1鋼結構住宅結構設計的現狀

1.1鋼結構住宅的定義

鋼結構建筑體系的主體結構體現在一般分為鋼框架結構體系、鋼框架核心筒結構體系、鋼框架-支撐結構體系、鋼框架-剪力墻結構體系、交錯桁架結構體系和輕鋼結構住宅體系。

1.2鋼結構住宅的主要特點

一般情況下，在梁高相同的條件下，鋼結構的開間要比混凝土結構的開間大50%左右，所以鋼結構體系的建筑布置可以更加靈活，為住宅空間的搭配提供了很大的自由度。這種大自由度與高建材強度的結合基本就是鋼結構住宅的最大優勢。通過該比較可以看出，雖然鋼結構在具體應用中造價成本較高，但是造價比和建筑重量等因素都遠遠超出單純的混凝土結構。在經過詳細的論證之后，鋼結構的應用被通過，以下是該小區的鋼結構住宅的最終設計方案。

1.3鋼結構住宅在河北省具體可行性

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。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。

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。

隨著社會經濟的發展，我們的生活水平也在不斷的提高，在生活狀況持續改進的狀態下，人們對住宅結構的要求也越來越高了，為了能夠滿足人們對于住宅建筑需求的變化，我們需要在住宅建筑結構設計中應用優化技術，以賦予住宅建筑更加豐富多樣化的功能。但進一步分析優化技術在住宅建筑結構設計中的運用現狀，可以發現優化技術的運用受到設計方式、技術發展水平等多因素的影響。設計員在運用優化技術時存在很多困難，這就會影響住宅建筑結構整體的設計效果和質量。因此我們要重視住宅建筑結構設計問題，為加強住宅建筑整體質量打下堅實的基礎和保障。

1住宅建筑結構設計中優化技術的意義

關于結構設計優化技術的運用，是希望能夠最大程度的將建材的利用率和效能發揮，達成住宅內部的各個空間的整體協調，同時要符合我國安全質量相關的規定。因此，優化技術的運用對住宅的整體設計安全性和舒適度都起著至關重要的作用[1]。除此之外，住宅結構設計優化技術的運用還能幫助住宅的最初設計構思及設想。住宅結構設計中優化技術的應用主要表現在兩個方面，即住宅工程結構設計和住宅各組成的設計優化。其中住宅各個組成的優化包括多個方面，住宅護圍結構的優化設計、基礎結構相關的優化設計、細節結構優化設計，對于設計優化方面包括更加細致的設計，包括布置、造價、受力、選型方面的設計優化。設計者要充分考慮造價等因素完成結構設計優化，但首先要考慮的是要滿足住宅建造的相關規定。

2住宅建筑結構設計中優化技術的經濟性分析

2.1結構設計與用地的關系。在當今社會中，住宅建造的總面積，是由隔層面積之和累計得出，而住宅的建造形式主要是高層和超高層。因此可以看出，住宅的建造層數對應了相應的總的建筑面積，層數越高住宅建筑總面積就會越多[2]。同時，建筑層數的增加，會帶來住宅高度的不斷增加，同時住宅和住宅之間的距離也不斷增加。因此，住宅的單位建筑面積占用的土地面積會越來越小。基于此，在建造住宅的時候，占地的面積和住宅的高度并不是按照固定的比例變動的。在進行住宅建筑結構設計時，要充分考慮到結構設計與用地之間的經濟性。2.2高層住宅結構設計的經濟性。高層住宅的層數會直接和成本造價產生聯動關系，也就是說，住宅層數的增加，會帶來建筑中的墻體柱體面積的不斷增加。因而，建筑整體自重和承載能力，包括不同類型管線的長度也會隨之增加。因此設計合適的住宅樓層數十分重要，因為這樣不僅可以節約建筑材料，而且有利于提升抗震性能。同時，合適的住宅建筑物的高度，能節約建筑用地，縮短相鄰建筑物間的距離。2.3結構設計在造價方面的經濟性。同時需要注意的是，在住宅結構設計的時候，結構設計方法的不同和使用建筑材料的不同，都會使工程的造價發生變化。住宅建筑結構的設計中，設計員會將住宅建筑的質量作為重中之后，并保證質量的基礎上，通過其他因素進一步降低住宅的總體工程造價[3]。因此在進行結構設計時，必須多方面考慮，如住宅高度和層數、類型、結構形式等經濟性方面的考慮。據相關數據顯示，制定合理科學的設計方案，能讓整個工程的造價至少下降10%，甚至可高達到20%。根據我國項目資料所示，對住宅結構優化后，住宅的總體施工成本會明顯低于原方案的成本，同時保證了建筑工程的整體性能。這都是得益于，住宅設計的基本要素柱、梁、樓板等部分成本造價的差異所致。基于此，在實際工程施工過程中，應根據實際情況針對性的選擇最優的方案，達成造價的最經濟性的選擇。

