关于高层住宅结构设计若干问题探讨

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1、关于高层住宅结构设计若干问题探讨周浩超摘要：随着我国经济水平不断提高，人口数量越来越大以及用地资源的紧张，高层住宅建筑得以迅速的发展，高层住宅结构设计得以越来越多的重视，在建筑市场化的竞争下，如何更合理，经济，安全可靠地设计高层住宅建筑成为设计人员必须要面临的问题。木文主要针对高层住宅结构设计中的特点和原则进行论述，并对的相关重要的注意事项和问题进行探讨。关键词：高层住宅；结构设计；问题探讨0前言高层建筑的定义在不同国家的规定不一样，在中国，《高层建筑混凝土结构技术规程》(jGj3—2010)里规定：10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建

2、筑称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。中国的房屋6层及6层以上就需要设置电梯，对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范，因此中国的《民用建筑设计通则》(GB50352—2005)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。一般来说，高层建筑具有占地面积少，建筑面积大，集中化程度高的特点，高层在城市建设中，资源节约非常重要，土地资源节约尤为关键，高层住宅结构的设计能够提高容积率，减少土地使用面积，而且有较好的H照和采光和通风效果，有助于城市规划建设，成为当前最

3、主要的住宅类型。1结构设计特点1.1受力特点从受力特点上来说，多层建筑和高层建筑结构最显著的IX别，就是多层建筑主要承受竖向荷载为主，而高层建筑，水平荷载成为主导荷载。因此，在设计高层住宅结构时，要充分重视水平荷载的作用。水平荷载能在高层建筑中起关键作用是因为随着建筑高度的增加，结构的弹性等效侧向刚度跟建筑的高度四次方成正比，而竖向荷载引起的轴力和弯矩的数值只与高度的一次方成正比。1.2结构平面布置结构平面布置应力求简单、规则，避免刚度、质量和承载力分布不均匀，建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称，使整体结构不出现薄弱环节。尤其对于沿海地区高层建筑结构设计，风力成为高层

4、建筑的最主要得控制荷载，采用规则，简单，风压较少的平面形状有利于抗风设计，并严格控制高层建筑体型的高宽比例，使结构的质心和刚心重合，防止产生过大扭转效应。过大扭转效应可以通过两方面进行判断和调整，其一可以通过概念设计法，通过在平面布置吋控制平面的规则性，使质心和刚心尽量重合，苏二是可以控制楼层最大弹性水平位移楼层两端弹性水平位移的比值来确定结构扭转情况，看是否大于1.2倍来判断其扭转是否规则。1.3抗震能力高层住宅设计的一项重要内容就是住宅的抗震能力，所以设计人员在设计高层住宅结构吋，要充分考虑建筑物的抗震能力，保障住宅安全。中国《建筑抗震规范》(GB50011-2001)对建筑的抗

5、震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。同吋规范对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：1、高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。2、除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱方法。3、特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑，应采用吋程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条吋程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。通过规范的控制使建设成的高层住宅大震吋不倒塌，小震吋不被损坏，这样达到抗震设防标准。1.4延性钢筋混凝土

6、结构设计，强度并不是其主要问题，因为在很多情况下，强度设计或承载力设计都能够满足要求。然而结构强度过高反而适得K反。靠提高强度来抗震也不经济。地震造成构筑物的破坏除了地基破坏外，主要是由于地表加速度使得在构筑物中产生了以水平方向为主的惯性力。而这个惯性力的大小和地震烈度和结构自身情况有关。因此，结构的设计要有一定的强度，即要“刚”，还必须具有良好的“延性”，亦即刚柔并济，就像树木能在大风中随风摆动一样。同时还应当具有良好的整体性，也就是说不同的部件如梁和柱子、墙和楼板之间的连接要牢靠。2高层住宅结构设计中出现的若干问题2.1缺乏合理的结构形式很多设计人员过于注重构件截面尺汴的优化，而

7、忽视了合理的结构形式。然而合理的结构形式往往能比构件截面的优化更能获取经济利益，因为纯粹的构件截面优化只是优化局部的结构设计，无法真正系统的优化整个结构体系。0前常用的高层结构体系有框架-剪力墙结构和剪力墙结构，其受力特点和布置原则也有不一样的地方，每种形式在抵抗地震方面也有不同效果，任何一种结构形式选取都要根据实际情况来评估，这样综合考虑，选取适合的结构体系，进行合理的结构布置，才能设计出经济、安全适用的结构。2.2设置短肢剪力墙问题《高层建筑混凝土结构