
1高層住宅建筑(zhu)結構設計(ji)優化的原則
結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設計(ji)的(de)(de)優化,是工程(cheng)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)能夠滿(man)足(zu)約(yue)束(shu)的(de)(de)條件(jian)時按照預(yu)定的(de)(de)目標找到(dao)優的(de)(de)設計(ji)方(fang)案。高層(ceng)住宅(zhai)建筑結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)設計(ji)在滿(man)足(zu)我國政策標準的(de)(de)前提下,再經過精確的(de)(de)計(ji)算以(yi)(yi)及分析后進行優化,沈陽(yang)高層(ceng)鋼(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)住宅(zhai)建筑必(bi)須遵循三個原則;①建筑結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)必(bi)須能夠正常的(de)(de)使用以(yi)(yi)及具有安全性。②建筑結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)剛度要合理,特殊(shu)的(de)(de)位置(zhi)要進行局部加強。③結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)構(gou)(gou)件(jian)若是能夠減小(xiao),應該合理的(de)(de)進行核減。
2高層(ceng)住(zhu)宅建(jian)筑的結構設計要(yao)求
2.1經濟性的要求
高層(ceng)住(zhu)宅建(jian)筑(zhu)結(jie)構(gou)在設(she)計時要了解并掌握建(jian)造(zao)(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)地點、層(ceng)數(shu)、立(li)體(ti)形狀,在保證(zheng)建(jian)筑(zhu)具有安全、耐(nai)久、舒(shu)適的(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)后,應(ying)該采取為(wei)經濟(ji)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)體(ti)系(xi),在結(jie)構(gou)構(gou)件的(de)(de)(de)(de)設(she)計過程要精打細算,嚴(yan)格按照規(gui)范的(de)(de)(de)(de)構(gou)造(zao)(zao)(zao)標準(zhun),不能(neng)(neng)造(zao)(zao)(zao)成(cheng)不必要的(de)(de)(de)(de)浪費。由于地基基礎合理的(de)(de)(de)(de)設(she)計方(fang)案直接影(ying)響房屋的(de)(de)(de)(de)造(zao)(zao)(zao)價,所以在設(she)計地基基礎的(de)(de)(de)(de)時候(hou)更(geng)加應(ying)該要盡(jin)量采用經濟(ji)的(de)(de)(de)(de)方(fang)案,在保證(zheng)質量的(de)(de)(de)(de)同時盡(jin)量節(jie)約(yue)成(cheng)本。
2.2舒適性的要求
高(gao)層(ceng)住(zhu)宅建筑的(de)(de)(de)結構設計,在(zai)(zai)設計時要(yao)盡大努力提供給(gei)(gei)住(zhu)戶舒(shu)適性(xing)的(de)(de)(de)要(yao)求,比如,戶型多樣化(hua),室內空間靈活化(hua)分(fen)(fen)隔(ge)(ge),光線、溫度、聲音等(deng)環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)要(yao)求。所(suo)以在(zai)(zai)結構設計的(de)(de)(de)時候要(yao)多融入建筑及(ji)機電(dian)方面的(de)(de)(de)專(zhuan)業知識(shi),盡量把居住(zhu)空間露(lu)出(chu)的(de)(de)(de)柱、梁產(chan)生的(de)(de)(de)壓(ya)抑感消除(chu),使用分(fen)(fen)隔(ge)(ge)墻的(de)(de)(de)材料保持(chi)室內明凈整(zheng)潔(jie),具有良好的(de)(de)(de)隔(ge)(ge)音效果,能夠給(gei)(gei)居住(zhu)者營造舒(shu)適幽雅的(de)(de)(de)住(zhu)宅環(huan)境(jing)。結構設計里還(huan)要(yao)考慮居住(zhu)者存在(zai)(zai)把分(fen)(fen)隔(ge)(ge)空間進行改變的(de)(de)(de)可能性(xing),所(suo)以,在(zai)(zai)剪力墻的(de)(de)(de)結構設計時,應該采取大開(kai)間的(de)(de)(de)布(bu)置。
2.3安全性以及耐久性的要求
我國(guo)實現住宅(zhai)商(shang)(shang)品化以(yi)(yi)后,已(yi)經成(cheng)為特(te)殊的大型的消費商(shang)(shang)品。與其(qi)他的消費商(shang)(shang)品的大不同是(shi)具(ju)有(you)很(hen)強的耐用性且有(you)很(hen)長的使用壽命期限的特(te)點。所以(yi)(yi),高層住宅(zhai)建筑結構基本的設計要(yao)求是(shi)具(ju)有(you)很(hen)高的安(an)全性以(yi)(yi)及耐久性。在選擇結構體系(xi)和建筑材料時,要(yao)考慮是(shi)否能(neng)夠(gou)起到抗風抗震(zhen)的作用,保證在使用期限里能(neng)夠(gou)進(jin)行維修改造。
3高層住宅建筑結構設計(ji)的優(you)化措施(shi)
3.1折(zhe)減高(gao)層住宅建筑結構的周(zhou)期性