3優化技術在住宅建筑結構設計中的運用分析

1項目概況

1.1本項目的基本情況

本工程位于湛江市開發區的某小區。總用地面積17062.13m2，總建筑面積82351.57m2（其中地下建筑面積為12829.25m2，地上建筑面積為69522.32m2）。另外本工程設計使用年限為50年，結構安全等級為二級，抗震設防類別為丙類。

1.2場地自然條件

（1）風荷載：基本風壓按50年重現期取0.8kN/m2，地面粗糙度B類。（2）本工程設計地震分組為第一組，抗震設防烈度為Ⅶ度，設計基本地震加速度值0.1g，地類別為Ⅲ類，屬于中軟場地土。

2結構設計

1結構設計要點

1．1剪力墻結構設計

1．1．1剪力墻布置剪力墻結構是高層建筑中常用的結構形式之一，剪力墻在其自身平面內的剛度都很大，在水平荷載作用下側移較小，結構抗震及抗風性能都較強，承載力要求也較容易滿足。剪力墻按所開洞口的大小，可分為整體墻、小開口墻、聯肢墻、壁式框架等幾種形式：按墻肢總高度與厚度之比的大小可將單片剪力墻分為高墻(H／bw>2)、中高墻(1≤H／bw≤2)和矮墻(H／bw<1)等三種；剪力墻按高厚比可分為一般剪力墻和短肢剪力墻，一般剪力墻指墻肢截面高度與厚度之比大于8的剪力墻；短肢剪力墻指截面厚度不圖1高層住宅小區效果圖大于300mm、各肢截面高度與厚度之比為48的剪力墻；墻肢截面高度與厚度之比小于4時，應按柱設計。

1．1．2剪力墻計算剪力墻應進行平面內的斜截面受剪、偏心受壓或偏心受拉、平面外軸心受壓承載力計算。在集中荷載作用下，墻內無暗柱時還應進行局部受壓承載力計算。規范明確規定，抗震設計的雙肢剪力墻中，墻肢不宜出現小偏心受拉；當任一墻肢大偏心受拉時，另一墻肢的彎矩設計值及剪力設計值應乘以增大系數1．25。這主要是因為如果雙肢剪力墻中一個墻肢出現小偏心受拉，該墻肢可能會出現水平通縫而失去抗剪能力，由荷載產生的剪力將全部轉移到另一個墻肢而導致其抗剪承載力不足。當墻肢出現大偏心受拉時，墻肢易出現裂縫，使其剛度降低，剪力將在墻肢中重分配，此時可將另一墻肢按彈性計算的剪力設計值增大(乘以1．25系數)，以提高其抗剪承載力。剪力墻結構計算軟件很多，可采用三維桿一系薄壁柱空間分析方法或空間桿一墻組元分方法，其中空間桿墻組元分析方法計算模型更符合實際情況，但對墻肢較長的短肢剪力墻，應采用空間桿一墻組元程序進行校核。在軟件輸入過程中，剪力墻輸入主要有兩種方式，一是按墻肢輸入，墻肢之間設鋼筋混凝土梁；另一種是直接輸入整片墻，然后在墻體開洞。同～結構按兩種方式輸入，計算結果有一定的差別，這主要與軟件的計算簡化模型有關。

