高層住宅結構設計問題及對策

時間:2022-06-23 08:58:43

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高層住宅結構設計問題及對策

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構設計力求規范合理是很有必要的?,F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。

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??梢哉f,結構設計的好壞直接決定了整個建筑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,因為其設計十分復雜。在進行這一方面的設計的過程中,不僅僅要對相關建筑材料、結構進行分析以及選擇,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,部分設計人員并不是十分重視抗震設計這一問題。除此之外,由于我國物力財力方面的影響,導致結構設計相關抗震設置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,對建筑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筑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筑,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樓層平面布置問題

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布置時往往會感到十分的頭痛。建筑方案設計時,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,從而導致結構抗側力構件的墻體、柱子不能對齊布置,最終導致平面梁布置時不能形成連續貫通的框架。從結構傳力的角度分析,平面布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序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,不能單獨追求建筑使用功能的舒適而忽略結構的安全問題。

1.3剪力墻問題

剪力墻在高層建筑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布置剪力墻的方案,因為樓梯間一側墻體沒有樓板連接,使得該剪力墻分擔整體結構水平力能力大大降低[2]。然而,大多住宅中各種設備管井尤其是通風井排放在該剪力墻的另一側,導致墻體兩側相連的有效樓板十分有限。這與我們布置剪力墻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力產生,使得混凝土用量大的剪力墻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,對于建筑物的高寬比進行嚴格的把握,要根據相關規范標準進行設計,采取多種計算程序比較復核。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。對于住宅等一旦發生地震極有可能造成重大傷亡的建筑結構設計,加快學習采用建筑隔震等新技術措施,增加抗震安全儲備。

2.2平面布置時合理地考慮結構概念

在進行建筑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,建筑方案的確定應適當地考慮結構方案的可行性及優劣性。建筑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筑方案中,充分考慮對結構抗震的優劣影響,對于涉及生命安全的重要建筑結構,必要時應以結構安全為前提[3]。結構設計人員也應對建筑方案的確定提出合理的優化建議,對于確實影響結構安全的建筑設計方案應本著安全第一的原則提出修改。

2.3剪力墻的設計

建筑結構設計時與建筑及設備專業做好溝通,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墻布置方式,不要被一貫的布置思想束縛,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置成L型或是T型,通過這樣的方法,才能夠發揮這一面墻的作用。對于工期緊、混凝土強度設計值較高或處于溫差變化較大位置的剪力墻,應適當增加墻體配筋率,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、平面布置問題、剪力墻問題等。建筑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。

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

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構設計的幾點做法[J].建筑結構,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墻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.