浅谈高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项

2012-04-10张浩

河南建材 2012年1期

张浩

辽宁金海建筑设计研究院有限公司（118000）

经济的快速发展，使得高层建筑在中国兴起并发展的如火如荼，其建筑手段和设计也变得科技性更强。建筑工程的质量直接关系到人们的生命财产安全，因此，对于这项复杂而科技含量高的工作，如何通过合理的设计使得高层建筑达到高质量的同时也满足人们居住舒适性需求是每个建筑工作者必须考虑和解决的事情。

1 结构平面设计

通常来讲，对于高层建筑，除了特殊的设计需求之外,高层建筑不宜采用特别不规则的平面布置，应该追求形状简单、规则，尽可能的使刚度和承载力分布均匀。对于抗震等级不同的建筑，其平面尺寸及突出部位尺寸的比值都有适宜的范围，同时不宜采用角部重叠的平面图形即细腰型平面。一般在设计时，应该注意:1）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）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。3）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。

2 竖向结构设计

由于属于高层建筑，所以竖向结构对于高层建筑来说，显得尤为重要，他直接影响到整体建筑的质量。高层建筑的竖向应该尽可能的规则、均匀，避免有太大的外挑和内收。为了保持重心稳定，整个建筑体的竖向结构应该是下大上小的形状，同时变化也应该是逐渐的。假如竖向结构不是垂直的或者不是正常的下大上小型结构形状，这时需要外加单独的设计来满足建筑物的整体平衡，维持稳定。对于竖向内收型的建筑物，从抗震角度出发，楼层的侧向刚度不宜小于相邻上一层的70%，也不宜小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%。A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%，不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

3 柱、梁、板的设计

高层建筑，如果地上为圆柱时那么地下部分需要改为方柱，这样便于施工的进行。圆柱钢筋的根数最少为8根。纵筋宜采用大直径、大间距，但间距不宜超过200，柱断面不宜小于400×400，混凝土不宜小于C25。对于异型柱的结构，梁纵筋每排的数量不可以太多，柱端部纵筋不宜过于密集，否则会造成节点混凝土浇注困难。柱应该尽量避免使用短柱。除此之外，还要考虑竖向的地震作用，柱子的轴压比及配筋需要留有一定的余地。

对于梁的设计，一般梁上有次梁处应该设附加箍筋，附加箍筋一般都要有。当主次梁截面相差不大，次梁负载较大时，需根据计算确定增设附加箍筋和吊筋的数量。当主梁高度高，次梁截面小时，主梁可以不加附加箍筋，所以要根据具体的情况分析之后确定是否需要加附加箍筋。

板部分的设计，应该考虑板的钢筋间距。为便于施工钢筋宜采用大直径大间距，但小直径小间距对控制板的裂缝有利,所以应根据实际情况而定。一般受力筋间距取70mm至200mm。对于人防顶板上下钢筋间距宜相等，直径可以不同，这样方便设置拉筋。相连房间的同型号同间距板底钢筋可以相通。

4 楼盖结构设计

高层建筑的楼盖结构，也影响着高层建筑的整体质量。很多公司基于成本控制的考虑，通常选择楼板预制件，这样会加大建筑物抗震风险。国家规定，高层建筑高度大于50m时，框架-剪力墙结构、筒体结构以及复杂高层建筑结构应该采用现浇楼盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用现浇楼盖结构。混凝土强度等级不可以低于C20，但是也不应该高于C40。