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[摘 要]随着经济的发展及建筑行业水平的不断提高，不断涌现出了各种钢筋混凝土高层建筑，城市建设也进入了现代化。高层建筑的类型和功能的复杂化也使高层建筑结构设计变得更加复杂，使其逐渐成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。文章就高层建筑结构形式的分类，钢筋混凝土高层结构选型问题及结构设计等方面对钢筋混凝土高层结构设计做了详细分析。
[关键词]钢筋混凝土 高层结构设计 高层建筑 剪力墙结构
中图分类号：TU341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0136-01
一、概述
改革开放以来，建筑行业的提升水平比较快，给建筑行业的发展带来了建筑形式，建筑技术，建筑材料等多元化变革。钢筋混凝土因安全系数高，抗震性能好等诸多优点而使用较为广泛，其中高层建筑发展更为迅速，设计思想也在不断更新，结构体系日趋多样化，建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂，这就给高层建筑结构分析和设计提出了更高的要求。
二、高层建筑结构形式的分类
1、框架结构体系
框架结构体系一般都采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载，一般比较适用于多层或高度不大的高层建筑。此外，在布置框架结构时要注意一些问题，如：对称均匀、传力途径直接。目前，框架柱是框架结构的主要竖向承重和抗侧力构件，主要以受压应力为主。
2、剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构体系。剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制，一般应为3—8米。由此也就决定了剪力墙结构更适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑。剪力墙一般采用钢筋混凝土材料，可分为全部为现浇的剪力墙，全部用预制墙板装配而成的剪力墙，内墙为现浇、外墙为预制墙板的剪力墙。
3、筒体结构
随着建筑物高度的增加，传统的框架结构体系、框架——剪力墙结构体系已不能很好地满足结构在水平荷载作用下强度和刚度的要求。筒体体系在抵抗水平作用方面具有良好的刚度，并能形成较大的使用空间，筒体是由框架和剪力墙结构发展而成。它是由若干片纵横交接的框架或剪刀墙所围成的筒状封闭骨架。
三、建筑设计问题
高层建筑不同于其他普通商品，很多都属于是地理标志性建筑。所谓高层建筑就是指10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。我们在高层建筑的外观上，大多数会选择一些新颖的建筑样式，也会特别注意到其抗震设计、抗风设计等基础要素。但是建筑也不能盲目的标新立异，结构上应该选择规则性强一些的，不论是平面或者立体都应该尽量遵循这个原则。同时建筑在弹性设计上，尽量要满足延展性的需求。这种概念设计的强调是对建筑师的必须要求，建筑设计师一定要重视各种规范规定，切记不可陷入到只管设计不管计算的误区。
四、钢筋混凝土高层结构选型问题
1、结构的规则性问题
在结构规则方面，相继出现了很大的变动。相比较旧规范来说，在新规范中又增添了很多限制条件，主要有：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等。此外，新规范中还强制性的规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”由此可见，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须要严格注意，以免在后期施工图设计阶段处于被动的工作状态。
2、结构的超高问题
在抗震规范及高规中，都严格限制了结构的总高度，尤其对超高问题做出了规定，新规范中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级高度建筑甚或超过了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，已经出现过因变更结构类型而忽略了该问题，最终导致施工图审查时未予通过，所以必须要重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3、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，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，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、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等多个问题，忽略其中任何一个方面都有可能会导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
五、结构设计
1、剪力墙底部加强部位墙厚的确定
在抗震设计中，剪力墙的底部加强部位包括底部塑性铰范围及其上部的一定范围，其目的是在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加强措施，从而达到避免脆性的剪切破坏，改善整个结构的抗震性能目的。底部加强部位的高度应从地下室顶板算起，当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。对于墙底轴力较小且结构层高相对较高的剪力墙而言。其截面厚度可以适当的减小，但要保持墙体的稳定性。
2、短肢剪力墙的设置问题
使用短肢剪力墙虽然有一定的的作用，但是在使用数量上一定要严格参照规范来进行。抗震设计时，高层建筑结构不应该全部采用短肢剪力墙，B级高度高层建筑以及抗震设防度为9度的A级高度层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时，要求短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%。综上所述，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的最大值大于4但不大于8的剪力墙。
3、基础设计
我国占地面积广，地质条件复杂，因此，基础设计要尤其注意地方性规范的重要性问题。而国家标准仅以《地基基础设计规范》这一本书来做参考是无法对全国各地地基基础都进行详细的描述和规定的。所以，地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方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。由此，我们在设计地基基础时，一定要深入学习地方规范，这样才不会给整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
六、结束语
综上所述，钢筋混凝土高层结构设计是建筑工程的一个重要组成部分，在这一过程中会有遗漏或错误，这些都将会导致整个设计过程变得更加复杂或产生不安全因素。所以，在设计中，要在了解工程的基础上，结合着钢筋混凝土高层结构的施工环境进行详细设计，以适应人们的实际需求。
参考文献
[1] 张建军《论我国钢筋混凝土高层建筑设计》[J]，《城市建筑》2014年08期.
[2] 黄琛雄《高层建筑结构设计中常见的问题及对策》[J]，《中华建设》2012年03期.
