浅谈高层建筑结构设计问题分析

　　为保证屋面女儿墙与主体结构的可靠连接,屋面女儿墙所在的框架梁或墙必须具有足够的抗弯、抗扭刚度,即对框架梁要根据女儿墙的底部计算弯矩配置受扭钢筋。
　　对女儿墙的计算,主要应该验算在正常使用情况下由风荷载引起的内力并进行截面配筋。有人认为应进行地震作用计算,并将其地震作用乘以放大系数3来进行内力、配筋计算,认为一般情况此法没有必要；因为女儿墙在结构中毕竟是次要构件,只要通过合理的构造措施,来保证发生强烈地震时,女儿墙不致于倒塌掉下来伤人即可。
　　5地下室外墙的设计方法
　　在一般情况下,地下室外墙所承受的主要荷载为结构自重、地面活载、侧向土压力等。在我国已建成的高层建筑中,地下室外墙的墙厚和配筋相差很大,墙厚在200mm～700mm之间,配筋在565mm2～4909mm2之间,可见在结构可靠与经济之间选择一个合理的平衡,始终是一个值得探讨的课题。地下室外墙的受力状况与上部结构类型及平面布置有很大关系。当上部结构为框架结构时,上部填充砌体及±0.00楼板对地下室外墙顶端的约束程度很小,此时可假定墙体顶端为铰接。当上部结构为钢筋混凝土剪力墙结构时,剪力墙及±0.00楼板对地下室外墙顶部的约束程度很大,此时可假定墙壁顶端为固接。基础的刚度一般远大于墙体刚度,所以墙的下端一般视为固定端。在实际情况中,考虑到边界条件不十分明确,为安全起见,可对同一边界采用两种不同的假设,如按端部固定计算墙端弯矩,按端部铰接计算墙跨中弯矩。一般来讲,当上部结构为框架时,地下室外墙的墙厚和配筋要大些；当上部结构为剪力墙时,由于正压应力的存在,墙体厚度和配筋相对要小些。计算表明,外墙壁配筋满足裂缝宽度要求后,一般能同时满足承载力计算和构造要求；而当外墙配筋满足承载力计算时,却不一定满足最大裂缝宽度允许值要求。有人认为外墙内外侧配筋应根据内力值计算大小分别配置,其实没有必要,最好等量对称配筋。另外,外墙厚度还要考虑防水要求,不应小于250mm,混凝土的抗渗等级不应小于S6(0.6MPa)。
　　6关于现浇混凝土楼板的配筋
　　对于高层建筑中的现浇混凝土楼板,计算时分为单向板和双向板两种,四边都是固定的,按弹性理论利用微机或图表进行计算,但是图表有好多种,计算结果不尽一致,再者梁对板的约束难以达到绝对固定的效果,特别是边梁对板的约束、活荷载的不均匀分布、梁的转动卸荷以及塑性变形等因素都将引起内力重分布,结果使板跨中内力增大、安全度降低；另外还有一个施工因素,支座上的上层钢筋,在施工过程中由于浇筑混凝土的倾压、操作人员的践踏等原因造成不同程度的下沉,使内力臂减小,从而降低板的支座内力,而抵抗正弯矩的下层钢筋容易保证,结果使板支座部分安全度提高,相对而言跨中安全度降低,所以在实际设计中,板跨中弯矩应乘以一个调整系数,支座弯矩不调整。对于边区板跨中弯矩放大系数为1.2～1.4,中区板跨中弯矩放大系数为1.1～1.3。
　　7超长结构的温度变形和混凝土干缩变形
　　钢筋混凝土结构规范规定,在室内条件下现浇框架结构伸缩缝的最大间距为55m,现浇剪力墙结构伸缩缝的最大间距为45m；在露天条件下,结构伸缩缝的间距还要小,这样规定的目的就是解决两个方面的问题:
　　（1）现浇混凝土在凝固硬化时会产生收缩应力,以致在结构中形成干缩裂缝,结构越长,干缩的影响越大。
　　（2）结构在使用其间必然要经过春夏秋冬季节的变化,大气温度的变化会使结构产生热胀冷缩,从而在结构中造成温度裂缝,同样,结构越长,温度的影响越大。但是,在实际工程中超长建筑物常常出现。如果按规定去设伸缩缝,就会出现双墙、双柱、双梁,给建筑物的立面处理、防水构造带来很大的困难。
　　为了解决超长结构混凝土干缩裂缝的问题,目前常常采用的一种办法是设置混凝土后浇带,即将较大的楼板面积划分成小的区格,首先用混凝土浇筑小的区格,当小区格混凝土干缩变形大部分完成后,再浇筑区格之间的预留带。这样在很大程度上减少了结构的干缩裂缝。
　　但是,后浇带不能代替结构的温度伸缩缝。因为后浇带混凝土硬化后,楼板连接成一个较长的整体,后浇带的作用不再存在。
　　有资料表明,在温差作用下,结构的应力变化规律如下:1)屋面或屋面下1层～2层应力较大,以下各层迅速递减；2)同一层楼板处中间应力大,两边应力小；3)对剪力墙来讲则是两端应力大,中间应力小；4)对于山墙来讲顶部几层的拉应力大；5)结构刚度突变的一层应力大,比如结构转换层上面的那一层。
　　根据以上温度应力变化规律,对于超长结构就可以采取以下措施:
　　（1）加强屋面、外墙面的保温隔热措施,减少阳光对结构的直接辐射；
　　（2）对温度应力较大的部位加强配筋,温度钢筋要设置的细而密；
　　（3）对屋顶外露挑檐板、女儿墙等构件,每隔15m左右设置一道缝,缝宽20mm,缝内纵向钢筋可以不断开。
　　8结束语
　　随着目前我国高层建筑的发展迅速，导致机构设计中经常遇到各种问题，因而需要我们设计人员能够积累经验，利用正确的概念进行设计，供大家参考。

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