局的刚度不均

抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小;一边设计大开间，一边为小房间;一边墙落地承重，一边又为柱承重。 平面形状采用 L、π 形不规则平面等，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。 这些都对抗震极为不利。

1.5 防震缝设置不规范

对于高层建筑存在下列三种情况时，宜设防震缝：平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ3-91）中表 2.2.3 的限值而无加强措施;房屋有较大错层;各部分结构的刚度或荷载相差悬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设防震缝。

1.6 结构抗震等级掌握不准

结构抗震等级有的提高了，而有的又降低了，主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。

上述这些问题的存在，倘若不能得到改正，势必对建筑物的安全带来隐患。上述这些问题的原因是多方面的，这就需要设计人员从设计的角度避免这些问题的出现，防止将这种问题带入施工中，从而保证高层建筑的抗震性。

2.高层建筑抗震设计对策

2.1 结构规则性

建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求，对建筑进行合理的布置，大量地震灾害表明，平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。建筑结构的规则性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗侧力构件布置、承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀，体型简单，结构刚度，质量沿建筑物竖向变化均匀，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。

2.2 层间位移限制

高层建筑都具有较大的高宽比，其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移， 甚至会超过结构的位移限值。而国内普遍认为该位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关，其中钢筋混凝土结构的位移限值（一般在 1/400-1/700 范围内）则比钢结构（1/200-1/500 范围内）要求严格 ，风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格。 因此在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计，既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性以及正常使用功能等。

2.3 控制地震扭转效应

大量事实表明，当建筑结构的平面布置等不规则、不对称导致建筑层间水平荷载合力中心与建筑结构刚度中心不重合，在地震发生时建筑结构除发生水平位移外还易发生扭转性破坏甚至会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。计算时应主要控制周期比、位移比两个重要指标，即当两个控制参数的计算结果不能满足要求时则必须对其进行调整。当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面或增加抗侧力构件数量的方法，并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周，以减小刚度中心与质量中心的相对偏心，若调整构件刚度不能满足效果时则应调整抗侧力构件布置，以增大结构抗扭刚度。

2.4 减小地震能量输入

具有良好抗震性能的高层建筑结构要求结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求，因此在设计过程中除了控制构件的承载力外还应控制结构在地震作用下的层间位移极限值或位移延性比，然后根据构件变形与结构位移的关系来确定构件的变形值，同时根据截面达到的应变大小及分布来确定构件的构造要求，选择坚硬的场地土来建造高层建筑等方法来减小地震能量的输入。

2.5 减轻结构自重

对于同样的地基条件下进行建筑结构设计若减轻结构自重则可相应增加层数或减少地基处理造价，尤其是在软土基础上进行结构设计这一作用更为明显，同时由于地震效应

与建筑质量成正比，而高层建筑由于其高度大重心高等特点，在地震作用时其倾覆力矩也随之增加，因此，为了尽量减小其倾覆力矩应对高层建筑物的填充墙及隔墙尽量采用轻质材料以减轻结构自重。

2.6 选择合理结构类型

高层建筑的竖向荷载主要使结构产生轴向力，水平荷载主要产生弯矩。其竖向荷载方向不变，但随着建筑高度增加而增加，水平荷载则来自任何方向，因此竖向荷载引起建筑物的侧移量非常小，而水平荷载产生的侧移则与高度成四次方变化，即在高层结构中水平荷载的影响远远大于竖向荷载的影响，因此水平荷载应为设计的主要控制因素，在设计过程中应需在满足建筑功能及抗震性能的前提下选择切实可行的结构类型，使其具有良好的结构性能。

2.7 尽可能设置多道抗震防线

当发生强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。

3.结束语

随着我国经济的快速发展，高层建筑也越来越多，在这种情况下必须做好抗震设计。设计人员在高层建筑抗震设计中，都是按照抗震结构设计规范进行的，他们希望设计的结构能够达到强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，为此从结构总体方案设计一开始，就运用人们对建筑结构抗震己有的正确知识去处理好结构设计中遇到的诸如房屋体型、结构体系、刚度分布，构件延性等问题，从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理，再辅以必要的计算和构造措施，从而消除建筑物抗震的薄弱环节，以达到合理抗震设计的目的。

篇9

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

0.前言

地震发生时建筑的倒塌是造成人员伤亡的最主要原因，因此人类在多地震区建筑结构设防与不设防， 震后结果大不一样。要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害，把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施。研究表明，在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害（约占95%）。无数次的震害告诉我们，抗震设防是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。

