【摘要】建筑结构施工技术中有很多要点和需要引起重视的地方, 本文介绍了建筑结构混凝土设计方法的创新和建筑结构混凝土设计分析以及建筑结构混凝土设计的优化措施。
【关键词】钢筋混凝土；结构设计；分析； 措施
1 建筑结构钢筋混凝土设计方法的创新
目前, 建筑结构钢筋混凝土的分析计算已不再使用传统的手工计算, 取而代之的是采用计算机程序计算。一般说来都采用三维空间结构分析计算程序。有些程序可考虑楼板变形进行结构分析计算, 能更真实反映复杂结构的受力特点, 从而可以进行钢筋混凝土结构计算。弹性动力时程分析的程序已相当成熟, 一般以层模型进行动力时程分析, 可输入各种类型的地震波, 求得结构的位移与内力。弹塑性分析计算近几年已开始进行, 已初步开发出一些可应用于工程设计的程序, 包括弹塑性静力分析、层模型动力分析、杆模型平面结构动力分析等程序。
从1974 年开始对剪力墙结构进行了大量的试验研究, 逐步形成了高层剪力墙结构体系; 为适应高层住宅底部设置商业服务设施等要求, 从1980 年开始进行了底层大空间, 上层为大开间剪力墙结构体系的研究。近年来对复杂体型的高层建筑如带有转换层、刚性层的结构错层结构、连体结构等进行了一批模型振动台试验。为了解钢- 混凝土混合结构的抗震性能, 进行了带有转换层、刚性层的钢筋混凝土内筒、周边为钢框架的模型试验。另外对复杂体型的高层建筑进行了风洞试验。通过试验研究与分析, 提出了相应的设计建议, 并做为规范条文修订的依据。
2 结构计算与分析问题
在结构计算与分析阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
2.1 结构整体计算的软件选择。
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目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA 或ETABS、SAP 等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
2.2 是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。
振型数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，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。多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。
2.3 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，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。总之，钢筋混凝土高层结构设计是一个复杂的过程，任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。
3 钢筋混凝土建筑结构设计的优化措施主要体现在以下几个方面
3.1 材料方面。
1) 在掺合料选择方面上。选择一些增加混凝土强度性能的一些掺合料。2) 沙、沙石、水泥的配合比上面, 优化三者配合比。3) 在水泥的选择方面上。根据工程的需要, 选择相对应的水泥。4) 在钢筋的选型上面。比如, 用U 型钢、工字钢代替圆形钢。
3.2 结构体系的选型方面。
由于大开间剪力墙结构体系, 可以做到房间不露出梁柱, 有效空间大、隔音效果较好, 当采用钢制模板时, 墙面和楼板表面平整并且不需要在湿作业的情况下抹灰。另外该结构体系不但用钢量少、施工周期短、造价低, 还具有整体性强、侧向刚度大等优点, 有利于抗风抗震, 所以自九十年代起建筑结构体系基本上都采用大开间现浇钢筋混凝土剪力墙结构。随着经济的发展, 为了进一步降低建筑造价, 近几年来部分地区越来越多地采用短肢剪力墙与筒体或一般剪力墙组成的结构体系。这个结构体系也属于剪力墙结构的一种, 它的特点是建筑平面布置更具灵活性, 并且又能节省钢筋和混凝土用量, 减轻建筑的总重量, 从而降低地基基础造价。
3.3 建筑结构设计的施工方面。
为满足结构承载力的需求, 通常在结构设计中柱与梁板选择不同强度等级的混凝土。施工规范规定柱的施工缝宜留设在梁底标高以下20mm ～ 30mm 处, 其原则是施工缝宜留在结构受力小且便于施工的位置。施工时, 为方便柱身混凝土的下料与振捣, 在梁内钢筋未绑扎之前进行浇注。按施工规范的要求, 当梁柱的混凝土强度等级不同时, 节点处应按“弱梁强柱”的原则。在实际施工中, 施工班组制定合理的节点保证措施, 监理人员加强对浇注质量的监管和提高整体结构的抗震性能十分重要。
3.4 建筑结构设计的抗震方面。
抗震结构是目前我国建筑设计机构的重点设计内容, 首先必须选择有利的抗震场地, 另外重视建筑平面的布置的规则性, 最后选择合理的建筑结构体系等, 以上是作者根据实际的经验总结, 适用于各类建筑的防震设计, 以协助工程师在施工时更加顺利的进行。在做钢筋混凝土结构的抗震设计时, 要注意: 首先平面要简单、对称, 符合规则, 减少偏心, 否则会产生不利影响。第二, 刚度中心与质量中心尽量重合。第三, 质量大的跨间不适合布置在结构单元的边缘, 应布置在距刚度中心较近的部位。第四, 尽量少采用大悬挑的结构。第五, 围护结构应该采用轻质材料。在荷载作用下, 结构的传力路线越短、越直接, 结构的工作效能越高, 所耗费的建材越少。在民用建筑和公共建筑的平面布局中, 应当尽量使柱网按开间等跨和进深等距布置, 这样可以充分利用连续梁的受力特点以减少结构中的弯距, 可以使各跨梁截面趋于一致, 提高结构的整体刚度。另外结构方案还应该结合工程场地的地质情况和建筑功能的要求进行综合考虑。
4 建筑结构混凝土设计验收
保证建筑结构混凝土设计的质量，离不开建筑结构混凝土设计初步完成后的验收阶段。在建筑结构混凝土设计的验收阶段中， 必须对建筑结构混凝土设计的质量进行客观、有力的检查和评价。对施工中所涉及的各个地方进行仔细、认真的检查验收。验收工作的重要性不低于建筑结构混凝土设计的准备阶段和运行阶段， 好的验收工作是建筑结构混凝土设计质量的保障。实事求是是验收工作的重要精神。所进行的建筑结构混凝土设计是要应用于建筑混凝土施工的，如果建筑结构混凝土设计出了问题，质量不合格， 那么必将引起建筑结构混凝土施工事故。建筑结构混凝土设计的验收阶段必须要有一套完整的验收体系，严格的验收标准，实事求是并且认真地贯彻执行。
5 结束语
本文就建筑结构钢筋混凝土设计要点进行浅谈, 要将建筑结构混凝土设计的理论与实践相结合，并且总结实践中的经验，对理论不断地进行改进，只有这样，才能够跟好的完善建筑结构混凝土设计技术。
参考文献：
[1] 崔晓强，胡玉银，吴欣之. 超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J]. 建筑机械化，2013.
[2]杨恒峰.南京新百工程超高层钢结构安装技术[J].江苏建筑， 2013.
论文作者:黄金丽
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
标签：结构论文; 建筑结构论文; 混凝土论文; 建筑论文; 钢筋混凝土论文; 体系论文; 钢筋论文; 《城镇建设》2019年第14期论文;