論高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)化的幾個(gè)方面

1、論高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)化的幾個(gè)方面周浩超摘要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，高層住宅越來越受開發(fā)商及消費(fèi)者的青睞，高層住宅越建越多。但由于高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分復(fù)雜的，因此為提高高層住宅的使用年限及建筑的安全等，要對(duì)高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷進(jìn)行優(yōu)化。本文主要從高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則、高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及應(yīng)采取的措施三個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。關(guān)鍵詞：高層住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化高層住宅占地面積小、居住人群多，有效的節(jié)約了土地資源，增加了綠化面積，為城市化發(fā)展提供了空間，滿足了人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的住房需求。盡管高層住宅有很多優(yōu)點(diǎn)，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面仍然有優(yōu)化的空間，需要人們不斷去發(fā)現(xiàn)、改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高層

2、住宅的最優(yōu)化。1、 高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則（1） 經(jīng)濟(jì)性原則 高層住宅在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)根據(jù)建造的層數(shù)、建造的地點(diǎn)等數(shù)據(jù)，在保證高層住宅的基本性能以后，采用最為經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)理念。例如：設(shè)計(jì)人員會(huì)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，減少或避免浪費(fèi)；地基的建設(shè)會(huì)直接影響建筑的成本，因此，設(shè)計(jì)人員會(huì)在保證質(zhì)量、最大程度的節(jié)約建設(shè)成本的前提下，設(shè)計(jì)高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。（2） 舒適性原則 高層住宅主要的消費(fèi)群體是追求生活質(zhì)量的年輕人，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮消費(fèi)者的需求，站在消費(fèi)者的立場(chǎng)考慮問題，努力設(shè)計(jì)出舒適的房屋結(jié)構(gòu)。例如可以設(shè)計(jì)多樣化的戶型，對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行靈活的劃分，加強(qiáng)房間的隔音效果等，為消費(fèi)者設(shè)計(jì)出舒適

3、的住宅環(huán)境。（3） 耐久性原則 在設(shè)計(jì)高層住宅的過程中，設(shè)計(jì)人員一定會(huì)考慮到建筑耐久性原則。高層住宅建筑與其他商品的主要區(qū)別就是建筑的使用年限長(zhǎng)，且具有很強(qiáng)的耐用性，所以高層住宅在這方面的要求非常高。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)體系，以及建筑材料的選擇上要格外注意，充分考慮建筑物的抗震、抗風(fēng)能力，確保建筑物在使用期限內(nèi)可以進(jìn)行維修與保養(yǎng)。2、 高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀（1） 高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀 高層住宅建筑在近些年的發(fā)展過程中也在不斷的完善，創(chuàng)設(shè)新的設(shè)計(jì)理論，研制高強(qiáng)度的建筑材料，提高高層住宅的抗震能力；同時(shí)還利用計(jì)算機(jī)等高科技手段，提高高層住宅的安全性能，加強(qiáng)高層住宅的質(zhì)量，進(jìn)一步推動(dòng)高

4、層住宅的建設(shè)。 高層住宅在自身的建設(shè)與發(fā)展中，逐漸形成了巨形結(jié)構(gòu)和框架簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)。由于鋼這種建筑材料具有抗震性好、強(qiáng)度高的特性，是其最理想的建筑材料。但如果全部使用鋼建筑高層住宅，成本過高，于是鋼筋混凝土被研制。鋼筋混凝土具有承載力強(qiáng)、造價(jià)低等特點(diǎn)，是高層住宅相對(duì)理想的建筑材料，加之設(shè)計(jì)人員的合理規(guī)劃與利用，還可以有效增強(qiáng)建筑的抗風(fēng)抗震性能。但鋼筋混凝土也有自身的弱點(diǎn)，自重過大以及構(gòu)件斷面適度大，因此還需要對(duì)此不斷進(jìn)行改良設(shè)計(jì)。（2） 高層住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)存在的問題1、 缺乏合理的結(jié)構(gòu)形式 很多設(shè)計(jì)人員過于注重構(gòu)件截面尺寸的優(yōu)化，而忽視了合理的結(jié)構(gòu)形式。然而合理的結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化往往卻能比構(gòu)件截圖

5、的優(yōu)化更能獲取經(jīng)濟(jì)利益，因?yàn)閱渭兇獾臉?gòu)件截圖優(yōu)化只能優(yōu)化局部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，卻無法完整的優(yōu)化整個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)形式在地震作用下具有重要意義，只有滿足了抗震的需求，構(gòu)件截圖才能發(fā)揮作用。所以設(shè)計(jì)人員要綜合考慮問題，不要將眼光局限于某一點(diǎn)，只有考慮全面，才能使建筑的高層住宅符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2、優(yōu)化目標(biāo)與工程需要不相符 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)中常常會(huì)受到多種不確定因素的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到結(jié)果差強(qiáng)人意。目前為止，在高層建筑優(yōu)化的分析軟件領(lǐng)域仍是空白，致使設(shè)計(jì)人員無法得到最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，雖然很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案與布局都合理，并構(gòu)件截面也沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤，但在計(jì)算分析后仍然存在一些問題。要想改善這種情況，必須設(shè)計(jì)

