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高层钢筋混凝土结构设计范文1
随着我国经济的发展，城市化进程的加快，建筑功能与类型越来越多样化、综合化，建筑高度也在不断增加，目前钢筋混凝土高层建筑已然成为城市建设中的主角，在城市规划中占相当大的比重。对于建筑来说，钢筋混凝土的结构设计的好坏直接影响到建筑的质量、安全和使用，高层建筑的结构设计更是工程中的重点和难点，只有将设计中存在的问题深入分析并加以妥善解决，才能尽可能完善结构设计工作，为今后的建筑施工打下良好的基础。
1.概念设计
概念设计是结构设计的一个新理念，是设计人员通过长期的理论研究和实践，逐渐积累起来的经验总结，它不以力学分析和条文规范为依据，是设计人员的一种设计思路，根据建筑周围的环境、建筑功能等因素选取合适的建筑结构，站在宏观的角度整体构思，将各部分有机的联合起来，形成结构的总体系。在设计时主要考虑建筑的整体性、抗震性、抗风性等性能，以承载力、刚度、延性为主要控制目标，特别是对理论无法明确的部分，有一个定性认识。概念设计不仅是设计人员先进设计思想的一种体现，它之所以重要，还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，为了弥补这些缺陷，就需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的，更加客观、准确的理解结构的工作性能。
2.结构选型
2.1结构体系的选择
根据抗侧力构件的不同，钢筋混凝土结构体系主要有框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒这几种形式，应根据工程的实际情况来选择合适的结构体系。
1)框架结构主要适用于层数不多的住宅、办公楼、学校及厂房等对位移要求不是很严格的建筑物。
2)剪力墙、框架-剪力墙、框架-核心筒结构适用于高层，这里需要注意的是框架-剪力墙结构。在基本振型地震作用下，如果框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的50％，则框架部分的抗震等级应按框架确定。框架承担的地震剪力应大于结构底部总剪力的20％，以确保第二道防线的安全。墙不宜过多，满足位移限值即可。短肢剪力墙结构应避免全部为短肢墙，筒体或一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％。短肢剪力墙的抗震等级应使用比实际更高一级的等级，有的设计者没有注意这个问题，导致抗震等级的错误确定，从而造成设计工作中不必要的大量修改。
无论采用哪种结构体系，都应使结构具有合理的刚度和承载能力，保证结构的稳定和抗倾覆能力，避免产生软弱层或薄弱层，使结构具有多道防线，提高结构和构件的延性，增强其抗震能力。
2.2结构的规则性问题
《高层建筑混凝土结构技术规程》（2010）中规定：高层建筑不应采用严重不规则的结构体系，并应符合下列要求：①应具有必要的承载能力、刚度和变形能力；②应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力；③对可能出现的薄弱部位，应采取有效的加强措施。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，因此设计人员在设计过程中要特别注意新规的规定，以确保后期施工图设计阶段工作的顺利进行。
2.3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级高度建筑其或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中曾出现过由于结构类型的变更而导致的结构超高问题，致使施工图未能审查通过，进行修改或从新设计，对工程进度等整体工程规划造成不良的影响。
2.4控制柱的轴压比问题
在钢筋混凝土高层建筑结构中，轴压比越大，柱的延性就越差，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。
2.5嵌固端的设置问题
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此．在这个问题上设计人员往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的问题，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致安全隐患或后期设计工作的大量修改。
2.6短肢剪力墙的设置问题
