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浅析中高层住宅结构体系优化设计
摘要:中高层建筑结构体系优化设计是一项非常复杂且繁琐的系统工程,其专业设计人员不仅要对建筑的地基、结构等拥有深入系统的认识,而且还应懂得建筑设计相关知识的配合与协调,从而确保结构体系计算的准确性和可操作性,制成经济、安全又效益最优的结构方案,最终达到优化设计的目的。本文笔者从高层住宅建筑结构设计的基本要求着手,介绍了中高层建筑的常用结构体系,并分析了其设计中存在的主要问题,提出了中高层住宅结构体系的优化设计策略。
关键词:中高层住宅建筑;结构体系;优化设计
随着社会经济的发展、建筑业的兴起以及技术的进步,加之轻质、高强材料的出现与机械化、电气化、计算机在建筑工程中的应用,各城市的中高层建筑越来越多。当今社会,各种技术的应用、更新、变化的速度越来越快,这就需要我们不断的在原有基础上进行优化和创新。中高层住宅结构体系的设计也同样如此,旧有的体系设计或多或少地存在一些问题或者弊端,因此,我们要进行不断的改善和优化,使之更好地为我们的建筑修建服务。
一、中高层住宅建筑结构体系设计的基本要求
第一,应当满足安全性和耐久性要求。房屋作为一种商品都有自己的特点,使用寿命长并且投资大,一旦出现质量安全问题会造成巨大的人员伤亡和经济损失,甚至可能带来不良的社会影响。因此,结构体系的安全性和耐用性是中高层住宅建筑设计的起码要求。中高层住宅建筑的结构体系设计以及材料的选择都应当根据所在区域的具体情况而定,同时基本的结构规范不能少。
第二,应当满足舒适性要求。既然是提供住宅功能的建筑,那么其结构体系的设计就应该遵循“人性化”的原则,努力为住户起居的舒适性要求提供保障,例如多种户型,灵活分隔室内空间,人居的热、光、声的环境等要求,同时,还要注意尽可能在居住空间中避免露柱露梁的压抑感。
二、中高层建筑的常用结构体系
(一)一般剪力墙结构
首先,在一般的剪力墙结构中,应当尽量避免单向的结构布置形式,采取双向布置的形式。该结构的侧向刚度不应当太大,应具备较好的延性,这样能够在一定程度上避免或减轻剪切破坏;其次,对于比较长的剪力墙最好要开设一个洞口,在墙段之间使用连梁连接。由于一般剪力墙结构的墙肢较高,平面内和平面外的刚度与承载力一大一小,所以可以采取沿梁轴线方向设置剪力墙的方法来避免该墙肢平面外弯矩。
(二)短肢剪力墙结构
所谓短肢剪力墙结构,指的是墙肢截面肢高是肢厚的4-8倍的一种剪力墙结构形式,比较常用的有T字型、十字型、折线型等。一般来说,在高层住宅建筑中不适宜全部采用这种短肢剪力墙结构,可以在楼梯或楼道处采用一般剪力墙结构。该结构在布置时应当遵循以下几点:首先,内外剪力墙要完全拉通并且对直,平面布置要均匀,避免出现刚度过大的剪力墙导致受力过于集中;其次,剪力墙的竖向布置应当注重连续性,洞口要布置整齐,切忌采用错洞墙;第三,相对来说,一字形短肢剪力墙的延性与稳定性并不好,所以最好不要布置单侧楼面梁与之斜交。另外,在布置短肢剪力墙的过程中,初始墙率的选择相当重要,%-6%为宜。
(三)异形截面柱框架剪力墙结构
该结构主要是指截面诸如L形、T形以及十字形的柱,且截面的肢高与肢厚之比小于4。异形截面柱的各肢肢长情况各异,有的相等有的不相等,但是我们原则上提倡使用等肢异形柱。如果遇到楼层较多的