摘要：随着我国经济的发展，各类高层建筑的功能及类型的复杂化也使得建筑结构设计工作变得更加复杂，从而引发一些遗漏和错误。混凝土高层结构其具有承载力高、取材方便、可模性好、整体性好等优点，但也存在若干缺陷，如钢筋混凝土自重大、抗裂性差等，再加上一些结构设计人员本身综合素质偏低原因，出现混凝土结构的基础和上部结构设计极不合理，影响了建筑工程的使用和安全。本文根据多年工作实践，对混凝土高层结构设计中常见问题进行分析，以期提高结构设计水平。
关键词：钢筋混凝土；高层；结构设计；问题
一、高层建筑混凝土结构设计的特点
首先，结构应具有适宜刚度。建筑高度越高，其侧向位移就会增大。因此在设计高层时不仅需要有足够的强度，而且需要有适宜的刚度，让结构有具备合理的自振频率等动力特性，把层位移控制在一定范围之内。其次，结构应具有良好的延性。高层建筑结构更柔一些，在地震作用下的变形度更大。建筑耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施提高整个结构、特别是薄弱层（部位）的变形能力，保证结构具有足够的延性。
二、高层建筑的结构选型问题
高层建筑的结构设计是以结构选型为基础进行的。那么，在结构选型阶段，应当注意以下几种问题：
（一）结构超高
结构超高一直是结构设计中需要多加注意的一个问题。在新规范中，为了有效地避免超高问题，不仅将之前的限制高度设置为A级高度的建筑，还增加了B级高度的建筑。因此，在进行结构设计时，结构的超高问题必须多加注意，控制结构高度在适当范围之内。一旦结构高度是B级甚至超过了B级，将严重影响设计方法，而所采用的处理措施也会出现很大的变动。在实际的结构设计过程中，往往存在设计人员忽视结构类型的变更，导致在设计审核时，设计方案不能通过，这不仅拖延了工程的工期，而且造成了不必要的经济损失。
（二）短肢剪力墙的设置
根据新规范中的明确规定，短肢剪力墙指的是墙肢截面高厚比在5至8范围之内的墙，再根据实际经验，对短肢剪力墙新设置了许多限制条件。因此，在对高层建筑进行结构设计过程中，结构工程师应当根据结构具体情况，尽量少用或者不用短肢剪力墙，如此便可避免后期设计工作受阻，从而保证了设计工作得以顺利进行。
（三）嵌固端的设置
就一般情况而言，高层建筑往往会设置地下室或者人防空间，地下室顶板或者人防顶板等均有可能成为嵌固端的设置位置，由于嵌固端位置的不确定性，导致相关设计者总是忽略了嵌固端楼板的设计、上下层抗震等级的一致性、结构抗震缝设置等一系列相关问题，不论是哪一个方面的问题，一旦设计者忽略了，就会导致后期的结构设计与实际情况严重不符，加大了修改的工作量甚至必须重新设计。
（四）结构的规则性问题
建筑结构设计规范经过几年之后会再经过一系列地改进和完善，那么新规范与旧规范相比之下，关于结构设计这一部分，限制条件增加了许多，更注重结构的规则性。而且在新规范中有明确规定，所有不规则的设计方案均应采取更加有效的措施。因此，作为结构工程师应当了解新规范和旧规范的异同之处，重视结构的规则性问题，通过合理设计，防止后期设计的工作出现较大的变动。
三、地基与基础设计问题
若低下水位相对较高，那么在地下室的地坪下，应当尽可能的使用轮廓形状简单明了的结构，这样不但能够便于防水施工，还可以提高建筑的防渗性能。因为若建筑的外形结构相对复杂，存在较多的放坡以及阴阳角，就会增强防水施工的难度，同时工程造价便也会有所提升。基于这一点，可以适当的采用反承台法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过同一的承台以及地下室的底板，保证下皮具有相同的标高，将承台需要进行加厚处向上进行，通过覆土以及设置滤水层的方式提高基础的防水性。通过这种方式可以降低基础形状的复杂度，便于施工，并且提高质量的同时还能够缩短工期。另外内部的覆土重量也可以平衡底板所承受的水浮力，这种自相平衡的方式能够有效减少配筋的使用量，对建筑抗倾覆性能也有所提升。
柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中，在地下室底板设计的时候，建筑物沉降所引起的附加应力的影响往往会被忽视。原因就在于整个地下室以及柱下独立基础会受到其上部作用力的影响，从而发生集体性沉降变形，而这一变形现象在天然地基中更加明显。若是工程总沉降不高，那么可以采用褥垫处理的方式在持力层同地下室板之间进行加固。
针对天然基础锥体设计而言，很多基础的坡度相对较大，因而会导致施工过程中结构砼无法得到良好的振捣，因而结构密实度相对较低。有些施工现场甚至会直接采用自然堆砌的方式，因而从强度要求方面分析，砼结构无法达到设计要求。所以可以采用階梯形独立基础，不但便于施工，还可以保证结构质量。
若柱下独立基础拉梁作为维护墙的承重结构时，则拉梁设计已经无法适应结构设计需要了。在进行设计过程中，不但要考虑荷载还需要针对梁上土重进行设计。
四、上部结构设计中存在的主要问题
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。因此，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）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。
（三）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。因此，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。
五、结语
总而言之，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，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。在具体的施工中，如果出现一些问题没有解决就会到整个设计过程产生影响，所以我们必须认真负责的对待工程中的任何一道工序。在每个过程都应该进行认真地分析和计算，并且要不断地进行优化设计，最终达到满意的结果。
参考文献：
[1]王伟谦.钢筋混凝土高层结构设计中常见问题探讨[J].建筑工程技术与设计，2015，（6）.
[2]葛佳.钢筋混凝土高层结构设计中常见问题探讨[J].商品与质量，2015，（12）.
[3]戴果.基于钢筋混凝土高层结构设计中常见问题探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（32）.
论文作者:高翔
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第8期
论文发表时间:2018/10/30
标签：结构论文; 结构设计论文; 支座论文; 刚度论文; 高层论文; 钢筋混凝土论文; 地下室论文; 《建筑细部》2018年第8期论文;