钢筋混凝土高层结构设计研究

 【摘要】社会的进一步发展，促使现阶段的建筑行业不断完善，当下建筑在施工过程中，不仅要保证施工效率，还要保证工程质量，结构稳定就是必须考虑的问题之一。基于此，本文立足于建筑行业角度，分析了钢筋混凝土高层结构设计常见的问题，并结合相应问题提出了解决方法，希望本文内容的论述可以促进我国建筑行业进一步发展。

【关键词】结构体系；BIM；地基

引言

钢筋混凝土结构相比于传统建筑结构而言，具有结构稳定、施工简便等优点，尤其是在现阶段的高层建筑中，此种类型的结构一直被作为主体结构。但是就目前建设情况而言，该类结构在应用过程中，仍然存在结构设计不合理等问题，会直接影响建筑质量。因此，对钢筋混凝土高层结构设计的常见问题与处理研究有鲜明现实意义。

1钢筋混凝土高层结构设计常见问题

1.1结构体系不合理结构体系不合理是现阶段结构设计中较为常见的问题之一，产生原因大多数是因为设计方案的审计不到位，方案没有结合工程情况进行考虑，并且在结构设计完成之后，大多数设计人员以及相关的管理人员都是根据经验进行判断，不会应用信息技术以及计算机等技术进行模拟分析。此种情况下，结构体系不合理则成为一种必然现象。

1.2地基与基础设计不科学地基是建筑的基础所在，如果地基以及基础设计不科学钢筋混凝土高层结构就无法被实现，该方面常见的问题有以下几种：

①基础类型选择不当，导致建筑物出现不均匀沉降甚至倾斜。

②天然基础设计不合理，地基的斜面坡坡度较大，会降低地基混凝土的振捣质量，影响地基结构的稳定性。

③地下室底板配筋不合理，如果地下室底板配筋不合理，高层建筑结构很容易出现失稳现象，增加建筑物的不均匀沉降量。④设计人员没有考虑到地下水对地基与基础的影响，如果地下水位比较高，会影响地基与基础结构的耐久性和稳定性。

1.3上部结构设计存在缺陷上部结构设计可以说是工程结构设计中一个重要的组成部分，其在实际设计中应该从施工内容等多个方面进行考虑，但是就目前的设计情况而言，上部结构设计并不规范，没有做到精细化处理，并且对于上部设计的审计也没有做好完善。需要注意，如果上部结构所具有的剪力墙设置不合理，往往会出结构内部应力集中问题，这样在发生地震等自然在灾害时，建筑因为不具备抵抗能力从而发生坍塌。

2钢筋混凝土高层结构设计常见问题对策

2.1科学设计结构体系针对钢筋混凝土高层结构设计不科学的问题，应该从设计基础进行考虑，立足于新时代背景下，信息技术以及计算机技术的应用越发广泛，越来越多的尖端技术可以被应用在建筑设计中并发挥重要作用。例如现阶段的BIM技术，就可以在设计阶段，为施工设计构建一个仿真模型，这样在设计之出就可以检查出设计方案的问题，从根本上解决钢筋混凝土高层结构质量问题，从而让该种类型的结构可以在实际应用过程中发挥重要的作用。对于设计人员而言，在实际设计过程中，应该做好方案审计工作，反复对方案进行检查和审核保证结构设计方案的合理性。首先，当结构设计方案完成之后，需要设计人员进行初步审核。对设计方案中应用到的材料，结构框架等合理进行分析，对照公司规定以及国家规定建筑内容，仔细的进行核对，发现问题之后需要及时进行改正，改正后需要设计人员再次进行检查，直到方案没有漏洞。其次，当设计人员检查完成之后，需要工程整体设计部门进行审核，这部分审核需要设计部门所有人员进行开会研讨，并从多个角度进行分析，借助BIM技术对结构设计方案进行模拟，从基本内容以及模型当中进行全面分析，对不合理以及常见问题进行改正，反复几次进行优化，最终方案需要经过设计部门全体人员同意。最后，还应该和施工部门的负责人以及技术人员进行研讨，因为施工人员长年奋斗在生产第一线，所以具有的经验更加丰富，对于设计方案中出现的问题，以及方案合理性可以做出明确的判断，所以这类工作人员的意见也十分重要。当施工技术人员提出意见之后，设计方案需要返还到设计部门进行分析，定稿之后需要由设计人员签字以及设计部门主管人员签字。通过以上多次对比以及反复研究，结构设计方案可以具有科学性、合理性，不仅保证整体结构的稳定性，还可以增加建筑主体的抗震性能。多次的方案审核，已经将方案设计进行了最优化处理，这样施工过程中的材料使用更加合理，进一步降低了施工过程中的浪费问题，提升了企业的经济效益。

