論高層住宅結(jié)構設計中應優(yōu)化的幾個方面

1、論高層住宅結(jié)構設計中應優(yōu)化的幾個方面周浩超摘要：經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程的加快，高層住宅越來越受開發(fā)商及消費者的青睞，高層住宅越建越多。但由于高層住宅的結(jié)構設計十分復雜的，因此為提高高層住宅的使用年限及建筑的安全等，要對高層住宅的結(jié)構設計不斷進行優(yōu)化。本文主要從高層住宅的結(jié)構設計原則、高層住宅結(jié)構設計中存在的問題及應采取的措施三個方面進行簡要分析。關鍵詞：高層住宅；結(jié)構設計；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的住房需求。盡管高層住宅有很多優(yōu)點，但在結(jié)構設計方面仍然有優(yōu)化的空間，需要人們不斷去發(fā)現(xiàn)、改進，實現(xiàn)高層

2、住宅的最優(yōu)化。1、 高層住宅的結(jié)構設計原則（1） 經(jīng)濟性原則 高層住宅在結(jié)構設計時會根據(jù)建造的層數(shù)、建造的地點等數(shù)據(jù)，在保證高層住宅的基本性能以后，采用最為經(jīng)濟的設計理念。例如：設計人員會嚴格按照標準設計結(jié)構構件，減少或避免浪費；地基的建設會直接影響建筑的成本，因此，設計人員會在保證質(zhì)量、最大程度的節(jié)約建設成本的前提下，設計高層住宅的結(jié)構設計方案。（2） 舒適性原則 高層住宅主要的消費群體是追求生活質(zhì)量的年輕人，所以在結(jié)構設計時一定要考慮消費者的需求，站在消費者的立場考慮問題，努力設計出舒適的房屋結(jié)構。例如可以設計多樣化的戶型，對室內(nèi)空間進行靈活的劃分，加強房間的隔音效果等，為消費者設計出舒適

3、的住宅環(huán)境。（3） 耐久性原則 在設計高層住宅的過程中，設計人員一定會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，且具有很強的耐用性，所以高層住宅在這方面的要求非常高。這就要求設計人員在設計建筑結(jié)構體系，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、抗風能力，確保建筑物在使用期限內(nèi)可以進行維修與保養(yǎng)。2、 高層住宅結(jié)構設計的現(xiàn)狀（1） 高層住宅結(jié)構設計的現(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)設新的設計理論，研制高強度的建筑材料，提高高層住宅的抗震能力；同時還利用計算機等高科技手段，提高高層住宅的安全性能，加強高層住宅的質(zhì)量，進一步推動高

4、層住宅的建設。 高層住宅在自身的建設與發(fā)展中，逐漸形成了巨形結(jié)構和框架簡體結(jié)構。由于鋼這種建筑材料具有抗震性好、強度高的特性，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、造價低等特點，是高層住宅相對理想的建筑材料，加之設計人員的合理規(guī)劃與利用，還可以有效增強建筑的抗風抗震性能。但鋼筋混凝土也有自身的弱點，自重過大以及構件斷面適度大，因此還需要對此不斷進行改良設計。（2） 高層住宅結(jié)構優(yōu)化設計存在的問題1、 缺乏合理的結(jié)構形式 很多設計人員過于注重構件截面尺寸的優(yōu)化，而忽視了合理的結(jié)構形式。然而合理的結(jié)構形式的優(yōu)化往往卻能比構件截圖

5、的優(yōu)化更能獲取經(jīng)濟利益，因為單純粹的構件截圖優(yōu)化只能優(yōu)化局部的結(jié)構設計，卻無法完整的優(yōu)化整個設計結(jié)構。結(jié)構形式在地震作用下具有重要意義，只有滿足了抗震的需求，構件截圖才能發(fā)揮作用。所以設計人員要綜合考慮問題，不要將眼光局限于某一點，只有考慮全面，才能使建筑的高層住宅符合質(zhì)量標準。2、優(yōu)化目標與工程需要不相符 結(jié)構設計在現(xiàn)實中常常會受到多種不確定因素的影響，導致結(jié)構設計得到結(jié)果差強人意。目前為止，在高層建筑優(yōu)化的分析軟件領域仍是空白，致使設計人員無法得到最優(yōu)化的結(jié)構設計。因此，雖然很多結(jié)構設計的方案與布局都合理，并構件截面也沒有出現(xiàn)錯誤，但在計算分析后仍然存在一些問題。要想改善這種情況，必須設計

