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摘要：文章通过笔者的工作实践，简要地阐述了建筑钢筋混凝土结构设计中相关问题进行研究，并结合工程实例加以论述，以供结构设计人员参考。
关键词：建筑；钢筋混凝土；结构选型；基础设计
近年来，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。建筑结构的竖向布置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，就能避免因局部位置突变而形成薄弱部位。本文主要就建筑钢筋混凝土结构设计中相关问题进行了分析。
1 結构选型及布置
1.1结构选型
（1）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，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，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，结构工程师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被动。
（2）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。
1.2 结构布置
（1）结构平面布置应减少扭转的影响。首先考虑地震作用下的偶然偏心因素，其中最重要的是评估楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移。具体规定是，A级高度的高层建筑，其位移值不应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级高度的高层建筑、混合结构高层建筑以及复杂高层建筑不应大于该楼层平均值的1.2倍。
（2）抗震设计时的高层结构平面布置。高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设防震缝。然而当建筑物平面形状复杂，我们又无法通过简单的办法将其平面形状和结构布置调整，从而形成较规则的结构时，这时我们就应该设置防震缝，以便将其划分为几个较简单的结构单元。设置防震缝时，对于框架结构房屋来说，高度不超过15米的部分，一般取100毫米。超过15米时，6度、7度、8度和9度分别每增加高度5米、4米、3米、和2米，宜加宽20毫米。而对于框架—剪力墙结构房屋可按原规定的70%采用，但无论如论，防震缝的设计不应少于100毫米。
2 地基与基础设计
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，《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。
3 抗震等级的设计
建筑结构的抗震等级的设计要结合当地的地震发生状况，按照百年一遇、两百年一遇的标准来设计，在可能的情况下，还要提高抗震等级。当本区域的抗震防烈度为6到8度时，抗震等级还要在这个基础上再提高一度。在进行高层建筑的抗震设计时，其钢筋混凝土结构构件所采用的抗震等级，主要考虑到设防烈度、结构类型和房屋高度，因这三个因素不多而采用不同的抗震等级。一般来说，高层建筑都是有地下室的，当高层建筑把地下室顶层作为其嵌固端时，这时地下室的搞震强度就应该与整体结构完全相同，否则仍然会对整体建筑有着较大的影响。
4、实例分析
4.1 工程概况
某商业综合办公楼，地下两层为停车库及设备房，局部为人防地下室，地上建筑由 A、B、商业裙楼组成。A、B塔楼为18层，两栋塔楼顶部两层相连，A、B塔楼与两层裙房间通过钢结构连廊相连，连廊与塔楼间设置伸缩缝，如图 1所示。
4.2 结构设计及计算
4.2.1 基础及地下室设计
本工程采用桩基础，桩型采用抗拔性能较好的钻孔灌注桩，桩径根据上部荷载情况选用￠700和￠800 两种，主楼部分采用￠800 的桩，其它部分为￠700 的 桩基持力层为 8～2层圆砾层，桩进入持力层 2.5～6.4m，有效桩长为 48.1～56m，单桩竖向承载力特征值结合设计试桩结果和地质报告情况分别确定为3500KN和4100kN。
两层地下室平面呈“厂”字形，局部为两层人防地下室，人防等级为6级。地下室东西向最长150m，南北向最长120m，中间不设伸缩缝，超过规范建议的结构伸缩缝最大间距，设计采用纵横向设置多道后浇带等措施减小温度变化和混凝土收缩对结构的影响。
4.2.2 结构选型及布置
