浅析现代高层住宅建筑结构选型与设计管控.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 13 日 作者简介：甘文斌（1988），男，壮族，广西南宁人，本科，研究方向为建筑结构设计。-157-浅析现代高层住宅建筑结构选型与设计管控 甘文斌1 张伟红2 1.广西质量工程职业技术学院，广西 南宁 530012 2.广西华蓝工程管理有限公司，广西 南宁 530012 摘要：摘要：目前，高层住宅建筑的数量、规模不断增加，为了在高层建筑的发展中得到更好的成果，应进一步把握好结构的选型和设计，减少结构的漏洞和风险，促进住宅建筑的发展进步。高层住宅建筑结构的选型、设计阶段，应加强地方环境的勘察、调研，针对高层住宅的基础设计理念有效掌握，结构的设计不仅要具备较高的安全性、稳定性，还要对结构的形象合理优化，严格遵守国家的相关规范、标准，最大限度减少高层住宅建筑结构的局限性，将结构的优良功能充分的展现出来。高层住宅建筑结构的选型和设计阶段，要进一步把握好结构的发展特点、发展思路，坚持在结构塑造的过程中进行全面的调整，尤其是对结构进行定制，满足高层住宅建筑的实际需求，给业主带来更好的居住体验。高层住宅建筑结构的选型和设计，还要对结构的各类功能参数不断优化，不能出现严重的安全问题、质量问题，要根据地方环境的特点和自然灾害的影响，对结构进行有效的改善，由此创造出更高的经济效益、社会效益，为建筑行业的发展奠定坚实的基础。关键词：关键词：高层建筑；住宅设计；结构选型 中图分类号：中图分类号：TU318 相对而言，高层住宅建筑结构的选型、设计难度较高，由于建筑的高度持续增加，结构设计面临的风险和外部影响因素也在不断的增加，继续按照传统的理念设计施工，不仅无法得到突出的成果，还有可能产生较多的矛盾损失，甚至是导致建筑工程表现出较多的诟病，这对于高层住宅建筑结构的发展进步反而造成了较多的阻碍。高层住宅建筑结构的选型和设计，一定要对区域环境进行精细化的勘察、调研，结构设计施工必须与环境保持相互协调的状态，最大限度减少结构的风险，要加强各类环境优势的合理利用，然后才能促进地方的发展。高层住宅建筑结构的选型和设计，应加强现代仿真技术的应用，提前对结构的实际施工效果进行模拟分析，找出结构设计的问题和漏洞，持续性调整结构设计的方法，并对各类风险有效预防。由此可见，高层住宅建筑结构的选型和设计，不仅要对现有的诉求充分满足，还要在未来的发展中不断创新。1 现代高层住宅建筑结构的特点 目前，高层建筑数量不断增加，同时在高层住宅的设计和优化方面也在持续调整，高层住宅建筑结构的选型和设计，正逐步告别陈旧的理念和方法，重点集中在结构的安全性和稳定性方面，并且致力于延长结构的服务年限，最大限度减少结构设计的风险和漏洞。高层住宅建筑结构的特点在于影响因素较多，由于层高的影响，普通结构的受力状态并不好，因此在结构设计的过程中要充分考虑到内部受力和外部受力的综合作用，坚持在受力分析上更加深入，持续提高高层住宅建筑结构的可行性，避免在长期应用后出现严重的坍塌、损毁问题。高层住宅建筑结构的设计规范比较多，近几年国家对于一些劣质工程的查处力度不断增加，为了在高层建筑的发展中得到更好的成果，高层住宅建筑结构的选型、设计要更加谨慎，即便是出现了很小的违规问题，依然会被严肃处理。2 现代高层住宅建筑结构选型因素 2.1 重力荷载 对于高层住宅建筑结构而言，选型工作看起来很简单，实际上要对各类影响因素准确的识别，坚持在选型处理的过程中给出较多的依据，减少传统选型的问题。重力荷载是不容忽视的影响因素，高层住宅建筑结构的层高影响比较大，因此在重力荷载的设计方面需从多个角度出发。一般而言，建筑高度不断增加后，地面受力与重力荷载也会不断的上升，在力的作中国科技期刊数据库 工业 A-158-用下，墙体上的轴压力与竖向构件柱的压力也会表现出持续增加的问题，由此导致高层住宅建筑结构的设计施工难度增加1。另外，高层建筑的风效应表现出较大的特点，风力等级较高的时候，作用点的位置也比较高，因此在高层住宅建筑结构的选型方面，要充分考虑到自然风效应的影响，避免对结构的安全造成严重的破坏。