论高层住宅的结构优化设计

论高层住宅的结构优化设计

发表时间：2017-03-28T14:38:39.323Z 来源：《基层建设》2016年36期作者：丁剡铭毛裕斌

[导读] 本文主要介绍了高层住宅的结构设计原则和高层住宅结构设计优化中存在的主要问题和高层住宅结构优化设计问题的有效对策,促进我国建筑行业的稳定发展。

新昌县规划建筑设计院有限公司

摘要:随着我国经济的发展，城市建设的步伐不断加快。高层住宅作为一个土地价格高的产品,经过多年的发展仍有很大的市场空间。本文主要介绍了高层住宅的结构设计原则和高层住宅结构设计优化中存在的主要问题和高层住宅结构优化设计问题的有效对策,促进我国建筑行业的稳定发展。

关键词:高层住宅；结构；优化设计；原则；问题和对策

前言:

在高层建设中，结构设计是其中重要的构成部分之一。针对结构设计的现状,分析其存在的问题,并提出了优化的结构设计和优化的结构抗震措施,并进行了深入的讨论,从而加强抗震结构,改善人们的居住环境,缓解城市发展的压力，以及确保了高层住宅的安全与稳定使用。

1、高层住宅建筑结构设计的原则

1.1选择合理的基础设计

在选择地基的设计,需要依法进行高层建筑的地质条件。高层建筑的上部结构类型和载荷分布,以及工作环境综合分析和综合考虑相邻建筑物的影响,在综合分析的基础上,考虑选择科学合理的解决方案的基础。基于解决方案的选择需要注意的是,需要做基础的潜力得到最大的发挥,如果必要时对基础变形进行测试。

1.2选择合理的结构方案

合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求，并尽量经济合理，以最少的花费获得最佳的结构设计。受力明确、传力简单是结构体系的基本要求，在相同的结构单元中，应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案时，需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等，在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择，以确定最佳的结构方案。

1.3选择合理的计算图表

在计算简图的基础上，对高层建筑结构设计进行计算，如果计算简图的选择不合理，会造成结构不合理，容易出现由于结构不合理而发生安全事故。所以，要保证建筑结构设计的安全，必须选择合理的计算简图。此外，为了保证计算简图的安全，在实践中我们需要采取相应的构造方法。在实际的结构设计中，其结构节点不仅仅局限于刚结点或者铰接点，尽量减小误差，将计算简图尽量控制在规范的规定之内。

2高层住宅设计中存在的问题

2.1抗震结构设计不合理

在我国建筑结构的设计中，结构设计也是最为薄弱的环节之一，所以抗震结构是高层住宅建筑的设计中最为重要环节,高层住宅建筑结构的抗震结构设计更为复杂,它需要综合考虑建筑结构、建筑材料选择、墙上轴承和结构抗震规范设计要求,等等,对于地震发生的时候，可能影响建筑的综合分析,全面考虑结构的地震作用,可以有效地避免对建筑物地震时的破坏。但是,因为我们的国家不是地震多发的国家,设计人员抗震结构设计也不认真,所以我可以胜任高层住宅建筑抗震结构设计的工作人员非常有限。通常,在高层住宅建筑抗震结构设计过程中设计是简单的计算和分析,建立地震数据获取后的结果模糊开始抗震结构设计,在高层建筑抗震结构设计缺乏有效性和灵活性,并不能保证建筑抗震设计规范和建筑结构的抗震设计标准要求,便形成事故隐患。

2.2抗风结构设计不合理

相比于低层建筑结构设计,抗风结构设计是高层建筑结构设计中比较重要的一个设计环节，应该对其引起足够重视。高层建筑抗风结构设计主要表现在两个方面：一方面是通过抗风结构设计对建筑物的墙体、装饰物以及玻璃等形成有效保护，避免因受风力影响过大对其造成破坏；另一方面是通过抗风结构设计减轻高层建筑的晃动，保证建筑结构的稳定性。但是，在当前高层建筑抗风结构设计中，设计师多重视对外在的墙体、装饰物和玻璃的保护，却没有重视对建筑主体结构的保护。如果当建筑物所承受的风力荷载超过承受要求之后，虽然表面上没有表现出明显的变化特征，但在建筑物的主体结构上却受到了一定的破坏，存在极大的安全威胁。