由于建筑平面较狭长复杂，因此连体结构两边的塔楼采用基本一致的体形、平面和刚度，可以一定程度上减小复杂的耦联振动。最初的建筑方案在两塔楼间的平面呈喇叭形，柱距北面小为16.8m，南面大为29.4m。连接体结构拟采用最下一层的钢骨混凝土梁作为转换结构来支承整个连接体，这样试算下来钢骨混凝土梁的最大断面达到900×3000，给施工带来很大的难度。经过安全性、经济性和可行性的综合分析比较，最后决定在两排柱轴各增加两个柱子，使连接体的柱距相同，均为16.8m。连接体结构与主体结构采用刚性连接，连体部分连接主梁为每层设500×1800 混凝土梁，保证连接部分的刚度，将主体结构连接为整体协调受力、变形。由于主梁较高，连接体每层层高为主塔楼两层的高度，以满足建筑空间的需要。
4.2.3 结构计算
本工程连体结构因振型丰富，且平动与扭转振型多耦合在一起，因此采用平扭耦联方法计算结构的扭转效应，且考虑双向地震的影响；连体部位复杂，对连体部分采用弹性楼盖进行计算。
振型分解反应谱法计算结果见表1，计算结果表明自振周期在合理范围内，结构扭转为主的第1自振周期与平动为主的第1自振周期之比为0.85，基本满足规范要求。地震力作用下的楼层最大层间位移 1/1791（Y+5%偶然偏心）和顶点位移1/2048 均小于 1/800，亦满足规范要求。
4.3 抗震加强措施
4.3.1 加强转换结构的抗震措施
考虑到该工程为复杂高层建筑结构，转换层为薄弱层，故在抗震构造方面有针对性地采取了如下措施：
（1）框支柱、框支梁、剪力墙底部加强部位的抗震等级提高一级采用；
（2）薄弱层（第三结构层）的地震剪力乘 1.15的增大系数；并适当对框支柱的剪力进行调整；
（3）框支柱、框支梁的设计满足《高规》中关于框支柱、框支粱在抗震设计时的相关规定；
（4）框支梁所在层的楼板厚度加大为180，双层双向加强配筋构造。
4.3.2 加强连接体结构的抗震措施
该工程属于Ⅰ类扭转不规则（Y+5%偶然偏心地震力作用下连体部分的楼层最大位移 1.45），且震害表明地震中连接体本身破坏严重，踏落较多，同时使主体结构中与连接体相连的部分结构严重破坏，因此在抗震构造方面有针对性地采取了如下措施：
（1）连接体及连接体相邻的结构构件的抗震等级提高一级；
（2）楼板厚度增大到 150mm，加强连接部分的周边板配筋，双层双向贯通布置，并加强边梁的配筋及构造；
（3）加强连接体最底层构件的配筋；
（4）加强连接体下面两层的设计，指定其为薄弱层，放大地震力。
三、结束语
综上所述，在建筑结构的设计中，需要工程技术人员正确理解规范，合理应用计算软件，如果在设计过程中出现遗漏或错误，将会使整个设计过程变得更加复杂或存在不安全因素。因此，应做好高层建筑结构每个环节的设计工作，如出现问题，应及时更正，从而确保结构设计的稳定性和安全性。
关键词：建筑；钢筋混凝土；结构选型；基础设计
近年来，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。建筑结构的竖向布置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，就能避免因局部位置突变而形成薄弱部位。本文主要就建筑钢筋混凝土结构设计中相关问题进行了分析。
1 結构选型及布置
1.1结构选型
（1）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，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，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，结构工程师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被动。
（2）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。
1.2 结构布置
（1）结构平面布置应减少扭转的影响。首先考虑地震作用下的偶然偏心因素，其中最重要的是评估楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移。具体规定是，A级高度的高层建筑，其位移值不应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级高度的高层建筑、混合结构高层建筑以及复杂高层建筑不应大于该楼层平均值的1.2倍。
（2）抗震设计时的高层结构平面布置。高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设防震缝。然而当建筑物平面形状复杂，我们又无法通过简单的办法将其平面形状和结构布置调整，从而形成较规则的结构时，这时我们就应该设置防震缝，以便将其划分为几个较简单的结构单元。设置防震缝时，对于框架结构房屋来说，高度不超过15米的部分，一般取100毫米。超过15米时，6度、7度、8度和9度分别每增加高度5米、4米、3米、和2米，宜加宽20毫米。而对于框架—剪力墙结构房屋可按原规定的70%采用，但无论如论，防震缝的设计不应少于100毫米。
