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摘要：结构设计从根本上决定了整个建筑的安全性，所以此项工作必须遵循国家的法律及相关规范规定。本文主要分析钢筋混凝土高层结构设计中的一些常见问题，将概念设计、结构选型等多方面应该注重的细节问题分别罗列出来，与同行共同探讨分析。
关键词：钢筋混凝土；高层结构设计；常见问题
Abstract: the structure design essentially decides the whole building security, so the job must follow the laws of the country and the related rules and regulations. This paper mainly analyzes the rc high-rise structure design of some common problems, concept design, structural type selection and so on various should pay attention to the details of listing out respectively, with counterparts to discuss analysis.
Keywords: reinforced concrete; High-rise structure design; Common problem
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
随着我国建筑行业的不断发展，钢筋混凝土高层结构设计问题渐渐走入了我们的视线，由于设计的好坏直接决定了建筑物的承载能力、安全性和经济性。而钢筋混凝土本身固有的结构特性决定了在结构设计中必须遵循的规则及设计原则，所以，我们必须重视钢筋混凝土高层结构设计中所存在的问题，只有将这些常见问题妥善处理，整个高层结构设计工作才能做到尽可能完善。关于这些常见问题，总结起来可以分为以下几点：
一、概念设计
概念设计过程中要求建筑师及结构师必须走出只凭计算即进行设计的误区，要注重高层建筑的概念设计，保证结构的整体性能，加强构造措施，使结构具有良好的承载能力、刚度和变形性能，满足结构抗震、抗风的基本要求。具体来讲，概念设计应遵循以下原则：
（一）结构尽量简单
结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握，对结构抗震性能的把握也比较准确。
（二）注重结构的规则及均匀性
从概念上讲，结构的规则性及均匀性主要是指建筑物在平立面及结构布置上较为合理，匀称，尽量减少刚度及承载能力等的突变，尽量避免结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位；建筑平面比较规则，平面内结构布置比较均匀，使建筑物质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，减少质量与刚度之间的偏心。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，在方案阶段尽早介入，以避免施工图设计阶段工作的被动。
（三）保证结构刚度及抗震能力
水平地震作用方向是任意的，为了计算方便，一般沿主轴方向，按双向水平地震作用考虑，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用，应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力；结构刚度选择时，应考虑场地特征，选择结构刚度以减少地震作用效应，同时也要注意控制结构变形的增大，过大的变形将会因P—△效应过大而导致结构变形过大，甚至破坏；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。抗震设防烈度较大的高层建筑、跨度较大的建筑及长悬臂构件应考虑竖向地震作用，在结构计算和构造措施中应予以充分考虑。
二、结构选型
在钢筋混凝土高层结构设计的结构选型上，我们应该注意以下几点：
（一）结构体系的选择
众所周知，一般高层结构体系主要有框架结构、剪力墙结构及二者的组合框—剪结构。较高的高层建筑通常采用筒体结构，例如筒中筒结构、框架——核心筒结构等，还有带加强层及钢臂、连体结构等多种较为复杂的高层结构。究竟选用哪种结构体系，要根据房屋的高度、高宽比、使用要求及抗震设防烈度，结合当地的结构材料、施工条件和经济分析等因素综合判断，选择最适合的结构体系。
（二）结构超高问题
在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，對结构的该项控制因素应严格注意，一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化，有的还要经过超限的专项审查。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要专家论证等情况，对工程工期、造价等影响很大。
（三）嵌固端设置的合理性
通常高层建筑下设置了地下室，而嵌固端通常放在地下室顶板，但是人们在设计时往往忽略了嵌固端给楼板的设计及上下层的刚度比等带来的问题。抗震规范明确规定，嵌固端必须保证与抗震等级的一致性，要在结构设计上做相应的调整，同时也要注意抗震缝与嵌固端位置协调的特点，此外，在进行结构整体计算时，嵌固端跟其它各层，尤其是上下层的相互影响关系必须包含在内。
（四）尽量控制短肢剪力墙的运用
