解析高层住宅结构设计原则的技术性.doc

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资源描述

1、解析高层住宅结构设计原则的技术性摘要:随着我国城市化进程加快,城市人口急剧上升,人口与住房的矛盾已经成为了社会焦点问题。高层住宅结构已经成为社会发展的必然趋势,尤其是针对我国人均土地占有量低的现状,高层住宅必然是首选方案。高层住宅结构设计是一个至关重要的环节,直接影响住宅质量,和人们的生命财产安全息息相关。 关键词:高层住宅;结构设计原则;技术性 中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号: 引言 高层住宅的工程质量直接关系着人们的生命安全,而影响高层住宅工程质量的因素主要是设计质量及施工质量。其中,高层住宅结构设计又直接影响着建筑之后的安全性、舒适性、经济性及合理性。 1 高层住宅结构设计

2、的特点 1.1 容积率高 高层住宅有着极高的容积率,可以缓解人口住宅压力。相对单层或低层住房而言,高层住宅的容积率达到了低、多层住宅的几倍甚至几十倍。 1.2 节省性强 高层住宅结构设计可以节省城市的土地使用面积,有助于城市景观的改造,让人们在更好的环境下生活。 1.3 荷载量大 高层住宅因为楼层较多,其使用的钢材也较多。因此,高层住宅结构受到的自重、风荷载、地震力等竖直和水平方向上的荷载量较大。加上其地基和基础设计尤为复杂,基础上的荷载也是很大。导致高层住宅往往需要采用桩长较长的、桩径较大的钻孔灌注桩作为桩基础。 2 高层住宅结构设计的原则 2.1 安全性及耐久性原则 高层住宅结构设计必须遵

3、行安全性原则,安全第一,高层住宅的安全与否关系着很多人的生命问题。在高层住宅结构设计中,要将安全性原则放在首位。高层建筑的结构设计也要遵循耐久性的原则,在选择结构体系及建筑材料的时候,要严格把关,保证建筑耐久性。 2.2 舒适性原则 因为是住宅设计,所以要在结构设计的时候,充分的营造适宜居住的结构,要符合舒适性原则,满足住户的要求,如室内采光、温度、隔音效果和户型规模等问题。在结构设计的时候还要将居住者是否进行空间分割的问题考虑在内,在设计剪力墙的问题上,要尽可能的采用大开间进行布置。 2.3 经济性原则 在进行高层住宅设计之前,要充分的掌握施工地点的特性,在保证建筑安全性、耐久性和舒适性原则

4、之后,要选择最为合适的最为经济的构造设计。因为设计方案所带来的成本将会直接的影响到房屋的造价问题,所以要在设计高层住宅结构的时候,在保证质量的前提下,采用经济型设计方案。 3 高层住宅结构设计问题处理措施 3.1 在混凝土高规中对高层建筑结构的高宽比提出了一个限值,但是这个限制只是一个综合限值,是对于高层建筑结构刚度、整体的稳定性、经济性以及承载能力的宏观要求。也就是说,这个限值是可以突破的。通常情况下,在刚重比、层间位移、剪重比等都满足要求的情况下,高宽比可以不满足限值的要求。可是在高层住宅设计过程中,设计人员需要注意的是,因为高宽比增加,就会导致结构在水平方向增加抗侧力构件,例如:剪力墙等

5、,这样就会使建筑结构在两个方向有不平衡的抗侧力,增加结构的造价,对结构的基础刚度和整体性要求也会提高。 3.2 对于建筑平面呈线型的高层住宅结构,因为长度比较大,所以在两个主轴方向侧向刚度会产生较大的差异。另外,如果建筑处于风力荷载较大的地方,因为横向的风力荷载作用比较大,所以为了满足位移要求,就要沿着这个方向增加剪力墙,这样,也会加大两个主轴方向的刚度差异。在这样的情况下,两个主轴的动力特性差异也会随之增加,在动力荷载的作用下,动力影响复杂。所以在设计的时候,要控制两个主轴方向扭转周期和平动振动的周期之比在 0.8 之内。 3.3 现在很多高层住宅都是商住两用的结构形式,所以底层的层高比较高