2 地基与基础设计
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，《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。
3 抗震等级的设计
建筑结构的抗震等级的设计要结合当地的地震发生状况，按照百年一遇、两百年一遇的标准来设计，在可能的情况下，还要提高抗震等级。当本区域的抗震防烈度为6到8度时，抗震等级还要在这个基础上再提高一度。在进行高层建筑的抗震设计时，其钢筋混凝土结构构件所采用的抗震等级，主要考虑到设防烈度、结构类型和房屋高度，因这三个因素不多而采用不同的抗震等级。一般来说，高层建筑都是有地下室的，当高层建筑把地下室顶层作为其嵌固端时，这时地下室的搞震强度就应该与整体结构完全相同，否则仍然会对整体建筑有着较大的影响。
4、实例分析
4.1 工程概况
某商业综合办公楼，地下两层为停车库及设备房，局部为人防地下室，地上建筑由 A、B、商业裙楼组成。A、B塔楼为18层，两栋塔楼顶部两层相连，A、B塔楼与两层裙房间通过钢结构连廊相连，连廊与塔楼间设置伸缩缝，如图 1所示。
4.2 结构设计及计算
4.2.1 基础及地下室设计
本工程采用桩基础，桩型采用抗拔性能较好的钻孔灌注桩，桩径根据上部荷载情况选用￠700和￠800 两种，主楼部分采用￠800 的桩，其它部分为￠700 的 桩基持力层为 8～2层圆砾层，桩进入持力层 2.5～6.4m，有效桩长为 48.1～56m，单桩竖向承载力特征值结合设计试桩结果和地质报告情况分别确定为3500KN和4100kN。
两层地下室平面呈“厂”字形，局部为两层人防地下室，人防等级为6级。地下室东西向最长150m，南北向最长120m，中间不设伸缩缝，超过规范建议的结构伸缩缝最大间距，设计采用纵横向设置多道后浇带等措施减小温度变化和混凝土收缩对结构的影响。
4.2.2 结构选型及布置
由于建筑平面较狭长复杂，因此连体结构两边的塔楼采用基本一致的体形、平面和刚度，可以一定程度上减小复杂的耦联振动。最初的建筑方案在两塔楼间的平面呈喇叭形，柱距北面小为16.8m，南面大为29.4m。连接体结构拟采用最下一层的钢骨混凝土梁作为转换结构来支承整个连接体，这样试算下来钢骨混凝土梁的最大断面达到900×3000，给施工带来很大的难度。经过安全性、经济性和可行性的综合分析比较，最后决定在两排柱轴各增加两个柱子，使连接体的柱距相同，均为16.8m。连接体结构与主体结构采用刚性连接，连体部分连接主梁为每层设500×1800 混凝土梁，保证连接部分的刚度，将主体结构连接为整体协调受力、变形。由于主梁较高，连接体每层层高为主塔楼两层的高度，以满足建筑空间的需要。
4.2.3 结构计算
本工程连体结构因振型丰富，且平动与扭转振型多耦合在一起，因此采用平扭耦联方法计算结构的扭转效应，且考虑双向地震的影响；连体部位复杂，对连体部分采用弹性楼盖进行计算。
振型分解反应谱法计算结果见表1，计算结果表明自振周期在合理范围内，结构扭转为主的第1自振周期与平动为主的第1自振周期之比为0.85，基本满足规范要求。地震力作用下的楼层最大层间位移 1/1791（Y+5%偶然偏心）和顶点位移1/2048 均小于 1/800，亦满足规范要求。
4.3 抗震加强措施
4.3.1 加强转换结构的抗震措施
考虑到该工程为复杂高层建筑结构，转换层为薄弱层，故在抗震构造方面有针对性地采取了如下措施：
（1）框支柱、框支梁、剪力墙底部加强部位的抗震等级提高一级采用；
（2）薄弱层（第三结构层）的地震剪力乘 1.15的增大系数；并适当对框支柱的剪力进行调整；
（3）框支柱、框支梁的设计满足《高规》中关于框支柱、框支粱在抗震设计时的相关规定；
（4）框支梁所在层的楼板厚度加大为180，双层双向加强配筋构造。
4.3.2 加强连接体结构的抗震措施
该工程属于Ⅰ类扭转不规则（Y+5%偶然偏心地震力作用下连体部分的楼层最大位移 1.45），且震害表明地震中连接体本身破坏严重，踏落较多，同时使主体结构中与连接体相连的部分结构严重破坏，因此在抗震构造方面有针对性地采取了如下措施：
（1）连接体及连接体相邻的结构构件的抗震等级提高一级；
（2）楼板厚度增大到 150mm，加强连接部分的周边板配筋，双层双向贯通布置，并加强边梁的配筋及构造；
（3）加强连接体最底层构件的配筋；
（4）加强连接体下面两层的设计，指定其为薄弱层，放大地震力。
三、结束语
综上所述，在建筑结构的设计中，需要工程技术人员正确理解规范，合理应用计算软件，如果在设计过程中出现遗漏或错误，将会使整个设计过程变得更加复杂或存在不安全因素。因此，应做好高层建筑结构每个环节的设计工作，如出现问题，应及时更正，从而确保结构设计的稳定性和安全性。