2.2 风振加速度 相对而言，高层住宅建筑结构的选型还要考虑到风振加速度的影响，风力大小与建筑楼层的高低存在密切的关系，通常情况下，楼层越高、风力效果也越强，所以在高层住宅建筑结构的选型过程中要对风力作用进行深度分析，避免对结构造成严重的破坏。高层住宅建筑结构的选型还要针对风作用的舒适度深入考虑，人们在居住的时候，对于风的体验要求较高，如果风振作用比较强，很容易导致业主表现出不适感，降低了居住的品质，由此导致建筑项目不受市场欢迎，造成的损失也比较大2。为此，高层住宅建筑结构要加强围护设计，提高抗风设计水平，要适当的进行风向引导，对风振加速度进行有效的控制，避免对建筑物的性能造成较大的影响。2.3 地基基础 对于高层住宅建筑结构而言，地基基础是非常重要的影响因素，有些项目在该方面的设计中并没有做出系统化的调整，不仅导致结构的性能下降，还因此产生了较多的损失，最终造成的负面影响是非常大的。地基基础在设计的时候，要充分考虑设计标准及各类地基形态的要求，只有从实际出发，才能设计出更科学、合理的基础方案3。比如：在软地基上施工时，应采用桩箱基础或桩筏基础。其次，针对不同的地质情况还要制定相应的基础措施强化地基强度。比如：深层岩基深入地下 100m 或以下时，企业可以采用地下连续墙巩固地基，即采用框格式利用岩层上层的冲积土作为基础支撑；当使用较浅且年轻的岩基时，可以采用加入混凝土桩基的方式增加基础支撑强度；假如地基条件不错，那么使用筏形基础即可。3 现代高层住宅建筑结构设计方法 3.1 严格选择合理的结构抗侧力体系 随着高层住宅建筑结构的关注度较高，设计单位在项目设计的过程中也要对不同的环节进行调整、优化，避免建筑工程的施工遇到较多的问题，要最大限度减少工程设计的漏洞，持续性提高工程建设的可靠性、可行性。高层住宅建筑结构的设计工作，应选择合理的结构抗侧力体系，由于高度方面的影响，因此每一层的抗侧力结构体系表现出一定的差异，产生的作用也不同4。针对抗侧力构件的布置，要结合高层住宅建筑结构的层高和地方环境特点，选择定制化的构件进行布置。抗侧力体系的选择、应用，要结合每一层的构件特点进行优化，由此形成一个整体，借此提高结构的安全性、稳定性，避免因为外界因素造成严重的破坏。高层住宅建筑结构的设计，可通过框架柱理念以及核心筒组合的模式，利用伸臂桁架进行充分的衔接。3.2 钢筋混凝土核心筒中型钢柱的设置 目前，高层住宅建筑结构的设计理念不断完善，各个环节的设计工作正系统化的调整，目的是减少传统设计工作带来的问题，最大限度加强设计的创新，为将来的发展提供更多的保障。钢筋混凝土核心筒中型钢柱的设置，是非常重要的环节，借此可以提高筒体墙的重力荷载5。高层住宅建筑结构处于强风环境、地震环境的时候，筒体外墙承受的竖向荷载是非常大的，相当于一半楼层面积的负荷，通过钢筋混凝土核心筒的有效应用，水平剪力可以达到 85%以上，经过强化处理以后，不容易造成倾斜、变形问题，提高了高层住宅建筑结构的稳定性。型钢柱的有效设置，可以对外框柱的竖向变形问题更好的解决，还可以对其延性进行合理的优化，推动高层住宅建筑结构的进步。3.3 提高抗侧刚度 近几年的高层住宅建筑结构设计体系逐步完善，不仅能够在细节因素上合理的把控，还可以在长期设计的过程中给出较多的参考，一系列问题的解决比较符合预期。抗侧刚度的提高、优化，已经成为高层住宅建筑结构的必然要求6。核心筒作为高层住宅建筑结构的主要抗侧构件，对整体结构的抗侧刚度存在较大的影响。设计单位应加强外框柱截面的有效设计，充分符合轴压比的要求、承载力的要求，避免对高层住宅建筑结构的内部造成严重的破坏。设计施工的时候，可通过混合结构或者是钢筋混凝土结构的核心筒模式进行施工，但是要避免出现层间位移的影响，可利用中国科技期刊数据库 工业 A-159-桁架的方式，将核心筒和外框筒充分的衔接起来，由此达到加强层的效果，最终对结构的扭转风度、抗侧刚度迅速的提高。3.4 合理安排建筑物的布局 现如今的高层住宅建筑结构设计，正朝着更高的目标前进，一系列问题在处置的过程中，不仅减少了隐藏的问题，还可以在长期打造中得到更多的保障。未来，应继续对建筑物的布局合理安排，确保各类影响因素得到深度处理。