高层建筑钢筋混凝土结构设计探析

摘要：基于目前高层建筑进行钢筋混凝土结构设计过程中存在的问题影响，本文分析了研究其结构设计优化策略的重要性与设计运用现状，并提出了优化设计的方式方法，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明，要想提高高层钢筋混凝土结构设计的作用稳定性，需通过优化抗震结构功能设计、高强夯与高强钢筋的结构设计以及构造周期性折减系数设计，来满足工程建设的耐久性目标。

关键词：高层建筑；钢筋混凝土结构设计；结构抗震功能设计；构造周期性折减系数设计

1高层建筑钢筋混凝土结构设计优化的重要性

目前，随着我国市场经济建设水平的不断加快，高层建筑已经建筑行业高水平发展的重要体现。然而，建筑类型与作用功能的复杂性，据统计，高层建筑应用钢筋混凝土结构设计已经成为提高建设使用安全稳定性的重要形式。然而，在进行实际结构设计过程中，存在一系列的问题影响，这就降低了其作用于高层建筑的结构效果。针对这一问题，研究人员应在明确其结构设计现状的情况下，找出具有针对性的设计优化策略。

2高层建筑钢筋混凝土结构设计现状

高层建筑钢筋混凝土结构的设计问题主要体现在短肢剪力墙、结构体系建设以及结构超高，三个方面。在设置短肢剪力墙结构过程中，设计人员未按照规范要求进行数量控制。这种情况下，就会在一定程度上增加后期处理的难度。结构体系的设计选择，是保证高层建筑钢筋混凝土结构作用稳定性的重要组成部分。然而，对于地基基础结构环境较为稳定的情况，当建筑上部结构能够保证变形限制后，设计人员应通过减小刚度的设置，来提高建筑物的外观设计效果。而规范要求中，对层间位移与顶点位移的限值设置存在一定局限，这就要求结构设计人员须充分结合高层建筑工程的实际情况，来提高结构设计的科学合理性。例如，在增加结构水平加强层的侧向刚度时，外柱剪力会有所增加，而规范设计中并未涉及到这一问题影响。对于结构超高问题，设计人员在进行抗震规范设计应用过程中，存在不同等级的高度要求。而实际设计过程，部分结构设计人员并未将其重视起来，这就导致超高问题难以通过竣工审查。工程项目建设只能通过二次施工设计，才能保证结构作用的问题性。为此，控制上述几方面结构设计应用问题，研究人员应从规范控制节点出发，从而提高高层建筑钢筋混凝土结构设计的科学有效性。

3优化高层建筑钢筋混凝土结构设计策略

3.1抗震结构功能设计

在进行工程图纸设计过程中，抗震结构的功能性目标，应按照规范要求进行区别设计。即根据建筑物结构类型、高度以及烈度要求，来确定高层建筑的抗震等级。例如，当高层建筑结构处在层数较多或是结构刚度突变系数较大的情况，设计人员应多取振型数，否则就会影响高层建筑结构的抗震效果。高层建筑钢筋混凝土结构抗震等级。

3.2强化高强夯与高强钢筋的结构设计

为达到控制基础设施建设难度与造价成本目标，结构设计人员应强化高强度混凝土以及高强度钢筋的作用效果。具体来说，高层建筑造价控制的主要对象包括：框架结构基础物料、施工以及材料费用等，其中左右造价成本的构筑件为：用钢量以及截面积大小。因此，结构设计人员因通过合理化高强度钢筋与高强度混凝土使用。因此，结构设计人员应通过合理选择高强度混凝土与高强度钢筋，从而优化构件截面积，以减少地基所受的结构荷载。这是降低工程建设难度，从而实现高层建筑结构设计经济效益目标的关键，设计人员应将其作用于实践。

3.3构造周期性折减系数设计

在对其框架结构加以设计的时候，可以选择用砌体来填充墙体，那么周期性折减系数的计算应取0.6~0.7；对于轻质砌块或是墙体较少结构的高层建筑设计，应将折减系数控制在0.7~0.8之间。在采用轻质墙板后，计算周期折减系数的取值应为0.9。为不同构造进行周期性计算的折减系数取值。值得注意的是，对于没有墙体的高层建筑框架结构，设计人员无需对其进行折减系数控制。

4高层建筑钢筋混凝土结构设计应用实践

本次研究选择某商场办公区域，其地上结构有三栋高层塔楼与一栋两层商业裙楼组成。其中一塔楼与两层裙楼以伸缩缝形式相连，而其他两座塔楼的连接则以顶部三层楼板相连。该地区地震防裂度为Ⅵ度，剪力墙抗震等级为Ⅲ级、框支柱Ⅱ级、框架为Ⅲ级。为实现高层建筑钢筋混凝土结构功能，设计人员应将现有的结构设计技术充分利用起来。

由此上述内容可知，该工程项目具有复杂性结构特点，即转化层为薄弱部位，相关建设人员采取的如下措施来提高转换结构的抗震效果。具体来说，将框支梁、框支柱以及剪力墙底部加强部位的抗震等级设置为一级，并把薄弱层的地震剪力乘以增大系数1.15，从而调整框支柱的剪切应力作用。此外，由于框支梁所在楼层楼板的厚度属于双层双向配筋构造，因此，设计人员应将楼板厚度增加至180。由于该高层建筑的两座塔楼需在52m的高空进行连接，为保证连接体结构的安全性，在施工设计时，应在塔楼48m高处搭建一个钢结构的临时施工平台。这样一来，如果连接体的梁板自重过大，施工建设也不会出现钢结构平台造价成本过高或是施工作业较复杂问题。此过程，施工设计要求混凝土应采用分阶段浇捣的施工方式，来保证结构强度的稳定性。即通过先浇梁再浇板的方式，使钢平台仅承受梁体的自重，而不会受到其他作用力的影响。值得注意的是，为配合上述连接体结构施工方案的要求，相关人员还要对连接体的设计进行了调整。对于连接体结构的抗震效果，因工程属于Ⅰ类扭转不规则状态，这就意味着其受地震灾害的影响主要集中在连接体本身结构的破坏，即踏落较多且使主体结构与连接体连接部分受到破坏。针对这一问题，设计人员应将连接体及连接体相邻的结构构件的抗震等级提高一级，并通过加强连接部位周边板材的配筋，从而实现水层双向构造的贯通布置目标。

5结束语

总体而言，在结构设计中要结合工程建设使用的需求，来进行针对性设计。具体来说，就是在明确短肢剪力墙、结构体系建设以及结构超高问题影响的情况下，找出优化控制的方式方法，从而提高高层建筑建设使用的安全稳定性。事实证明，结构设计的科学合理性会直接影响高层建筑结构的作用稳定性，因此，设计人员应强化高强夯与高强钢筋的结构设计、抗震结构功能设计以及构造周期性折减系数设计，满足用户对建筑工程的基本功能性需求。

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作者:雷小艳 单位:湖南成益建设集团有限公司