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[摘 要]在进行钢筋混凝土高层结构设计时，不仅要保证高层建筑的使用功能和外观效果，还应充分考虑设计安全质量的问题，这也是高层结构设计的重中之重。本文主要对钢筋混凝土高层结构设计中常见问题进行了分析探讨。
[关键词]高层结构；钢筋混凝土；常见问题；设计策略
中图分类号：TU973.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0213-01
引言
钢筋混凝土结构因其具备的强度大、延性好、整体性强等优势而得到广泛应用，但同时也存在着自身重量大、抗裂性不好、性质偏脆等缺点，因此在设计中除了以上问题以外，还存在着诸多问题，而且涉及范围较广。因此，广大设计人员应严格遵循国家的有关规定，结合施工现场实际情况进行不断总结，从而在设计中充分发挥钢筋混凝土结构的优势，进一步提升钢筋混凝土结构设计的科学性与合理性。
一、钢筋混凝土建筑结构设计要求
1、稳定性
在建筑工程当中，很多的工作都有固定的规范，但是由于施工人员不同和施工技术的差别，在钢筋混凝土建筑结构设计中，无论采用何种施工方法、何种材料，必须满足稳定性的需求。稳定性是钢筋混凝土建筑结构设计的硬性要求。首先，无论是大型建筑还是小型建筑，都需要钢筋混凝土建筑结构设计来稳固架构。以便在施工或者配比材料的时候，得到一个理想的效果。其次。稳定性对服务的人群来说，在安全方面，具有很大的影响。如果某一栋大厦在钢筋混凝土建筑结构设计的稳定性方面出现问题，无论多小，都有可能带来巨大的安全隐患。因此，所有施工方案和技术，都要以稳定性为标准。
2、抗震性
随着人类对自然开发的力度不断加大，发生自然灾害的频率也在变快。从最近几年统计的数据和资料来看，地震成为社会关注的焦点。虽然国家的相关部门和机构正在加强抗震和预震工作，但效果依然不理想。地震具有一定的不可预测性，突发情况较多，产生的破坏力大，波及范围广，对经济、财产和人身安全造成难以估量的损失。在钢筋混凝土建筑结构设计中，必须加强抗震性能。从主观角度来说，无论是否发生地震，汶川地震和雅安地震已经对国民敲醒了警钟。从客观角度来说，必须提高建筑物的抗震性，以保证未来的安全。
二、结构选型的问题
1、结构的超高
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级高度建筑甚至超过了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，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须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。
2、控制柱的轴压比与短柱问题
在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱轴压比而使柱的截面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。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。
三、高层建筑钢筋混凝土结构的设计策略
1、高层建筑钢筋混凝土结构抗震功能的设计
高层建筑钢筋混凝土的抗震设计是工程重点项目，在建筑设计中起着关键作用。在研究和制定工程的图纸时，应该根据抗震的设防对房屋的整体结构进行合理分类。按照房屋结构类型、高度、裂度等国家抗震标准将房屋进行抗震等级分类。高层房屋结构的层数越多、房屋结构的刚度突变系数越大，则房屋的振型数应该越多。例如当房屋结构中含有多塔结构、小塔楼时，应该取至少12的振型数。
2、对高强混凝土和高强钢筋进行合理设计
建筑工程保证安全使用外还要提高经济效益，必须有效的减少工程成本和基本设施建设的难度系数。高层建筑混凝土结构设计过程中，应该合理选择和使用高强混凝土和高强度的钢筋材料。高层建筑的总造价涉及材料较多，主要包括框架结构的基础物料费用、施工费用、材料费用的，构筑件截面积和用钢量都对建筑造价产生很大影响。因此，必须在保证工程质量的基础上，最大限度的减少建筑中的用钢量，在建筑设计阶段合理选择适用高5F3A混凝土和高强度的钢筋，能发挥与钢材料一样的效果，从而降低了建筑材料费用，有效节约大量成本。如果高层建筑设计在厚软地基上时，因为在地基面荷载量非常大，因此可以恰当运用高强混凝土和高强钢筋对构筑件的截面积进行优化处理，降低对结构的压力，可以显著减少基本设施的实施难度，降低房屋造价，提高工程的经济效益。
3、加强对高层建筑构造周期性折减系数设计
