高层住宅结构设计中的问题与对策

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摘要：随着我国建筑事业的不断发展，现代化的城市各处都是高楼耸立，对于高层住宅的结构设计方案也是层出不穷。在高层住宅的开发建设项目中，结构设计时期中非常重要的一个环节，与高层住宅的规划以及施工密切相关。笔者结合多年的工作经验，针对高层住宅结构设计中的所存在的问题进行了分析，并提出了相关的对策。

关键词：高层住宅，结构设计，结构体系

Abstract: with the development of China's construction business, modern city is standing tall buildings everywhere, for the structure of the high-rise residential design scheme is endless. In the high-rise residential development construction project, the structure design is very important in the period of a link, and high-rise residential planning and construction closely related. The author combined with years of the worked experience, for high-rise residence in the design of structure of the existing problems are analyzed, and puts forward some countermeasures.

Keywords: high-rise residential, structure design, structure system

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

随着现今社会经济的发展，城市高层建筑的设计风格也各式各样，但是这也给高层住宅结构的设计带来了很多新的问题。在高层的建筑结构设计时，不仅仅要注重外形的美观，更要考虑其承担荷载的能力以及内部空间的组织。同时，也要综合考虑建筑施工和造价这方面的因素，进而设计出经济实用又符合现代化设计的城市建筑。

一、高层住宅结构抗风与抗震的设计

高层住宅结构的层数越高，其刚度就越差，其受到风力和地震力的影响也就越强。严重时，可引起高层住宅的侧位移，也就是说，虽然建筑没有完全倒塌，但是在风力和地震力的影响下，会毁坏其内部的分间墙、装修以及设备等，甚至可能导致局部倒塌或引发火灾。由此可见，抗风和抗震设计对于高层住宅结构是非常必要的。

1．高层住宅结构抗风的设计

在高层建筑结构的设计中，首先，要保证结构具有足够的强度来承受风荷载对其产生的内力，以及很好的结构刚度，以保证在巨大的风荷载的作用下，很好地控制水平移位。其次，要选择科学合理的高层住宅结构外形，以减少风对其的作用力，选择圆形或正多边形最佳。另外，要尽量采用对称的平面形状，避免高层住宅结构由于风荷载过大而总体产生偏心扭曲。最后，要合理设计高层住宅的外墙玻璃以及其他装饰品，避免风荷载索引的局部破坏。

2．高层建筑结构抗震的设计

为了保证高层住宅的抗震性能，在进行高层住宅的结构设计时，首先，要避开不理的建筑场地，选择合适的施工地点，并采取相应的预防措施，提高低地基的稳定性。同时要选择能够有效地适用于抗震的结构体系。其次，不知高层住宅平面时，要尽量简单、有规则性以及很好的对称性，防止电梯间的偏置，减少扭转的影响。

3．提高高层住宅结构设计的抗风和抗震性能的措施

首先，如果采取的是剪力墙结构，那在高层住宅结构的顶层、底层、山墙、内纵墙的端开间的配筋率至少为0.25%。在这些易受温度影响的部位，提高其配筋率。其次，在高层住宅的顶层，比较容易受到阳光的直接照射，所以要尽可能降低屋面板的温度，将顶层局部划分为几部分，减少每段的长度。最后，在相对较长的结构单元中，留出一定距离的混凝土后浇带，以便于混凝土的自由收缩，提高其承受温度的能力，同时也以使用建筑纤维等技术措施。

二、高层住宅结构类型介绍

1．剪力墙结构体系

剪力墙结构是高层住宅结构中一种比较常用的体系，其主要是将框架结构中的梁柱用钢筋混凝土墙板来代替，一般用钢量比框剪结构少，用一系列的剪力墙相互交错，来承受竖向承重和抵抗水平力。由于受到来自竖向和横向的共同作用力，因此，剪力墙结构的平面布置通常采用平面双向或多项式布置，剪力墙的建筑材料主要有砌砖以及钢筋混凝土。墙体的刚度相对于其他结构体系来讲很比较大，非常有利于高层住宅结构的抗风和抗震性能，常用于四十层以下的高层住宅结构中。但是这种结构也有些不足之处，尽管结构有很强的整体性，但是制约了平面的布局。

2．框架剪力墙结构体系

这种体系主要是由剪力墙结构和框架结构相结合组成的。由于剪力墙结构主要受到水平侧力，而框架结构主要受到竖向的作用力，这样就可以各取其长，进行合理的分工。这种结构主要以框架结构为主，将剪力墙结构布置于高层住宅的周边、电梯间以及平面形状变化较大的位置作为辅助，主要适用于二十五层以下的高层住宅结构。剪力墙框架结构可以极大地降低建筑自身重量，同时建筑内部又有很大的空间灵活性，因此受到广泛应用。但是这种结构体系也存在不足之处，结构刚度不是很强，进而导致抗风和抗震能力就比较低。其中框架柱的应用使得在室内会有框架柱露出，影响室内美观的用户的使用。

3. 筒形结构体系

在设计超过三十层以上的高层住宅结构时，要充分考虑其所受到的巨大侧力，在现有的几种高层住宅体系中，只有筒形结构的刚度比较大，中央设有井筒，同时与周围的框架很好地结合，这样就能够形成极强的抗侧力结构体系。这种高层住宅结构的内隔墙都是轻质墙，外墙为围护墙，在内外筒之间就可以对家具以及辅助设备进行自由分隔、灵活布置。

三、高层住宅的基础形式的选择

随着社会经济的快速发展，房产开发商更加注重投资成本低且经济收益较好的高层住宅，因此，结构设计方案的合理直接影响到住宅的造价。在对高层住宅的基础类型进行选择时，要从整体进行分析，选用整体性能较好的结构，以及能够充分满足建筑地基的承载能力，以便设计出具有很高的安全性以及经济的设计方案。

在选择基础形式时，要注重对地基类型、结构类型、建筑的荷载以及具体的施工情况等因素进行详细的分析，来慎重的进行选择。高层住宅的基础形式主要有箱型基础、桩基、钢筋混凝土筏形基础、十字交叉基础以及条形基础等。

通过以上的分析，静压预先灌注桩基础形式在人口相对稠密的失去和施工现场周围进行高层住宅的建筑时，具有很好的应用优势。对于其弊端可以采用局部引孔以及其他的有效施工措施进行克服。随着科学技术的迅猛发展，在高层住宅的结构设计中，会涉及到很多方面的因素，设计师要对高层建筑结构设计中的问题进行分析，并不断的探索，充分改进和完善高层住宅的结构设计。

总结：

高层住宅结构的设计相对于其他结构具有一定的复杂性，尤其是在抗风和抗震性能的设计，因此，对一些相关数据进行详细的分析和计算是非常必要的，也能为高层住宅结构提供有效的设计依据。同时，要重视结构设计的理念，结合实际情况，全面综合地考虑结构设计的安全性和可靠性，进而设计出科学合理的高层建筑结构设计方案。

参考文献：

[1]于险峰．高层建筑结构设计特点及其体系[J]．建筑技术，2009（24）.

[2]赵西安．现代高层建筑结构设计[M]．北京：科学出版社，2004.

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