高層住宅(zhai)建筑在設計(ji)(ji)(ji)框(kuang)架(jia)、頂(ding)蓋等(deng)結(jie)(jie)構時(shi)(shi),由于(yu)填充(chong)墻體(ti)的(de)(de)(de)具體(ti)存(cun)在,導致實際中的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構表(biao)現出(chu)來的(de)(de)(de)剛(gang)度(du)比(bi)設計(ji)(ji)(ji)時(shi)(shi)候(hou)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)得(de)到的(de)(de)(de)剛(gang)度(du)相差比(bi)較(jiao)大,計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)的(de)(de)(de)周期(qi)(qi)同時(shi)(shi)也比(bi)實際的(de)(de)(de)周期(qi)(qi)相差比(bi)較(jiao)大。因(yin)此(ci),結(jie)(jie)構剪力算(suan)(suan)出(chu)來偏小的(de)(de)(de)時(shi)(shi)候(hou),會造成房屋(wu)的(de)(de)(de)一些結(jie)(jie)構產生不(bu)安全因(yin)素(su),所以應該(gai)適當把房屋(wu)結(jie)(jie)構設計(ji)(ji)(ji)時(shi)(shi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)得(de)到的(de)(de)(de)進行折(zhe)減,能夠取得(de)到顯著的(de)(de)(de)效果,但是(shi)高層住宅(zhai)建筑的(de)(de)(de)框(kuang)架(jia)結(jie)(jie)構,不(bu)能折(zhe)剪計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)得(de)到的(de)(de)(de)周期(qi)(qi)。
3.2對剪力墻的設計要加強(qiang)
剪力墻(qiang)(qiang)的(de)設(she)計(ji)關鍵是(shi)連梁(liang)(liang)設(she)計(ji)。聯(lian)肢(zhi)墻(qiang)(qiang)是(shi)連梁(liang)(liang)把各墻(qiang)(qiang)肢(zhi)進(jin)行聯(lian)結(jie)組成,增大(da)了約束墻(qiang)(qiang)肢(zhi)的(de)剛度(du)(du)。連梁(liang)(liang)剛度(du)(du)被增大(da)導致結(jie)構地震作用同時增大(da),也增大(da)了連梁(liang)(liang)與墻(qiang)(qiang)肢(zhi)的(de)分(fen)配內力,這(zhe)種情況下(xia)只(zhi)能(neng)把構件(jian)配筋量增大(da),這(zhe)樣的(de)設(she)計(ji)結(jie)果明顯在很大(da)程(cheng)度(du)(du)上浪費了材料(liao)。所以,高層住(zhu)宅建(jian)筑結(jie)構在設(she)計(ji)的(de)時候(hou),不應該把具(ju)有(you)大(da)剛度(du)(du)的(de)窗下(xia)墻(qiang)(qiang)當作連梁(liang)(liang),而是(shi)要把連梁(liang)(liang)設(she)計(ji)分(fen)為(wei)截面和小(xiao)剛度(du)(du)的(de)弱連梁(liang)(liang)。
當然(ran),滿足(zu)了結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)剛(gang)度(du)和(he)變形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求后,就要(yao)從經濟的(de)(de)(de)(de)(de)(de)角度(du)和(he)抗力以及變形方面進(jin)行(xing)綜合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)慮,合理(li)進(jin)行(xing)抗側(ce)(ce)力構件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置。結(jie)構抗側(ce)(ce)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)剛(gang)度(du)隨著剪(jian)力墻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量增多而增大(da)(da),但是(shi)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構位移隨之(zhi)減小,抗側(ce)(ce)力剛(gang)度(du)變大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同時(shi)結(jie)構地震(zhen)力也隨之(zhi)增大(da)(da),非常不(bu)利于結(jie)構造價的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制。所以,剪(jian)力墻應(ying)該遵循(xun)周邊分散、均(jun)勻等(deng)原則進(jin)行(xing)合理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置,對水平(ping)位移的(de)(de)(de)(de)(de)(de)限值(zhi)進(jin)行(xing)規范化(hua),盡大(da)(da)程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)把(ba)剪(jian)力墻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量降到低(di)。
3.3高層住宅建筑結構(gou)耐久性設計(ji)的優(you)化
高層(ceng)(ceng)住宅(zhai)建筑(zhu)結構(gou)(gou)耐久(jiu)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)能夠(gou)(gou)確(que)保在(zai)高層(ceng)(ceng)使用(yong)后(hou),在(zai)合(he)理使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽命期限里,應該滿足(zu)居住者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)要(yao)求。