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摘要：高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架，剪力墙，框架剪力墙，圆柱体和板柱剪力墙结构体系。高层建筑结构的垂直布置应具有合理的刚度分布，同时在水平布置上应有合理的承载力分布，避免由于突发性变形而形成薄弱部位。
关键词：高层建筑；钢筋混凝土；设计
引言：
随着我国经济的发展，人民生活水平进一步提高，用户对房屋的功能提出了更高的要求。人们希望建筑物在使用上具有更大的灵活性，并且能够适应多功能改造的需要，因此，在得到开发单位的设计意图后，设计单位应根据经济美观和安全应用的原则，为社会设计出更好的产品。
1高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点
1.1水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素。
在低层住宅建筑中，以重力为代表的竖向荷载往往用于控制钢筋混凝土结构的设计，而在高层住宅中，竖向荷载仍然适用于钢筋混凝土结构的设计。它具有重要的影响，但水平负载将成为控制因素。对于特定的建筑物，垂直荷载通常是一个固定值；作为水平荷载的风荷载和地震作用，其值随动力特性而变化很大。
1.2 轴向变形不容忽视对于具有框架系统或框架剪力墙体系的小型高层住宅建筑，框架中柱体的轴向压应力常常大于侧柱的轴向压应力，这使得轴向 柱的压缩变形大于侧柱，轴向压缩变形。当房屋非常高时，这种差异的轴向变形会达到很大的值，其结果相当于连续梁中间连续支撑的沉降，并且连续梁中间支撑处的负弯矩减小，端部支撑的瞬间值和负弯矩增加。
1.3 结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标，与低层住宅相比，小高层建筑更加灵活，地震下的变形更大。为了使结构在进入塑性阶段后仍具有很强的变形能力，为避免坍塌，尤其要在结构中采取适当的措施，以确保结构具有足够的延展性。
2高层钢筋混凝土结构的住宅的基本结构形式
2.1框架结构的框架结构具有开放空间大，柔性好，抗震性能好，成本低等特点，但由于柱角凸起造成的柱截面大于壁厚，影响了家具的布局和美观，有时由于房屋内的房间隔离不规则而导致柱网难以布置。
2.2框架剪力墙结构在框架结构中布置了一定数量的剪力墙以形成框架剪力墙结构，它是一种主要结构类型，广泛用于小型高层住宅建筑。其特点是平面灵活，适用性强，结构合理，可使框架与剪力墙不同变形性能的抗侧力结构配合良好。
2.3大开间剪力墙结构随着时代的发展和人民生活水平的提高，小开间剪力墙体系房屋在建筑功能上的原有施工局限性日益明显。从强度方面来看，小开间结构中墙体的功能不能充分发挥，过多的剪力墙布置也会导致更大的地震力，增加工程造价。另外，由于结构重量较大，也增加了，基础投资的结果是产生了一个大的剪力墙，承重墙开口达4.5米至7.5米，深度达7.5米至1米。水平和垂直墙壁通常没有承重墙。它们可以根据家庭的不同需求灵活分开，并可随着家庭的变化而重新安排。
2.4短肢剪力墙短肢剪力墙（墙高5〜8的剪力墙）位于异形框架柱与普通剪力墙之间，由于建筑结构体系的原因，功能，结构形式，投资效益，节能指标等效果良好，已成为小高层住宅的主要结构形式。
3高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点
3.1水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素。在低层住宅建筑中，以重力为代表的竖向荷载往往用于控制钢筋混凝土结构的设计，而在高层住宅中，竖向荷载仍然适用于钢筋混凝土结构的设计。它具有重要的影响，但水平负载将成为控制因素。对于特定的建筑物，垂直荷载通常是一个固定值；作为水平荷载的风荷载和地震作用，其值随动力特性而变化很大。
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3.2轴向变形不容忽视对于具有框架系统或框架剪力墙体系的小型高层住宅建筑，框架中柱体的轴向压应力常常大于侧柱的轴向压应力，这使得轴向 柱的压缩变形大于侧柱，轴向压缩变形。当房屋非常高时，这种差异的轴向变形会达到很大的值，其结果相当于连续梁中间连续支撑的沉降，并且连续梁中间支撑处的负弯矩减小，端部支撑的瞬间值和负弯矩增加。