从20世纪开始，各国的专家、学者对抗震设计进行了一系列的研究。进入20世纪90年代，结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的历史日程，特别是我国处于地震多发区，并且城市用地紧张，随着地价日益高涨，促使高层起高层建筑的出现，所以高层抗震设计设防更是工程设计面临的迫切任务。

1.震害破坏形式分析

地震作用具有较强的随机性和复杂性，要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态，不发生破坏是很不实际的;既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重，但不倒塌。因此，依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点，提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力，防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。

1.1 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层

钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性，使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下，结构的薄弱层率先屈服，弹塑性变形急剧发展，并形成弹塑性变形集中的现象。如1976年唐山大地震中，13层蒸吸塔框架，由于该结构楼层屈服强度分布不均匀，造成第6层和第11层的弹塑性变形集中，导致该结构6层以上全部倒塌。

1.2 柱端与节点的破坏较为突出

框架结构的构件震害一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱易发生破坏。除剪跨比小的短柱易发生柱中剪切破坏外，一般柱是柱端的弯曲破坏，轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥，主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时，节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时，柱顶剪切破坏严重，破坏部位还可能转移至窗洞上下处，甚至出现短柱的剪切破坏。

1.3 砌体填充墙的破坏较为普遍

砌体填充墙刚度大而变形能力差，首先承受地震作用而遭受破坏，在8度和8度以上地震作用下，填充墙的裂缝明显加重，甚至部分倒塌，震害规律一般是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。

2.抗震结构设计

较合理的框架地震破坏机制，应该是节点基本不破坏，梁比柱屈服可能早发生、多发生，同一层中各柱两端的屈服历程越长越好，底层柱底的塑性铰宜最晚形成。即:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现尽可能分散，充分发挥整个结构的抗震能力。

2.1 抗震计算中的延性保证

从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出，在抗震设防的第二、三水准时，框架结构构件已进入弹塑性阶段，构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量，所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明，“强节点”、“强柱弱梁’、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移大，抗震性能较好。

综合大量实验研究成果，影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有:相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。

2.2 构造措施上的延性保证

四川大地震实践证明，当建筑结构在大地震中要求保持足够的承载能力来吸收进入塑性阶段而产生的巨大能量，因为此时的结构在震中进入到一个塑性阶段，容易产生变形。所以，根据这种特点和抗震的要求，多发地震的国家钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计，所以建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度，保证了建筑构造的整体性，延性的增加也就提高了变形能力，这样可以减少地震的破坏性，提高了建筑的抗震能力。

在结构布置上，按扩大了的柱端抗弯承载力进行设计，理论上可将柱屈服的可能性减少，保证“强柱弱梁”的设计原则。但因各种原因，如梁的实际抗弯承载力可能增大，高振型使柱中反弯点的转移等综合因素影响，要使柱中完全避免塑性铰是困难的，同时为实现“强剪弱弯”的要求，保证塑性铰区域的局部延性，也必须通过一定的构造措施来保证结构的延性，具体做法如下：

（1）限制轴压比与纵筋最大配筋率合理的受力过程可明显提高构件延性，为实现受拉钢筋的屈服先与受压区混凝土压碎的破坏形态，以提高塑性铰区域的转动能力，规范限制轴压比与纵筋最大配筋率，同时对混凝土受压区高度也提出相应要求。

（2）限制约束配筋和配筋形式。加密塑性铰区内的箍筋间距是很重要的一点，为保证“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的设计原则及塑性铰区域的局部延性，有必要加密塑性铰区内的箍筋间距，这不但可提高柱端抗剪能力，还可约束核心区内混凝土，对纵向钢筋提供侧向支承，防止大变形下纵筋压曲，从而改善塑性铰区域的局部延性。

（3）限制材料。拒绝豆腐渣工程的第一关就是把握好材料质量，材料延性对确保构件（结构）延性极为重要。

3.结语

钢筋混凝土框架结构是我国大量存在的建筑结构形式之一，历年震害资料表明:钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重，其抗震设计中必须满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点”、“强底层柱底”等延性设计原则和有关规定。在多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计的实践中，由于设计人员对规范的理解和掌握尺度上，以及因地因人在结构选型、布置以及计算方法上相互差异较多而对设计产生较多的争议，抗震设计方法值得深入研究。