短肢剪力墙是指截面厚度不大于 300mm、各肢截面高度与厚度之比均大于 4 但不大于 8 的剪力墙。在新规范规定抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验对高层建筑中短肢剪力墙的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中设计人员应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
3.地基与基础设计
地基与基础设计是整个工程造价的决定性因素，对后期设计工作能否顺利进行也有很大的影响，所以这方面的设计也是设计人员较为重视的一点，如果出现问题则会给工程带来巨大的损失。我国占地面积较广，地质条件复杂，仅一本《地基基础设计规范》并不能完全涵盖全国各地的情况，这就需要将地方性的标准利用起来，深入学习其中关于地方性地基基础类型和设计处理方法的成熟经验和规定，因地制宜，制定出符合当地实际情况的设计方案。
4.结构计算与分析
是否能准确高效的对工程进行内力分析并按照规范的要求进行设计和处理是决定工程设计质量好坏的重要环节。随着新规范的陆续颁布和实施，对于结构的计算和分析进行了调整改进，设计人员也应对这一阶段工作常见的问题有一个清晰、准确的认识。①选择合适的整体计算软件根据结构类型和计算软件模型的特点选择合适的整体计算软件，确保对计算结果的合理性、可靠性。②是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数，已列为强制性条文，需特别注意。③振型数目是否足够。在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。④多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。⑤非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大，因此，必须严格按照新规中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
高层钢筋混凝土结构设计范文2
【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。在工程设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
高层钢筋混凝土结构设计范文3
关键词 ：钢筋混凝土高层建筑 抗震 结构设计 探讨
钢筋混凝土高层建筑结构的抗震设计方法和技术是不断变化和进步的，我们在设计时要选用适合的抗震结构，注重建筑结构材料的选择，减小地震的作用力，增强地震的抵抗力，从而达到高层建筑抗震的目的。
1.钢筋混凝土高层建筑抗震设计存在的问题
1.1 工程地质勘查资料不全
在设计初期，设计人员应该及时掌握施工场地的地质情况，但是往往在设计过程中，却没有建筑场地岩土工程的勘察资料，就不能很好的进行地基设计，给建筑物的结构带来安全隐患。
1.2 建筑材料不满足要求
对于材料而言，我们要明确这样一个道理：地震对结构作用的大小几乎与结构的质量成正比。一般说在相同条件下，质量大，地震作用就大，震害程度就大，质量小，地震作用就小，震害就小。所以，在建筑物的楼板、墙体、框架、隔断、围护墙以及屋面构件中，广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土、加气混凝土板、空心塑料板材等轻质材料，将能显著改善建筑物的抗震性能。
1.3 建筑物本身的建筑结构设计
建筑物如果平面布置复杂，致使质心与刚心不重合，在地震作用下产生扭转效应，加剧了地震的破坏作用，海城地震和唐山地震中有不少类似震害实例。台湾 9.21 地震中，一栋钢筋混凝土结构由于结构平面不规则，在水平地震作用下，结构产生严重扭转效应而破坏倒塌，同时撞坏相邻建筑上部的阳台。
1.4 平面布局的刚度不均
抗震设计要求建筑的平、立面布置宜规正、对称，建筑的质量分布和刚度变化宜均匀，否则应考虑其不利影响。但有的平面设计存在严重的不对称：一边进深大，一边进深小;一边设计大开间，一边为小房间;一边墙落地承重，一边又为柱承重。 平面形状采用 L、π 形不规则平面等，造成了纵向刚度不均，而底层作为汽车库的住宅，一侧为进出车需要，取消全部外纵墙，另一侧不需进出车辆，因而墙直接落地，造成横向刚度不均。 这些都对抗震极为不利。
1.5 防震缝设置不规范
对于高层建筑存在下列三种情况时，宜设防震缝：平面各项尺寸超过《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ3-91）中表 2.2.3 的限值而无加强措施;房屋有较大错层;各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施;但有的竟未采取任何抗震措施又未设防震缝。
