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摘 要：随着高层建筑在我国的迅速发展，建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。经过笔者多年来的设计实践，发现在高层建筑结构设计过程中经常出现一些遗漏或错误。为避免在钢筋混凝土高层结构设计过程中少犯或不犯这些错误，本文现就这些常常出现的问题进行深入探讨。
关键词：钢筋混凝土；高层结构；结构选型；地基与基础设计；结构计算与分析
1、结构选型
结构的规则性问题。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范《高层建筑混凝土结构设计规程》在这方面增添了许多限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，结构设计工程师应在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
短肢剪力墙的设置问题。《高层建筑混凝土结构设计规程》7.1.8条规定短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各墙肢截面高度与厚度之比为4～8的剪力墙，短肢剪力墙结构中应有足够的长肢剪力墙。根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构设计工程师应尽可能减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。
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，结构设计工程师往往忽视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、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作需要大量修改，甚至埋下安全隐患。
结构的超高问题。在抗震规范与《高层建筑混凝土结构设计规程》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，还增加了B级高度的建筑，因此，必须严格控制结构的超高因素，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将发生很大的变化。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略结构的超高问题导致施工图纸审查时不予通过，必须重新进行设计或重开专家会议进行工作论证等的情况，这对工程工期、工程造价等整体规划的影响相当巨大。
2、地基与基础设计
地基与基础设计一直是结构设计工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时也是因为地基基础是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准，地方性的《地基基础设计规范》能够将各地的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
3、结构计算与分析
随着房屋建筑结构方面新规范的陆续颁布实施，各种计算软件也都更新版本，但在计算时经常会出现各种各样的问题，这其中既有软件自身不完善的因素，也有使用人对规范理解不正确的原因。因此，如何准确高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理是决定工程设计质量好坏的关键。
○1振型数目是否足够。振型数的多少与结构的层数有关，在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。对于一般工程，取3的倍数，不少于9个。但如果结构是2层，最多也就6个，因为每层只有3个自由度，两层就是6个。由于在旧规范设计中并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须根据规范要求对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。如果不能保证这一点，将导致地震作用偏小。按此地震作用设计的结构将存在不安全性，所以应该增加振型数重算。
○2结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果或大或小有不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时，必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
○3计算模型的选取。对于常规结构，可采用楼板整体平面内无限刚假定模型；对于多塔或错层结构，可采用楼板分块平面内无限刚模型；对于楼板局部开大洞、塔与塔之间上部相连的多塔结构等可采用楼板分块平面内无限刚并带弹性连接板带模型；而对于楼板开大洞有中庭等共享空间的特殊楼板结构或要求分析精度高的高层结构则可采用弹性楼板模型。在使用中可根据工程经验和工程实际情况灵活应用，以最少的计算工作量达到预期的分析精度要求，既不能不分情况一概采用刚性楼板模型，造成小墙肢计算值偏小；也没必要都采用弹性楼板模型，无谓地增大计算工作量。
○4地震作用及结构振动特性。是否需要地震力放大，要考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。如新规范规定规则结构不进行扭转藕连计算时，平行于地震作用方向的两个边榀其地震作用应乘以放大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。当结构质量和刚度分布明显不对称时，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。
○5框架结构分析。注意柱计算长度系数的选取；柱一般按单偏压配筋、双偏压验算为好，因双偏压存在多解，配筋量与形式不唯一；梁一柱保护层厚度按规范取，程序自动加12.5；对于大截面的柱，可考虑梁、柱重叠部分为刚域；一般可考虑梁刚度放大，扭矩折减，以考虑楼板的影响；负弯矩向下调幅后，跨中弯矩自动增大。梁跨中弯矩增大系数是不考虑活载不利布置时乘的系数的。
4、结语
综上所述，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期复杂甚至循环往复的过程，因此，这要求结构设计工程师正确理解规范，合理应用计算软件，因为任何在这过程中出现的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素，影响建筑工程质量，威胁人民生命财产安全。
参考文献：
[1]贾岩：《钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨》[J]民营科技，2011（07）
