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摘要:現(xiàn)階段,在城市高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),高層建筑結(jié)構(gòu)形式呈現(xiàn)多樣化。本文根據(jù)現(xiàn)階段我國(guó)高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)運(yùn)行環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范,結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞:高層建筑;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);注意事項(xiàng)
1前言
福州市“東升新村”項(xiàng)目中17#樓建筑工程主要為地下一層、地上三十層的結(jié)構(gòu)形式??傮w建筑高度為90.50m,總占地面積為28256.98m2。其中建筑占地面積、人防面積及地下室面積分別為1368.94m2、3407.80m2、4452.14m2。該高層建筑工程設(shè)計(jì)過程中主要依據(jù)該建筑區(qū)域內(nèi)建設(shè)管理委員會(huì)用地紅線、建設(shè)公司設(shè)計(jì)委托合同、國(guó)家有關(guān)規(guī)定等規(guī)范,對(duì)具體建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理規(guī)劃。本文對(duì)該高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析,具體如下:
2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃原則
在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)過程中,相較于傳統(tǒng)地層建筑而言,高層建筑對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有更高的要求。因此,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)前期設(shè)計(jì)規(guī)劃原則進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。首先,在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期。應(yīng)對(duì)建設(shè)區(qū)域環(huán)境進(jìn)行合理規(guī)劃,確定整體設(shè)計(jì)布局,并根據(jù)相應(yīng)高層建筑鋼筋混凝土建設(shè)區(qū)域特征,進(jìn)行建筑區(qū)域空間尺度的合理規(guī)劃。其次,在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)加大對(duì)居住環(huán)境的設(shè)計(jì),結(jié)合區(qū)域人群聚居需求,進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)功能區(qū)域的合理劃分。在空間圍合的基礎(chǔ)上,需要進(jìn)行人車分流的獨(dú)立設(shè)置,并據(jù)據(jù)空間序列融入自然生活的要求,從而實(shí)現(xiàn)以人為本的和諧結(jié)構(gòu)區(qū)域。最后,依據(jù)GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、JGJ94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》、GB50108—2008《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》、(JGJ3—2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)范,并結(jié)合區(qū)域內(nèi)的實(shí)際氣候條件、地質(zhì)環(huán)境等因素,確定整體高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的朝向及結(jié)構(gòu)特征,從而保證整體高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定。
3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
3.1合理利用高強(qiáng)度混凝土
在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,混凝土的類型選擇對(duì)整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度具有重要影響。因此,在實(shí)際高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,需對(duì)混凝土技術(shù)實(shí)施環(huán)節(jié)的溫度、濕度及凝固時(shí)間、材料配比等方面進(jìn)行合理的調(diào)控,主要包含以下幾方面:首先,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期,可結(jié)合區(qū)域的建設(shè)情況進(jìn)行混凝土配比試驗(yàn),對(duì)其在具體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用環(huán)節(jié)的強(qiáng)度及耐久性進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估,從而確保后期鋼筋混凝土澆筑環(huán)節(jié)的強(qiáng)度?,F(xiàn)階段,我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,多選用高泵程混凝土澆筑的形式,即在應(yīng)用基礎(chǔ)水泥材料的前提下,采用適當(dāng)比例的化學(xué)外加劑、粉煤灰等材料進(jìn)行雙摻措施[1]。在拌和比例設(shè)計(jì)過程中,要綜合考慮混凝土外加劑技術(shù)、泵管布置鋪設(shè)技術(shù)、配合比設(shè)計(jì)技術(shù)、泵送設(shè)備、混凝土摻合料等相關(guān)技術(shù),保證混凝土泵送高度符合標(biāo)準(zhǔn)需求。其次,設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)先選用高強(qiáng)度、高性能的混凝土。高強(qiáng)度混凝土在實(shí)際應(yīng)用過程中,相較普通混凝土在強(qiáng)度上有大幅度的提升,且高強(qiáng)度混凝土可以有效降低結(jié)構(gòu)尺寸,在提升促使鋼筋混凝土內(nèi)部建設(shè)空間及資源得到有效利用的同時(shí),由于高強(qiáng)度混凝土具有良好的耐久性及彈模性,長(zhǎng)期使用可保障整體高層建筑的運(yùn)行效益。
3.2結(jié)構(gòu)計(jì)算統(tǒng)計(jì)