高层住宅建筑结构设计的时候，应针对结构的外形有效调整，可加强规则的几何形状应用，比如常见的圆形、矩形等等，借此对建筑物的平面布局进行改善，保证高层住宅建筑的重量表现出均衡分布的特点，减少受力不均匀的问题。高层住宅建筑结构的设计，还要对各类构件的应力进行有效的分析，尤其要防止主体结构出现扭转的情况，对于建筑物内部凹角的位置，要避免设计楼梯间、电梯间，由此对高层住宅建筑结构提供了更多的保护，促进建筑工程的合理发展。3.5 优化建筑功能结构 对于高层住宅建筑结构而言，设计工作还要考虑到结构功能的优化，总是按照单一的理念、方法去设计，不仅会造成功能单一的问题，还会直接影响到高层住宅建筑结构的长期发展，最终造成的损失和漏洞是非常多的。所以，功能结构的优化，要结合客观需求进行有效的调整。首先对延性设计环节给予一定重视，以此来将当前建筑结构的延性参数、指标等体现出来，基于延性冗余来进一步强化该建筑的结构稳定性和功能；其次还要重视对高层建筑结构整体水平力，这部分也是结构功能优化的关键所在，将原本单一方向的荷载分解为高层建筑结构整体的受力，这样做的目的在于保证整个建筑结构水平方向的连续性。通过以上措施，来进一步强化整个建筑结构的安全性和稳定性，以此更好地促使建筑适应其在未来使用中产生的各种影响。4 现代高层住宅建筑结构的发展趋势 4.1 完善结构测试体系 当代高层住宅建筑结构的选型、设计正不断创新，很多建筑在设计施工后，不仅得到了较高的质量，还可以减少隐藏的风险，创造的经济效益、社会效益较高，各类问题的综合解决效果也比较好。未来，应继续对高层住宅建筑结构的测试体系不断完善，及时找出结构的问题和风险。结构测试的时候，要加强仿真环境的测试，观察结构设计理念与客观施工需求是否符合，不能单纯追求理论上的创新，要确保各类结构的选择应用，能够与工况高度契合，这样才能在建筑工程的投入使用中取得较好的效果。结构测试应加强无损检测技术的应用，在不破坏结构的基础上，对高层住宅建筑结构的各类数据、信息充分掌握，借此可以在后续的工程建设中得到较多的参考。4.2 创新结构设计平台 高层住宅建筑结构的设计平台建设要不断加强，以往的设计工作开展，完全按照固定的套路、方法实施，看起来具有较多的参考，实际上缺少有效创新。高层住宅建筑结构设计平台的打造，应积极融合大数据技术，借此对容易出错的地方、参数误差较大的地方、设计功能信息等有效的整合研究，确保在未来的分析和处理中得到更好的效果，推动高层住宅建筑结构的进步。结构设计平台的落实，还要加强智能化技术的实施，根据工况的要求，直接生成多样化的设计方案，对于高层住宅建筑结构的每一个环节进行快速的调整，持续性减少传统设计理念的局限性。与此同时，设计平台还要加强行业内的时事热点分析，对常见问题有效的规避，指导设计单位给出较为完美的方案，对高层住宅建筑结构的内涵进一步丰富，促进建筑行业的稳步发展。5 总结 我国在高层住宅建筑结构的发展过程中正不断的优化，很多项目的设计基本上告别了陈旧的经验影响，一系列工作的实施给出了较多的参考，整体上创造的价值也比较高。但是，高层住宅建筑结构的影响因素依然很多，各类影响因素的处理要给出较多的选择，逐步减少传统设计方法的漏洞，针对行业内的时事热点应高度关注，设计单位要对不同的项目设计给出新的思路，这样才能在未来的工作中得到新的突破。高层住宅建筑结构的选型和设计，还要在成本方面有效的降低，过高的成本无法得到较多的欢迎、认可，还有可能造成严重的经济损失。所以，高层住宅建筑结构的成本控制方案要不断的创新。中国科技期刊数据库 工业 A-160-参考文献 1吴炜斌.浅析现代高层住宅建筑结构选型与设计管控J.四川水泥,2020(12):271-272.2魏世兵.现代高层住宅建筑结构选型与设计管理J.科学技术创新,2018(11):107-108.3侯兆林.现代高层住宅建筑结构选型与设计管理J.中国高新区,2018(05):184,186.4王超,姜集亮.高层住宅建筑结构体系选型和设计探索J.民营科技,2011(11):307.5张丽.小区小高层住宅建筑结构选型分析与研究J.科技传播,2010(07):84-85.6卢志贤.试论小高层住宅建筑的结构设计J.黑龙江科技信息,2009(31):310.