高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及對策

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摘要：隨著城市化進程的加快，高層住宅建筑越來越多，對于高層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計力求規(guī)范合理是很有必要的。現(xiàn)階段我國高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計水平的不斷提高。

關(guān)鍵詞：高層住宅；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題探討

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)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(jié)構(gòu)發(fā)展。在這一開發(fā)建設(shè)過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計是其安全性以及舒適性的前提，也是高層住宅建設(shè)的基礎(chǔ)。可以說，結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接決定了整個建筑的質(zhì)量以及可使用的程度，因此我們要重視高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計中問題的探討解決。

1高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

1.1抗震問題

在進行高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，抗震方面的設(shè)計是最為重要的一個環(huán)節(jié)，同時也是讓設(shè)計人員較為頭疼的一個環(huán)節(jié)，因為其設(shè)計十分復(fù)雜。在進行這一方面的設(shè)計的過程中，不僅僅要對相關(guān)建筑材料、結(jié)構(gòu)進行分析以及選擇，同時，還要對整個建筑群進行考慮。我國是一個地震頻發(fā)的國家，但同時因為我國也是國土遼闊的大國，有的地區(qū)沒有經(jīng)歷過比較明顯的地震災(zāi)害。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，部分設(shè)計人員并不是十分重視抗震設(shè)計這一問題。除此之外，由于我國物力財力方面的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)抗震設(shè)置標準的制定時放寬了尺度。另外，經(jīng)濟利益的驅(qū)使，有相當部分的開發(fā)商為了追求利益最大化，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計造價給出指標限制降低工程成本。上述各種原因?qū)е铝宋覈ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計時結(jié)構(gòu)抗震存在不足，高層住宅是居民密集聚集的建筑，高層住宅結(jié)構(gòu)抗震問題導(dǎo)致廣大居民的生命安全存在隱患。

1.2樓層平面布置問題

在進行高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置時往往會感到十分的頭痛。建筑方案設(shè)計時，為了最大化地追求建筑使用舒適功能要求，住宅房間布置時按照各自的使用功能劃分，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的墻體、柱子不能對齊布置，最終導(dǎo)致平面梁布置時不能形成連續(xù)貫通的框架。從結(jié)構(gòu)傳力的角度分析，平面布置沒有形成一個統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)體系[1]。我們都知道，雖然說理論計算或計算機程序在數(shù)學或是力學上都是可以給出結(jié)果，但是這種結(jié)果與理論假定及實際是存在較大出入的。我們知道結(jié)構(gòu)設(shè)計理論計算分析十分重要，但是結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計及結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計同樣重要，結(jié)構(gòu)概念及構(gòu)造設(shè)計是實現(xiàn)理論設(shè)計的重要補充。由此我們就可以看出，在進行高層住宅設(shè)計的過程中，設(shè)計人員要重視結(jié)構(gòu)概念的理解，不能單獨追求建筑使用功能的舒適而忽略結(jié)構(gòu)的安全問題。

1.3剪力墻問題

剪力墻在高層建筑物的結(jié)構(gòu)中具有十分關(guān)鍵的作用，通過這一構(gòu)件結(jié)構(gòu)能夠較為有效的抗側(cè)力。在高層住宅中我們會遇到很多樓梯間周圍布置剪力墻的方案，因為樓梯間一側(cè)墻體沒有樓板連接，使得該剪力墻分擔整體結(jié)構(gòu)水平力能力大大降低[2]。然而，大多住宅中各種設(shè)備管井尤其是通風井排放在該剪力墻的另一側(cè)，導(dǎo)致墻體兩側(cè)相連的有效樓板十分有限。這與我們布置剪力墻作為結(jié)構(gòu)主要承擔側(cè)向力構(gòu)件的初衷相反，致使整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力能力大大降低。此外，建筑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筑速度，這在一定程度上影響到其施工質(zhì)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，由于這兩者的比例產(chǎn)生了一定的變化，會在一定程度上增加了結(jié)構(gòu)的收縮量。加上由于混凝土強度的提高，使彈性模量增加將引起更大的約束拉應(yīng)力產(chǎn)生，使得混凝土用量大的剪力墻產(chǎn)生裂縫的因素在增大。

2高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的相關(guān)對策

2.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的過程中，對于建筑物的高寬比進行嚴格的把握，要根據(jù)相關(guān)規(guī)范標準進行設(shè)計，采取多種計算程序比較復(fù)核。對設(shè)計人員進行抗震設(shè)計思想宣傳，加強結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計重要性的認識，應(yīng)以人民的生命財產(chǎn)安全為出發(fā)點。根據(jù)我國現(xiàn)行經(jīng)濟發(fā)展水平與時俱進地修訂改進抗震相關(guān)標準，提高設(shè)計安全儲備。對于住宅等一旦發(fā)生地震極有可能造成重大傷亡的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，加快學習采用建筑隔震等新技術(shù)措施，增加抗震安全儲備。

2.2平面布置時合理地考慮結(jié)構(gòu)概念

在進行建筑平面方案設(shè)計的過程中，為使理論與實際最大限度的相接近，建筑方案的確定應(yīng)適當?shù)乜紤]結(jié)構(gòu)方案的可行性及優(yōu)劣性。建筑設(shè)計師應(yīng)充分地將結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震概念及結(jié)構(gòu)受力概念融入到建筑方案中，充分考慮對結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)劣影響，對于涉及生命安全的重要建筑結(jié)構(gòu)，必要時應(yīng)以結(jié)構(gòu)安全為前提[3]。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員也應(yīng)對建筑方案的確定提出合理的優(yōu)化建議，對于確實影響結(jié)構(gòu)安全的建筑設(shè)計方案應(yīng)本著安全第一的原則提出修改。

2.3剪力墻的設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時與建筑及設(shè)備專業(yè)做好溝通，最大限度減少其布置方案對剪力墻的不利影響。應(yīng)以理論與實際最大限度接近為原則，設(shè)計人員要靈活地嘗試剪力墻布置方式，不要被一貫的布置思想束縛，進而保障結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)力剛度的要求。加強結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，適當加強與墻體相連樓板的厚度及配筋率。條件允許時可以將剪力墻設(shè)置成L型或是T型，通過這樣的方法，才能夠發(fā)揮這一面墻的作用。對于工期緊、混凝土強度設(shè)計值較高或處于溫差變化較大位置的剪力墻，應(yīng)適當增加墻體配筋率，降低裂縫的產(chǎn)生。

3總結(jié)

綜上所述，高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要設(shè)計人員注意的問題有很多，例如：抗震問題、平面布置問題、剪力墻問題等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以安全為基本前提，在理論分析合理計算的基礎(chǔ)上，重視結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施。設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)其實際情況進行對策的提出，從而不斷提高其設(shè)計質(zhì)量。

作者:趙國 崔濤 單位:大連市建筑設(shè)計研究院有限公司 大連天鴻建筑設(shè)計有限公司

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(jié)構(gòu)設(shè)計的幾點做法[J].建筑結(jié)構(gòu),2009,v.39S1（12）:267-270.

[2]田建平.抗震區(qū)高層住宅適用結(jié)構(gòu)體系與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計注意的問題[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2005,7（11）:134-136.

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