摘要:隨著現代高層建筑的發展,人們對高層建筑中建筑設計的要求也越來越高，而鋼筋在高層建筑中起著尤為重要的作用，本文首先對鋼結構的優點做了簡單介紹，并通過對高層鋼結構設計的分析,闡述了鋼筋選型和支架搭設應注意的問題。

　　關鍵詞:鋼筋,鋼筋混凝土,概念設計,問題

　　一、 鋼結構的在建筑應用中的優點

　　現代建筑中鋼結構具備很多優點，相比較傳統的混凝土結構和砌體結構等，它性能穩定，質量輕強度高，抗震性能好，施工時可以在廠房進行加工再到現場裝配，不僅裝配的完整度好精密度高，而且能夠大大的加快施工進度縮短工期。同時它還被稱為“綠色建筑”，基礎造價低，材料可回收和再生，節能、省地、節水。作為一種綠色環保建筑，近年來，鋼結構住宅已被建設部列為重點推廣項目。鋼結構的優點闡述：

　　1、自重輕，可減輕建筑物的重量約30%，有利于建設高層，特別是在地質承載力低的地方和地震烈度較高的地方，其綜合經濟效益優于一般住宅建筑體系。

　　2、布置靈活，開間大，使房型豐富，約可提高建筑面積3%~5%。具有充分的靈活性、可改性和安全性，有利于滿足現代人的居住需要，適應現代住宅的市場需求。

　　3、可以工廠化生產，更易實現工業化、定型化、批量化生產，提高勞動生產率。

　　4、施工周期大大縮短。據研究，鋼結構建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可縮短一半。

　　5、隔聲;輕鋼結構在內外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉，有效阻止了通過空氣傳播的音頻部分，而對于通過固體傳播的沖擊聲，作如下構造處理：對于分戶墻用二道墻柱構成帶有中間空隙的二道墻體;而對于吊頂用的固定石膏板的小龍骨，用帶有小切槽的彈性構造以有效減少樓層間的固體聲傳播。

　　6、保溫;在建筑物的外墻和屋面中使用的保溫隔熱材料能長期使用并能保溫隔熱。輕鋼結構住宅一般除了在墻的墻柱間填充玻璃纖維網格布外，在墻外側再貼一層保溫材料，有效隔斷了通過墻柱至外墻板的熱橋;樓層之間擱柵內填充玻璃纖維，減少通過樓層的熱傳遞;所有內墻墻體的墻柱之間均填充玻璃纖維，減少戶墻之間的熱傳遞

　　二、高層鋼結構的設計

　　首先高層鋼結構的設計是保證結構具有優良抗震性能的一種方法。選擇對抗震有利的結構方案和布置，采取減少扭轉和加強抗扭剛度的措施，設計延性結構和延性結構構件，分析結構薄弱部位，并采取相應的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應，避免設計靜定結構，采取二道防線措施等每個設計步驟中都貫穿了結構概念設計內容。強調結構概念設計的重要性，是要求建筑師和結構師在建筑設計中應特別重視規范、規程中有關結構概念設計的各條規定，設計中不能陷入只憑計算的誤區。以下一些問題值得探討：

　　1.在結構體系上，應重視結構的選型和平、立面布置的規則性，擇優選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系。結構應具有明確的計算簡圖和合理的傳遞地震力途徑，結構在兩個主軸方向的動力特性宜相近。

　　2.一般工程都僅進行小震下的彈性設計，而用概念設計和構造措施保證“中震可修，大震不倒”，但沒有驗算和證實，那么建筑物是否真能做到“中震可修，大震不倒”，無人知曉。對抗震設防烈度較高地區的特別重要建筑和超限建筑，審查專家往往會提出更具體的設計指標：(1)中震或大震不屈服設計;(2)中震或大震彈性設計;要求設計單位確保實現“三水準”的設計目標。

　　3.建筑物是應當有個性的，不應當千面一物。基于性能的抗震設計理念的特點是，使抗震設計從宏觀定性的目標向具體量化的多重目標過渡，允許按照業主的要求選擇不同層次的抗震性能目標作為設計者的設計依據。例如業主可以提出更高的抗震設防要求，按中(大)震不屈服設計或中(大)震彈性設計，保證重要的建筑物在大地震作用下不影響正常使用功能，而不僅僅是不壞不倒。

　　4.水平地震作用是雙向的，結構布置應使結構能抵抗任意方向的地震作用，應使結構沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力;結構剛度選擇時，雖可考慮場地特征，選擇結構剛度以減少地震作用效應，但是也要注意控制結構變形的增大，過大的變形將會因P-Δ效應過大而導致結構破壞;結構除需要滿足水平方向剛度和抗震能力外，還應具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉震動的能力。

　　5.在一個獨立的結構單元內，應避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位;避免在凹角和端部設置樓、電梯間;減少地震作用下的扭轉效應。豎向體型盡量避免外挑，內收也不宜過多、過急，結構剛度、承載力沿房屋高度方向不宜均勻、連續分布、避免造成結構的軟弱或薄弱的部位。應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載力。根據具體情況，結構單元之間應遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結構單元應采取加強連接的方法。

　　三、結構選型問題

　　1、結構的超高問題

　　在抗震規范與高規中，對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A 級高度的建筑外，增加了 B 級高度的建筑，因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

　　2、嵌固端的設置問題

　　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，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

　　3、短肢剪力墻的設置問題

　　在新規范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據實驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩

　　四、鋼結構中鋼筋支撐架的搭設

　　在鋼筋成型及綁扎施工過程中，由于鋼筋特長，只能在施工現場進行連接，在連接時，必須搭設鋼筋支撐架，支撐架的搭設是便于鋼筋綁扎的關鍵。

　　1、搭設下部鋼筋支撐架的具體措施：在距梁底標高豎向高出1000mm處，每橫向@3000mm處用橫鋼管支撐于排架上，做成下第一排鋼筋的支撐架，并將下第一排鋼筋按設計順序放于支撐架上，依此類推，直至下三、下四，所有下部鋼筋搭設完成。

　　2、搭設上部鋼筋支撐架的措施：首先搭設上部鋼筋最下一排的支撐架，并設計要求放置好該排鋼筋，依次類推，直至上部鋼筋支撐架全部完成，但搭設好最上一排鋼筋支架時，由于上一排鋼筋彎鉤長達幾米，需經電渣壓力焊才能完成，因此不能直接將上一排鋼筋置于鋼筋架上，須在距上一排鋼筋支撐架高出2000mm處另搭設鋼筋焊接用的支撐架，將上一排鋼筋按設計順序懸吊其上，進行電渣壓力焊，彎鉤焊接施工完畢，松開鋼筋下落至上一排鋼筋支撐架。

　　五、總結

　　總之，鋼結構高層結構設計是一個長期、復雜甚至循環往復的過程，任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素，所以做好鋼結構的設計工作尤為重要。