6、合理的構圖，采用科學的結(jié)構措施，加強高科技領域的開發(fā)，消除潛在的危害。3、 高層住宅結(jié)構設計優(yōu)化措施（1） 設計結(jié)構方案的要求 高層設計結(jié)構方案的選擇要遵循以下幾個方面：第一，要根據(jù)相關的政策、規(guī)定按要求完成設計方案，使建筑與結(jié)構的關系相協(xié)調(diào)，清晰明確結(jié)構形式，使結(jié)構的受力狀態(tài)達到最佳，增強其承載能力，使其具有良好的剛度與延性；第二，確保結(jié)構的安全性與可靠性。設計人員在設計的過程中，對于每一個構件的使用都要認真考慮，使每個構件之間可以相互協(xié)調(diào)，發(fā)揮其功能，節(jié)省經(jīng)濟成本，確保設計的高質(zhì)量完成；第三，在設計時要減少或者避免外力作用的影響，因為外力作用下會發(fā)生扭轉(zhuǎn)，為減少影響需要增加材料的用量，增加

7、成本，加之設計的復雜，費時費力還不經(jīng)濟；第四，結(jié)構設計者應多與建筑方面的人員交流，因為很多設計人員對于建筑材料的性質(zhì)并不是特別了解，因此在設計過程中應多聽取他們的意見，然后融入自己的設計理念，經(jīng)過反復研究，設計出既安全又實惠的高質(zhì)量設計結(jié)構圖。（2） 設計結(jié)構方案的優(yōu)化1、折減高層住宅結(jié)構的計算值高層住宅在整體框架、頂部的結(jié)構設計過程中，為填空墻體的具體實在，會出現(xiàn)設計時計算出來的剛度比現(xiàn)實中結(jié)構表現(xiàn)出來的剛度小，導致計算的周期與實際的周期相差甚多。當結(jié)構剪力計算值偏小時，會使房屋結(jié)構產(chǎn)生安全隱患，因此，設計人員應對建筑結(jié)構設計的計算值適當進行折減，但不要折減計算值的周期，完善高層住宅結(jié)構設計

8、。2、 加強剪力墻設計 連梁設計是剪力墻設計的關鍵。連梁剛度的增大，會導致其與墻肢的分配內(nèi)力擴大，造成材料的大量增加，形成資源的浪費。因此設計人員在設計時，不要把大剛度的窗下墻作為連梁，而應將連梁設計成截面或者小剛度的弱連梁，然后對抗側(cè)力構件進行合理的布置。抗側(cè)力的剛度是與剪力墻的數(shù)量成正比，與結(jié)構位移成反比，抗側(cè)力剛度的增大會使地震力增大，不利于成本控制，所以設計剪力墻要遵循分散均勻的原則，進行合理規(guī)劃，控制剪力墻的數(shù)量。3、 強化建筑的耐久性 很多設計人員在設計過程中，對建筑結(jié)構使用過程方面欠缺考慮，致使一些房屋結(jié)構在外部環(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

9、設計考慮的主要是成本上的節(jié)約，然而近些年來人們對生活水平質(zhì)量的要求越來越高，設計人員在設計圖紙時，已不能單純的只考慮成本問題，而應將人們的需求考慮進去，抓住設計的關鍵點，全方面考慮問題，提升設計的整體效果。4、 強化抗震性能高層住宅設計的一項重要內(nèi)容就是住宅的抗震能力，所以設計人員在設計高層住宅結(jié)構時，要充分考慮建筑物的抗震能力，依照國家相應的政策法規(guī)嚴格按照要求設計圖紙，根據(jù)建筑的規(guī)模及經(jīng)濟狀況進行全面、綜合的考慮，確保建筑物的整體抗震能力，保障住宅安全。如在抗震機構體系的設計中，第一道防線不要選用鋼筋混凝土的框架結(jié)構，減少主體結(jié)構承受重量，減少對建筑結(jié)構的壓力，進而增強住宅建筑的抗震性能。總結(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)構設計仍然還有很大的優(yōu)化空間，需要設計人員隨著時代發(fā)展的變化，不斷對設計進行改進，充分利用建筑材料的性能，設計出安全性高、抗震性強的高質(zhì)量的結(jié)構設計，滿足人們不斷增長的需求。參考文獻：1鐘玉冰.談高層住宅框支剪力墻結(jié)構設計及優(yōu)化J.城市建設理論研究，2