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高层住宅混凝土结构设计与优化分析

2019-11-28

建材发展导向 2019年21期
关键词:高层住宅住宅结构设计

夏 敏

(山东华科规划建筑设计有限公司,山东 聊城 252000)

1 当前高层住宅混凝土结构的优势和劣势

高层住宅的优势:1) 不滥用土地。2) 创造越来越优越的生活。目前正值我国社会老龄化严重的困境之中,高层住宅内的电梯方便老年人上下楼等。3) 创建良好的生存环境。高层住宅的住宅密度日渐变小,得房越来越容易,开发商能让出更多土地并将之用来绿化小区部分面积,完美融合自然景观和人工景观、彼此对应以及更好地搭配,使小区的生态环境层次得以极大化的提高。高层住宅混凝土结构的费用比较低且便民,其结构造型独具风格,整体性能比较好。但是,高层住宅存在劣势,高层住宅混凝土结构自重大,构件空间大、没有良好的延性能、没有好的抗裂性能、修复起来极慢、施工速度不快等。

2 钢筋混凝土高层结构设计的常见问题

2.1 结构体系不合理

目前,造成钢筋混凝土高层结构体系不合理的主要原因是没有做好设计方案审计工作,设计方案与工程实际情况存在出入,同时,相关设计人员与管理人员没有运用科学、先进的计算机信息技术对结构设计方案进行模拟,更多的是根据经验判断结构设计方案是否合理,导致钢筋混凝土高层结构体系不合理。

2.2 地基与基础设计不科学

地基与基础设计不科学主要表现在以下几个方面:①基础类型选择不合理,建筑物沉降不均匀,甚至导致建筑物出现倾斜;②基础设计存在问题,较大的地基斜面坡坡度会对地基混凝土的振捣质量产生不良影响,降低地基结构的稳定性;③地下室底板配筋不合理,影响高层建筑结构的稳定性,导致建筑物的不均匀沉降问题严重;④部分设计人员忽视了地下水位对地基稳定性和耐久性的影响。如果建筑物的地基与基础设计存在问题,则必然会影响钢筋混凝土高层结构设计的实现。

3 高层住宅混凝土结构方案的设计要点和优化建议

3.1 高层住宅混凝土结构方案的设计要点

高层住宅需要在生命周期中担负横线与纵向的双向负载,而高层住宅的质量以及功能严重遭受混凝土结构设计的影响,为此,高层住宅混凝土结构设计过程中极易产生错误的主体内容容不得忽视,为使高层住宅的安全问题得到保障,应采取如下措施:1) 择取最佳的结构形式。在构设高层住宅混凝土结构方案的过程中,需按照真实情况合理地选用最优的结构形式。日前,其结构集中以框架、框剪、剪力墙和筒体等结构为重,这些结构按其自身的特征都极为适用,如着重适用于高度低于60m 的为框架结构,通常主要适用于商品房或者高度低于120m 的住宅设计中的框剪结构,特别适合用于超高层(高于150m) 或者摩天大楼中的筒体等结构。2) 特别关注结构的完整造型和布局。这强调设计人员既要顺应结构的适用性、安全性与美观性意见,建筑设计者还须发挥个人专长,大力改进建筑结构的横向与纵向布局要务,尽量不让建筑局部发的改变或者减弱而形成薄弱部位,以使整体建筑结构的规则匀称和简易。3) 改善构件截面。要求保证综合结构的安全性和经济性,还须择取成本性价比都极高的构件截面,坚决不能择取极小的建筑构件截面,否则会让结构设计越来越具有风险。4) 创建恰当的转换层和沉降缝等。比较靠近的高层住宅物之间高度差距过于大会出现地基因超载而变形的漏洞,在这一情况下设计者需要按照详细情况建立沉降缝。5) 合理设计地基与基础。地基的设计必须要与施工现场的地质条件、地理环境紧密地结合在一起。地基设计过程中要综合考虑基础拉梁结构,如通过增加基础配筋促进拉梁结构与整个地基结构稳定性的提高。地下室设计过程中,设计人员可以采用褥垫处理方法来提升地下室的稳定性,防止地下室出现大面积裂缝。

3.2 优化高层住宅混凝土结构方案的建议

在构设高层钢筋混凝土的结构的过程中,为使结构受力性能的改进得以实现,结构的稳定性与安全性得以增强:1)选择强度高的施工材料。高层住宅工程的整体质量和成本直接受混凝土和钢筋等施工原材料的质量影响,若能合理使用部分强度高的施工材料,既有益于建筑构件的改进,又非常便于建筑结构的整体重量的减轻,还能够大幅度缩小构件大小,尽量不让材料用量与施工成本出现不必要的浪费。2) 使抗弯结构体系能够得到真正的扩宽。加宽能有效增大抵抗力臂,减小抗倾覆力。设计人员可以通过有效扩宽抗弯结构体系,实现整个结构的抗侧强度。3) 优化住宅结构平面。高层住宅的整体性能直接受住宅结构平面的质量影响。通常来讲,住宅结构平面形状的规则性、简单性与对称性的维持,既能简化对应的每类指标校核与检验,又能够均匀分布住宅结构所担负的承载力与刚度等荷载,进而使住宅结构的每一项功能得到更好的发挥。4) 选用的倒塌机制要更加有益。在高层住宅结构产生某一类的塑性铰后,全部的结构会改成机构,然而,机构很难稳固地支撑住外荷载作用,从而不具备担负能力,最终只能出现可持续变形,较为严重时还会崩塌。

总之,在高层住宅混凝土结构设计过程中,设计者务必要遵循结构概念构设的规则,同建筑专业以及与之联系的专业理论知识、有关真实住宅经验相结合,采用多元的方式,保证有关混凝土结构的延性、刚度与强度等性能,进而使高层住宅的稳定性和安全性得到持续提高。

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