[2]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（01）
[3]支韶阳：《一般高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的几个问题》[J]粮食流通技术，2011（05）
关键词：钢筋混凝土；高层结构；结构选型；地基与基础设计；结构计算与分析
1、结构选型
结构的规则性问题。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范《高层建筑混凝土结构设计规程》在这方面增添了许多限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，结构设计工程师应在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
短肢剪力墙的设置问题。《高层建筑混凝土结构设计规程》7.1.8条规定短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各墙肢截面高度与厚度之比为4～8的剪力墙，短肢剪力墙结构中应有足够的长肢剪力墙。根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构设计工程师应尽可能减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。
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，结构设计工程师往往忽视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、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作需要大量修改，甚至埋下安全隐患。
结构的超高问题。在抗震规范与《高层建筑混凝土结构设计规程》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，还增加了B级高度的建筑，因此，必须严格控制结构的超高因素，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将发生很大的变化。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略结构的超高问题导致施工图纸审查时不予通过，必须重新进行设计或重开专家会议进行工作论证等的情况，这对工程工期、工程造价等整体规划的影响相当巨大。
2、地基与基础设计
地基与基础设计一直是结构设计工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时也是因为地基基础是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准，地方性的《地基基础设计规范》能够将各地的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
3、结构计算与分析
随着房屋建筑结构方面新规范的陆续颁布实施，各种计算软件也都更新版本，但在计算时经常会出现各种各样的问题，这其中既有软件自身不完善的因素，也有使用人对规范理解不正确的原因。因此，如何准确高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理是决定工程设计质量好坏的关键。
○1振型数目是否足够。振型数的多少与结构的层数有关，在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。对于一般工程，取3的倍数，不少于9个。但如果结构是2层，最多也就6个，因为每层只有3个自由度，两层就是6个。由于在旧规范设计中并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须根据规范要求对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。如果不能保证这一点，将导致地震作用偏小。按此地震作用设计的结构将存在不安全性，所以应该增加振型数重算。
○2结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果或大或小有不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时，必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
○3计算模型的选取。对于常规结构，可采用楼板整体平面内无限刚假定模型；对于多塔或错层结构，可采用楼板分块平面内无限刚模型；对于楼板局部开大洞、塔与塔之间上部相连的多塔结构等可采用楼板分块平面内无限刚并带弹性连接板带模型；而对于楼板开大洞有中庭等共享空间的特殊楼板结构或要求分析精度高的高层结构则可采用弹性楼板模型。在使用中可根据工程经验和工程实际情况灵活应用，以最少的计算工作量达到预期的分析精度要求，既不能不分情况一概采用刚性楼板模型，造成小墙肢计算值偏小；也没必要都采用弹性楼板模型，无谓地增大计算工作量。
○4地震作用及结构振动特性。是否需要地震力放大，要考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。如新规范规定规则结构不进行扭转藕连计算时，平行于地震作用方向的两个边榀其地震作用应乘以放大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。当结构质量和刚度分布明显不对称时，应计入双向水平地震作用下的扭转影响。
○5框架结构分析。注意柱计算长度系数的选取；柱一般按单偏压配筋、双偏压验算为好，因双偏压存在多解，配筋量与形式不唯一；梁一柱保护层厚度按规范取，程序自动加12.5；对于大截面的柱，可考虑梁、柱重叠部分为刚域；一般可考虑梁刚度放大，扭矩折减，以考虑楼板的影响；负弯矩向下调幅后，跨中弯矩自动增大。梁跨中弯矩增大系数是不考虑活载不利布置时乘的系数的。
4、结语
综上所述，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期复杂甚至循环往复的过程，因此，这要求结构设计工程师正确理解规范，合理应用计算软件，因为任何在这过程中出现的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素，影响建筑工程质量，威胁人民生命财产安全。
参考文献：
[1]贾岩：《钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨》[J]民营科技，2011（07）
[2]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（01）
[3]支韶阳：《一般高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的几个问题》[J]粮食流通技术，2011（05）