[3] 薛金国《浅谈钢筋混凝土高层结构设计》[J]，《城市建设理论研究》2014年10期.
[关键词]钢筋混凝土 高层结构设计 高层建筑 剪力墙结构
中图分类号：TU341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0136-01
一、概述
改革开放以来，建筑行业的提升水平比较快，给建筑行业的发展带来了建筑形式，建筑技术，建筑材料等多元化变革。钢筋混凝土因安全系数高，抗震性能好等诸多优点而使用较为广泛，其中高层建筑发展更为迅速，设计思想也在不断更新，结构体系日趋多样化，建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂，这就给高层建筑结构分析和设计提出了更高的要求。
二、高层建筑结构形式的分类
1、框架结构体系
框架结构体系一般都采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载，一般比较适用于多层或高度不大的高层建筑。此外，在布置框架结构时要注意一些问题，如：对称均匀、传力途径直接。目前，框架柱是框架结构的主要竖向承重和抗侧力构件，主要以受压应力为主。
2、剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构体系。剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制，一般应为3—8米。由此也就决定了剪力墙结构更适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑。剪力墙一般采用钢筋混凝土材料，可分为全部为现浇的剪力墙，全部用预制墙板装配而成的剪力墙，内墙为现浇、外墙为预制墙板的剪力墙。
3、筒体结构
随着建筑物高度的增加，传统的框架结构体系、框架——剪力墙结构体系已不能很好地满足结构在水平荷载作用下强度和刚度的要求。筒体体系在抵抗水平作用方面具有良好的刚度，并能形成较大的使用空间，筒体是由框架和剪力墙结构发展而成。它是由若干片纵横交接的框架或剪刀墙所围成的筒状封闭骨架。
三、建筑设计问题
高层建筑不同于其他普通商品，很多都属于是地理标志性建筑。所谓高层建筑就是指10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。我们在高层建筑的外观上，大多数会选择一些新颖的建筑样式，也会特别注意到其抗震设计、抗风设计等基础要素。但是建筑也不能盲目的标新立异，结构上应该选择规则性强一些的，不论是平面或者立体都应该尽量遵循这个原则。同时建筑在弹性设计上，尽量要满足延展性的需求。这种概念设计的强调是对建筑师的必须要求，建筑设计师一定要重视各种规范规定，切记不可陷入到只管设计不管计算的误区。
四、钢筋混凝土高层结构选型问题
1、结构的规则性问题
在结构规则方面，相继出现了很大的变动。相比较旧规范来说，在新规范中又增添了很多限制条件，主要有：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等。此外，新规范中还强制性的规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”由此可见，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须要严格注意，以免在后期施工图设计阶段处于被动的工作状态。
2、结构的超高问题
在抗震规范及高规中，都严格限制了结构的总高度，尤其对超高问题做出了规定，新规范中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级高度建筑甚或超过了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，已经出现过因变更结构类型而忽略了该问题，最终导致施工图审查时未予通过，所以必须要重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3、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，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，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、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等多个问题，忽略其中任何一个方面都有可能会导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
五、结构设计
1、剪力墙底部加强部位墙厚的确定
在抗震设计中，剪力墙的底部加强部位包括底部塑性铰范围及其上部的一定范围，其目的是在此范围内采取增加边缘构件箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加强措施，从而达到避免脆性的剪切破坏，改善整个结构的抗震性能目的。底部加强部位的高度应从地下室顶板算起，当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时，底部加强部位宜延伸到计算嵌固端。对于墙底轴力较小且结构层高相对较高的剪力墙而言。其截面厚度可以适当的减小，但要保持墙体的稳定性。
2、短肢剪力墙的设置问题
使用短肢剪力墙虽然有一定的的作用，但是在使用数量上一定要严格参照规范来进行。抗震设计时，高层建筑结构不应该全部采用短肢剪力墙，B级高度高层建筑以及抗震设防度为9度的A级高度层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时，要求短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%。综上所述，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的最大值大于4但不大于8的剪力墙。
3、基础设计
我国占地面积广，地质条件复杂，因此，基础设计要尤其注意地方性规范的重要性问题。而国家标准仅以《地基基础设计规范》这一本书来做参考是无法对全国各地地基基础都进行详细的描述和规定的。所以，地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方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。由此，我们在设计地基基础时，一定要深入学习地方规范，这样才不会给整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
六、结束语
综上所述，钢筋混凝土高层结构设计是建筑工程的一个重要组成部分，在这一过程中会有遗漏或错误，这些都将会导致整个设计过程变得更加复杂或产生不安全因素。所以，在设计中，要在了解工程的基础上，结合着钢筋混凝土高层结构的施工环境进行详细设计，以适应人们的实际需求。
参考文献
[1] 张建军《论我国钢筋混凝土高层建筑设计》[J]，《城市建筑》2014年08期.
[2] 黄琛雄《高层建筑结构设计中常见的问题及对策》[J]，《中华建设》2012年03期.
[3] 薛金国《浅谈钢筋混凝土高层结构设计》[J]，《城市建设理论研究》2014年10期.