1.6 结构抗震等级掌握不准
结构抗震等级有的提高了，而有的又降低了，主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。
上述这些问题的存在，倘若不能得到改正，势必对建筑物的安全带来隐患。上述这些问题的原因是多方面的，这就需要设计人员从设计的角度避免这些问题的出现，防止将这种问题带入施工中，从而保证高层建筑的抗震性。
2.高层建筑抗震设计对策
2.1 结构规则性
建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求，对建筑进行合理的布置，大量地震灾害表明，平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。建筑结构的规则性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗侧力构件布置、承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀，体型简单，结构刚度，质量沿建筑物竖向变化均匀，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。
2.2 层间位移限制
高层建筑都具有较大的高宽比，其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移， 甚至会超过结构的位移限值。而国内普遍认为该位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关，其中钢筋混凝土结构的位移限值（一般在 1/400-1/700 范围内）则比钢结构（1/200-1/500 范围内）要求严格 ，风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格。 因此在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计，既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性以及正常使用功能等。
2.3 控制地震扭转效应
大量事实表明，当建筑结构的平面布置等不规则、不对称导致建筑层间水平荷载合力中心与建筑结构刚度中心不重合，在地震发生时建筑结构除发生水平位移外还易发生扭转性破坏甚至会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。计算时应主要控制周期比、位移比两个重要指标，即当两个控制参数的计算结果不能满足要求时则必须对其进行调整。当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面或增加抗侧力构件数量的方法，并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周，以减小刚度中心与质量中心的相对偏心，若调整构件刚度不能满足效果时则应调整抗侧力构件布置，以增大结构抗扭刚度。
2.4 减小地震能量输入
具有良好抗震性能的高层建筑结构要求结构的变形能力满足在预期的地震作用下的变形要求，因此在设计过程中除了控制构件的承载力外还应控制结构在地震作用下的层间位移极限值或位移延性比，然后根据构件变形与结构位移的关系来确定构件的变形值，同时根据截面达到的应变大小及分布来确定构件的构造要求，选择坚硬的场地土来建造高层建筑等方法来减小地震能量的输入。
2.5 减轻结构自重
对于同样的地基条件下进行建筑结构设计若减轻结构自重则可相应增加层数或减少地基处理造价，尤其是在软土基础上进行结构设计这一作用更为明显，同时由于地震效应
与建筑质量成正比，而高层建筑由于其高度大重心高等特点，在地震作用时其倾覆力矩也随之增加，因此，为了尽量减小其倾覆力矩应对高层建筑物的填充墙及隔墙尽量采用轻质材料以减轻结构自重。
2.6 选择合理结构类型
高层建筑的竖向荷载主要使结构产生轴向力，水平荷载主要产生弯矩。其竖向荷载方向不变，但随着建筑高度增加而增加，水平荷载则来自任何方向，因此竖向荷载引起建筑物的侧移量非常小，而水平荷载产生的侧移则与高度成四次方变化，即在高层结构中水平荷载的影响远远大于竖向荷载的影响，因此水平荷载应为设计的主要控制因素，在设计过程中应需在满足建筑功能及抗震性能的前提下选择切实可行的结构类型，使其具有良好的结构性能。
2.7 尽可能设置多道抗震防线
当发生强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
3.结束语