在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算對(duì)整體工程設(shè)計(jì)質(zhì)量具有較大的影響。因此,在實(shí)際高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合整體高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)在應(yīng)力,對(duì)整體結(jié)構(gòu)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理計(jì)算。在現(xiàn)階段,高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)核算環(huán)節(jié),常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件有SAP、SATWE、TBSA、TAT等幾種類型[2]。比如:通過利用PKPM軟件中的SATWE程序可對(duì)相應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)樓層最大水平位移、平均水平位移、最大層間位移角進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。在實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算環(huán)節(jié),不同的運(yùn)行軟件計(jì)算模式存在有較大的變化,因此,在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中相關(guān)設(shè)計(jì)人員需依據(jù)結(jié)構(gòu)類型選擇合理的計(jì)算機(jī)計(jì)算軟件,并在此基礎(chǔ)上對(duì)不同運(yùn)算軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一分析,再確定最佳設(shè)計(jì)方案。在確定整體結(jié)構(gòu)參數(shù)之后,設(shè)計(jì)人員需適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行地震力的放大措施,即綜合考慮建筑隔墻與相應(yīng)建筑自振周期的關(guān)系,并依據(jù)工程實(shí)際測(cè)量獲得的周期數(shù)據(jù),在設(shè)計(jì)方案中確定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系高層建筑結(jié)構(gòu)自振周期折減系數(shù),在確定自振周期折減系數(shù)后,設(shè)計(jì)人員再對(duì)振型參與系數(shù)、振型數(shù)目進(jìn)行合理的計(jì)算。
3.3結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度控制
相較于傳統(tǒng)地層建筑而言,高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)體系并沒有較高的要求。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,主要是依據(jù)整體建筑前期規(guī)劃,在根據(jù)現(xiàn)澆鋼筋混凝土抗震墻結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上,確定相應(yīng)建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震墻抗震等級(jí)。同時(shí),需合理的選擇內(nèi)隔墻材料,來確保整體高層建筑工程基礎(chǔ)類型符合相關(guān)規(guī)定。比如:在該高層建筑工程中,主要是利用現(xiàn)有樓屋蓋現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)+輕質(zhì)墻體材料內(nèi)隔墻,從而保證整體建筑結(jié)構(gòu)外在及內(nèi)在工程質(zhì)量符合相關(guān)施工要求。在確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型后,施工人員應(yīng)就現(xiàn)階段高層建筑結(jié)構(gòu)形式,對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際高度進(jìn)行適當(dāng)控制[3]。在高層建筑鋼筋混凝土建設(shè)過程中,建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)高度超出預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的情況常有發(fā)生,而高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高度超出預(yù)定值,會(huì)對(duì)整體高層建筑物的抗震性能造成一定的影響。而根據(jù)整體高層建筑高度的變化,其整體設(shè)計(jì)規(guī)劃級(jí)別應(yīng)針對(duì)性有不同的要求?;诖?,設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的實(shí)際變化情況,對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。此外,在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形縫設(shè)置過程中,應(yīng)結(jié)合整體大樓長(zhǎng)度及高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分布建設(shè)區(qū)域內(nèi)的壓力要求,進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形縫斷開處理。同時(shí),在嵌固端設(shè)計(jì)過程中,由于該高層建筑具有一層地下室及人防設(shè)施,在地下室頂板、人防頂板位置需進(jìn)行嵌固端的合理設(shè)置。而在嵌固端設(shè)計(jì)過程中,相應(yīng)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)加大對(duì)嵌固端上下層抗震等級(jí)、嵌固端樓板、嵌固端上下層剛度及結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)嵌固端類型等環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)工作的重視,從而保證地下結(jié)構(gòu)頂部嵌固端實(shí)際效力穩(wěn)定發(fā)揮。
4結(jié)束語
綜上所述,在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),其建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較為復(fù)雜的功能特性,因此在建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定,控制建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度及相關(guān)構(gòu)件布設(shè)數(shù)量。從而在保證高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)成的基礎(chǔ)上,應(yīng)最大程度降低建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)因素,保證后期高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)工作順利開展。
參考文獻(xiàn):
[1]李艾泉.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].絲路視野,2017(23):187~187.
[2]姜?jiǎng)︼w.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題[J].建材發(fā)展導(dǎo)向:上,2017(17):156~157.
[3]徐浩洋.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)探究[J].科技尚品,2017(1):73~73.
作者:黃航裕 單位:筑源工程設(shè)計(jì)(廈門)有限公司