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摘要：随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平的提高，对于高层住宅建筑的设计水平的要求也越来越高，为了进一步使高层住宅建筑自身的优势能够在最大的程度上得以发挥体，充分展现高层住宅建筑独特的魅力，本文对其结构设计要点进行了分析，以提高和完善高层住宅建筑设计的水平。
关键词：高层住宅；建筑；结构设计
前言
随着我国建筑行业的快速发展，越多的功能使用要求对建筑结构安全性能提出了新的挑战。随着国家对抗震控制的加大，对人们生命财产安全的负责，建筑设计师在设计过程中需要不断积累经验，根据国家相关规定不断完善建筑抗震设防措施，为高层建筑的安全性能保驾护航。高层建筑结构设计已经随着行业的发展越发的成熟，但是为了追求更加完善，更加有效的结构安全设计措施，设计师在设计过程中不断努力，根据个人工作经验，凝结大家的智慧，进一步完善我国高层住宅结构安全，确保人们生命财产安全不受损害。
1高层建筑结构的特点
高层建筑结构在自然的作用下，受到多方面的影响和考验。高层建筑最主要的特点就是高，而且楼层比较多，受到的力相对就会比较多一点。比如说高层建筑同时承受自然风引起的水平方向的水平力和承受垂直方向产生的重力荷载荷载或作用。相比较低层建筑来说通常抵抗垂直方向所产生的的重力荷载或者作用，而且其受到的水平方向的水平力也是相对来说是比较小的，因此他所产生的水平方向的力和造成位移也相对比较小，一般可以不做考虑。在低层建筑结构中，垂直方向所受的荷载往往就是设计的控制因素。对高层建筑产生影响的外界因素主要包括地震灾害和自然风引起和水平方向的荷载。高层建筑结构中，高层建筑的高度造成了完全不同的受力情况，水平荷载和竖向荷载共同起作用，而且呢水平方向所受的力，成为一种主要荷载。因此高层建筑结构如果不能抵抗水平方向说的水平荷载就会发生形变甚至扭曲。不仅对居住者的住宅舒服度造成一定的影响，而且还会对安全产生一定的影响。因此要求高层建筑在建设的时候侧向变形要在一定的范围内。与此同时我们对建筑的抗震能力也是有一定要求的，使高层建筑结构在可能的地震情况下下当建筑进入强压力作用一下，仍具有良好的抗形变的能力即具有良好的延性性能。
2高层住宅建筑结构优化设计方法
2.1 强化基础结构设计
由于高层住宅建筑的建筑压力较大，对地基的要求也更高，打好坚实的基础是提高建筑物安全性的重要方面。高层住宅建筑的基础设计中要注意强调地基深埋工作，深埋程度尅从室外地坪计算到基础地面。在地基的选择上，当前的高层住宅建筑主要采用的还是天然地基，天然地基可以用过深埋地基的方式增加地基的稳固性，更重要的是要提高地基承载力，可以通过对地基进行修正，满足地基承载力的要求。高层住宅建筑地下室外墙一般是采用的是钢筋硷墙，地基外侧具有较强的层间刚度，这就从地基的侧向刚度上提高了地基的整体稳定。设置地下室一定程度上增加了地基结构的整体稳定性，有利于协调整体结构加强基础结构的建设。
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2.2加强剪力墙的优化设计
在对高层住宅建筑中剪力墙结构的优化设计，主要是需要对其结构中的连梁进行优化设计，因为连梁是高层住宅建筑剪力墙设计中的关键。在对连梁进行实际设计的过程中，如果其剐度增大，那么在地震作用下剪力墙结构所需要承担的作用力也会随之增大。这样要想使得住宅建筑具有较高的抗震性能，就需要加大对钢筋数目的使用量，从而造成了材料方面的浪费。因此，经验丰富的设计师在进行结构优化设计时，一般在进行连梁设计时，会将其设计为截面和刚度较小的弱连梁。不过需要注意的是，所进行的弱连梁设计需满足结构所要求的刚度和形变要求，并且在进行抗侧力构件设计时，需从结构稳定性和经济性两方面进行综合考虑，以确保将剪力墙结构设计的优化工作做得更好。建筑框架—剪力墙体系这种体系就是把框架体系和剪力墙体系两种结构共同组合在一起而形成的建筑体系。住宅的竖向作用荷载各自由框架以及剪力墙一起来承担，水平作用方向上的主要是由抗侧刚度比较大的剪力墙来承担。这种结构不仅具备框架结构布局、设置灵活及使用方便的特征，而且具备比较大的刚度以及极强的抗震能力，因而，被广泛的使用于高层住宅建筑以及高层办公建筑及旅馆建筑之中。因为建筑框架及剪力墙的协调共同工作，高层住宅建筑的受力情况以及内部本身力的分布均得到了极大的改善。