2.2合理设计地基与基础结构设计方案完成之后，就需要进行施工建造，因为建筑施工内容较为复，并且施工周期较长，所以会因为受到外界环境因素的影响，从而降低结构稳定性。立足于工程建筑整体而言，地基的选择和设计是建筑的基本所在，会直接影响到结构稳定性。对于地基的设计以及选择应该从施工场地的地理环境入手，合理的分析地质条件，并且应该更具地质条件进行合理的基础方案设计。例如，对于地质条件较好的土地而言，可以采用天然地质条件作为地基主体，然后在其中加入局部筏板以及防水板即可。在地基的设计过程中，为了保证可以承载高层建筑整体重量，需要对基础拉梁结构进行综合考虑，保证此结构的稳定性至关重要，可以采用增大基础配筋的范式，来提升拉梁结构稳定性，从而保证整个地基结构的稳定性[1]。就现阶段高层建筑而言，其在实际施工过程中，往往需要建立地下室，而在设计以及施工过程中，为了保证地下室不会发生坍塌以及大面积裂缝，可以在建筑不同持力层当中应用褥垫处理的方法，以此来进一步保证地下室以及地基的稳定性。合理的工程施工地基设计，可以保证建筑整体结构稳定，也是建筑人员了解结构设计以及结构类型的主要方式[2]。相比于从前，高层建筑随着城市化进程的不断深入，建设数量不断增加，地基的合理以及稳定性能，逐渐成了现阶段工程企业主要考虑的问题之一。从地基建设情况而言，不仅需要考虑地质环境，还应该在设计过程中考虑到地下水，结合地下水位的实际变化情况从而进行合理设计，并且对于基础配筋的数量、型号、应用方设计也十分重要，这样才能从根本上保证地基合理性以及钢筋混凝土高层结构的稳定性。

2.3优化上部结构设计结构设计人员在实际设计过程中，不仅需要考虑地基的稳定性与安全性，还需要考虑上部机构优化问题，上部结构的优化设计可以提升建筑的水平荷载能力以及抵抗力，只有“一上一下”同时稳定，才能保证建筑结构长期稳定[3]。对于这方面的优化，也需要从基本结构中考虑，例如在进行剪力墙的设计过程中，应该结合剪力墙的实际布置，进行设防工作，质量与防护措施的双向加持才能最终保证上部结构具有合理性和稳定性。另外，设计人员在进行设计的过程中，需要按照“强柱弱梁”的设计原则进行设计，同时在此阶段需要计算出建筑梁柱各个节点所具有的剪力强度，并根据数据分析结果提升设计合理性。因此要求相关设计人员工作过程中注意以下几点：一方面，设计过程中不能随意的增加上部结构荷载，并且需要保证建筑各个连梁部位可以更加稳定。另一方面，设计中需要认真遵守国家以及企业内部的相关规范，不能在高层建筑上部结构之上大搭设框架。对上部结构的优化可以保证工程结构稳定性，并且可以提升设计方案的科学性，提升企业的经济效益。

3结论

综上所述，现阶段我国的建筑行业发展十分迅速，钢筋混凝土高层结构的应用也越发广泛，为了更好的提升建筑整体质量，保证建筑长期使用，需要从结构设计、上部结构设计以及地基选择等多个角度进行考虑，这样才能从根本上保证结构的稳定性，也是现阶段解决钢筋混凝高层结构问题的主要方法。

参考文献

[1]吕坚锋.高烈度地区钢筋混凝土框架-核心筒超高层结构设计及抗震性能分析[J].广东土木与建筑，2018，25（08）：1-4.

[2]黄瑞麟.几类钢-混凝土组合柱框架-核心筒超高层结构抗震性能分析与研究[D].贵州大学，2016.

[3]刘建新，沈杰，朱美春.钢筋混凝土异型剪力墙高层结构抗震性能试验及理论分析研究[J].上海师范大学学报：自然科学版，2014，43（03）：315-318.