浅谈小高层住宅结构设计

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1、浅谈小高层住宅结构设计【摘要】随着我国经济的快速发展，房地产行业也越来越火爆，小高层的数量也不断增加。而如何在设计过程中使结构经济合理，已经成为当今设计中的当务之急。本文结合自己多年设计经验，提出了小高层住宅的几种结构形式，分析了结构超限问题。并结合工程实例介绍了小高层住宅结构设计,以供读者参考。　　【关键词】小高层住宅；结构形式；结构超限　　　　引言　　近几年来,随着我国房地产行业的火爆，人们对住宅平面与空间的要求也越来越高，小高层建筑形式不断涌现。我们知道，建筑的住宅布置有时候考虑立面造型和内部使用空间，会使结构产生一

2、些不合理之处。例如结构的刚度偏心和扭转及平面不规则等，这些情况对结构受力及抗震均不利。因此，我们在做设计时，尽量在平面布置和构造设计上使结构更趋合理，且要做到经济合理。　　1小高层住宅的几种结构形式　　小高层住宅结构形式也多种多样，主要有以下几种：　　1.1框架结构　　框架结构优点主要是结构布置灵活，较大的室内空间，尤其是底层空间可以较大，使用较为方便。缺点是框架柱截面很大且突出墙体，直接影响到户型的实际使用面积及家具布置。且建筑平面布置需要十分规则。　　1.2异形柱框架结构　　异形柱框架结构特点类似于框架结构，且柱宽与墙

3、厚相同。解决了室内空间使用的问题。缺点是此种结构形式太柔对抗震不利，房屋适用高度很低。　　1.3框架剪力墙结构　　框架剪力墙结构较多的用在高层结构中。外部框架结构主要承受竖向力，框架布置灵活。电梯井为剪力墙承受大部分水平荷载。此种结构形式比较适合于商业和商住等有大空间需求的建筑。缺点也是外露的框架柱会影响使用。　　1.4剪力墙结构　　剪力墙结构是根据建筑平面布置设置钢筋混凝土剪力墙，无外露柱子很好满足了建筑平面的使用要求。缺点是结构刚度大、自重大、地震反应大。建筑和结构布置不合理的话也会增加钢筋用量。　　1.5短肢剪力墙结

4、构　　短肢剪力墙结构是一种剪力墙墙肢较短的特殊剪力墙结构，短肢剪力墙结构布置十分灵活，结构特点也和剪力墙结构类似。在非地震区和地震烈度较低的地方短肢剪力墙结构要更为经济。　　2工程实例　　2.1工程概况　　本工程为一幢14层小高层住宅(局部11层)，长54.12m，宽14.4m。设计使用年限50a，建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，地震分组为第1组，设计基本地震加速度值为0.10g，建筑场地类别为Ⅳ类，场地特征周期为0.9s，基本风压0.55kN/㎡，地面粗糙度为B类。局部有错层为商业用房。　

5、　2.2基础设计　　一般高层、小高层建筑考虑基础埋深的要求1/18建筑物高度，通常设置地下室采用桩筏基础。本工程房屋高度40.55m，基础埋深(按室外地坪算)2.55m。综合考虑各方面原因未设置地下室,基础采用桩基础，承台为互相联通的基础梁。桩基础按常规设计，在桩的混凝土总量相近的情况下尽量选用承载力较高的桩型，使得桩完全位于剪力墙下部，能减少地基梁的钢筋用量。　　作用在基础底面的竖向总荷载基本组合170935.2kN、准永久组合137556.7kN、水浮力3875.1kN。桩采用PHC400管桩，桩长31m，桩基持力层为

6、草黄色～灰黄色粉砂层，单桩承载力设计值1100kN，总桩数159根，计算中心沉降量143.6mm。　　2.3上部结构设计　　2.3.1结构选型　　本工程为一般的小高层住宅建筑，局部有两层小商业(图中阴影部位)。根据混凝土结构设计规范9.1.1条规定，现浇剪力墙结构伸缩缝最大间距45m。以及高规4.3.3条A级高度高层建筑规定6、7度时长宽比不大于6的要求。上部结构设置一条抗震缝将结构分为两部分。　　　　图1平面布置图　　考虑到建筑平面的实用性，以及建筑商业部位并无大空间要求，上部结构采用剪力墙结构形式。由于小商业部位有三层

7、错层结构，整个建筑长方向开洞较多，为了满足建筑物整体刚度需要本工程采用普通剪力墙结构。且根据工程经验7度区14层小高层普通剪力墙建筑剪力墙配筋多为构造配筋。如果采用短肢剪力墙结构的话，底部加强层及其上一层的短肢剪力墙抗震等级须提高一级按二级抗震考虑，其端部须设置约束边缘构件，约束边缘构件纵向钢筋配筋率为1.0%(二级抗震)配箍率特征值为0.20，远大于构造边缘构件的0.5%和0.1，也不是很经济。另外，本建筑局部有错层，属于复杂高层。　　2.3.2结构设计、计算　　剪力墙依据建筑平面布置，平面布置尽量均匀、对称，减少结构扭

8、转；竖向布置要连续，避免结构刚度突变。不过由于建筑平面的限制也有一些对结构不利的地方:　　（1）在1～3层局部有错层，使得结构在错层处存在一定的偏心，产生了一定的扭转。　　（2）端部开窗，且在端部形成一字墙，整栋楼也有一定数量一字墙。这种单方向墙体平面外受力很差。　　（3）平面布置中形成了凹口，且凹进尺