2.3 抗震结构设计的优化
在对建筑抗震结构进行设计的时候对建筑抗震结构进行设计的过程中，需要通过专业的抗震结构设计人员针对建筑特点以及地方的地震发生状况进行分析，以满足建筑物抗震结构设计规范为基础对建筑物的抗震结构进行严格设计，通过严格控制结构的高宽比，根据有关规定和相关经验墙体的高宽比以及超静定次数的变化会影响到混凝土抗震墙的性质转变。所以为了提高抗震墙的性能，主要通过以下几点：（1）在处理一道截面较长的抗震墙方面，设计师应该充分利用其洞口设置成弱连梁，使每个墙段的高宽比不宜小于 2.5，尽量将墙体分成单肢墙、多肢墙或者是小开口墙，从而提高抗震墙的变形能力，以免剪力墙受到损坏；（2）由于在水平力的作用下，剪力墙的刚度一般比较大，剪力墙中的连梁很容易因为强大的内力从而超过截面的数值要求，所以在实际设计中，连梁的刚度适当减少，从而将这些连梁弯曲，让他们变成塑性而不发生脆性损坏。设计人员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、主梁等抗震构建结构设计的方面综合考虑，促进建筑物的抗震能力的提升。比如在对剪力墙的抗震结构设计过程中，应该充分考虑到剪力墙的抗震要求，设置单独的承重墙和承重柱，严格按照规范要求从最底层开始进行计算。
3案例分析
某住宅区由东、西两区组成，总建筑面积约14.11 万m2，地上有6栋32～35层住宅，其中 1#、2# 楼1～2层为商业裙楼，3～32层为住宅，总高度97.8m；3# 楼一层为架空层，2～32层为住宅，总高度97.6m；4#～6# 楼1～35层均为住宅，总高度98.2m；地下2 层，设置连通地下室作为车库及设备用房使用，其中负2 层有部分设有平战结合的核 6 级、常6 级防空地下室。因本工程平面呈细腰型，腰部应力最集中，而在此处又布置了电梯井道和消防疏散楼梯，开洞较多，对楼板刚度削弱较严重，不利于抗震，是结构设计中值得高度重视的部位。框支剪力墙加落地筒体及部分落地剪力墙结构，属 A 级高度复杂高层建筑结构。底部设计为规整的大跨度柱网，既可满足地下室停车场和设备用房的使用要求，又为其上的商业裙楼提供了更大的空间。其中 1#、2# 楼在 2 层顶部设置结构转换层，3# 楼在 1 层顶部设置结构转换层，转换层以下为框支框架及部分落地剪力墙，转换层以上为剪力墙结构；4#～6# 楼为剪力墙结构。上部住宅采用剪力墙结构，其中剪力墙最小厚度200mm，转换层以下剪力墙厚度400～ 700mm，框支柱最大截面800*2300mm，底部加强部位在六层以下，加强部位竖向抗侧力构件采用C50 混凝土。1#～6#楼均以地下室顶板作为嵌固端。
4结语
虽然我国高层住宅建筑的数量逐渐上升，但是，施工企业不能盲目追求施工进度和速度，必须要注重建筑质量以及建筑安全。因此，在高层住宅建筑结构设计过程中，要对时代发展趋势进行把握，掌握建筑结构设计规范，选择符合高层住宅建筑实际情况的方案，从本质上提升高层住宅建筑安全性能。此外，设计人员还要不断更新设计理念和设计意识，端正自身态度，认真负责，设计出安全、高质量的高层建筑结构。
参考文献：
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[2]游小兵.高层建筑结构标准化设计的问题及对策探讨[J].中国标准化，2017（24）：83-84.
[3]李英超. 箱型深基础—高层结构抗震性能研究[D].合肥工业大学，2017.
论文作者:严嘉豪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/1
标签：建筑论文; 结构论文; 高层住宅论文; 剪力墙论文; 地基论文; 荷载论文; 建筑结构论文; 《防护工程》2018年第17期论文;