参考文献

篇10

关键词：民用；钢筋混凝土；建筑结构；设计

预计到21世纪末，中国民用建筑会有一半失去耐久性，房屋失去耐久性就意味着房屋寿命的终结，如果再继续使用很有可能出现安全问题。那么我们如何来保证和增强建筑物的耐久性呢？因为目前大部分建筑结构都离不开钢筋混凝土，所以我们可以在这里入手，通过一些手段和措施来保证钢筋混凝土的质量，由于钢筋混凝土质量不可预测，我们必须采取一些措施才能确定这一点，所以，要对钢筋混凝土进行结构上的调整。

一、钢筋混凝土建筑结构设计的现状

在上个世纪九十年代，钢材产量在不断的增长，在建筑中的钢筋混凝土结构得到了快速的发展，特别是到了二十一世纪，钢筋混凝土结构得到了飞速的发展和广泛的应用，它在建筑中所担负的形象和功能随着钢筋混凝土的发展也越来越多样化。不管是民用高层建筑还是进行工业化建筑，在结构设计中都出现了不同层度的难度和阻碍。我国在钢筋混凝土结构发展方面不是很顺利，中国解放前，几乎没有钢筋混凝土结构技术。我国最近几十年，钢筋混凝土基本理论与计算方法、可靠度与荷载分析和高层建筑结构等很多方面都取得了非常优异的成绩，有了很圆满的成果。这种成果为制定有关规范提供了科学依据。

二、钢筋混凝土建筑结构设计的优化措施

（一）材料配合设计

1，在对混合料进行选择的时候，需要选择一些可以增加混凝土强度的混合料。选择完了之后，需要对混合料进行合理的配比；2，在对沙子、石子、水泥三者进行配合比的时候，需要对配合比进行优化。把砂子、水泥、石子配制好后放到搅拌机里进行充分的搅拌，然后搅拌好之后倒出来，接着人工再和5分钟就可以了。人工拌料复杂之处是在搅拌量上，当骨料的粒径小于31mm时，拌料应该在15L，当粒径在40mm时拌料应该在25L，然后再按照一定规定的比例进行备料，要保证备料都是干的，把砂石和水泥（有时需要掺加矿物掺合料）放在一起让两者均匀的搅拌，直到两者均匀的混合在一起为止，将水缓慢的倒入混合物进行搅拌，直到搅拌均匀为止；3，在对水泥进行选择的时候，要根据建筑工程的需要合理的进行选择；4，在对钢筋的选材上，需要选择一些硬度较大的材料，比如，U型钢、工字钢等。

（二）建筑结构选型设计

在建筑中对建筑的结构的选型非常重要和关键，比如，剪力墙体系结构，房间把梁柱很好的藏到了结构中，增加的了可利用的空间并且房间的隔音效果也非常的好；如果采用钢板时，墙壁表面由于钢板非常平整，不需要进行抹灰的环节。这种结构体系不但用钢量非常少，而且施工周期也非常短，成本低，并且具有很强的整体性等一些优势。

（三）建筑施工设计

在对建筑进行施工的时候，建筑物需要满足建筑结构承载力的需求，一般在结构设计中梁柱需要选用一定强度的混凝土。在施工的过程中，为需要对柱身进行下料并且振捣，然后在梁的钢筋没有捆绑之前进行有效的浇注。施工队需要制定出有效的节点保护措施，监督人员需要对质量监管到位，提高建筑的整体结构，保证建筑结构的抗震性能。

（四）建筑结构的基础设计

在对建筑进行基础设计的时候，设计人员需要考虑各个方面的因素，比如，建筑场地的地质状况、建筑的水位和施工条件等一些因素，在基础设计的时候，还需要保证建筑物不会因为一些原因导致严重倾斜，并且在发生倾斜后还可以正常的使用。还需要注意建筑物地下相邻的各种设施和位置，保证施工的安全性。

（五）抗震结构的设计

随着天灾的不断发生，建筑物在天灾面前显得非常脆弱，我国在建筑物结构抗震方面一直积极的研究，也是我国建筑设计中的重点内容，在建设抗震结构建筑时，必须要选择一个有利的地方，需要有一定的规则性，然后选择一个合理的抗震结构体系。在运用钢筋混凝土结构进行抗震建筑设计的时候，一定要注意，选择的平面不要过于复杂和一定要符合设计规则，不能有偏心的情况发生。建筑质量和刚度两者的中心尽量重叠。在建筑中最好是不要运用大悬挑结构，因为这样会增加建筑的不稳定性。结构设计方案的功能在很大程度上需要结合工程场地的实际情况进行综合性的考虑。