1．1．3剪力墻連梁設計在剪力墻結構中，梁主要有框架梁(跨高比大于5)和連梁(跨高比小于

5)兩種，框架梁應按框架結構的框架梁設計，對于連梁，豎向荷載下的彎矩所占比例較小，水平荷載作用下產生的反彎使它對剪切變形十分敏感，容易出現剪切裂縫。對連梁超筋有兩種處理方式，～種是將連梁剛度折減或將連梁彎矩及剪力進行塑性調幅，以降低其剪力設計值。當部分連梁降低彎矩設計值后，其余部位連梁和墻肢的彎矩設計值應相應提高；另一種是減小梁截面，這種方式往往受實際情況限制。剪力墻結構中的連梁是一個耗能構件，而在短肢剪力墻結構中，墻肢剛度相對減小，連接各墻肢間的梁已類似普通框架梁，而不同于一般剪力墻間的連梁，不宜在計算的總體信息中將連梁的剛度大幅下調，使其設計內力降低，而應按普通框架梁要求，控制混凝土壓區高度，其梁端負彎矩鋼筋可由塑性調幅70％~80％來解決，按強剪弱彎，強柱弱梁的延性要求進行計算。這一點應引起設計者注意。

摘要：高層住宅設計中廣泛采用剪力墻結構，本文給出了剪力墻結構的布置原則及設計時的注意事項；匯總了剪力墻結構計算的各個設計指標以及對應的調整方法。

關鍵詞：高層住宅；剪力墻結構；設計指標；調整

隨著社會進步，科技發展，人們對住宅的功能要求越來越豐富，建筑設計越來越符合功能和審美的要求；為實現建筑的要求，結構選型主要與其使用功能直接相關，同時擬建場地的地理位置，抗震烈度也是影響結構選型的重要因素。為提高土地利用率，建設單位提倡建設高層住宅，以滿足市場的需求及企業自身經濟效益的要求；目前高層住宅成為人們的主要居住形式，高層住宅主要的結構形式多為剪力墻結構。

1剪力墻結構的特點

剪力墻結構是由豎向剪力墻和水平樓面梁板組成的結構。剪力墻既作為承受水平和豎向作用的構件，又有分隔房間的作用。其布置原則除了應滿足建筑使用要求，對結構受力是否合理至關重要，剪力墻布置是否合理進一步決定了該建筑的建設費用，所以更多的建設單位在前期建筑方案及與相應的結構選型上盡量優化，而達到節省造價的目的。

2建模時的注意事項

第一篇:建筑結構設計安全性提升

［摘要］在建筑設計過程中關注建筑的安全性，是每一位建筑設計者的基本職責。了解影響建筑安全性的設計元素，從這幾點元素入手，尋找提高建筑安全性的方法，才能為建筑結構設計提供可行性較高的建議。在建筑行業快速發展的今天，建筑結構設計工作越來越多，責任也越來越重大。提高建筑安全性，對于建筑企業經濟效益的提高以及建筑行業的長遠發展，都有著極為重要的意義。

［關鍵詞］建筑；結構；安全；影響；要素；方法

建筑物的安全性，關系著建筑設計者的名譽，也關注著建設施工單位與負責企業的社會信譽。提高建筑的安全性，就要做好建筑結構設計工作。從當前的建筑結構設計成果來看，其結構安全性已經有了明顯提高。積極利用先進的技術手段，優化建筑設計流程。在最大限度上提高建筑的安全性，才能滿足社會對于建筑行業的要求。尋找提高建筑安全性的結構設計方法，并嚴格落實，是建筑行業健康發展的必要選擇。

1建筑結構設計中建筑安全性影響要素

1.1建筑結構設計不合理。在建筑項目越來越多的今天，很多建筑設計單位以及建筑設計師會有定勢思維。他們在設計一個建筑結構時，往往會從傳統模式出發，不注重創新，不關注施工方法與技巧的改變，總是選擇傳統的方式完成建筑結構設計工作。不合理的設計，為建筑未來的使用埋下了很多安全隱患。當安全隱患積累得越來越多，就可能導致建筑質量問題以及嚴重的安全事故。部分建筑結構的設計工作人員存在僥幸心理，建筑安全意識較弱。只關注建筑物表面，而不重視內在安全。設計師看重建筑外觀，是為了以最直接的方式展示出建筑之美以及自己的心意。不重視建筑質量，往往會給建筑施工以及建筑使用帶去很多不良影響。甚至少部分建筑設計師為了個人利益，不按照本心實施設計，使得建筑結構本身沒有達到建筑安全要求。1.2建筑結構抗震性不足。建筑結構的抗震能力不達標，是十分嚴重的安全問題。在社會競爭越來越大的今天，很多建筑企業為了節約建筑成本，便會在施工設計過程中有意減少鋼材以及混凝土的使用量。雖然減少了投資成本，但增大了投資風險，使得企業在獲得高利潤的同時，面臨著喪失社會信譽的風險。建筑結構的主體功能因抗震能力不足而減弱，一旦出現一定規模的震動，建筑會因為其結構不穩定發生崩塌事故。還有企業沒有全面理解建筑抗震要求，在建筑設計環節，只針對地震衡量建筑的抗震能力，而忽視了其他方面的抗震考慮。1.3建筑設計中材料控制不嚴。在建筑行業的經濟地位不斷提高的過程中，建筑行業的發展影響著一個城市的發展。豆腐渣工程的出現，使得建筑本身的質量問題得到了更多關注。建筑材料是影響建筑質量的主要因素。建筑項目的成本高，投入高，很多企業為了節省成本，而忽視了對建筑材料的把控，或者有意使用低質量的材料。在建筑設計階段，明確施工材料的標準，并在施工過程中把好施工材料的質量關，才能提高建筑結構的安全性。

