新时期住宅结构设计浅谈

摘 要：现阶段，伴随着经济的不断发展，人们生活水平的日益提高使得简单的住宅设计类型已经越来越不能满足人们的生活需求，因此如何加强城市住宅结构设计的创新成为工作人员关注的焦点。本文就新时期高层住宅结构设计中需要注意的几点问题进行了分析总结，以供参考。

关键词： 住宅结构； 高层结构设计；

中图分类号：TU2文献标识码： A

一、 住宅结构的设计

1、 高层住宅平面结构的设计

高层住宅的平面结构设计必须要考虑受力和传力问题，结尽量简单、 规则， 以实现受力均匀， 减轻震灾的影响。a．为保证平面有足够的刚度，平面的长度不能过大，而楼板的刚度必须保证， 以在平面凹入后， 楼板的配筋得以加强。同时为了应对楼板削弱后产生的过大应力， 在平面的端部角区和凹角部位不宜设电梯， 但从功能上考虑建筑的布置， 电梯可以用剪力墙筒体在上述部位进行设置。b．高层住宅的结构设置沉降缝或者伸缩缝等，可以衍生独立的结构单元。 如果这些结构单元的平面形状不规则、 刚度不对称， 那么建筑物在地震中就容易受到破坏。 所以在高层住宅的平面设计中， 应采用精细的内力分析法， 解决出现的刚度偏心的问题。c．在进行复杂高层住宅的抗震设计时， 对角部重叠部位和细腰形的平面部分， 使用加厚的楼板进行加强。

2、 高层住宅结构的竖向设计

高层住宅结构的竖向设计， 体型宜规则、 均匀， 避免有过大的外挑和内收，结构宜下大上小， 逐渐均匀变化， 不应采用竖向布置严重不规则的结构。

3、 高层住宅结构设计的控制参数

结构设计中控制参数直接影响建设结构的安全性。因此， 应严格按照结构规范选择合理的控制参数， 以提高结构整体的控制率。设计中的参数包括轴压比、 剪重比、 刚重比、 层间位移比、 刚度比、 周期比的处理等。其中， 轴压比的限制可以通过提高楼层墙和增大柱截面的方法调整; 层间位移角主要是限制结构的水平位移， 避免位移的过大改变， 影响结构的稳定性，可以通过增强墙、 构件的刚度进行调整;刚度比主要是为了限制竖向结构的不规则性， 避免结构突变形成脆弱层，当出现违反 （不满足） 规范的情况时，可以通过适当加强或削弱本层墙、柱的刚度的方法进行调整。周期比主要限制控制结构的抗扭刚度， 以减少扭转产生的不利影响，当出现不符合规范的抗扭刚度时，可以改变结构的布置进行调整。层间受剪承载力比主要是控制竖向不规则性， 以避免竖向楼层受剪承载力突变， 形成薄弱层。 刚重比主要为控制结构的稳定性， 避免结在风载或地震力的作用下整体失稳， 刚重比不满足要求， 说明结构的刚度相对于重力荷载过小； 但刚重比过分大， 则说明结构的经济技术指标较差， 宜适当减少墙、 柱等竖向构件的截面面积。

4、 高层住宅功用上的特点

城市建筑可以说是时代的脉搏， 亮丽的风景。特别是高层住宅的发展节约了土地， 扩大了绿化面积， 缩短了管道长度， 在一定程度上减少了基础设施的投资。 但随着城市的不断发展，高层住宅的建设也带来了越来越多的问题， 如:交通拥挤、 环境污染、 地质下沉等。 所以应严格按照高层建筑的受力特点进行结构设计， 保证结构的刚度和延性。

二、 高层住宅结构设计的现状和存在的问题

1、 高层住宅结构的现状

城市化进程的不断加快，造成城市的住房紧张， 房价一路高升， 迫使住宅由多层向高层发展， 出现了钢筋混凝土框架结构的高层住宅。高层住宅建设经过几十年的快速发展， 研制出了高强度的建筑材料， 完善了抗震结构体系， 创立了新的设计理论， 尤其是计算机在结构设计中的应用， 为高层建筑的安全设计提供了有力支持。