结束语：

通过本文我们可以看出，对混凝土的试验是一个非常重要的环节，它包括配料、坍落度试验等一些很重要的流程，它可以在保证质量的前提下有效的降低工程的成本。混凝土试验也降低了项目中出现问题的几率，从而减少了浪费。一定要保证混合物的质量达标，提高混凝土的质量。我国钢筋混凝土的运用方面，高层建筑应用的非常广泛和最为常用的结构形式。这种结构形式在很大程度上可以提高建筑的强度，有很强的抗震能力。在民用钢筋混凝土设计中，设计人员在对这种结构进行设计的时候，应该对建筑结构的可靠性进一步提高，使房屋在发生危机情况时，可以在一定程度上保持房屋的稳定性和抗震的能力。但是高层建筑在很多方面也存在一定的问题，这些问题需要设计人员进行全方位的研究和合理的设计优化。高层建筑的结构是一项复杂的工程，结构带来的经济效益也非常的大，所以，研究钢筋混凝土结构的优化对整个工程建筑非常重大的意义。

参考文献：

[1]刘利峰. 钢筋混凝土建筑结构设计优化研究[J]. 科技资讯，2010，20：94.

篇11

0 引言

简单的混凝土结构不足以完全满足建筑物的安全要求，采用钢筋混凝土和混凝土有效的补救缺陷。施工前，需要详细的建筑结构、稳定的设计是非常重要的，以确保施工质量。用于钢筋混凝土建筑结构的设计中，有效地提高了建筑物的结构强度，以保证抗压强度和建筑物的抗张强度。

1 钢筋混凝土的原理和结构特点

1.1 钢筋混凝土结构原理

混凝土的抗压能力较强，而抗拉能力却很弱。钢筋的抗拉和抗压能力都很强。为了提高结构承载能力，把这两种材料结合在一起共同工作，充分发挥了混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能。我们把凡是由钢筋和混凝土组成的结构构件统称为钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构除了结构强度较大，防火性能较好外，工程造价也相对较低，在现代建筑中的使用较为广泛。

1.2 钢筋混凝土结构优点

1.2.1就地取材。钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，水泥和钢筋所占比例较小，砂和石料一般都可以由建筑工地附近提供。

1.2.2节约钢材。钢筋混凝土结构的承载力较高，大多数情况下可用来代替钢结构，因而节约钢材。

1.2.3耐久、耐火。钢筋埋放在混凝土中，经混凝土保护不易发生锈蚀，因而提高了结构的耐久性。当火灾发生时，钢筋混凝土结构不会像木结构那样被燃烧，也不会像钢结构那样很快达到软化温度而破坏。

1.2.4可模性好。钢筋混凝土结构可以根据需要浇捣成任意形状。

1.2.5现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好，刚度大。

2 钢筋混凝土在高层结构中的结构选型

2.1 结构规则性

在结构规则性方面新旧规范内容变动较大，新规范在此增加了较多的限制条件，如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，新规范明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”所以，结构工程师要严格遵守新规范的这些限制条件，避免在后期施工图设计阶段

的工作比较被动。

2.2 结构超高

在关于抗震的有关规范中， 最严格的是对结构的总高度的限制，特别是新规范中对于以前的超高问题， 不仅将原限制高度设定为A级高度的建筑外，还增加B 级高度的建筑，所以，一定要注意在结构设计中严格控制该因素，当结构为B 级高度建筑超高，对其采取的设计方法与处理措施就会有很大变化。在实际建筑工程设计中，容易发生因结构类型的变更而忽略此方面的问题，造成施工图在审查时不能通过，就要重新设计或组织专家进行论证等一些情况，严重影响工程工期、造价等整体规划。

2.3 嵌固端设置

因高层建筑在设计中通常要带有地下室及人防结构，嵌固端大都设置在地下室顶板，也会设置在人防顶板等一些位置，所以，结构设计工程师在此方面容易忽视由嵌固端设置的不同位置而产生的相关需特别注意的问题，例如嵌固端上下层刚度比的限制、楼板设计、在对结构进行整体计算时嵌固端设置、位置协调与结构抗震缝设置等一些问题，上述问题若忽略其中任何一个都可能发生后期设计工作需要大量修改以及造成一定的安全隐患。