［摘要］本文通過對建筑結構設計優化的意義和相關問題分析，對建筑結構設計進行探討研究，為類似的項目和建筑設計優化提供借鑒。

［關鍵詞］建筑結構；結構設計；優化方法

進入21世紀，我國經濟進入快速發展時期，城市化建設和日益增長的人民物質文化生活需要，以及大量資本的流入，使城市建筑得到了大力的發展；幾代建筑者的辛勤工作和付出，不斷總結經驗，逐步形成了具有行業規范的設計體系。經濟合理、安全實用是建筑設計的基本原則，也是建造者和使用者達成合作的基礎，這一原則在行業中有著舉足輕重的作用。這就要求建造者必須非常了解和精通建筑結構設計，有扎實的專業知識和豐富的工作經驗，對于建筑結構有很好的把控能力，對相關的經濟數據和專業數據十分精通。

1建筑結構設計優化的兩個重要意義

1.1建筑結構設計優化可以降低投資成本，節約資金。同樣建設的建筑標準，一樣的占地面積，如果建筑的樓層越高，可用面積增加越多，單位面積的建設成本就會降低，節約用地的同時還可以降低成本。例如居民住宅樓的建設，同樣的占地面積，建設多層的住宅和建設高層的住宅相比，高層的住宅面積遠遠超過多層，同樣的土地投資成本，高層的單位面積會大大降低，節約成本；而且，高層的建設為建筑提高了更多可用的空間，從采光、視野、通風、環境等多個角度提高可用空間，減少了因多層建設采光不好等多方面的考慮因素帶來的成本投入。最后，也是最為關鍵的部分。建筑結構成本、土石方，地基處理成本和設施安裝，裝飾施工等構成了整個建筑成本，其中費用占比在50%以上的是建筑結構成本，所以建筑結構設計優化對整個建筑的成本控制起重要作用，優化設計結構是降低成本的有效措施。1.2進行結構設計優化提高建筑結構經濟。性同樣的占地面積，建筑的樓層越高，需要的建筑材料越多，隨著樓層的增加，墻體的重量和建筑主體的重量會不斷增加，地基和墻面的承載力增加，并且所需要的水電的管道和勞動力都會相應增加；相反，樓層低，建筑材料減少，建筑高度降低，防御自然災害的能力增強，會降低建設成本。眾所周知，當柱體接近于圓形時，周長會相應減少，且承重能力增強，所以當建筑面積相同，建筑平面形狀會影響建筑的成本，只有當建筑平面形狀接近于圓時，才能最大限度的達到經濟，實用、安全的建筑標準。

2建筑結構存在的問題探討

工業建筑鋼結構的穩定問題在設計中，設計人員應該注重結構構件的穩定性能，以免在設計過程中發生不必要的失穩損失；其次，隨著新型結構的出現，設計人員對其性能認識的不足，從而導致構件的失穩，就這個問題闡述了新型結構現存的問題，并且針對問題論述了產生的原因。

1建筑鋼結構的穩定性設計

鋼結構的穩定性設計、在各種類型的鋼結構中，由于結構失穩造成的傷亡事故時有發生、為了更好地保證鋼結構穩定設計中構件不失穩定，保證工程質量及使用安全，有必要對鋼結構的穩定性設計進行詳細探討。

1.1鋼結構穩定性的概念。鋼結構強度小或失穩都會造成結構破壞，但是強度與穩定的概念并不相同、鋼結構的強度是一個應力問題，指結構或者單個構件在穩定平衡狀態下由荷載引起的最大應力(或內力)是否超過建筑材料的極限強度、鋼材以其屈服點作為極限強度、而穩定是一個變形問題，構件所受外部荷載與結構內部抵抗力間是不穩定的，關鍵是找出這一不穩定的平衡狀態，避免變形急劇增長而發生失穩破壞。

