高層住宅結構設計問題及對策論文

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摘要:隨著城市化程序的加快,高層住宅建築越來越多,對於高層住宅建築結構設計力求規範合理是很有必要的。現階段我國高層住宅結構設計過程中往往存在一定的問題,這在一定程度上影響到我國高層住宅結構設計水平的提高。本文提出其中存在的幾點問題及解決對策,以便促進高層住宅結構設計水平的不斷提高。

高層住宅結構設計問題及對策論文

關鍵詞:高層住宅;結構設計;問題探討

隨著我國經濟的飛速發展以及人口的不斷增多,為了解決住房的問題,我國城市居民的住宅向高層結構發展。在這一開發建設過程中,結構設計是其安全性以及舒適性的前提,也是高層住宅建設的基礎。可以說,結構設計的好壞直接決定了整個建築的質量以及可使用的程度,因此我們要重視高層住宅結構設計中問題的探討解決。

1高層住宅結構設計問題

1.1抗震問題

在進行高層住宅結構設計過程中,抗震方面的設計是最為重要的一個環節,同時也是讓設計人員較為頭疼的一個環節,因為其設計十分複雜。在進行這一方面的設計的過程中,不僅僅要對相關建築材料、結構進行分析以及選擇,同時,還要對整個建築群進行考慮。我國是一個地震頻發的國家,但同時因為我國也是國土遼闊的大國,有的地區沒有經歷過比較明顯的地震災害。所以在結構設計的過程中,部分設計人員並不是十分重視抗震設計這一問題。除此之外,由於我國物力財力方面的影響,導致結構設計相關抗震設定標準的制定時放寬了尺度。另外,經濟利益的驅使,有相當部分的開發商為了追求利益最大化,對建築結構設計造價給出指標限制降低工程成本。上述各種原因導致了我國建築結構設計時結構抗震存在不足,高層住宅是居民密集聚集的建築,高層住宅結構抗震問題導致廣大居民的生命安全存在隱患。

1.2樓層平面佈置問題

在進行高層住宅結構設計的過程中,大部分結構設計人員在進行結構構件佈置時往往會感到十分的頭痛。建築方案設計時,為了最大化地追求建築使用舒適功能要求,住宅房間佈置時按照各自的使用功能劃分,從而導致結構抗側力構件的牆體、柱子不能對齊佈置,最終導致平面樑佈置時不能形成連續貫通的框架。從結構傳力的角度分析,平面佈置沒有形成一個統一的結構體系[1]。我們都知道,雖然說理論計算或計算機程式在數學或是力學上都是可以給出結果,但是這種結果與理論假定及實際是存在較大出入的。我們知道結構設計理論計算分析十分重要,但是結構的概念設計及結構的構造設計同樣重要,結構概念及構造設計是實現理論設計的重要補充。由此我們就可以看出,在進行高層住宅設計的過程中,設計人員要重視結構概念的理解,不能單獨追求建築使用功能的舒適而忽略結構的安全問題。

1.3剪力牆問題

剪力牆在高層建築物的結構中具有十分關鍵的作用,通過這一構件結構能夠較為有效的`抗側力。在高層住宅中我們會遇到很多樓梯間周圍佈置剪力牆的方案,因為樓梯間一側牆體沒有樓板連線,使得該剪力牆分擔整體結構水平力能力大大降低[2]。然而,大多住宅中各種裝置管井尤其是通風井排放在該剪力牆的另一側,導致牆體兩側相連的有效樓板十分有限。這與我們佈置剪力牆作為結構主要承擔側向力構件的初衷相反,致使整體結構的抗側力能力大大降低。此外,建築工程在進行施工的過程中,部分施工單位會進行工期的縮短,這樣施工人員為了趕工期不得不加快建築速度,這在一定程度上影響到其施工質量。在使用商品混凝土進行泵送的時候,往往會增加水泥的用量,減少粗骨料的使用量,由於這兩者的比例產生了一定的變化,會在一定程度上增加了結構的收縮量。加上由於混凝土強度的提高,使彈性模量增加將引起更大的約束拉應力產生,使得混凝土用量大的剪力牆產生裂縫的因素在增大。

2高層住宅結構設計問題的相關對策

2.1優化結構抗震設計

在結構抗震設計的過程中,對於建築物的高寬比進行嚴格的把握,要根據相關規範標準進行設計,採取多種計算程式比較複核。對設計人員進行抗震設計思想宣傳,加強結構抗震設計重要性的認識,應以人民的生命財產安全為出發點。根據我國現行經濟發展水平與時俱進地修訂改進抗震相關標準,提高設計安全儲備。對於住宅等一旦發生地震極有可能造成重大傷亡的建築結構設計,加快學習採用建築隔震等新技術措施,增加抗震安全儲備。

2.2平面佈置時合理地考慮結構概念

在進行建築平面方案設計的過程中,為使理論與實際最大限度的相接近,建築方案的確定應適當地考慮結構方案的可行性及優劣性。建築設計師應充分地將結構設計抗震概念及結構受力概念融入到建築方案中,充分考慮對結構抗震的優劣影響,對於涉及生命安全的重要建築結構,必要時應以結構安全為前提[3]。結構設計人員也應對建築方案的確定提出合理的優化建議,對於確實影響結構安全的建築設計方案應本著安全第一的原則提出修改。

2.3剪力牆的設計

建築結構設計時與建築及裝置專業做好溝通,最大限度減少其佈置方案對剪力牆的不利影響。應以理論與實際最大限度接近為原則,設計人員要靈活地嘗試剪力牆佈置方式,不要被一貫的佈置思想束縛,進而保障結構整體抗側力剛度的要求。加強結構構造措施,適當加強與牆體相連樓板的厚度及配筋率。條件允許時可以將剪力牆設定成L型或是T型,通過這樣的方法,才能夠發揮這一面牆的作用。對於工期緊、混凝土強度設計值較高或處於溫差變化較大位置的剪力牆,應適當增加牆體配筋率,降低裂縫的產生。

3總結

綜上所述,高層住宅結構設計過程中需要設計人員注意的問題有很多,例如:抗震問題、平面佈置問題、剪力牆問題等。建築結構設計應以安全為基本前提,在理論分析合理計算的基礎上,重視結構概念設計,結構構造措施。設計人員應根據其實際情況進行對策的提出,從而不斷提高其設計質量。

參考文獻:

[1]熊品華,劉明全,文勇,朱林輝,周贊高.麗都國際超高層住宅結構設計的幾點做法[J].建築結構,2009,v.39S1(12):267-270.

[2]田建平.抗震區高層住宅適用結構體系與短肢剪力牆結構設計注意的問題[J].內蒙古科技與經濟,2005,7(11):134-136.

[3]吳慶,王曉岷,葛軍.夏熱冬冷地區高層住宅圍護結構節能設計策略[J].合肥學院學報(自然科學版),2009,v.19;No.v.1903(10):76-78.