随着我国经济的快速发展，高层建筑也越来越多，在这种情况下必须做好抗震设计。设计人员在高层建筑抗震设计中，都是按照抗震结构设计规范进行的，他们希望设计的结构能够达到强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，为此从结构总体方案设计一开始，就运用人们对建筑结构抗震己有的正确知识去处理好结构设计中遇到的诸如房屋体型、结构体系、刚度分布，构件延性等问题，从宏观原则上进行评价、鉴别、选择等处理，再辅以必要的计算和构造措施，从而消除建筑物抗震的薄弱环节，以达到合理抗震设计的目的。
参考文献：
高层钢筋混凝土结构设计范文4
关键词：钢筋混凝土；建筑设计；结构选型
0 引言
简单的混凝土结构不足以完全满足建筑物的安全要求，采用钢筋混凝土和混凝土有效的补救缺陷。施工前，需要详细的建筑结构、稳定的设计是非常重要的，以确保施工质量。用于钢筋混凝土建筑结构的设计中，有效地提高了建筑物的结构强度，以保证抗压强度和建筑物的抗张强度。
1 钢筋混凝土的原理和结构特点
1.1 钢筋混凝土结构原理
混凝土的抗压能力较强，而抗拉能力却很弱。钢筋的抗拉和抗压能力都很强。为了提高结构承载能力，把这两种材料结合在一起共同工作，充分发挥了混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能。我们把凡是由钢筋和混凝土组成的结构构件统称为钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构除了结构强度较大，防火性能较好外，工程造价也相对较低，在现代建筑中的使用较为广泛。
1.2 钢筋混凝土结构优点
1.2.1就地取材。钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，水泥和钢筋所占比例较小，砂和石料一般都可以由建筑工地附近提供。
1.2.2节约钢材。钢筋混凝土结构的承载力较高，大多数情况下可用来代替钢结构，因而节约钢材。
1.2.3耐久、耐火。钢筋埋放在混凝土中，经混凝土保护不易发生锈蚀，因而提高了结构的耐久性。当火灾发生时，钢筋混凝土结构不会像木结构那样被燃烧，也不会像钢结构那样很快达到软化温度而破坏。
1.2.4可模性好。钢筋混凝土结构可以根据需要浇捣成任意形状。
1.2.5现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好，刚度大。
2 钢筋混凝土在高层结构中的结构选型
2.1 结构规则性
在结构规则性方面新旧规范内容变动较大，新规范在此增加了较多的限制条件，如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，新规范明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”所以，结构工程师要严格遵守新规范的这些限制条件，避免在后期施工图设计阶段
的工作比较被动。
2.2 结构超高
在关于抗震的有关规范中， 最严格的是对结构的总高度的限制，特别是新规范中对于以前的超高问题， 不仅将原限制高度设定为A级高度的建筑外，还增加B 级高度的建筑，所以，一定要注意在结构设计中严格控制该因素，当结构为B 级高度建筑超高，对其采取的设计方法与处理措施就会有很大变化。在实际建筑工程设计中，容易发生因结构类型的变更而忽略此方面的问题，造成施工图在审查时不能通过，就要重新设计或组织专家进行论证等一些情况，严重影响工程工期、造价等整体规划。
2.3 嵌固端设置
因高层建筑在设计中通常要带有地下室及人防结构，嵌固端大都设置在地下室顶板，也会设置在人防顶板等一些位置，所以，结构设计工程师在此方面容易忽视由嵌固端设置的不同位置而产生的相关需特别注意的问题，例如嵌固端上下层刚度比的限制、楼板设计、在对结构进行整体计算时嵌固端设置、位置协调与结构抗震缝设置等一些问题，上述问题若忽略其中任何一个都可能发生后期设计工作需要大量修改以及造成一定的安全隐患。
2.4 短肢剪力墙设置
短肢剪力墙在新规范中是指对墙肢截面高厚比为5～8 的墙，结合实验数据和经验，在高层建筑中对短肢剪力墙增加了较多限制，所以，结构工程师在高层建筑设计中， 要尽量少采用或不用短肢剪力墙，以避免在后期设计工作中增加不必要的麻烦。
3 钢筋混凝土在高层建筑结构设计中的应用。
3.1 选择钢筋混凝土的结构
在高层建筑结构设计的过程中，由于受到地理环境、风俗习惯等因素的影响，建筑设计的风格会有所区别。所以在建筑设计之前，要求设计人员能够充分了解当地的风俗习惯和建筑特点，科学合理的设计建筑。例如钢筋混凝土框架剪力墙是我国目前使用较为广泛的建筑设计方式，其优点在于成本低、施工方便、占地面积小，而且具有良好的结构强度和降噪效果。