2、 高层住宅结构设计中存在的问题

工程质量的好坏，尤其是住宅建筑的质量优劣直接影响人们的生命安全。结构的设计对于建筑的安全、 经济来说至关重要。但在结构设计中还存在着一系列概念、 方法上的差错， 这些差错有的是没有理解设计方法;有的是设计人员不顾实际情况盲目套用别人的设计结果; 有的则是没能建立正确的设计结果的验证体系。所以为保证建筑的质量， 必须加强设计人员管理和提升设计结果的验收标准。

三、 高层住宅结构设计优化及抗震结构优化的措施

1、 高层住宅结构设计优化存在的问题及原因

结构设计的优化通过将有限分析技术和优化技术相结合，实现了对结构尺寸和形状的控制。但在具体的应用中仍存在着结构优化与理论不一致的问题，原因主要有:目前高层住宅建筑没有明确规定要使用优化设计;建筑的设计和管理体制使设计人员缺乏对结构进行优化设计的动力; 传统的结构设计优化方法无法实现离散变量优化， 因为建筑尺寸的大小、 型钢的型号变化都不是有规律的， 不合理的分析反而会使工程的计算量急剧增加。

2、 高层住宅结构优化设计的理念

随着全球气候变暖、 环境污染、 生态破坏等问题的出现， “绿色建筑”应运而生。 “绿色建筑” 是人类实现与自然和谐共处， 享受高效、 舒适生活空间的有效途径， 还可以实现资源节约， 环境保护。它是在最大限度地保护生态平衡的基础上， 充分利用自然资源进行建造的建筑， 所以又称为生态建筑、 节能环保建筑。经过结构设计的优化， 建筑结构降低了对钢筋、 混凝土等资源的使用量。 这样既保护了环境又实现了资源的充分利用。

3、 高层住宅抗震结构设计的原则

合理的结构形式对于增强高层住宅的抗震性有着重要作用， 因为建筑物的结构会随着地震的发生而改变。要做到建筑结构具有很强的抗震性能， 需要高层住宅的设计人员根据建筑类型和抗震等级选择不同的结构类型。所以在对高层住宅结构进行抗震设计时， 首先应综合考虑建筑的性能， 如:稳定性、 承载能力、延性、 刚性，对于结构比较薄弱的部位应加强抗震措施。 同时在进行抗震设计时，应设多重防线， 从而使高层住宅形成完整的抗震体系， 达到良好的抗震效果。

4、 高层住宅的抗震结构中应重视体型的规则性

在高层建筑结构的抗震设计中应重视的规则主要有: 建筑主体的抗侧力应沿着竖向结构均匀变化，强震区的高层住宅对于这种结构抗震规则要严格执行， 以避免薄弱层的破坏影响整个结构;两个主轴在抗侧力结构中的方向变形特性与刚性应比较相， 这样两个主轴方向的刚度就会比较匀称， 从而使住宅结构具有好的抗震性能及抗风能力; 在主体抗侧力结构的平面中同一主轴方向的抗侧力的刚度应均匀， 这能很好地增强高层住宅的抗震延性， 相反如果刚度不均匀会造成应力的集中， 从而破坏整体的结构。

5、 高层住宅抗震结构设计优化的策略

在建筑的结构设计中高层住宅的结构设计是最重要的内容， 建筑结构设计的方案合理与否， 关系着结构的经济和安全性能。抗震结体系作为高层住宅抗震设计的重要内容， 在设计中应根据住宅的规模及经济条件等因素进行综合考虑， 这样不仅可以增强整个抗震体系的抗震能力， 还能保证住宅设计的安全性及经济性。

结语

高层住宅作为社会经济发展的产物，其建设要求既安全环保又效益显著。这样住宅结构的设计不仅要缩短设计周期， 充分利用建筑材料的性能， 还应把握高层住宅结构设计中存在的问题，对住宅结构的设计进行优化， 加强结构的抗震性能， 以改善人们的生活环境， 减轻城市发展的压力。

参考文献

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