高层住宅结构设计探讨

高层住宅结构设计探讨

杨光

广西万信工程咨询有限责任公司 广西 南宁 530000

摘要：在现阶段高层住宅建筑工程中，结构设计发挥着重要的作用。科学开展结构设计具有重要的安全意义、经济价值。现阶段，建筑结构设计还有一定的缺陷问题，不加强改正优化，会影响建筑质量，对社会大众的人身安全带来危害。文章首先分析了房屋建筑结构设计的基本含义，其次探讨了建筑结构设计的基本原则，最后就高层住宅结构设计要点进行研究，以供参考。

关键词：高层住宅；结构形式；结构设计；优化设计

引言

近年来，在城市建设中，高层建筑数量与规模不断扩大，尤其是为满足人们居住需求，高层住宅项目越加常见。在高层住宅工程中，剪力墙结构占据主体地位，其整体性能好、承载力高、抗震性能优异，然而其自重大、墙柱用钢量高，对此必须合理落实结构设计工作，保证结构安全适用，合理减少剪力墙数量、材料用量，提高结构设计经济性，本文主要围绕高层住宅结构设计工作展开分析。

1房屋建筑结构设计的基本含义

房屋结构的设计主要是指设计师根据自身的专业知识和已有经验，结合客户对建筑的相关要求进行建筑的结构设计。在建筑结构设计过程中，设计师必须综合考量多方面因素，确保设计方案与整体房屋建筑结构有效结合，促使房屋建筑结构充分展现其实用性和美观性价值。目前，房屋建筑结构设计需要完成以下目标：①结构的承载力必须能抵抗外力，结构的内力、变形控制在合理范围；②必须保证建筑的空间功能和使用功能要求以及建筑造型的美观；③便于施工，经济合理。设计内容从下至上主要包括：基础设计、上部结构设计、细部设计。

2建筑结构设计的基本原则分析

（1）安全性原则。无论哪种行业，安全都是最为重要的因素。建筑结构在没有成型前，都处于不稳定的状态，容易受外力因素的影响而出现变形，且其他因素也不容忽视，如风暴、地震、洪水等不可抗力因素的影响。为此，在建筑结构设计过程中需注重这些因素的考量，将安全性、稳定性当作基本要点，不能抱有一丝侥幸心理，而引发坍塌事故。（2）适用性原则。现如今，建筑作业愈发丰富，但是最为主要的就是满足社会生产与大众生活需求，为此，建筑结构设计也要对建筑的功能性、适用性加以考量，才能提高建筑结构的应用效果，延长建筑的使用寿命。（3）耐久性原则。想要有序完成建筑工程建设任务，往往要投入许多人力、物力与财力，为了提高建筑工程质量，避免反复修正，使国家或个人经济损失惨重。为此，在建筑结构设计过程中，也要全面考量耐用性原则，根据国家所提出的建筑应用年限标准，做到建筑结构的合理设计。（4）经济性原则。高层住宅在建设过程中需要消耗大量的自然资源、人力资源。为顺应可持续发展的需要，结构设计过程中应更加注重经济意识，合理设计，节约能源和资金成本，避免造成不必要的浪费。

3高层住宅结构设计要点

3.1剪力墙布置

高层住宅目前主流采用的是剪力墙结构，其中剪力墙的布置对结构安全性、适用性、耐久性、经济性影响重大。高层住宅工程剪力墙平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大。竖向布置宜自下到上连续布置，避免刚度突变。剪力墙的合理布置在控制工期、造价的同时，也便于整个建筑的装修、使用。例如某工程经由计算分析后，对结构标准层剪力墙进行优化布置，把剪力墙设置在结构周边，并缩短结构中间部分的剪力墙长度。根据计算分析显示，优化后的结构整体刚度适中、分布均匀，层间位移角虽有所增加，但是依旧在规范要求内。高层住宅结构优化设计中，减小刚心与质心间距是减小结构在地震作用下扭转的重要措施，刚心的调整可通过优化剪力墙布置实现。

