高層建筑采用框架結(jié)構(gòu)形式，可形成內(nèi)部大空間，同時(shí)也能進(jìn)行靈活的建筑平面布置。本文對(duì)高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的若干問(wèn)題進(jìn)行探討，并提出一些建議。

　　《建筑》雜志創(chuàng)刊于1954年，朱德元帥題寫(xiě)刊名。 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部主管，建筑雜志社主辦，面向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行。新聞出版總署雙效期刊，中國(guó)建筑行業(yè)權(quán)威刊物，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部?jī)?yōu)秀期刊一等獎(jiǎng)。 大16開(kāi)本，國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：CN11—1405/TU;郵發(fā)刊代號(hào)：2—83。

　　隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)高層建筑發(fā)展迅速，其設(shè)計(jì)思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來(lái)越復(fù)雜，給高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出更高的要求。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不容忽視的問(wèn)題，設(shè)計(jì)工作者只有按相應(yīng)的規(guī)范的構(gòu)造要求來(lái)嚴(yán)格執(zhí)行，才能從根本上消除設(shè)計(jì)質(zhì)量的隱患。

　　1高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

　　1.1結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題

　　在抗震規(guī)范與高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度的建筑外，增加了B級(jí)高度的建筑。因此，結(jié)構(gòu)工程師必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級(jí)高度建筑甚或超過(guò)了B級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過(guò)由于結(jié)構(gòu)類(lèi)型的變更而忽略該問(wèn)題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過(guò)，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要召開(kāi)專(zhuān)家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況，這種現(xiàn)象應(yīng)該引起結(jié)構(gòu)工程師的高度重視。

　　1.2計(jì)算模型問(wèn)題

　　目前常用的框架結(jié)構(gòu)空間分析計(jì)算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進(jìn)行計(jì)算分析的。對(duì)部分梁而言，盡管相交梁截面尺寸不同，相互之間卻不存在主、次梁關(guān)系，設(shè)計(jì)人員在繪制施工圖時(shí)，應(yīng)注意配筋形式與受力分析相匹配�？蚣芙Y(jié)構(gòu)經(jīng)空間分析程序電算，所有按主梁輸入模型的梁是整體工作的，部分梁將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。一些三維空間分析軟件，雖已調(diào)整梁的抗扭剛度，但計(jì)算出來(lái)框架邊梁扭矩筋仍很大，因程序不計(jì)樓板對(duì)梁的約束作用(即實(shí)際扭矩計(jì)算值那么大)，實(shí)際受力與計(jì)算模型不符，可把次梁支座改為鉸支座，并配以構(gòu)造處理。

　　1.3嵌固端的設(shè)置問(wèn)題

　　由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防。因此，嵌固端既有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置。但是在這個(gè)問(wèn)題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置所帶來(lái)的一系列需要注意的問(wèn)題.而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。

　　1.4短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題

　　在新規(guī)范中，對(duì)墻肢截面高厚比為5~8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。

　　2高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要特別注重對(duì)基礎(chǔ)、柱、梁、板等部分的設(shè)計(jì)。

　　2.1基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)寬度較寬或地基不均勻及地基較軟時(shí)，宜采用柱下條基，并應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)處基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)使用的不利因素，適當(dāng)加寬基礎(chǔ)。建筑地段較好，基礎(chǔ)埋深大于3m時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)建議甲方做地下室。當(dāng)?shù)鼗�承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，地下室底板可不再外伸以利于防水。每隔30~40m設(shè)一后澆帶，兩個(gè)月后再用微膨脹混凝土澆注。設(shè)置地下室可降低地基的附加應(yīng)力，提高地基的承載力，減少地震作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。在設(shè)計(jì)過(guò)程中不應(yīng)設(shè)局部地下室，且地下室應(yīng)有相同的埋深�？拐鹂p、伸縮縫在地面以下可不設(shè)，連接處應(yīng)加強(qiáng)，但沉降縫兩側(cè)墻體基礎(chǔ)一定要分開(kāi)。新建建筑物基礎(chǔ)不宜深于周嗣已有基礎(chǔ)，如深于原有基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)間的凈距應(yīng)不少于基礎(chǔ)高差的2倍，否則應(yīng)打抗滑移樁，防止原有建筑的破壞。