2.3消防设计不合理

当前，我国建筑结构逐渐向着层数高、分布密集的趋势发展，这就对建筑结构设计中的消防结构设计提出了更高的要求。现代高层建筑结构比较复杂，功能性要求也比较强，所以在建筑过程中需要使用大量的建筑材料，而在这些建筑材料中，有很多是属于可燃性建筑材料，再加上高层建筑通风性极好，空气流动活跃，一旦发生火灾，火势蔓延的速度势必极为迅速，很难得到有效控制。因此，在建筑结构设计中，加强消防结构设计具有极为重要的意义。但是，在当前高层建筑结构设计中，设计人员并没有高度重视起对消防结构的设计，消防系统和疏散通道设计不合理、建筑防排烟系统工作效率低下、没有对可替换的可燃性建筑材料进行替换等问题层出不穷，给建筑带来了极大的安全隐患。

33解决高层建筑结构设计问题的有效对策

3.1优化抗震结构设计

在对建筑抗震结构进行设计的过程中，应该经由专业的抗震结构设计人员针对建筑物的建筑特点以及地方的地震发生情况，在满足建筑物抗震结构设计规范的基础上对建筑物的抗震结构进行严格设计。通过对抗震数据的精确计算和分析，从建筑物的地基结构设计、建筑物主体结构设计以及承重墙、主梁等抗震构件结构设计的方面综合考虑，全面加强建筑物的抗震能力。例如：在对剪力墙的抗震结构进行设计中，应该充分考虑剪力墙的抗震要求，设置单独的承重墙和承重柱；在对建筑整体抗震结构进行设计时，应该按照规范要求从最底层开始进行计算，而不应该将地下室以及地下车库排除在外。

3.2优化抗风结构设计

在优化抗风结构设计的过程中，首先要考虑的是水平作用力对建筑物的影响，尤其是在受到风力作用干扰时，一定要保证建筑物所承受的风力荷载在建筑物的极限承受能力之内；其次，要对建筑物主体结构进行坚固处理。加固方法主要有两种：一种是采用高级砂石和先

进的施工技术手段对地基进行加固处理，另一种是采用高性能的混凝土进行建筑的主体施工，增加建筑物主体结构的承重能力；最后，增加高层建筑结构设计中耗能结构的设计，例如对楼板等一些非承重构件的构建进行耗能设计，减少风能对建筑物的影响，达到优化抗风结构设计的目的。

3.3优化消防结构设计

想要实现消防结构的优化，就要从三方面对消防结构进行改进：（1）在选择建筑材料时，尽可能选择耐火性比较高的材料，这样即使发生火灾，也可以对火势的蔓延进行有效控制；（2）要对建筑的防火带进行合理设置，根据建筑物的建筑特点和消防特点，在合适的距离内设置防火带，一旦发生火灾，通过防火带可以及时控制火势蔓延，降低损失；（3）优化智能灭火、防排烟系统、报警系统以及疏散通道等，当发生火灾时，消防系统能够及时发出警报，并且及时开启水雾灭火、干冰灭火或者是隔离灭火等智能灭火系统，第一时间控制火势。同时，防排烟系统要能够高效工作，快速排烟，避免烟气扩散和积累对人们造成伤害。另外，火灾发生时，疏散通道的指示灯应该自动亮起，广播系统也应该提示疏散方向，配合指挥人员及时做好疏散工作。 4结束语：

高层住宅结构设计是一项综合性工作,涵盖了各种各样的技术，对高层住宅起到了一个重要的作用和意义。随着建筑行业的不断发展和进步,高层住宅建筑越来越多,结构设计的要求也越来越高。因此，要不断的优化高层住宅结构设计中抗震结构的优化设计、抗风结构的优化设计、消防结构的优化设计,从而确保建筑结构设计工作运行平稳,促我国建筑行业快速稳定的发展。

参考文献

[1]申又喜.主要讨论了高层建筑结构设计的关键[J].《房地产论坛报》,2015,(26)

[2]何俊旭.高层建筑结构设计和选择结构[J].价值工程,2010,29(6)