3.2房屋建筑结构设计模型的优化

建筑模型的优化是房屋建筑结构设计优化的第一步，而在优化过程中，设计人员必须遵循以下原则：首先，合理选择结构设计变量。设计人员必须充分了解房屋建筑的各项参数及系统特性，并对其展开全面透彻的分析，明确设计过程中的各类主客观影响因素。其次，设计人员应确定房屋建筑物结构设计的目标函数。参数的选取是房屋建筑结构优化的重要环节，而成本投入的减少也是进行房屋建筑结构设计优化的一大目标。设计师在进行建筑模型优化时，可寻求相关条件及影响因素，有效控制成本投入。另外，设计师在开展设计工作时，需要综合考量房屋建筑结构的安全性及稳定性因素，为设计方案的有效性和合理性提供充分保障。而在进行约束条件设计时，设计师还应全面分析裂缝宽度、结构强度等约束条件，通过综合对比约束条件和房屋建筑结构的实际情况，进一步规范施工要求，促使房屋建筑结构设计工作发挥最大价值。

3.3全面了解参数的实际意义

在建筑结构设计前，需要设计者进一步了解所应用的不同辅助软件与相应参数内容，且考量不同参数的适用范围。在特殊情况下，相同参数在一种设计结构中相互适用，但是另一种结构就难以适用，利用软件进行计算时，需全面考量这一因素。在软件选取前，设计工作者也要将其应用条件、技术原理深入了解，能够熟练应用不同软件。如若未能全面理解，不能抱有侥幸心理，对于相应问题，采取有效的解决方案。例如，部分对于建筑结构设计没有明确概念的工作者一般会依托于辅助软件，使其设计出现严重偏差。为此，在建筑结构设计工作者需要做到反复核算，以免出现计算偏差。除此之外，在建筑工程建设中，往往要面对许多建筑符号和专业术语。这些符号如若在设计图纸上标注不清，容易会使工作者在视觉方面出现操作或者专业术语混淆，如若参数数据存在错误，就会对建筑结构的设计带来不利影响，产生较大的误差，给建筑质量埋下风险隐患。为此，在建筑结构图纸设计中，需注重每个细节，把重要关注点标注清楚。

3.4需要应用高效配套施工技术

为了使整体装配式建筑的实际施工能够得到综合性的开展，使得预制构件安装的实际质量得以大幅度的提升，除需要在实际工作过程当中，严格地遵守对各类施工作业流程及施工技术之外，需要进一步的对当前创新性且具有高度先进性的配套施工技术进行综合性的应用。举例说明，BIM技术在当前的辅助装配式建筑施工过程当中，属于极为常用的优质技术，并且在实际的设计施工环节能够进行综合性的指导，可以通过BIM技术来对装配式建筑所存在的各类预制构件的安装节点进行有效的优化，以此使得整体装配式建筑技术所存在的应用质量能够得以大幅度的提升。

3.5注重结构的合理设计

在建筑结构设计过程中，不但要对建设过程的技术性加以考量，还要注重经济性。各个环节的建设材料配比要恰到好处，不能出现不必要的浪费。另外，还要注重结构的合理优化。在选址、选型、计算等方面，展开全方位、多角度的细致考量，反复思考，明确可行的计算方法，尽可能凸显建筑结构设计方案的实用性、经济性、可行性特点。尤其针对高层建筑的结构设计，需了解高层建筑与低层建筑的区别本质，不能只考量垂直方向的荷载，还有水平荷载等。以现浇板设计为例，设计人员必须对现浇板的受力情况进行综合分析，并在此基础上进行优化设计。只有这样，才能有效避免后续施工中出现的拐角裂缝的现象。

结语

综上所述，现代城市中高层住宅建筑得到了大规模的推广应用，在提高土地利用率、满足人们居住需求等方案发挥着重要作用。基于高层住宅工程空间使用、承载性能、造价等诸多方面的要求，剪力墙结构成为主要结构形式，在实际结构设计中必须做好相关计算分析，合理调整剪力墙布置，保证结构受力合理、经济性良好，打造优质住宅工程。在今后建筑行业的发展过程中，基于绿色建筑理念的融合与运用可以为节能型建筑城市化发展奠定坚实的基础，从而提高人们的居住质量与居住环境。

参考文献

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