3.2 对混凝土结构刚度的处理
随着社会经济的不断发展，建筑行业也发生了翻天覆地的变化。高层建筑的出现有效缓解了城市发展中的土地压力，促进了社会的和谐和经济的发展。高层建筑的建筑安全受到越来
越多的重视，建筑的稳定性是建筑安全的重要保障。为了确保建筑的结构强度，就需要提高建筑的竖向负载能力。目前，我国建筑设计中，对剪力墙的使用过于频繁。虽然剪力墙能够有效提高建筑的结构强度，但是过多的剪力墙设计在地质条件良好的地区也是一种资源浪费。因此，建筑的设计应该在充分满足位移要求的基础上，适当减少剪力墙的使用，降低建筑成本。
3.3 加固方法的应用
加固法是钢筋混凝土结构在建筑使用的方法之一，主要的加固方法有两种，一种是采用碳纤维加固法，另一种是预应力加固法。
3.3.1 碳纤维加固法
采用环氧树脂胶粘剂将具有极强抗拉性的碳纤维粘贴到建筑结构上去，有效提高混凝土结构的抗拉能力，增强其结构强度。碳纤维加固法的加固效果较好，但是如果使用和维护不当，容易造成火灾，不利于建筑安全。而且碳纤维加固法的能够使用的环境非常有限，因此，这种加固法使用并不广泛。
3.3.2 预应力加固法
预应力加固法就是充分利用预应力的作用，强制性的加固后加拉杆，提高建筑的结构强度。这种加固方式在一定程度上改变了混凝土的内部结构，有效解决了原有混凝土结构中应力不足的现象，这种方法在大跨度的混凝土建筑施工中使用较为
广泛，在重型结构的混凝土结构中也得到了长足的应用。
3.4 混凝土的节约化
在满足建筑物结构强度要求，符合建筑质量规范的基础上，节约成本，降低工程造价，不仅是企业自身发展的需求，更是国家发展战略的要求。在我国建筑设计中，针对建筑不同部分的不同作用，采用的混凝土也有一定的区别，比如梁和柱往往就会采用不同强度等级的混凝土。如果梁和柱采用了不同等级的混凝土时，在设计时应该强调强柱弱梁的理念，也就是说在梁、柱的节点处，柱采用的混凝土等级应该高于梁。混凝土浇筑施工中，必须要严格按照设计图纸进行，施工过程严格按照规范。梁、柱周边的固定方式也有一定的要求，一般采用钢丝网固定，有时也会采用小板固定。梁柱的浇筑顺序也有严格的要求，一般来说首先浇筑的是接头处的混凝土，然后才能对梁板进行浇筑施工。这种浇筑方式施工较为复杂，因此，在现实的施工过程中，应该在充分考虑实际情况的基础上，选择最合适的建筑方式。
4 结语；
以上这些设计问题的研究有助于施工人员解决施工中出现的问题，提高工程项目的安全性和功能性。任何遗漏或错误都可能会造成非常严重的后果， 需要结构设计工程师加强重视，才能设计出更多高质量的高层建筑。
【参考文献】
[1]谢文利.土木工程混凝土施工技术探讨[J].产业与科技论坛，2012，1.
高层钢筋混凝土结构设计范文5
关键词:高层建筑 钢筋混凝土结构 抗震设计 影响因素
中图分类号：TU375文献标识码： A
在高层建筑的抗震设计过程中，抵抗水平力成为结构设计的主要矛盾，因此抗侧力结构形式及其相应结构体系的确定成为结构抗震设计的关键问题。尤其是近年来我国频频发生一些较大震级的地震，使得一些抗震性能较差的建筑物倒塌，不仅仅给社会经济带来了极大的损失，甚至是威胁到了人民的生命财产安全。因此，建筑的抗震设计再次得到而来人们的高度重视，我国的建筑结构抗震设计遵循两阶段、三水准的设计原则，三水准也就是“大震不倒、中震可修、小震不坏”。
1、高层钢筋混凝土结构在地震作用下的受力分析
1.1、荷载的反复作用
一般地震荷载作用下，建筑的受力主要是在水平方向的往复振动，即建筑发生左右摇摆的现象，这时的结构所受的内力是在不断的进行正负交替变换，但因为地震持续的时间相对较短，而且建筑本身也具有一定的抗震阻尼，因而其内力正负交变的次数不会太多，也就是说建筑在地震时的受力有低周期的特点。
1.2、屈服后的结构受力
当地震的震级较大、震感较为强烈时，超过一定范围后，钢筋混凝土结构会在地震荷载作用下形成一定的损伤，尤其是在受力较大、薄弱部位的构件与节点，更易出现裂缝，钢筋也会有部分弯曲变形，致使构件表面的混凝土剥落下来，但只要其结构设计具有足够的延性，虽然构件破坏，但不会出现垮塌现象。
1.3、高层钢筋混凝土结构的抗震能力与安全稳定性，取决于构件的承载能力和变形能力。
当发生地震时，建筑的结构所承受的荷载主要是表现在结构的反应加速度以及由质量引起的惯性力中，具有很大的变动性，因而无法确定其所受到的具体的荷载值。但不能否认的是，在延性较大和变形能力较强的结构中，地震发生时能够在很大程度上耗散掉地震所带来的作用力，从而减少地震荷载，避免建筑受到更大的损害。反之，若结构设计的刚度较大，在地震来临时，不能将地震的荷载消耗掉，反而会对结构造成极大的破坏。
2、高层钢筋混凝土结构抗震设计的思路及其不足
2.1、高层钢筋混凝土结构抗震设计的思路
2.1.1、制定有效的抗震措施
