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【摘要】：高层建筑荷载大、影响因素多，且一旦出现因设计引起的质量问题将会产生严重的后果，故本文以下内容将对高层建筑钢筋混凝土结构设计中应注意的事项进行分析和探讨，仅供参考。
【关键词】：高层建筑；钢筋混凝土；结构设计
[ Abstract ] : High-rise building load, influence factors, and once have serious consequences due to quality problems caused by will design, in this paper the following will analyze and discuss matters needing attention in design of reinforced concrete structure in high-rise buildings, for reference only.
[ keyword ] : high-rise building; reinforced concrete; structural design
中图分类号：TU2
1、前言
近年来，随着科技水平的发展，我国的高层建筑混凝土结构设计水平得到了很大的提高，特别是多种设计软件的出现，不仅使得设计人员能够根据工程实际情况选择合理的设计软件，也便于在设计中采用两种设计软件对一种工程进行计算，以确保设计的合理性。而且，随着对高层建筑混凝土结构设计理论研究的不断深入，促进了设计规范的不断更新，也提出了一些新的设计理念，更是为提高设计水平打下了坚实的理论基础。但是由于种种原因，在实际的设计中，仍存在一些问题，不仅增加了成本，甚至给整个建筑埋下质量隐患，故应引起足够的注意。本文以下内容将对高层建筑混凝土结构设计应注意的事项进行分析和探讨，仅供参考。
2、高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项分析
2.1、应避免短柱的出现
在多高层结构设计时，应尽可能避免短柱，其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物的高度与层数的加大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱，在地震荷载作用下，短柱的破坏是相当严重的，如下图所示。为了避免这种现象的出现，对于大截面柱，可以通过对柱截面开竖槽，使矩形柱成为田形柱，从而增大长细比，避免短柱的出现，这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大的水平承载力。
2.2、应合理利用后浇带
根据作者多年的实践经验，认为后浇带的合理设置要注意如下两个方面的问题：第一，沉降后浇带。应注意的是，如果基础的压缩模量较大，则需要在整体沉降基本完成并稳定，这时利用后浇带来代替沉降缝是可取的。如果基础的压缩模量较小，后期沉降就会占有相当大的比例，也就是后浇带浇注后，还会出现较大的沉降落差，这时要只靠后浇带来解决问题是不可行的，需要设计其他方式。第二，伸缩后浇带。需要注意浇注的环境，应把温度引起的变形考虑到设计的范围内。在工程設计中使用后浇带应当充分考虑工程的具体条件，合理的使用，不能一概而论，而且应当根据材料的差异进行适当的调整，做到合理使用。
2.3、应特别注意角柱的设计
在扭转发生时，各柱节点水平位移不等，距扭转中心较远的角柱剪力很大，而中柱剪力较小，破坏由外向里，先外后里。为防止扭转，抗侧力结构应对称布置，宜设在结构两端，紧靠四周设置，以增大抗扭惯性矩。因此，高层或超高层建筑中，尽管角柱轴压比较小，但其在抗扭过程中作用却很大（若角柱先坏，整个结构的扭转刚度或强度下降，中柱必定依次破坏），同时，在水平力的作用下，角柱轴力的变化幅度也会很大，这样势必要求角柱有较大的变形能力。由于角柱的上述作用，角柱设计时在承载力和变形能力上都应有较多考虑，如加大配箍，采用密排箍筋柱、钢管混凝土柱。
2.4、地震力的振型组合数
地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3 的倍数，但不应多于层数；当房屋层数≤2时，振型数可取层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，对高层建筑，振型数应取≥9；结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取≥12或更多，但不能多于房屋层数的3倍；只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时，振型数才可以取的更多。《抗震规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90％所需的振型数。SATWE等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，这是应当改进。此外，由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算，仅当结构存在明显扭转时才采用耦联计算，但在必要时应补充非耦联计算。
2.5、高层建筑钢筋混凝土结构平面设计应注意的事项
根据作者多年的实践经验，认为在高层建筑钢筋混凝土结构平面设计中应特别注意以下几种事项：
第一，抗震设计时，高层建筑应尽量调整平面形状和结构的布置．避免设置防震缝。当无法避免而必须设置防震缝时，对于框架结构来说，高度不超过15 m时，缝宽不应小于100 mm，当超过15 m时，应根据不同的烈度每增加不同的高度，宜加宽20 mm。在确定防震缝的宽度时，如果缝两侧的房屋高度不同，那么防震缝的宽度应该按照较低的房屋高度确定。
第二，在高规中，短肢剪力墙是指截面厚度不大于300 mm、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。根据实验数据以及经验数据．对短肢剪力墙在高层建筑中应用增加了相当多的限制。所以在高层建筑钢筋混凝土设计中，结构工程师需要尽可能少采用或者不采用短肢剪力墙。
第三，结构平面布置应减少扭转的影响，其中最重要的是在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，应符合如下规定：A级高度高层建筑不宜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级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。
2.6、高层建筑钢筋混凝土基础挑板设计应注意的问题
从建筑结构来看，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其它人工地基上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板，虽然在计算时此处板并不应按挑板计算，当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题。
3、结尾
以上内容分析和探讨了高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项，提出了自己的观点和见解，但是作者深知，高层建筑钢筋混凝土结构的类型很多，有筒体结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等，这些不同的结构类型均有各自的适用范围，在设计的过程中一定要根据实际情况进行优化选择，以确保设计方案合理、经济。
【参考文献】
[1] 《高层建筑结构设计》王祖华等，华南理工大学出版社
[2] 《高层建筑混凝土结构设计》原长庆等，哈尔冰大学出版社
[3] 《多高层混凝土结构设计及工程应用》李静等，中国建筑工业出版社
【关键词】：高层建筑；钢筋混凝土；结构设计
[ Abstract ] : High-rise building load, influence factors, and once have serious consequences due to quality problems caused by will design, in this paper the following will analyze and discuss matters needing attention in design of reinforced concrete structure in high-rise buildings, for reference only.