现行规范对于短肢剪力墙在高层设计中的应用给出了相当多限制条件，这些条件都是经过理论分析与实践证明在考虑抗震设防的高层建筑中是必需的，而短肢剪力墙因为限制条件较为严格，所以经济性能较差。因此高层结构设计中应该尽量少用或者不用短肢剪力墙，求得较好的安全性。
三、地基与基础设计
结构工程师通常对于此方面的工作比较重视。因为这个阶段设计的好坏将直接决定着后期整体设计工作的顺利进行，此外，由于地基基础决定了整个工程的造价是否合理，所以，此阶段的工作必须做好，否则对整个工程设计带来很大的影响。
具体而言，在地基基础设计时应该把地方性规范作为首要参考对象，当然，国家推行《地基基础设计规范》作了一些相应规定，但由于我国幅源辽阔，地质条件较为复杂，所以必须在国家标准的指导下进行地方标准的制定才能有效解决地基及基础设计的具体问题。就目前的情况看，各地现已纷纷以国家政策为主导，结合自身具体状况，给出了相对较为符合实际情况的地方性地基基础设计规范及标准。作为设计人员，我们应该对这些条款进行深入学习和领会，运用到工程设计之中。
四、结构计算与分析
在结构计算与分析方面，我们要注意以下两方面：
一方面是软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA、广厦或ETABs、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上不完全一致，因此导致了各软件的计算结果有一定的差异。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，确认其合理性、有效性，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，而且有可能使结构存在不安全的隐患。另一方面，我们必须要考虑建筑隔墙对自振周期的影响，这部分内容新旧规范中都有说明，对于实测周期做出了更为具体的描述，要注重在高层结构计算中运用自振周期折减系数来确定是否要将地震力放大。在分析判断中，应控制的内容主要有结构整体位移及位移比、结构楼层承载力及剪力、振型型态和位移形态、结构自振周期和周期比、剪重比和刚重比、超高超限等。
五、总结
综合全文，钢筋混凝土高层结构设计常见问题贯穿于整个设计过程的始终，不管从概念设计、结构选型还是地基基础设计方面都有明确的准则需要遵守。作为设计人员，我们应该更加关注这些问题的表现形式，并遵守各种相应准则，将这些相关规定运用到实际的设计实践工作中去，力争让钢筋混凝土高层结构设计工作在安全、经济的状况下进行。
参考文献
[1] 张立海、李晓辉.钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2010，（20）.
[2] 宋广然、甄艳丽.探析钢筋混凝土高层结构设计中应注意的几个问题[J].中国科技纵横，2010，（13）.
[3] 贾岩.钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨[J].民营科技，2011，（7).
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：钢筋混凝土；高层结构设计；常见问题
Abstract: the structure design essentially decides the whole building security, so the job must follow the laws of the country and the related rules and regulations. This paper mainly analyzes the rc high-rise structure design of some common problems, concept design, structural type selection and so on various should pay attention to the details of listing out respectively, with counterparts to discuss analysis.
Keywords: reinforced concrete; High-rise structure design; Common problem
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
随着我国建筑行业的不断发展，钢筋混凝土高层结构设计问题渐渐走入了我们的视线，由于设计的好坏直接决定了建筑物的承载能力、安全性和经济性。而钢筋混凝土本身固有的结构特性决定了在结构设计中必须遵循的规则及设计原则，所以，我们必须重视钢筋混凝土高层结构设计中所存在的问题，只有将这些常见问题妥善处理，整个高层结构设计工作才能做到尽可能完善。关于这些常见问题，总结起来可以分为以下几点：
一、概念设计
概念设计过程中要求建筑师及结构师必须走出只凭计算即进行设计的误区，要注重高层建筑的概念设计，保证结构的整体性能，加强构造措施，使结构具有良好的承载能力、刚度和变形性能，满足结构抗震、抗风的基本要求。具体来讲，概念设计应遵循以下原则：
（一）结构尽量简单
结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握，对结构抗震性能的把握也比较准确。
（二）注重结构的规则及均匀性
从概念上讲，结构的规则性及均匀性主要是指建筑物在平立面及结构布置上较为合理，匀称，尽量减少刚度及承载能力等的突变，尽量避免结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位；建筑平面比较规则，平面内结构布置比较均匀，使建筑物质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，减少质量与刚度之间的偏心。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，在方案阶段尽早介入，以避免施工图设计阶段工作的被动。