制定有效的抗震措施，可以使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括抗震构造措施和内力调整措施(强剪弱弯、强柱弱梁)。
2.1.2、合理选择确定结构屈服水准的地震作用
一般是以具有统计意义的地面峰值加速度和不同的R(地震力降低系数)得到不同的设计，用地面运动加速度(即小震的)来进行结构的强度设计，从而在一定程度上确定了结构的屈服水准。随着对规律认识的深入，这一规律已被各国规范所接受。目前，国际上逐步形成了一套“多水准、多层次性态控制目标”的抗震理念。这一理念的主要含义为：工程师应该选择合适的形态水准和地震荷载进行结构设计。抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的，其核心是在地面运动特征和不同滞回的规律之下，结构的自振周期与其屈服的水准以及最大非弹性动力反应之间的关系。
2.2、抗震设计思路中的不足
我国的抗震设计思路大部分内容是都符合其抗震设计的理念，但期间也有许多欠考虑的地方，迫切的需要我们加以完善。我国规定的“大震不倒，中震可修，小震不坏”的三水准抗震设防目标也存在一定的问题。该设防目标对甲类、乙类、丙类这三类重要性不同的建筑来说，并不都是恰当的。这种笼统的设防目标也不符合当今国际上的“多水准，多层次性态控制目标”思想，这种多性态目标思想提倡在建筑抗震设计中应灵活采用多重性生态的目标。
3、高层钢筋混凝土结构抗震设计的影响因素
3.1、结构整体稳定性的影响因素
高层建筑随着高度的增加，刚度相对减小，在水平载荷作用下，倾覆力矩加大，横向变形增加，对结构整体稳定性的要求也逐渐提高。影响整体稳定性的主要因素，可概括为抗倾覆能力而和结构的整体刚度两个方面。适宜的结构整体刚度，对限制结构在遭遇中震、大震时的水平位移及层间位移，对减轻震害、防止突然倒塌、保证电梯等设备的正常运行、防止填充墙、装修材料等的损坏有着重要意义。其合理性影响因素为建筑的高宽比、长宽比、抗震设防烈度、结构形式、构件布置等。
3.2、影响综合抗力的因素
根据实践经验分析，可以发现影响高层钢筋混凝土结构的整体综合抗力的因素有很多种，有些是在设计中体现的，有些体现在施工中。对于设计来讲，其影响因素主要有结构的空间整体协调变形能力，即整体延性和空间的整体性的设计这两方面。
结构的整体延性一般用结构的屈服变形与最大允许变形的比值表示。它是对整个结构彻底破坏前超越弹性极限进一步承担荷载能力的度量，取决于结构构件特别是关键部位或薄弱部位处构件的延性。当建筑遭遇灾难性地震时，在整个结构稳定的前提下，良好的整体延性可以使其具有足够的变形性能，实现预定屈服机制，以耗散地震能量，保护结构不致发生倒塌破坏。
空间整体性是指在结构承受地震作用的过程中协同各结构构件共同工作。保证竖向承载力。充分发挥结构整体抗震性能及结构体系各构件抗震潜能的能力。这也是保证“大震不倒”的前提。它主要取决于构件、长宽比、平面特征、结构形式之间连接的屈服机制、构件破坏特征、方式与质量等的因素。
4、提高高层钢筋混凝土结构抗震设计质量的建议
4.1、结构抗震的本质就是延性
对于受弯的构件来说，会随着荷载的增加，首先是要受到拉区的混凝土出现裂缝，表现出非弹性的变形，然后再受到拉钢筋的屈服，受压区高度就会随之减小，受压区混凝土压碎，构件最终遭到破坏，从受拉钢筋屈服到受压区的混凝土压碎，是构件的破坏过程。在这个过程之中，构件的承载能力并没有多大的变化。但其破坏的性质决定了变形的大小。反之，假如结构的延性不好，则就必须要有一个足够大的承载力来抵抗地震荷载的作用。
4.2、“强剪弱弯”
剪切破坏基本上是没有延性的，某部位一旦发生剪切破坏，该部位就将彻底退出工作，对于柱端的剪切破坏可导致结构的局部或整体倒塌，因此可以设计时增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中。其任何构件都不会先发生剪切破坏。
4.3、“强柱弱梁”
在设计的时候，增大柱相对于梁的抗弯能力，钢筋混凝土框架在大震之下。梁端塑性铰出现的比较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰，从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。
总之，在高层钢筋混凝土结构的设计中，我们必须要充分的考虑到建筑的抗震性能，确保其结构延性能够达到一定的要求，从而保证结构的变形能力，提高结构的稳定性。在设计过程中应当充分考虑到影响结构抗震设计的因素，并通过合理的设计方法来避免这些因素的影响，确保建筑结构的稳定性。
参考文献
[1]冯阿巧.高层钢筋混凝土结构抗震设计的影响因素[J].科技创业家，2013，07:34.