1.2鋼結構穩定性設計要點。在符合鋼結構設計的一般原則前提下，要保證鋼結構的穩定性還需滿足以下條件：

1.2.1鋼結構布置必須從體系和各組成部分的穩定性要求整體考慮，目前鋼結構大多是按照平面體系進行設計，如桁架和框架、保證平面結構不出現平面外失穩，要求平面結構構件的平面穩定計算需與結構布置相一致，如增加必要的支撐構件等。

摘要：隨著現代經濟的發展，當前住宅建筑類型朝著高層建筑趨勢發展。而面對高層住宅建筑而言，地震災害的預防是影響住宅小區質量安全的重要因素。當前在做好住宅建筑抗震意識宣傳教育的同時，更要求能夠從住宅建筑的建筑結構施工技術管控入手，通過混凝土框架結構施工質量的優化控制，達到抗震規范標準。基于此，本文正是以混凝土框架結構住宅建筑為對象，展開該建筑結構中所采用的抗震施工設計以及施工技術手段。旨在構架符合施工建筑標準的建筑結構，保障社會經濟效益以及人民的生命財產安全。

關鍵詞：住宅建筑；混凝土框架結構；施工技術

地震是我國地質自然災害類型之一，它對社會經濟發展，人民的生命財產安全帶來巨大的威脅。隨著城市化進程的進一步發展，人口朝著城市聚集，城市住宅建筑為滿足社會生產生活需求，朝著高層化、密集化發展，在此趨勢下，若是發生地震所帶來的社會影響較為呈現指數型擴大。因此如何做好城市住宅建筑的抗震管理成為社會普遍關注的重點。基于建筑施工技術的創新發展，越來越多新的施工材料、施工理念等進入到城市住宅建筑施工中，實現對建筑工程的質量安全的監督管理。

1混凝土框架結構住宅建筑的抗震性能分析

混凝土框架結構具有承載力強、施工技術靈活的、施工成本低等優勢，因此成為當前住宅建筑常用的主結構類型。但是在住宅建筑質量安全規范中，混凝土框架結構在施工設計原理上存在原則性問題，直接導致的整個建筑的穩定性容易受到外界影響。特別是在地震多發地帶，混凝土框架結構的住宅建筑其必須能夠在設計時格外重視抗震性能的設計。在混凝土框架結構住宅建筑中，影響其抗震性能的因素如下所示，要求建筑施工單位和設計單位能夠對癥下藥，做好混凝土框架結構施工技術的優化控制，從而發揮其抗震性能。（1）位移結構抗震方式。在住宅建筑中，地震發生的時候，先進行上下搖晃再實現左右搖晃，而橫波對住宅建筑的穩定性影響巨大。當前可以通過位移動結構的設計，從而減少地震橫波發生時，對于混凝土框架結構住宅建筑的總體結構的破壞。如，可以通過混凝土框架結構抗震性的仿真實驗，通過定量實驗的方式，確保混凝土框架住宅建筑能夠抵抗一定級別的地震作用力。例如，通過對混凝土框架結構的構件的應力的參數設計中，使其在應對地震作用下，建筑結構下層的位移限值處于抗震最大級別的變形標準之內。簡單來說，就是確保混凝土框架住宅建筑具有一定的變形值，受到地震影響之后，這一變形值并不會影響住宅建筑的整體穩定性。（2）建筑材料的抗震性能。建筑材料的質量、各種參數規格也具有抗震性能。因此在混凝土框架結構的施工技術要點中，必須能夠實現對各種施工材料的質量以及材料參數的抗震性分析，從而滿足住宅建筑對于延性結構的構件材料需求標準。（3）抗震防線的抗震性能。住宅建筑結構抗震性能中，抗震防線建筑結構的重要設計參數。通過抗震防線性能的提升，能夠達到既定的抗震效果。對此在混凝土框架結構住宅建筑中，剪力墻能夠承擔抗震防線的作用。如下圖1所示，框架-剪力結構具有更高的抗震級別。因此可以通過設計盡可能多的剪力墻結構。

2混凝土框架結構住宅建筑抗震性不高的主要原因