2.4 短肢剪力墙设置

短肢剪力墙在新规范中是指对墙肢截面高厚比为5～8 的墙，结合实验数据和经验，在高层建筑中对短肢剪力墙增加了较多限制，所以，结构工程师在高层建筑设计中， 要尽量少采用或不用短肢剪力墙，以避免在后期设计工作中增加不必要的麻烦。

3 钢筋混凝土在高层建筑结构设计中的应用。

3.1 选择钢筋混凝土的结构

在高层建筑结构设计的过程中，由于受到地理环境、风俗习惯等因素的影响，建筑设计的风格会有所区别。所以在建筑设计之前，要求设计人员能够充分了解当地的风俗习惯和建筑特点，科学合理的设计建筑。例如钢筋混凝土框架剪力墙是我国目前使用较为广泛的建筑设计方式，其优点在于成本低、施工方便、占地面积小，而且具有良好的结构强度和降噪效果。

3.2 对混凝土结构刚度的处理

随着社会经济的不断发展，建筑行业也发生了翻天覆地的变化。高层建筑的出现有效缓解了城市发展中的土地压力，促进了社会的和谐和经济的发展。高层建筑的建筑安全受到越来

越多的重视，建筑的稳定性是建筑安全的重要保障。为了确保建筑的结构强度，就需要提高建筑的竖向负载能力。目前，我国建筑设计中，对剪力墙的使用过于频繁。虽然剪力墙能够有效提高建筑的结构强度，但是过多的剪力墙设计在地质条件良好的地区也是一种资源浪费。因此，建筑的设计应该在充分满足位移要求的基础上，适当减少剪力墙的使用，降低建筑成本。

3.3 加固方法的应用

加固法是钢筋混凝土结构在建筑使用的方法之一，主要的加固方法有两种，一种是采用碳纤维加固法，另一种是预应力加固法。

3.3.1 碳纤维加固法

采用环氧树脂胶粘剂将具有极强抗拉性的碳纤维粘贴到建筑结构上去，有效提高混凝土结构的抗拉能力，增强其结构强度。碳纤维加固法的加固效果较好，但是如果使用和维护不当，容易造成火灾，不利于建筑安全。而且碳纤维加固法的能够使用的环境非常有限，因此，这种加固法使用并不广泛。

3.3.2 预应力加固法

预应力加固法就是充分利用预应力的作用，强制性的加固后加拉杆，提高建筑的结构强度。这种加固方式在一定程度上改变了混凝土的内部结构，有效解决了原有混凝土结构中应力不足的现象，这种方法在大跨度的混凝土建筑施工中使用较为

广泛，在重型结构的混凝土结构中也得到了长足的应用。

3.4 混凝土的节约化

在满足建筑物结构强度要求，符合建筑质量规范的基础上，节约成本，降低工程造价，不仅是企业自身发展的需求，更是国家发展战略的要求。在我国建筑设计中，针对建筑不同部分的不同作用，采用的混凝土也有一定的区别，比如梁和柱往往就会采用不同强度等级的混凝土。如果梁和柱采用了不同等级的混凝土时，在设计时应该强调强柱弱梁的理念，也就是说在梁、柱的节点处，柱采用的混凝土等级应该高于梁。混凝土浇筑施工中，必须要严格按照设计图纸进行，施工过程严格按照规范。梁、柱周边的固定方式也有一定的要求，一般采用钢丝网固定，有时也会采用小板固定。梁柱的浇筑顺序也有严格的要求，一般来说首先浇筑的是接头处的混凝土，然后才能对梁板进行浇筑施工。这种浇筑方式施工较为复杂，因此，在现实的施工过程中，应该在充分考虑实际情况的基础上，选择最合适的建筑方式。

4 结语；

以上这些设计问题的研究有助于施工人员解决施工中出现的问题，提高工程项目的安全性和功能性。任何遗漏或错误都可能会造成非常严重的后果， 需要结构设计工程师加强重视，才能设计出更多高质量的高层建筑。

【参考文献】

篇12

1 引言

对于目前来说，高层建筑钢筋混凝土结构主要采用框架、剪力墙、框架―剪力墙、筒体和板柱―剪力墙结构体系。下面根据笔者的多年工作经验以及对实际工程的总结，浅显地对钢筋混凝土结构在高层建筑设计中的重点进行了论述，仅供大家参考。