6、,有的可以达到五、六米,而二层以上层高就比较低,大概在三米左右。这样设计的直接后果就是底层出现软弱层,这对结构的抗震性能非常不利,所以在设计的时候应该避免。在设计的过程中,应对这个问题最好的措施就是增加底层结构的刚度,保证底层刚度与上一层的刚度比值不小于 1.5。如果底层的高度使上层高度的两倍或者两倍以上的时候,采取增加抗力构件的方式来增加底层的刚度就变得很困难,这时候就要做方案调整。可以加大底层抗侧力构件的长度或者厚度,也可以适当增加二层的高度,或者加大二层楼板的刚度等都可以。 3.4 通常情况下,如果梁和剪力墙垂直搭置,梁的端部可以按照铰接的方式进行处理,支座位置的钢筋可以按照构造的要求进

7、行配置,顶部的钢筋水平端的长度如果没有满足规范要求,可以采取在支座剪力墙里面设置机械进行约束的措施,例如:加小角钢、焊短钢筋等,以增加连接的强度,防止产生拉托效应。 3.5 现在一些跃层住宅的设计中经常存在挑空楼层没有楼板的问题,因为中间层没有楼板,剪力墙的高度是两层,所以就会对结构的稳定性产生影响,这个时候,在设计的过程中就要按照构造的具体要求适当增加剪力墙的厚度,否则剪力墙的稳定性就会受到威胁。 3.6 一些高层住宅建筑采用的是纯剪力墙结构,外围阳台以及露台的端部是框架柱,隔层才有楼板,而柱子的高度比较大,所以柱子需要承担的荷载比较大,这个时候在设计的过程中就需要注意要加强柱子的延性,以提

8、高其水平抗剪能力,可以采取加大纵向钢筋的配筋率的方法,在柱子中设置芯柱或者型钢。 3.7 在高层住宅结构中,一些复式住宅楼中,跃层楼板在客厅的顶部经常开洞,再加上楼梯的开洞面积,跃层楼板的开洞面积通常都会超过百分之三十,有的甚至超过百分之五十。针对这样的情况,一定要采取相应的加强措施。可以考虑适当加大楼板的厚度,加高主框架之间的连接构造,增加柱子刚度和梁刚度。亦可充分利用建筑线脚和装饰所需要的空间来布置合理的结构构件。 4 高层住宅结构设计技术性优化 4.1 剪力墙的技术优化 设计剪力墙的关键在于连接设计,对剪力墙的技术优化,可以提高建筑的抗震作用,保证建筑安全。在满足结构的刚度后,要从经济和

9、抗力等因素全面综合的考虑,然后进行对抗侧力的布置,对抗侧力的布置不能纯碎的增加剪力墙的数量。剪力墙配置要遵循着均匀的原则,分布在周边,并根据水平位移的限值,尽量的保证最低量的剪力墙。 4.2 结构耐久性技术优化 高层建筑的设计应该能在使用的期限内满足居住用户的要求,如果实际建筑没有达到设计寿命,则主要因素为设计结构中建筑结构问题,建筑结构的不合理会降低房屋的可靠性和使用寿命,所以在高层住宅建筑结构设计时,要充分的优化设计,让整体建筑结构符合要求,达到设计效果。 4.3 结构设计中抗震性能的技术优化 在进行图纸设计的时候,要根据抗震标准进行设计,高层住宅的振型数不可低于 15,尤其是建筑的结构层

10、数越多,就需要增加其建筑刚度,就需要更合理的振型数和结构布置,使得建筑物在两个方向上的有效质量系数均达到规范的要求,在尽可能满足建筑使用的空间性的要求的同时,让建筑拥有更好的抗震性能。 5 结语 根据我国的基本国情,高层住宅已经成为了一种发展趋势,在进行高层住宅结构设计时,需要遵循其设计的原则,分析结构设计中出现的技术性问题,并对技术进行优化,最终打造出高质量、低成本、舒适型的宜居高层住宅区,满足人们的需要,造福于人民。 参考文献: 1徐良贤,田力.高层住宅结构设计的技术性探讨J.中华民居,2011,(10):180-181. 2唐瑛,曾扬.高层住宅结构设计的技术性探讨J.城市建设理论研究,2012,(11). 3王红玉,方晓标.高层住宅结构设计中的问题与对策J.城市建设理论研究,2012,(11).

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