（三）保证结构刚度及抗震能力
水平地震作用方向是任意的，为了计算方便，一般沿主轴方向，按双向水平地震作用考虑，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用，应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力；结构刚度选择时，应考虑场地特征，选择结构刚度以减少地震作用效应，同时也要注意控制结构变形的增大，过大的变形将会因P—△效应过大而导致结构变形过大，甚至破坏；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。抗震设防烈度较大的高层建筑、跨度较大的建筑及长悬臂构件应考虑竖向地震作用，在结构计算和构造措施中应予以充分考虑。
二、结构选型
在钢筋混凝土高层结构设计的结构选型上，我们应该注意以下几点：
（一）结构体系的选择
众所周知，一般高层结构体系主要有框架结构、剪力墙结构及二者的组合框—剪结构。较高的高层建筑通常采用筒体结构，例如筒中筒结构、框架——核心筒结构等，还有带加强层及钢臂、连体结构等多种较为复杂的高层结构。究竟选用哪种结构体系，要根据房屋的高度、高宽比、使用要求及抗震设防烈度，结合当地的结构材料、施工条件和经济分析等因素综合判断，选择最适合的结构体系。
（二）结构超高问题
在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，對结构的该项控制因素应严格注意，一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化，有的还要经过超限的专项审查。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要专家论证等情况，对工程工期、造价等影响很大。
（三）嵌固端设置的合理性
通常高层建筑下设置了地下室，而嵌固端通常放在地下室顶板，但是人们在设计时往往忽略了嵌固端给楼板的设计及上下层的刚度比等带来的问题。抗震规范明确规定，嵌固端必须保证与抗震等级的一致性，要在结构设计上做相应的调整，同时也要注意抗震缝与嵌固端位置协调的特点，此外，在进行结构整体计算时，嵌固端跟其它各层，尤其是上下层的相互影响关系必须包含在内。
（四）尽量控制短肢剪力墙的运用
现行规范对于短肢剪力墙在高层设计中的应用给出了相当多限制条件，这些条件都是经过理论分析与实践证明在考虑抗震设防的高层建筑中是必需的，而短肢剪力墙因为限制条件较为严格，所以经济性能较差。因此高层结构设计中应该尽量少用或者不用短肢剪力墙，求得较好的安全性。
三、地基与基础设计
结构工程师通常对于此方面的工作比较重视。因为这个阶段设计的好坏将直接决定着后期整体设计工作的顺利进行，此外，由于地基基础决定了整个工程的造价是否合理，所以，此阶段的工作必须做好，否则对整个工程设计带来很大的影响。
具体而言，在地基基础设计时应该把地方性规范作为首要参考对象，当然，国家推行《地基基础设计规范》作了一些相应规定，但由于我国幅源辽阔，地质条件较为复杂，所以必须在国家标准的指导下进行地方标准的制定才能有效解决地基及基础设计的具体问题。就目前的情况看，各地现已纷纷以国家政策为主导，结合自身具体状况，给出了相对较为符合实际情况的地方性地基基础设计规范及标准。作为设计人员，我们应该对这些条款进行深入学习和领会，运用到工程设计之中。
四、结构计算与分析
在结构计算与分析方面，我们要注意以下两方面：
一方面是软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA、广厦或ETABs、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上不完全一致，因此导致了各软件的计算结果有一定的差异。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，确认其合理性、有效性，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，而且有可能使结构存在不安全的隐患。另一方面，我们必须要考虑建筑隔墙对自振周期的影响，这部分内容新旧规范中都有说明，对于实测周期做出了更为具体的描述，要注重在高层结构计算中运用自振周期折减系数来确定是否要将地震力放大。在分析判断中，应控制的内容主要有结构整体位移及位移比、结构楼层承载力及剪力、振型型态和位移形态、结构自振周期和周期比、剪重比和刚重比、超高超限等。
五、总结
综合全文，钢筋混凝土高层结构设计常见问题贯穿于整个设计过程的始终，不管从概念设计、结构选型还是地基基础设计方面都有明确的准则需要遵守。作为设计人员，我们应该更加关注这些问题的表现形式，并遵守各种相应准则，将这些相关规定运用到实际的设计实践工作中去，力争让钢筋混凝土高层结构设计工作在安全、经济的状况下进行。
参考文献
[1] 张立海、李晓辉.钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨[J].中国新技术新产品，2010，（20）.
[2] 宋广然、甄艳丽.探析钢筋混凝土高层结构设计中应注意的几个问题[J].中国科技纵横，2010，（13）.
[3] 贾岩.钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨[J].民营科技，2011，（7).
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。