3.3横向位移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标。与低层住宅楼不同，结构性侧向移民已成为设计小型高层住宅楼的钢筋混凝土结构的关键因素，随着房屋高度的增加，结构在水平荷载作用下的横向位移迅速增大，结构的顶点顶点位移一般与房屋高度H的四次方成正比。当设计高层住宅楼不仅要求结构具有足够的强度，而且它还必须具有足够的抗侧向刚度的性能，从而使水平荷载下结构的侧向位移控制在一定范围内。这是因为：1过度的横向移动会使人感到不舒服，影响房屋的正常使用。2过度的侧向移动会导致隔墙，挡土墙及其高级饰面材料的裂缝或损坏，以及电梯轨道的变形，导致无法正常运行。3由于P-Δ效应，过度的横向运动会在结构中引起额外的内力，甚至由于横向位移和附加内力的恶性循环而导致建筑物倒塌。
3.4 结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标，与低层住宅相比，小高层建筑更加灵活，地震下的变形更大。为了使结构在进入塑性阶段后仍具有很强的变形能力，为避免坍塌，尤其要在结构中采取适当的措施，以确保结构具有足够的延展性。
4高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略
4.1优化设计的方法。
在缺乏完善的优化设计分析软件的情况下，主要采用小型高层住宅结构分析软件，采用手工分析进行调整，并采用概念设计方法对不同类型的结构选型和安排。理想的结构解决方案是结构设计中最常用和最简单的优化或优化方法，概念设计方法获得的方案更为合理和经济。尽管设计者花费时间并且要求高质量，但基于设计者的经验的这种人工优化方法仍然是目前采用的主要方法。方法。对于同样的小高层住宅项目，可能会有很多不同的结构（包括基本的）布局方案，一个确定了结构安排的小型高层住宅物业，即使在同样的负荷下也有不同的分析方法；分析过程中的设计参数，材料和载荷的值不是唯一的；小高层住宅物业的细节处理不尽相同等等，这些问题目前无法由计算机完全解决，都需要设计人员自己做出判断。只能根据基于工程实践的结构设计的一般规律进行判断，这是前面提到的概念设计，因此，概念设计存在于设计者选择各种替代品的过程中。
4.2性能分析。
抗震性能分析结构系统的足够承载能力和变形能力是两个必须同时满足的条件。结合概念设计的概念，对上述两种结构体系进行比较分析。该计算机程序可以使用由中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载能力，而且要求结构具有适当的刚度。高层建筑的功能和安全性与其横向位移的大小密切相关。过度的侧向变形将导致间隔墙，维护墙及其饰面材料的裂缝或损坏。该结构分别根据5％的意外偏心率和双向地震力的不利情况计算各结构系统的位移角。剪力墙结构比框架剪力结构小，但均小于规范，财富量较大，结构系统符合刚度要求。
4.3经济性比较。
通过计算三种钢筋混凝土住宅结构的直接成本，发现三种钢筋混凝土住宅结构的单位面积直接成本差异不大。其中，最短肢体剪力墙结构具有最大单位直接成本，并且框架剪力墙结构单元。直接面积费用最低，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接成本比框架剪力墙结构的单位面积高12.5％，比单位直接成本高7.3％大剪力墙结构的面积。大型海湾的剪力墙结构的每单位面积的直接成本比框架剪力墙结构的每单位面积的直接成本高4.9％。三类钢筋混凝土住宅结构的小件物品成本基本相同。单位造价框架 - 剪力墙结构最小，框架剪力墙结构次之，短肢剪力墙结构略大。
结束语
虽然现代城市建设中小高层的高层钢筋混凝土框架结构越来越普遍，但在设计中仍存在许多需要注意的问题，只有熟练掌握规格，并有良好的结构概念，才能设计出安全，经济的应用的建筑。
参考文献：
[1]刘双庆.钢筋混凝土结构设计常见问题解析[J].四川建材，2009，35（4）：124，126.
[2]杨新.浅谈钢筋混凝土高层结构设计常见问题[J].中华民居，2011，（6）：46-47.
论文作者:刘振阳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/14
标签：结构论文; 钢筋混凝土论文; 荷载论文; 剪力墙论文; 框架论文; 结构设计论文; 轴向论文; 《基层建设》2018年第21期论文;