[ keyword ] : high-rise building; reinforced concrete; structural design
中图分类号：TU2
1、前言
近年来，随着科技水平的发展，我国的高层建筑混凝土结构设计水平得到了很大的提高，特别是多种设计软件的出现，不仅使得设计人员能够根据工程实际情况选择合理的设计软件，也便于在设计中采用两种设计软件对一种工程进行计算，以确保设计的合理性。而且，随着对高层建筑混凝土结构设计理论研究的不断深入，促进了设计规范的不断更新，也提出了一些新的设计理念，更是为提高设计水平打下了坚实的理论基础。但是由于种种原因，在实际的设计中，仍存在一些问题，不仅增加了成本，甚至给整个建筑埋下质量隐患，故应引起足够的注意。本文以下内容将对高层建筑混凝土结构设计应注意的事项进行分析和探讨，仅供参考。
2、高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项分析
2.1、应避免短柱的出现
在多高层结构设计时，应尽可能避免短柱，其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物的高度与层数的加大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱，在地震荷载作用下，短柱的破坏是相当严重的，如下图所示。为了避免这种现象的出现，对于大截面柱，可以通过对柱截面开竖槽，使矩形柱成为田形柱，从而增大长细比，避免短柱的出现，这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大的水平承载力。
2.2、应合理利用后浇带
根据作者多年的实践经验，认为后浇带的合理设置要注意如下两个方面的问题：第一，沉降后浇带。应注意的是，如果基础的压缩模量较大，则需要在整体沉降基本完成并稳定，这时利用后浇带来代替沉降缝是可取的。如果基础的压缩模量较小，后期沉降就会占有相当大的比例，也就是后浇带浇注后，还会出现较大的沉降落差，这时要只靠后浇带来解决问题是不可行的，需要设计其他方式。第二，伸缩后浇带。需要注意浇注的环境，应把温度引起的变形考虑到设计的范围内。在工程設计中使用后浇带应当充分考虑工程的具体条件，合理的使用，不能一概而论，而且应当根据材料的差异进行适当的调整，做到合理使用。
2.3、应特别注意角柱的设计
在扭转发生时，各柱节点水平位移不等，距扭转中心较远的角柱剪力很大，而中柱剪力较小，破坏由外向里，先外后里。为防止扭转，抗侧力结构应对称布置，宜设在结构两端，紧靠四周设置，以增大抗扭惯性矩。因此，高层或超高层建筑中，尽管角柱轴压比较小，但其在抗扭过程中作用却很大（若角柱先坏，整个结构的扭转刚度或强度下降，中柱必定依次破坏），同时，在水平力的作用下，角柱轴力的变化幅度也会很大，这样势必要求角柱有较大的变形能力。由于角柱的上述作用，角柱设计时在承载力和变形能力上都应有较多考虑，如加大配箍，采用密排箍筋柱、钢管混凝土柱。
2.4、地震力的振型组合数
地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3 的倍数，但不应多于层数；当房屋层数≤2时，振型数可取层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，对高层建筑，振型数应取≥9；结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取≥12或更多，但不能多于房屋层数的3倍；只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时，振型数才可以取的更多。《抗震规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90％所需的振型数。SATWE等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，这是应当改进。此外，由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算，仅当结构存在明显扭转时才采用耦联计算，但在必要时应补充非耦联计算。
2.5、高层建筑钢筋混凝土结构平面设计应注意的事项
根据作者多年的实践经验，认为在高层建筑钢筋混凝土结构平面设计中应特别注意以下几种事项：
第一，抗震设计时，高层建筑应尽量调整平面形状和结构的布置．避免设置防震缝。当无法避免而必须设置防震缝时，对于框架结构来说，高度不超过15 m时，缝宽不应小于100 mm，当超过15 m时，应根据不同的烈度每增加不同的高度，宜加宽20 mm。在确定防震缝的宽度时，如果缝两侧的房屋高度不同，那么防震缝的宽度应该按照较低的房屋高度确定。
第二，在高规中，短肢剪力墙是指截面厚度不大于300 mm、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。根据实验数据以及经验数据．对短肢剪力墙在高层建筑中应用增加了相当多的限制。所以在高层建筑钢筋混凝土设计中，结构工程师需要尽可能少采用或者不采用短肢剪力墙。
第三，结构平面布置应减少扭转的影响，其中最重要的是在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，应符合如下规定：A级高度高层建筑不宜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级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。
2.6、高层建筑钢筋混凝土基础挑板设计应注意的问题
从建筑结构来看，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其它人工地基上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板，虽然在计算时此处板并不应按挑板计算，当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题。
3、结尾
以上内容分析和探讨了高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项，提出了自己的观点和见解，但是作者深知，高层建筑钢筋混凝土结构的类型很多，有筒体结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等，这些不同的结构类型均有各自的适用范围，在设计的过程中一定要根据实际情况进行优化选择，以确保设计方案合理、经济。
【参考文献】
[1] 《高层建筑结构设计》王祖华等，华南理工大学出版社
[2] 《高层建筑混凝土结构设计》原长庆等，哈尔冰大学出版社
[3] 《多高层混凝土结构设计及工程应用》李静等，中国建筑工业出版社