[2]袁甜，贾天旭.高层钢筋砼结构抗震设计的影响因素[J].黑龙江科技信息，2010，06:275.
高层钢筋混凝土结构设计范文6
【关键词】：钢筋混凝土；高层结构设计；常见问题
中图分类号：TV331文献标识码： A
1、前言
改革开放以来，随着经济的发展及城市用地的紧张形势越来越严峻，大量的高层建筑不断涌现，建筑高度也在不断增加，建筑的功能呈现多样化，结构形式也向复杂化发展，以上这些均对结构工程师提出了新的要求。不过，近年来，随着各种计算软件的发展及各项功能的不断完善，能够很好的帮助结构工程师解决设计中遇到的大部分问题，这使得一些结构工程师太过于依赖各种计算软件，而忽视了基础理论的学习和研究，致使结构设计中经常出现一些问题，这些问题的存在严重影响着工程的质量，甚至还大大的提高了工程的成本，应引起注意。本文以下内容将根据本人多年的实践经验，对钢筋混凝土高层结构设计中常见问题进行分析和探讨，仅供参考。
2、钢筋混凝土高层结构设计常见问题
2.1、设计者只注重计算，不注重概念设计
很多设计人员在进行结构设计的过程中，按照建筑专业提供的建筑图进行结构模型的建立、计算和校核等工作，确保了结构的安全，但是不注重总结，使得设计水平一直得不到很大的提高，这就牵扯到概念设计。结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法，是在不断的实践中总结出来的经验的结晶，是设计的灵魂和归宿，是避免在钢筋混凝土高层结构设计中走弯路的一种技术保证。一个设计人员有了概念设计的思想，在遇到实际工程的时候，他会根据以往的经验选择对抗震有利的结构方案和布置，并采取减少扭转和加强扭转刚度的措施，并能对结构薄弱部位进行预测，以采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁反应。
2.2、不注重规范的学习和知识的更新
随着我国对结构设计理论研究的深入及国民经济的不断发展，使得规范的更新速度大大加快，在这种情况下，必须加大对规范的学习力度，将新旧规范进行比较，以更新认识，避免设计中违反规范，埋下安全隐患。但是有一部分设计人员，太相信设计软件、太依赖别人，很少研习规范，这种做法带来的后果不仅仅是自己的设计水平提高不上去，更重要的是易发安全隐患，引发严重的设计质量问题。比如，在新规范中采用了强制性条文明确规定了建筑的平面及立面规则性，即：建筑不应采用严重不规制的设计方案。如下图，尽管此建筑很有名气，但是在设计中并不提倡任何建筑都这么标新立异，增加了成本还易产生安全隐患；在抗震新规中，在超高问题上，增加了B级高度的建筑，如果不对新规范进行学习，当结构为B级高度建筑甚或超过了B级建筑高度，而没有变更设计方法和处理措施，将会导致施工图审查难以通过，甚至对工程工期产生不良的影响。
2.3、在结构设计中不注重细节的处理
细节决定成败，在钢筋混凝土高层结构设计中更是这样，但是一些设计人员有这样一种思想：我只要保证设计的工程能通过软件验证，其它的不管。这就出现了某些设计人员任意的加大构件尺寸，这不仅增加了成本，还有可能带来安全隐患。下面将介绍几种细节处理方法：
第一，在中震时，我们应考虑当第一级别的剪力墙进入塑性后，还应有小级别的剪力墙来维持建筑物变形，以免发生次生灾害，这是多道设防的概念。而当遇到大震时，小级别的剪力墙也进入塑性阶段，这个时候，建筑物基本上已经破坏，但是在设计的时候，应有选择地让梁破坏，以确保柱子的完整性，保证高层建筑大震不倒，以争取宝贵的实践，减少伤亡和财产损失。