在高层建筑的框架结构中，填充墙体采取的是砌体时，计算周期时的折减系数为0.6～0.7；但采取轻质的砌块或者墙体较少时，计算周期时的折减系数增至0.7～0.8；如果使用轻质的墙板，则计算周期时的折减系数为0.9。除非框架结构没有设置墙体，否则都要进行相应的折减。当框架结构和顶盖结构施工时，填充墙会导致结构的实际刚度超出设计刚度范围，因此可能致使计算周期比结构的实际周期大很多。基于以上原因，计算出的结构剪力相对大时，会增加房屋建筑的结构安全，因此应该合理折减建筑物的结构计算周期，提升高层建筑的使用效果。
4、增强高层建筑耐久功能
高层建筑钢筋混凝土的结构设计优化过程中，应该严格按照设计规范解决重点技术问题，明确工程的重难点，充分发挥多种目标和单一目标的综合利用效果，促进设计的科学性和合理性，实现设计方案的优化。应该注重对高层建筑的耐久性设计，这是传统的混凝土结构设计理念容易忽视的问题，混凝土结构对高层建筑起着支撑和关键的作用，必须提升其耐久性，在建筑规定的使用年限里，能保证建筑的各项性能满足客户的正常使用要求。但工程实践表明，许多结构设计都不能符合这些要求，主要的制约因素就是设计理念不全面，高层建筑物在投入使用后可能受到周围环境、条件的影响，使建筑物的稳定指数下降，设计人员缺乏对这个后果的合理预期。以往对常规的高层建筑混凝土结构设计时，技术人员主要考虑到造价和材料因素，设计时体现节约造价和材料的原则，在提倡高质量工程标准和居住环境的今天，建筑物设计不应仅考虑经济指标，还要提高综合使用效果。
5 重视概念设计
概念设计涵盖了建筑结构受力和变形特性、建筑物外观设计等概念。因为建筑物与普通商品有明显不同，特别是高层建筑，其规模大，比较醒目，许多高层建筑发挥着地理标志性作用，因此必须注重个性化和新颖化设计，避免因为过于雷同或相似而造成审美疲劳。在概念设计方面，建筑设计师可以选择现代化新式的建筑样式，同时兼顾抗震、抗风、节能、环保、低碳等性能，高层建筑设计不能过分求新求异，结构设计上必须体现科学的规则，无论平面还是立体设计都要如此，而且应该体现正确的价值观和健康的审美理念。高层建筑的弹性设计方面，要争取满足延伸性的建筑需要，增强建筑的实效性。
结束语
我国的高层建筑广泛采取了钢筋混凝土结构，因此必须注重钢筋混凝土的结构设计问题。设计者必须明确该项工作的重要性，应该不断改进技术和工艺，学习国内外先进的设计经验和理念，严格遵照国家相关规范，保证每个设计的细节都能严谨、合理，避免出现不必要的质量问题，进行合理的计算和分析，选择最优方案，促进我国高层建筑的健康发展。
参考文献
[1] 钱启军.钢筋混凝土结构设计中的常见问题探讨.工业设计，2012（2）：106.
[关键词]高层结构；钢筋混凝土；常见问题；设计策略
中图分类号：TU973.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0213-01
引言
钢筋混凝土结构因其具备的强度大、延性好、整体性强等优势而得到广泛应用，但同时也存在着自身重量大、抗裂性不好、性质偏脆等缺点，因此在设计中除了以上问题以外，还存在着诸多问题，而且涉及范围较广。因此，广大设计人员应严格遵循国家的有关规定，结合施工现场实际情况进行不断总结，从而在设计中充分发挥钢筋混凝土结构的优势，进一步提升钢筋混凝土结构设计的科学性与合理性。
一、钢筋混凝土建筑结构设计要求
1、稳定性
在建筑工程当中，很多的工作都有固定的规范，但是由于施工人员不同和施工技术的差别，在钢筋混凝土建筑结构设计中，无论采用何种施工方法、何种材料，必须满足稳定性的需求。稳定性是钢筋混凝土建筑结构设计的硬性要求。首先，无论是大型建筑还是小型建筑，都需要钢筋混凝土建筑结构设计来稳固架构。以便在施工或者配比材料的时候，得到一个理想的效果。其次。稳定性对服务的人群来说，在安全方面，具有很大的影响。如果某一栋大厦在钢筋混凝土建筑结构设计的稳定性方面出现问题，无论多小，都有可能带来巨大的安全隐患。因此，所有施工方案和技术，都要以稳定性为标准。
2、抗震性
随着人类对自然开发的力度不断加大，发生自然灾害的频率也在变快。从最近几年统计的数据和资料来看，地震成为社会关注的焦点。虽然国家的相关部门和机构正在加强抗震和预震工作，但效果依然不理想。地震具有一定的不可预测性，突发情况较多，产生的破坏力大，波及范围广，对经济、财产和人身安全造成难以估量的损失。在钢筋混凝土建筑结构设计中，必须加强抗震性能。从主观角度来说，无论是否发生地震，汶川地震和雅安地震已经对国民敲醒了警钟。从客观角度来说，必须提高建筑物的抗震性，以保证未来的安全。
二、结构选型的问题
1、结构的超高
