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高层住宅建筑结构设计需关注的问题分析王思刚

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王思刚

[导读] 摘要：我国城市发展过程中，城市建设不断推进，城市土地资源日渐紧缺，各地城市都在积极进行高层建筑建设，为了保证城市居民能够有充足的住宅资源，就必须做好高层住宅建筑的规划设计，本文分析了高层住宅建筑结构及其设计特点，而后就设计中需要注意的诸多问题进行了探讨，以期为高层住宅建设及设计同仁提供一些参考。

        江苏大洲工程项目管理有限公司徐宿分公司江苏徐州 221000
        摘要：我国城市发展过程中，城市建设不断推进，城市土地资源日渐紧缺，各地城市都在积极进行高层建筑建设，为了保证城市居民能够有充足的住宅资源，就必须做好高层住宅建筑的规划设计，本文分析了高层住宅建筑结构及其设计特点，而后就设计中需要注意的诸多问题进行了探讨，以期为高层住宅建设及设计同仁提供一些参考。
        关键词：高层住宅建筑；结构设计；问题
        引言
        高层住宅建筑结构建设工程是一项系统性强、技术环节众多的工程项目，因此必须在前期为高层住宅结构建设做好设计，以保证后期住宅结构施工具有科学性与协调性。高层住宅的整体应力分布较为复杂，且结构功能要求较多，在进行设计前要对高层住宅施工区域地质、建设地环境、结构需求等进行全面分析，并做好设计问题预估，为设计中问题的控制提供助力。
        1 高层建筑结构分析
        一个高层建筑的结构是非常复杂的，它包含了很多建筑体系。在进行设计施工的时候，剪力墙和框架体系被认为是一种传统的体系结构。现如今高层建筑越来越多，人们对建筑的需求也越来越高，一个建筑的设计施工难度也逐渐提高。为了更好的利用结构空间来进行设计施工，行业内逐渐发展出了框架同体结构、筒中筒结构等非常多的、有实用价值的结构体系。不同施工会使用到不同的体系，通过最优方案来维持建筑的正常使用。
        1.1 剪力墙具体结构分析
        在实际应用中，高层建筑的剪力墙通过钢筋混凝土墙板的应用代替了框架的梁柱。从实际应用表现中来看，剪力墙结构是一种承重结构，同时也是一种抵抗墙侧力的结构，使用中可以让钢筋混凝土墙板更好的承受水平力。一般来说，剪力墙结构与平面布置的关系非常密切，需要通过双向或者多向的布置来做好剪力墙的结构布置，保证其拥有实用的价值。实践表明，剪力墙结构的刚度比框架结构剪力墙结实很多，可以很好的应用在30层以下的高层建筑上。要注意结合实际情况合理的选择尺寸、做好参数调整，充分考虑剪力墙结构在实际应用中的表现。要注意保证剪力墙结构本身具有一定的抗震效果。
        1.2 框架剪力墙结构分析
        在剪力墙承受水平荷载的时候，框架能够很好地承受竖向荷载。整个框架剪力墙中的框架和剪力墙互相合作，可以很好的应用在25层以下的建筑上，不能高于30层，否则就会有安全隐患。
        2 高层住宅建筑结构设计的主要特点
        水平荷载能够控制一个高层建筑的侧面位移。轴向变形侧移是一种常见的侧移现象，在进行结构选型的时候，一定要注意高层建筑的侧移问题，考虑建筑本身各方面的特性来进行设计施工。设计人员要明确基本原理，保证竖向和水平结构的设计施工符合原理、有足够的科学依据。高层建筑结构体系要重视控制的作用，注意侧向力的实际影响，通过设计来维持高层建筑的稳定性及其应该具有应用价值。
        3 高层住宅结构设计的控制参数和具体应用
        3.1 剪重比
        设计施工时要注意高层建筑抗震剪力的限制，通过更好的设计做好规范工作，保证竖向构件能够满足相应的强度需求，做好墙体的设计，完善自身的功能。
        3.2 轴压比
        设计施工人员要确保结构延性符合要求，限制轴压比，根据具体情况来合理的设计柱截面，做好高层建筑的调整工作，保证混凝土刚度符合应用需求。
        3.3 刚重比
        高层建筑容易受到水平作用影响，所以一定要注意通过合理的手段来调整竖向构件，做好竖向构件的强化。
        3.4 楼层间位移比
        一个建筑结构很容易因为布置不规范而出现问题，所以设计施工人员要注意工作最大程度的避免偏心力影响整个建筑结构的实际应用效果。