但是在(zai)設(she)計(ji)上很多都(dou)沒有達到(dao)要(yao)求,其(qi)主要(yao)原因是對(dui)建筑(zhu)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)過(guo)程(cheng)缺乏(fa)合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)慮,可(ke)能遭受(shou)條(tiao)件以及使用(yong)環(huan)境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響終(zhong)導(dao)致房屋(wu)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)損傷(shang),造(zao)成(cheng)房屋(wu)可(ke)靠度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)指數降低。一般情況下,高層(ceng)(ceng)住宅(zhai)建筑(zhu)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji),理想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是能夠(gou)(gou)做到(dao)造(zao)價低廉和節約材料,然而近幾年來,人們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生活水平得到(dao)很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高,對(dui)生活質量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求越(yue)來越(yue)高,加上在(zai)實際的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工程(cheng)中,由于一些(xie)使用(yong)要(yao)求、技(ji)術(shu)指標(biao)等成(cheng)為了(le)(le)設(she)計(ji)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)矛盾(dun)時,設(she)計(ji)方案就(jiu)無法單純(chun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)追求節省經濟。因此,在(zai)高層(ceng)(ceng)住宅(zhai)建筑(zhu)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)以優化為目(mu)標(biao)時,應該要(yao)正確(que)了(le)(le)解掌握設(she)計(ji)中關鍵性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題,主次分明(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)目(mu)標(biao)進行設(she)計(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優化,使之能夠(gou)(gou)達到(dao)整體滿意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效果。
3.4 高層住宅建(jian)筑結構抗震(zhen)性設計的優(you)化(hua)
進(jin)(jin)行(xing)(xing)圖紙的(de)(de)(de)設(she)計時(shi)(shi),應(ying)該按抗(kang)(kang)震設(she)防(fang)進(jin)(jin)行(xing)(xing)分類,抗(kang)(kang)震等級要(yao)(yao)依照具體的(de)(de)(de)建(jian)筑高度、結構(gou)類型以(yi)國家頒布的(de)(de)(de)《抗(kang)(kang)震規(gui)范》為標準(zhun)進(jin)(jin)行(xing)(xing)確(que)定。在建(jian)筑中(zhong)可以(yi)不(bu)考慮地震震力的(de)(de)(de)振型數(shu)(shu)(shu)(shu)據耦(ou)(ou)聯扭轉的(de)(de)(de)計算(suan);當振型數(shu)(shu)(shu)(shu)據>3時(shi)(shi),要(yao)(yao)以(yi)3的(de)(de)(de)整數(shu)(shu)(shu)(shu)倍進(jin)(jin)行(xing)(xing)計算(suan),但(dan)是數(shu)(shu)(shu)(shu)據必須小于建(jian)筑物(wu)的(de)(de)(de)層(ceng)數(shu)(shu)(shu)(shu);當建(jian)筑物(wu)的(de)(de)(de)層(ceng)數(shu)(shu)(shu)(shu)低于2層(ceng)時(shi)(shi),振型數(shu)(shu)(shu)(shu)可以(yi)采用建(jian)筑物(wu)的(de)(de)(de)層(ceng)數(shu)(shu)(shu)(shu)。但(dan)是在房屋結構(gou)不(bu)規(gui)則時(shi)(shi),就要(yao)(yao)對扭耦(ou)(ou)聯轉進(jin)(jin)行(xing)(xing)考慮,高層(ceng)住宅建(jian)筑的(de)(de)(de)振型數(shu)(shu)(shu)(shu)不(bu)能(neng)低于8,建(jian)筑結構(gou)的(de)(de)(de)層(ceng)數(shu)(shu)(shu)(shu)多、剛度系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)大,就應(ying)該多要(yao)(yao)振型數(shu)(shu)(shu)(shu),才能(neng)達到更好的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)震效果。
3.5結構設計要注重(zhong)細節的優化
在(zai)(zai)設計(ji)(ji)過程(cheng)中,不僅要注重整體結構,也要注重局部構件。澆(jiao)板設計(ji)(ji)可以(yi)把異形(xing)板細分成矩(ju)形(xing)板,能夠(gou)使(shi)受力更加均勻,同時也防止發生拐角裂縫。在(zai)(zai)建筑底部的(de)梁(liang)箍(gu)(gu)筋(jin)使(shi)用的(de)配(pei)箍(gu)(gu)量(liang)相當較大,因(yin)此箍(gu)(gu)筋(jin)采用冷(leng)軋帶肋的(de)鋼(gang)筋(jin),不僅可以(yi)減少箍(gu)(gu)筋(jin)直徑和肢數,還能節約(yue)工程(cheng)造價。當高層住(zhu)宅(zhai)建筑的(de)結構不規(gui)則(ze)縱向時,特別要仔細計(ji)(ji)算出薄弱的(de)位置加以(yi)優化。
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