2 钢筋混凝土结构在高层建筑设计中的原则

现在高层建筑的数量越来越多，相应的钢筋混凝土结构在高层建筑中也得到了广泛的应用。我们必须遵循一定的原则，在保证高层建筑钢筋混凝土结构的设计达到相关国家规范、规程规定的条文的同时，注意人们在设计、施工及使用维护阶段对高层建筑的安全性、耐久性及适用性的需求。高层建筑结构在规范规定的合理的使用年限内，不仅需要满足相应的建筑功能使用需求，而且应该可以承担各种有可能发生的自然或认为的紧急情况，这就使得建筑结构必须具有与之相符的适用性和耐久性；同时在建筑物发生可能的紧急情况之后，建筑结构也必须保证其安全性。

3钢筋混凝土结构在高层建筑设计中的重点分析

3.1 建筑结构的概念设计

现在很多新入职甚至入职多年的结构工程师在建筑结构设计时陷入只依靠结构设计软件的误区，这是不正确的。为了保证建筑结构具有良好的抗震性能，我们应该从根本上重视建筑结构概念设计这种有效的方法。建筑师及结构师在建筑设计的过程中对相关规范和规程中的各项条文给予高度重视是建筑概念设计对我们的要求。尤其下列若干问题值得我们注意：

（1）在建筑结构设计中，应该优先采用具有良好抗风、抗震性能，而且造价合理经济的高层建筑结构体系。这就要求我们对建筑结构的合理性和建筑结构平、立面布置的规则性特别关注。高层建筑结构在竖向布置上应该有合理的刚度分布，与此同时在水平布置上也应有合理的承载力分布，这样不但能避免因局部位置突变而形成薄弱部位，而且使建筑具有较好的抗震、抗裂缝和抗变形的能力。

（2）由于水平地震作用是双向的，所以要求建筑结构在两个主轴方向上应具有相接近的动力特性，并且在建筑平面上结构沿两个主轴方向需要拥有必需的抗震性能和结构刚度。在高层建筑设计时，我们应该使建筑具有清晰明确的计算简图和合理有效的传递地震力的途径，这样就能使建筑结构在任意方向上都能够有效的抵抗地震作用。值得注意的是高层建筑结构除了水平刚度的需求外，还需要在抗扭转震动和抗扭刚度上达到相应的要求。另外，虽然我们可以考虑场地特征的影响来对高层建筑结构的刚度进行选择，以此来达到减小地震作用的目的，但是同时我们也应该看到这会使高层建筑结构的变形增大，高层建筑结构会因为P-Δ效应的过大而发生不必要的破坏。

（3）我们应该尽量避免由于平面凹角以及狭长的缩颈部位产生的应力集中，尤其是在相对比较独立的建筑结构单元中。凹角和端部应尽量避免设置楼、电梯间，结构体型在竖向上应尽量避免过急、过多的收进，同时应尽量避免外挑。高层建筑结构应沿建筑高度连续、均匀地分布水平承载力和结构刚度，以此减小地震作用下结构的扭转效应，同时避免在高层建筑中产生薄弱或者软弱部位，以及由于部分构件的破坏从而导致的结构整体丧失承载能力和抗震能力。根据具体项目的实际情况，我们应该对高层建筑的结构单元之间进行有效的分离或者牢固的连接，以此来使建筑结构体型更加合理。

3.2 建筑结构的选型

（1）结构工程师在高层建筑设计过程中应尽量避免采用短肢剪力墙。什么是短肢剪力墙，《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中给予了明确的定义，短肢剪力墙是指墙肢截面高厚比在5～8的剪力墙。短肢剪力墙在高层建筑中有许多的限制和不便，这是在实际经验以及实验数据中得到证实的。因此为了在后期设计工作中避免增加不必要的麻烦，我们应该尽量减少或避免短肢剪力墙。

（2）钢筋混凝土结构在高层建筑设计中另一个重点是建筑结构的选择。在上部结构的变形限值能够满足的前提下，在一些地基基础相当稳定的地区可以尽量减小结构的刚度。对于规范中层间位移和顶点位移数值不是很合理的情况，我们采取相应的措施可以适当突破这些限值。同时规范规定在高层转换结构中，上下层转角的控制比值在1左右较为合理，转换层的上下刚度比公式宜做相应修改。另外水平加强层的设置会提高结构的侧向刚度，同时也会较大的增加外柱的剪力，这一点在设计工作中应慎重对待。

