摘要：本文阐述了建筑钢筋混凝土结构设计原则，在此基础上针对建筑钢筋混凝土结构设计中需要注意的问题进行了详细地分析，主要从结构选型与布置、地基与基础设计以及结构计算与分析等方面进行了论述，以供结构设计人员借鉴。
关键词：建筑；钢筋混凝土结构；设计原则；规则性问题
近年来，在建筑结构设计的过程中，不仅要考虑到楼层高低和土地利用率的问题，还要考虑到建筑结构的稳定性、可行性和安全性，使得建筑结构得到最优化，实现建筑工程建设的经济效益和社会效益。因此，我们有必要探讨高层建筑混凝土结构设计中相关问题，以提高建筑结构设计水平。本文结合笔者的实际工作经验，论述了建筑钢筋混凝土结构设计中需要注意的问题。
1 建筑结构设计的原则
在建筑结构设计过程中，结构工程师应具有一定创新意识，并按照建筑要求，坚持“结构安全、节省造价、方便施工”等方面的原则，从中做出最优的结构设计方案，尽最大限度满足建筑师的设计要求。
（1）结构设计简单化，加强与其他专业的配合。在建筑结构设计过程中，我们应将结构的受力、传力途径设计工作变得简单化。对于建筑竖向的抗侧力刚度构件，应采用连续布置的方式，尽可能避免出现层间位移角、内力的突变，避免软弱层的出现。建筑的使用要求主要包括采光、通风、采暖、给排水等要求，因此在建筑结构设计中，我们应加强与其他专业的协调与配合，以方便管线、设备及设施的安装。
（2）确保结构可靠性和安全性。在建筑结构设计时，我们要确保使用者的安全，在遇到各种灾难时，尽可能地减少生命和财产的损失。同时使结构平面布置的抗侧力刚度中心与建筑物质量重心重合，以降低地震的作用下所产生的扭转效应。在结构方案设计时，要做到结构受力明确，减小效应作用，避免结构受到破坏。
（3）实现刚柔结合，体现建筑艺术。建筑物的作用是满足使用功能的要求；考虑到建筑要体现社会的文化艺术，所以在建筑结构设计时，不仅要满足建筑结构刚度、延性、承载力等方面的要求，同时还要实现刚柔结合，采用不同的艺术手法，体现出建筑的艺术美。
2 建筑钢筋混凝土结构设计中注意问题
2.1 结构选型
（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、学校等对位移要求较低的建筑物。
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）结构的规则性问题
《高层建筑混凝土结构技术规程》（2013）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。
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（3）结构的超高问题
在高规中，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，从而对其进行修改，对工程进度等整体工程规划造成不良的影响。
（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，则会大大减少柱子进入屈服的可能性，此时可放松轴压比限值。
（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。
2.2 结构布置
（1）结构平面布置应减少扭转的影响。首先考虑地震作用下的偶然偏心因素，其中最重要的是评估楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移。具体规定是，A级高度的高层建筑，其位移值不应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级高度的高层建筑、混合结构高层建筑以及复杂高层建筑不应大于该楼层平均值的1.2倍。
（2）抗震设计时的高层结构平面布置。高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设防震缝。然而当建筑物平面形状复杂，我们又无法通过简单的办法将其平面形状和结构布置调整，从而形成较规则的结构时，这时我们就应该设置防震缝，以便将其划分为几个较简单的结构单元。设置防震缝时，对于框架结构房屋来说，高度不超过15米的部分，一般取70mm。超过15米的部分，还要加宽20mm。而对于框架—剪力墙结构房屋可按原规定的70%采用，但无论如论，防震缝的设计不应少于70mm。
2.3 地基与基础设计
在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的《地基基础设计规范》能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等描述得更加准确。
2.4 结构计算与分析
是否能准按照规范的要求进行设计对工程设计质量的起到关键性的作用。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）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。3）多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。4）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。
3 结语
总之，在建筑结构的设计中，工程技术人员应充分按照相关规范，利用现代化的计算软件，若在设计过程中出现遗漏问题，将会使整个设计过程变得更加复杂，严重的话将会存在不安全因素。因此，我们有必要做好高层建筑结构每个环节的设计工作，以确保结构设计的稳定性和安全性。
参考文献：
[1] 董朝旭.吴伸杰.高层建筑钢筋混凝土结构设计问题探讨[J].中华建设，2013（07）.
[2] 钟涛；张东辉.试析高层建筑钢筋混凝土结构设计问题[J].科技创新与应用，2013（07）.
论文作者:赵林
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/11/15
标签：结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 高层建筑论文; 钢筋混凝土论文; 构件论文; 框架论文; 《基层建设》2016年17期论文;