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        3.5 楼层位移角
        在实际应用中要注意水平位移情况，做好结构的调整和限制，保证高层建筑具有更好的稳定性。要注意建筑结构的强度和刚度，防止因为各种情况而出现过大位移、从而导致建筑结构承载力受到破坏。展开一系列工作时要注意调整各个构件的工作状况，发现有超出范围的变化时，一定要及时调整。
        3.6 强度比
        由于高层建筑承受的压力比较大，所以在竖向布置时要通过合理的设计来保证楼层的稳定性。高层建筑存在着不规则性，所以在设计施工的时候，一定要考虑高层建筑可能存在的薄弱层，不要因为不规则性过大致使薄弱层遭到破坏，最后影响整个建筑的实际使用安全性。要从具体情况出发增加建筑的强度，保证其能够在长期使用中都维持足够的强度来投入使用。
        3.7 周期比
        有的建筑都存在着抗扭强度弱的情况，一定要注意从实际情况着手来做好强度设置，尽可能的提高抗震强度，让建筑结构在实际应用中能够有更好的表现，降低不科学结构设计可能带来的负面影响。
        4高层住宅建筑结构设计相关问题的解决措施
        4.1 嵌固端设置对策
        设计施工时要重视嵌固端设计，从实际设计结构出发来做好科学配比，通过更详细的分析来提升嵌固端的抗震能力，将设计结构与实际应用更好的结合在一起，做好控制设计工作，保证结构有足够的协调性，不要出现任何纰漏，给后续工作埋下隐患或者导致工期延误。
        4.2 充分运用计算机辅助设计软件
        现目前，计算机辅助设计系统在建筑设计领域当中被广泛的使用，设计人员在计算机上进行建筑结构的分析，计算等工作，使用计算机辅助软件来完成建筑结构的图纸设计，所以充分运用计算机软件程序的功能，能够有效提高高层住宅建筑结构设计水平。随着我国建筑行业的快速发展，建筑物的规模也是越来越大，其形式也越来越复杂，结构设计内容逐渐增多，难度加大，这就要求建筑结构设计人员必须充分了解和使用计算机软件和特点，要熟悉掌握结构设计中的各项数据，要做到让计算机为设计人员所服务，让其能够帮助设计人员设计出更好的建筑结构。
        4.3 剪力墙结构
        剪力墙是一种有效的抗侧力构建，剪力墙的结构体系，框架剪力墙结构体系，剪力墙是作为建筑物主要的承重结构单元，所以框架剪力墙的截面设计是高层建筑混凝土结构设计的主要部分。在地震地区的建筑物，剪刀墙除了能够充分保证有足够的承载力之外，还需要有足够的延性，这样才能有效的提高整个高层建筑结构的耗能能力，从而去改善高层住宅建筑结构的抗震能力。在剪力墙墙肢截面设计期间，当纵向横向剪力墙连接成整体共同工作时，其可以将纵向墙的一部分作为横向墙的翼缘用来考虑。因为剪力墙在高层住宅家建筑结构当中的应用受到相应的限制，所以在进行高层住宅建筑结构设计过程当中应该尽量的减少剪力墙在高层住宅建筑物结构设计当中的数量，在一定程度提高后期设计工作的效率等。
        结束语
        总之，在我国高层住宅建筑建设过程中，结构设计的重要性毋庸置疑，提升高层住宅建筑结构设计效果的重要策略就是要首先做好地质勘查以及结构需求分析，要根据高层住宅的应力分布需求以及绿色建设需求进行结构布局，尽量选择能够实现高效率通风与自然采光的结构形式，为建筑使用中节能环保性能优化提供助力与保障。设计团队还应做好结构设计验算及BIM技术平台的碰撞分析，以提升高层建筑结构设计的整体质量，为后期高层建筑建设施工提供全面指导。
        参考文献：
        [1]原晓辉.高层住宅建筑结构设计需关注的问题分析[J].工程技术研究，2019，4（01）：185-186.
        [2]江涛.高层住宅建筑结构设计中的一些问题[J].四川水泥，2015（07）：115.
        [3]陈杰.高层住宅建筑设计中应注意的问题[J].江西建材，2014（05）：42.
        [4]陈光远.高层住宅建筑结构设计需关注的几个问题[J].中国建设信息，2011（07）：59-60.