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级高度建筑甚至超过了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，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须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。
2、控制柱的轴压比与短柱问题
在钢筋混凝土高层建筑结构中，往往为了控制柱轴压比而使柱的截面很大，而柱的纵向钢筋却为构造配筋。即使采用高强混凝土，柱断面尺寸也不能明显减小。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。
三、高层建筑钢筋混凝土结构的设计策略
1、高层建筑钢筋混凝土结构抗震功能的设计
高层建筑钢筋混凝土的抗震设计是工程重点项目，在建筑设计中起着关键作用。在研究和制定工程的图纸时，应该根据抗震的设防对房屋的整体结构进行合理分类。按照房屋结构类型、高度、裂度等国家抗震标准将房屋进行抗震等级分类。高层房屋结构的层数越多、房屋结构的刚度突变系数越大，则房屋的振型数应该越多。例如当房屋结构中含有多塔结构、小塔楼时，应该取至少12的振型数。
2、对高强混凝土和高强钢筋进行合理设计
建筑工程保证安全使用外还要提高经济效益，必须有效的减少工程成本和基本设施建设的难度系数。高层建筑混凝土结构设计过程中，应该合理选择和使用高强混凝土和高强度的钢筋材料。高层建筑的总造价涉及材料较多，主要包括框架结构的基础物料费用、施工费用、材料费用的，构筑件截面积和用钢量都对建筑造价产生很大影响。因此，必须在保证工程质量的基础上，最大限度的减少建筑中的用钢量，在建筑设计阶段合理选择适用高5F3A混凝土和高强度的钢筋，能发挥与钢材料一样的效果，从而降低了建筑材料费用，有效节约大量成本。如果高层建筑设计在厚软地基上时，因为在地基面荷载量非常大，因此可以恰当运用高强混凝土和高强钢筋对构筑件的截面积进行优化处理，降低对结构的压力，可以显著减少基本设施的实施难度，降低房屋造价，提高工程的经济效益。
3、加强对高层建筑构造周期性折减系数设计
在高层建筑的框架结构中，填充墙体采取的是砌体时，计算周期时的折减系数为0.6～0.7；但采取轻质的砌块或者墙体较少时，计算周期时的折减系数增至0.7～0.8；如果使用轻质的墙板，则计算周期时的折减系数为0.9。除非框架结构没有设置墙体，否则都要进行相应的折减。当框架结构和顶盖结构施工时，填充墙会导致结构的实际刚度超出设计刚度范围，因此可能致使计算周期比结构的实际周期大很多。基于以上原因，计算出的结构剪力相对大时，会增加房屋建筑的结构安全，因此应该合理折减建筑物的结构计算周期，提升高层建筑的使用效果。
4、增强高层建筑耐久功能
高层建筑钢筋混凝土的结构设计优化过程中，应该严格按照设计规范解决重点技术问题，明确工程的重难点，充分发挥多种目标和单一目标的综合利用效果，促进设计的科学性和合理性，实现设计方案的优化。应该注重对高层建筑的耐久性设计，这是传统的混凝土结构设计理念容易忽视的问题，混凝土结构对高层建筑起着支撑和关键的作用，必须提升其耐久性，在建筑规定的使用年限里，能保证建筑的各项性能满足客户的正常使用要求。但工程实践表明，许多结构设计都不能符合这些要求，主要的制约因素就是设计理念不全面，高层建筑物在投入使用后可能受到周围环境、条件的影响，使建筑物的稳定指数下降，设计人员缺乏对这个后果的合理预期。以往对常规的高层建筑混凝土结构设计时，技术人员主要考虑到造价和材料因素，设计时体现节约造价和材料的原则，在提倡高质量工程标准和居住环境的今天，建筑物设计不应仅考虑经济指标，还要提高综合使用效果。
5 重视概念设计
概念设计涵盖了建筑结构受力和变形特性、建筑物外观设计等概念。因为建筑物与普通商品有明显不同，特别是高层建筑，其规模大，比较醒目，许多高层建筑发挥着地理标志性作用，因此必须注重个性化和新颖化设计，避免因为过于雷同或相似而造成审美疲劳。在概念设计方面，建筑设计师可以选择现代化新式的建筑样式，同时兼顾抗震、抗风、节能、环保、低碳等性能，高层建筑设计不能过分求新求异，结构设计上必须体现科学的规则，无论平面还是立体设计都要如此，而且应该体现正确的价值观和健康的审美理念。高层建筑的弹性设计方面，要争取满足延伸性的建筑需要，增强建筑的实效性。
结束语
我国的高层建筑广泛采取了钢筋混凝土结构，因此必须注重钢筋混凝土的结构设计问题。设计者必须明确该项工作的重要性，应该不断改进技术和工艺，学习国内外先进的设计经验和理念，严格遵照国家相关规范，保证每个设计的细节都能严谨、合理，避免出现不必要的质量问题，进行合理的计算和分析，选择最优方案，促进我国高层建筑的健康发展。
参考文献
[1] 钱启军.钢筋混凝土结构设计中的常见问题探讨.工业设计，2012（2）：106.