6、合理的構(gòu)圖，采用科學(xué)的結(jié)構(gòu)措施，加強(qiáng)高科技領(lǐng)域的開發(fā)，消除潛在的危害。3、 高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施（1） 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的要求 高層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的選擇要遵循以下幾個(gè)方面：第一，要根據(jù)相關(guān)的政策、規(guī)定按要求完成設(shè)計(jì)方案，使建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系相協(xié)調(diào)，清晰明確結(jié)構(gòu)形式，使結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)達(dá)到最佳，增強(qiáng)其承載能力，使其具有良好的剛度與延性；第二，確保結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于每一個(gè)構(gòu)件的使用都要認(rèn)真考慮，使每個(gè)構(gòu)件之間可以相互協(xié)調(diào)，發(fā)揮其功能，節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，確保設(shè)計(jì)的高質(zhì)量完成；第三，在設(shè)計(jì)時(shí)要減少或者避免外力作用的影響，因?yàn)橥饬ψ饔孟聲?huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，為減少影響需要增加材料的用量，增加

7、成本，加之設(shè)計(jì)的復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力還不經(jīng)濟(jì)；第四，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者應(yīng)多與建筑方面的人員交流，因?yàn)楹芏嘣O(shè)計(jì)人員對(duì)于建筑材料的性質(zhì)并不是特別了解，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)多聽取他們的意見，然后融入自己的設(shè)計(jì)理念，經(jīng)過反復(fù)研究，設(shè)計(jì)出既安全又實(shí)惠的高質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。（2） 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化1、折減高層住宅結(jié)構(gòu)的計(jì)算值高層住宅在整體框架、頂部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為填空墻體的具體實(shí)在，會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算出來的剛度比現(xiàn)實(shí)中結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來的剛度小，導(dǎo)致計(jì)算的周期與實(shí)際的周期相差甚多。當(dāng)結(jié)構(gòu)剪力計(jì)算值偏小時(shí)，會(huì)使房屋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生安全隱患，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算值適當(dāng)進(jìn)行折減，但不要折減計(jì)算值的周期，完善高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

8、。2、 加強(qiáng)剪力墻設(shè)計(jì) 連梁設(shè)計(jì)是剪力墻設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。連梁剛度的增大，會(huì)導(dǎo)致其與墻肢的分配內(nèi)力擴(kuò)大，造成材料的大量增加，形成資源的浪費(fèi)。因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，不要把大剛度的窗下墻作為連梁，而應(yīng)將連梁設(shè)計(jì)成截面或者小剛度的弱連梁，然后對(duì)抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行合理的布置?？箓?cè)力的剛度是與剪力墻的數(shù)量成正比，與結(jié)構(gòu)位移成反比，抗側(cè)力剛度的增大會(huì)使地震力增大，不利于成本控制，所以設(shè)計(jì)剪力墻要遵循分散均勻的原則，進(jìn)行合理規(guī)劃，控制剪力墻的數(shù)量。3、 強(qiáng)化建筑的耐久性 很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)使用過程方面欠缺考慮，致使一些房屋結(jié)構(gòu)在外部環(huán)境下造成一定程度的損壞，降低了房屋的可靠性指數(shù)。以往高層住宅的結(jié)構(gòu)

9、設(shè)計(jì)考慮的主要是成本上的節(jié)約，然而近些年來人們對(duì)生活水平質(zhì)量的要求越來越高，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，已不能單純的只考慮成本問題，而應(yīng)將人們的需求考慮進(jìn)去，抓住設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，全方面考慮問題，提升設(shè)計(jì)的整體效果。4、 強(qiáng)化抗震性能高層住宅設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是住宅的抗震能力，所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)高層住宅結(jié)構(gòu)時(shí)，要充分考慮建筑物的抗震能力，依照國(guó)家相應(yīng)的政策法規(guī)嚴(yán)格按照要求設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)建筑的規(guī)模及經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行全面、綜合的考慮，確保建筑物的整體抗震能力，保障住宅安全。如在抗震機(jī)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)中，第一道防線不要選用鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)，減少主體結(jié)構(gòu)承受重量，減少對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的壓力，進(jìn)而增強(qiáng)住宅建筑的抗震性能?？偨Y(jié):綜上所述，高層住宅是城市化發(fā)展的產(chǎn)物。高層住宅的出現(xiàn)節(jié)省了大量的土地面積，滿足了人們的住房需求，減輕了城市發(fā)展的壓力。但高層住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然還有很大的優(yōu)化空間，需要設(shè)計(jì)人員隨著時(shí)代發(fā)展的變化，不斷對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，充分利用建筑材料的性能，設(shè)計(jì)出安全性高、抗震性強(qiáng)的高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足人們不斷增長(zhǎng)的需求。參考文獻(xiàn)：1鐘玉冰.談高層住宅框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化J.城市建設(shè)理論研究，2