小议钢筋混凝土高层建筑中的结构设计
现代化的建筑，其最突出的特点是高度，越是发达的城市其建筑的高度越高，并且越来越多的高层建筑在类型与功能上的复杂程度越来越大，建筑结构更加趋向于多元化。结构工程师的工作也更加注重高层建筑的结构设计，这成为了当前结构设计工作的重难点。
标签：高层建筑；钢筋混凝土；结构设计
1 概念设计
概念设计是在建筑结构设计中常用的设计方法，用于抗震性能的提高，通过概念设计能够使得建筑具有良好的抗震性能。通过合理的结构方案以及有利的结构布置，来增强结构的抗震性能，通过抗扭刚度的加强以及扭转的减少，增强结构的抗震性能，通过对延性结构的有效设计以及延性构件的有效设计，对结构薄弱层予以分析，采取相应措施防止出现薄弱层过早破坏的问题。避免设计上出现静定结构，采取二道防线措施等结构的概念设计贯穿在每个设计步骤中。因此概念设计对于建筑结构设计而言十分重要，这就要求在设计中设计师必须特别重视有关概念设计的相关规范规程的规定，不能在设计过程中陷入只凭计算的误区。
1.1 从结构体系上重视平面布置以及立面结构体系布置的规则性，结构选型必须予以重视，在结构体系的选择上应当充分考虑经济合理性并保证建筑结构具有良好的抗风、抗震性能。建筑结构应当具有优质的地震力传递能力，并且应当保证计算简图明确，在两个主轴方向上，其结构动力特性应当保证相互近似。
1.2 工程在弹性设计中一般进行小震设计，应用了构造措施以及概念设计建筑结构可以保证抗震性能更优质，但是由于无法进行验证，所以建筑结构能否达到设计中所预期的抗震性能，无从考证。针对一些抗震要求较高的建筑，例如超限建筑和重要建筑，需要提出相应的审查设计指标：首先为不屈服的设计；其次，为弹性设计；最后则是必须确保设计单位能够实现设计目标。
1.3 建筑物应当具有自己本身的个性，不能一概而论。这由于建筑物所处的环境具有差异性所致。抗震设计理念，需要从宏观上对抗震设计目标进行量化，通过多位目标的具化过渡，设计人员在设计过程中，可以根据业主的不同选择进行抗震性能的层次确定。例如若是业主对建筑具有较高的防震要求，那么需要按照更高要求的不屈服设计以及弹性设计对建筑结构进行设计，保证建筑在地震力的作用下不会受到影响，即正常使用功能不会受到影响，而并非不倒就行。
1.4 由于地震作用在水平上会出现双向性，所以建筑结构必须对任意方向发生的作用力具有抵抗作用，应当保证在平面主轴的两个方向在抗震性能以及刚度上能够满足抗震的要求；在选择结构时，需要决定适宜的刚度，虽然能够对场地特征进行考虑，通过刚度的确定用以对地震作用予以降低，但是必须要注意的是，结构变形问题，若是结构变形过大则会造成结构出现破坏；结构除需要满足水平
方向刚度和抗震能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。
2 结构选型
2.1 规则性问题
在规则性问题上新规范与旧规范之间的差异较大，新规范在规则性问题上添加了较多的条件，例如，嵌固端在上下层的刚度比、平面规则性问题等。另外新规范中对此类问题通过强制性规定进行了明确“不规则的设计方案不能够应用到建筑的结构设计中。”所以，工程师在进行主结构设计的过程中需要对新规范中所限定的条件进行严格把控，避免由于设计初期的问题影响后期施工图。
2.2 结构超高
在相关建筑规范中，针对结构的高度都会进行严格的控制，这种在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的，在新规范中要求较为明确。在实际工程设计中，会多少忽略某些问题，这种由于结构类型变更而产生的问题会使得结构类型出现变更，从而施工图不能够通过审查，因而造成了需要重新设计以及专家论证等问题，这会极大的影响工程的进度以及工程造价，同时会对工程造成整体影响。
2.3 设置嵌固端
高层建筑由于其建筑结构特点，一般都会在地下有两层或者两层以上的人防结构或者地下室，而地下结构的顶板则可以使用嵌固端，同时在人防顶板处也可以设置嵌固端，所以在嵌固端的设置上，工程师往往会在设计中忽视其设置不当所带来的问题。
2.4 设置短肢剪力墙
短肢剪力墙截面高厚壁在新规范中在新规范中的规定为5至8，并且根据需要在高层建筑结构设计中针对短肢剪力墙添加了，并且需要根据实际的经验、数据。所以高层建筑设计过程中，工程师需要减少该结构的使用，以此减少不必要的设计问题。
3 基础设计所产生的问题
建筑质量保证的基础便是建筑的地基以及建筑基础，因此结构工程师往往会更加重视建筑的基础设计，主要原因不仅仅是基础设计会对整个设计造成影响。一个建筑的基础质量好坏会直接决定工程的整体质量，并且会直接决定工程的造价。所以在基础设计阶段，任何错误的出现都会引发不可预估的损失。地方性规范是地基设计中需要注意的重点之一。
4 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。
4.1 结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有多种，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，判断哪个合理、哪个可以作为参考，哪个意义不大，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。
4.2 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。
4.3 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。
5 结束语
综上所述，作为一个多元化、复杂多变且周期较长的过程，钢筋混凝土设计中高层结构设计必须保证其结果的可靠性，避免设计中出现错误以及遗漏，任何问题都会使得设计出现不稳定因素，且加大了设计的复杂度。希望通过以上观点同广大同仁进行交流，促进我国建筑事业的发展。
参考文献
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