第二， 对于连接两片剪力墙的连梁，是当遇到地震的情况，它能首先开裂，以起到耗能作用，从而使得建筑物具有一定的延性，对于这种梁，不能盲目地增大它的抗弯能力，否则会使连梁延迟破坏而起不到及时耗能的作用，致使其它重要的构件破坏掉，严重威胁到整个结构的安全。另外一点需要注意的是，连梁不能承担太重要的竖向荷载，也就是其承担的竖向荷载一旦失去连梁不能引起连锁反应。这主要是因为连梁在中震或大震的情况下，首先会破坏掉。
第三，对于梁柱节点的处理方面，在规范中有明确规定，要强柱弱梁，但是一些设计人员，在进行设计中，人为的增加梁柱节点处梁端上部的钢筋，形成了弱柱强梁结构模式，这样，在地震发生时候，柱子首先破坏而引起整个结构的倒塌，造成大量的损失。所以，在进行梁柱设计的时候，应适当增加柱子的配筋，对于梁的配筋，不能盲目加大，应考虑各种荷载作用下梁配筋的适宜性。
第四，在设计中，一些设计人员只重视国家相关规范，而对地方性规范了解甚少，给结构设计带来了困扰。比如，我国幅员辽阔，地质类型多种多样，千差万别，而国家规范《地基基础设计规范》不可能对每一个地区的地基情况都详细的进行描述，而地方性的地基基础设计规范，是国家规范的一个很好的补充和细化，可以为钢筋混凝土高层基础设计提供更好的建议，故应加大对地方性规范的学习力度。
2.4、上部结构设计中存在的主要问题及解决建议
上部结构的设计多是严格按照现行规范进行的，而且设计模式、设计套路比较成熟，但根据多年的设计经验发现，笔者发现上部结构的设计还是存下以下几个问题：
（一）剪力墙与连梁的设计
目前我国很多建筑结构多采用框架剪力墙结构，特别是一些高层建筑，但是很多建筑结构的结构布置不合理，比如剪力墙布置不均匀，经常出现单肢刚度过大的情况，而且有些连梁的刚性设计过大，或是连梁上搭框架梁，增大了其地震破坏的可能。
解决意见：钢筋混凝土结构要严格按照 “强柱弱梁，强剪弱弯，强大节点”的要求合理进行结构布置，比如剪力墙的布置要避免出现刚度较大的单肢，而且墙肢的数量应根据刚度大小严格满足规范要求。连梁的刚度不易太大，而且上部不应搭设框架梁，避免当地震来临时发生二次破坏。
（二）梁支座的设计
梁支座是梁和柱子或其它梁接触的部分，是一个不可转动的刚域。目前我国很多钢筋混凝土结构中的梁支座被看做固定支座设计，这就与一些实际情况不符。比如框剪结构中当框架梁与剪力墙正面垂直相交时，而且剪力墙对梁的约束能力较弱，这时梁支座便不再为固定支座，而假设为铰接支座则更为合理。
解决意见：梁支座的设计不能一律按照固定支座形式设计，而是要根据工程的具体情况，比如框架梁与剪力墙的相对刚度、相交位置以及相交方向等，从而正确判断出剪力墙对梁的约束能力，然后确定梁的支座形式。
（三）层间位移及层间位移角的设计
对于钢筋混凝土结构特别是高层钢筋混凝土结构来说，因为钢筋混凝土是其主要的抗侧力构件，因此其侧向位移一定要满足规范规定的侧移限值要求，但是很多结构设计师在设计中对于侧移限值的要求不清楚，甚至混淆。
3、结尾
以上内容对钢筋混凝土高层结构设计中常见的问题进行了分析并提出相应的解决对策，表达了自己的观点，提出了自己的见解。但是本人深知，作为一名设计人员，应在实践中不断总结，并利用多种手段加强学习，潜心研究、不骄不躁，提高自身的专业素养和综合素质，只有这样才能为提高钢筋混凝土高层结构设计水平做出更大的贡献。
【参考文献】
[1] 《复杂高层建筑结构设计》徐培福等，中国建筑工业出版社