（3）规范中对于高层钢筋混凝土建筑的超高问题给出了相应的规定。在新规范中，除了将原来的建筑限制高度设定为A级高度外，新增加了B级高度的建筑设定。相应的建筑物应该控制在相应等级规定的范围之内，在建筑结构设计的过程中不可以超越其应属高度范围，如若超过，我们需要对设计以及施工做新的考量。在现实中此类问题曾经出现，应该引起大家的重视。

3.3 结构的计算

（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010/J186-2010）第3.9节条文对于确定普通高层建筑的抗震等级给予了明确规定，即与主楼连为整体的裙楼的抗震等级除应按裙房本身确定外，相关范围内也不应低于主楼的抗震等级。当上部结构的嵌固点位于地下室顶板时，地下一层主楼相关范围内的抗震等级与上部主楼的抗震等级应取同，地下一层以下主楼相关范围内的抗震等级可根据实际情况逐层降低一级，但不应小于四级。另外比较复杂的高层建筑还应符合高规第10章的相关规定。

（2）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010/J186-2010）中对建筑结构振型的取值给予了明确的规定，结构的振型数与层数有很大关系。在计算分析阶段我们需要根据规范规程的相关规定对计算结果进行分析，以此来确定是否需要调整振型个数。

（3）在高层建筑中，由于建筑外立面或者建筑功能的要求，建筑顶部常常存在一些非主体承重体系内的结构构件，对于这部分结构构件的设计和计算，我们按新规范中的有关规定应该对这部分结构构件增加有效的处理方法。因为高层建筑顶部的风荷载和地震作用较大，对于在其顶部的装饰或立面造型构件的设计要特别注意。

3.4 建筑基础的设计

高层建筑的承载力对于不同的地基基础需要做不同的考虑，在高层建筑的基础设计中应尽量减少地震作用对建筑结构的影响，为此我们需要注意以下几点：

（1）当拟建建筑物所处地段地基情况良好时，且基础的埋深较大时，在方案阶段设计师应建议业主在主楼下做地下室。因为地下室可以有效地降低基础的附加应力，并且在提高地基的承载力的同时也可减小地震作用对上部主体结构的影响，这点对于周围已有建筑物时尤其明显。不应设局部地下室，且地下室应有相同的埋深。当地基承载力已达到设计要求时，为了利于地下室防水，基础底板可以不继续外沿，同时每隔 30～40米应该设置一道后浇带，并使用微膨胀混凝土在两个月后进行浇注。

（2）当拟建建筑物周围已有建筑物时，新建建筑基础不宜深于周围已有建筑基础，这会是基础发生不必要的破坏。如若新建建筑基础深于已有建筑基础，两者基础间的净距与基础高差的比值不应小于二，否则应该采用打抗滑桩等措施防止新建建筑基础对已有建筑基础的破坏。当相邻建筑物的层数相差较大时，由于基地应力相差较大，我们应该在层数较低的建筑基础的中心区域内采用垫焦碴等地基处理方案来调整其基底应力。

（3）当地基较软或不均匀时，柱下扩展基础的宽度会很宽，有时会超过四米，此时我们可择优选用柱下条形基础，同时由于在结构节点处基础的底面积在两个方向上都做了重复利用，所以我们应该适当加宽柱下条形基础。另外当独立基础的偏心过大时，我们可把相邻建筑的基础一起做成柱下条形基础。值得注意的是，柱下条形基础的偏心也不宜过大，条件允许时可以做成一面自由、三面支承的基础底板。另外基础底版的形心和上部柱的荷载重心宜尽量重合，基础底板在条件允许时可做成台阶形、梯形。

4 结语

综上所述，在高层建筑中钢筋混凝土结构应用日益增多的今天，其建筑结构设计的安全性、耐久性和适用性引起了人们的广泛关注。因此，为了满足人们对建筑的安全信任以及舒适度的需求，我们结构工程师应该在设计过程中不断优化结构方案，使建筑材料的力学特性得到有效充分的发挥，从而设计出结构优秀稳定的建筑，以此满足人们日益丰富的生活需求。文中提到的诸多细节和重点正是我们需要特别注意的。

参考文献：

[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）

[2]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）