　　同時(shí)獨(dú)立基礎(chǔ)偏心不能過(guò)大，必要時(shí)可與相近的基礎(chǔ)做成柱下條基。柱下條形基礎(chǔ)的底板偏心不能過(guò)大，必要時(shí)可做成三面支承一面自由板(類(lèi)似筏基中間開(kāi)洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎(chǔ)底版的形心宜重合，基礎(chǔ)底板可做成梯形或臺(tái)階形，或調(diào)整挑梁兩端的出挑長(zhǎng)度。獨(dú)立基礎(chǔ)的拉梁宜通長(zhǎng)配筋，其下應(yīng)墊焦碴。底層內(nèi)隔墻一般不用做基礎(chǔ)，可將地面的混凝土墊層局部加厚。此外考慮到一般建筑沉降為鍋底形，結(jié)構(gòu)的整體彎曲和上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的協(xié)同作用，頂、底板鋼筋應(yīng)拉通，且縱向基礎(chǔ)梁的底筋也應(yīng)該拉通。

　　2.2柱部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　地上為圓柱時(shí)，地下部分應(yīng)改為方柱，以方便施工。圓柱縱筋根數(shù)最少為8根，箍筋用螺旋箍，并注明端部應(yīng)有一圈半的水平段。方柱箍筋應(yīng)使用井字箍，并按規(guī)范加密。角柱、樓梯間柱應(yīng)增大縱筋、并全柱高、加密箍筋。原則上柱的縱筋宜大直徑、大間距，但間距不宜大于200。柱內(nèi)埋管，管截面面積占柱截面4%以下時(shí)，可不必驗(yàn)算。柱斷面不宜小于450×450，混凝土不宜小于C25，否則梁縱筋錨入柱內(nèi)的水平段不容易滿(mǎn)足0.45La的要求，不滿(mǎn)足時(shí)應(yīng)加橫筋;否則在梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋太密，會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑困難。異型柱結(jié)構(gòu)，梁縱筋一排根數(shù)不宜過(guò)多，柱端部縱筋不宜過(guò)密，否則節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑困難。柱應(yīng)盡量采用高強(qiáng)度混凝土來(lái)滿(mǎn)足軸壓比的限制，以減小斷面尺寸。此外考慮到豎向地震作用，柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。

　　2.3梁部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　梁上有次梁處應(yīng)附加箍筋和吊筋，采用附加箍筋。附加筋一般要有，但不應(yīng)絕對(duì)。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時(shí)，應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時(shí)，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。當(dāng)主次梁截面均很大，工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對(duì)不大，主梁也可不加附加筋。當(dāng)外部梁跨度相差不大時(shí)，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。當(dāng)梁底距外窗頂尺寸較小時(shí)，宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮平齊。梁也可偏出柱邊一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬，并宜小于1/3柱寬。梁上有次梁時(shí)，避免次梁搭接在主梁的支座附近，否則應(yīng)考慮由次梁引起的主梁抗扭，或增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋。此外扁梁寬度不必過(guò)大，只要鋼筋能正常擺下及受剪滿(mǎn)足即可。因?yàn)樵趽隙扔?jì)算時(shí)，梁寬對(duì)剛度影響不大，加寬一倍，撓度減小20%左右。相對(duì)來(lái)講，增大鋼筋更經(jīng)濟(jì)，鋼筋加大一倍，撓度減小60%左右，同時(shí)梁的上筋應(yīng)大部分通長(zhǎng)布置，以減小混凝土徐變對(duì)撓度的增大，如果上筋不小于下筋，撓度減小20%。當(dāng)一寬框架梁托兩排間距較小的柱時(shí)，可加一剛性挑梁，兩個(gè)柱支承在剛性挑梁的端頭。梁寬大于350時(shí)，應(yīng)采用四肢箍。

　　2.4板部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　板的鋼筋宜采用大直徑大間距，但間距不大于200，間距盡量用200。板上下鋼筋間距宜相等，直徑可不同，但鋼筋直徑類(lèi)型也不宜過(guò)多。相連幾個(gè)房間的同型號(hào)同間距板底鋼筋宜連通。配筋計(jì)算時(shí)，可考慮塑性?xún)?nèi)力重分布，將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數(shù)，將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數(shù)。支承在外圈框架梁上的板負(fù)筋不宜過(guò)大，否則將對(duì)梁產(chǎn)生過(guò)大的附加扭距。一般：板厚>150時(shí)采用φ10@200;否則用φ8@200。當(dāng)厚板與薄板相接時(shí)，薄板支座按固定端考慮是適當(dāng)?shù)模�但厚板就不合適，宜減小厚板支座配筋，增大跨中配筋。非矩形板宜減小支座配筋，增大跨中配筋。室內(nèi)輕隔墻下一般不應(yīng)加粗鋼筋：①輕隔墻有可能移位;②板整體受力，應(yīng)整體提高板的配筋。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　高層建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有關(guān)規(guī)范雖已有詳細(xì)規(guī)定。但仍有若干問(wèn)題沒(méi)有明確具體做法，通過(guò)以上這些設(shè)計(jì)要點(diǎn)的歸納和總結(jié)，有利于高層建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展。