高层住宅结构设计范例6篇

高层住宅结构设计范文1

【关键词】住宅；转换层；结构设计；构造措施

一、工程概况

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。

二、计算分析及参数选取

采用中国建研院编制的SATWE进行计算，计算参数为：抗震设防烈度为7度，建筑抗震设防类别为丙类，Ⅱ类场地土，基本风压0.9KN/m2（承载力计算）及0.75 KN/m2（位移计算），框支框架和剪力墙抗震等级分别为一级和二级，计算中考虑双向地震扭转效应、模拟施工加载，取18个振型进行计算。

1、侧向刚度计算方法的选取

A：剪切刚度法，即GKi=GiAi/Hi；B：剪弯刚度法，即 Ki=Δi/Hi；C：抗震规范条文说明建议方法（地震层间剪力与地震层间位移的比值），即 Ki=Vi/Δui。其中方法A适用于底层大开间结构；在计算高位转换这类长细柱（墙）结构时，侧向刚度宜采用方法B计算，以充分反映弯曲变形的影响；方法C适用于除A、B以外的规则建筑结构。

2、嵌固端选择的合理性分析

地下室作为地下车库使用，空间大间隔少，其顶板作为上部结构构件的嵌固端，应保证被嵌固构件在嵌固处不会发生平动位移和转动位移。本工程地下室顶板覆土1m，且消防车道部分给予20KN/m2的活荷载，地下室顶板采用现浇梁板框架井字梁结构，主框架梁500*900（消防车道下部分500*110），次梁300*700mm；板厚200mm，混凝土强度等级C30，采用双向拉通配筋，并满足构造要求。结构侧向刚度亦能满足规范要求，因此嵌固端选择在地下室顶板处是合理的。

3、结构自振周期

以3#楼为例，按框支结构经验公式计算，T=（0.05～0.07）N=1.70～2.38s，自振周期值在经验值范围内，扭转周期与平动周期Tt/T1=0.721

4、结构规则性

本工程采用的是竖向抗侧力构件内力由水平转换构件向下传递的形式，属于竖向不规则结构，通过计算、内力调整及构造的方式调整，使其余各项均能满足规范要求：结构在地震和风荷载作用下的层间最大位移转角满足规范要求；最大位移与楼层平均位移的比值满足规范要求；侧向刚度不小于相邻上层的70%和相邻3个楼层平均值的80%；腰部楼板通过构造措施避免尺寸和平面刚度的急剧变化。

三、转换层的设计特点

本工程转换结构构件为梁―柱体系，框支框架抗震等级取一级。框支剪力墙结构剪力墙底部加强部位的高度取六层以下，抗震等级为二级，轴压比限值为0.6，在结构质量不变的情况下， 该部位不落地剪力墙往往不能满足要求，需要特别加厚或加长，为避免转换层上下结构侧向刚度突变，加大落地剪力墙和底部核心筒剪力墙厚度，提高底部竖向构件混凝土强度等级。结合楼层扭转位移控制条件，在平面刚度较弱的周边部位增加布置剪力墙并调整使其对称均匀，避免过大偏心，增强结构的抗扭刚度，结构扭转效应，同时也能提高转换层下部的侧向刚度比。上部剪力墙的水平剪力需要通过转换层楼板传递到落地剪力墙，实现上下层剪力的重分配，转换层楼板传递因竖向不连续产生的水平集中应力，平面翘曲变形显著，因此转换层板厚取 200mm，双层双向配φ12@150结合周边框架梁的布置，转换层楼板整体性得到加强。

结构中转换梁尽量做到一次转换，尽量做到转换梁轴线与上部墙肢轴线相重合，以避免由偏心支承带来的弯剪扭效应对结构延性的降低。对于二次转换、偏心布置和受力复杂的转换构件，施工图阶段补充局部应力分析，在考虑最不利荷载组合情况下得到转换梁的应力分布特点，对高应力区进行重点加强，如提高配箍率和增加抗扭筋的设置，提高转换梁构件的抗剪和抗扭能力。

四、概念设计与构造措施

概念设计比数值设计更重要，先进的设计思想可以通过概念设计得到充分的体现。概念设计是指通过力学规律、震害教训、试验研究、工程实践经验等的设计概念、设计对策和措施 ， 它比量化的计算更能有效的从宏观上处理好结构的安全问题，特别是抗震安全。结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位，地震能量的耗散仅集中在少数薄弱部位，导致结构过早破坏。现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前提下，才能以多遇地震作用进行结构计算、构件设计并加以构造措施，或采用动力时程分析进行验算，试图达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。

本工程采用合理的建筑结构概念设计，在方案阶段早期介入，并将概念设计贯彻整个设计始终。通过不同结构布置方案的试算和比较，不断调整剪力墙的位置和数量使之趋于合理经济，对结构的薄弱部位采取抗震加强措施，主要包括：提高结构抗震能力，保证框支转换层及以上作为剪力墙底部加强区的部位有足够的承载能力和延性，将转换层以上6层不落地剪力墙混凝土等级提高至C50，降低构件轴压比，增加墙体竖向和水平钢筋，提高构件延性，并适应罕遇地震作用下塑性铰的出现和发展；提高结构抗扭刚度，降低扭转作用，将底部加强层以下两边纵向的剪力墙厚度增大至250mm；加强楼板传递水平力的能力，将细腰部楼板厚度加大至160mm，并提高其配筋率，采用双层双向通长配筋。

五、结束语

综上所述，本工程抗侧力构件结构布置合理，自振周期及剪重比适中，水平位移满足规范限制要求，构件截面取值合理，结构体系具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力，构件设计满足“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的原则，对结构可能出现的薄弱部位采取了必要的加强措施，结构体系选择恰当。

参考文献：

高层住宅结构设计范文2

【关键词】高层住宅；错层结构；剪力墙结构；抗震措施

【中图分类号】TU973.16【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2015）07-0151-01

1.错层结构的相关理论探讨

依据规范及相关参考文献理论总结：对于错层结构，一般认为其不利的因素主要存在两个方面：一是由于楼板被分成数块，且相互错置，在错层构件中产生很大的变形和内力，削弱了楼板协调结构整体受力的能力；二是由于楼板错层，使得错层交接部位形成竖向短构件（如框架结构中的短柱），可能在同向受力中因错层构件刚度大而产生内力集中，不利于抗震设计。短构件问题主要是针对多层框架结构，其不利于抗震的震害表现也多出现在多层框架中。对于以剪力墙为主要抗侧力构件的高层住宅，规则的错层对结构受力的影响有限，影响主要在于两侧有错层连梁相连的墙体。结构的错层会增大结构的抗侧刚度，错层构件在结构整体中所占的比例越大，则整体侧向刚度增加幅度越大，但剪力墙结构抗侧刚度增加的幅度相比于框架结构要小。如图1所示，相互错层的相邻楼板A和B仅由中间的错层柱或墙相联系，相比较平面刚度极大的楼板，错层柱或墙的弯剪刚度是个极小值，当结构受力时，结构两部分将产生不协调变形，可能会在错层柱或墙中形成较大的内力，错层柱或墙的受力与两部分的均匀性有关。错层剪力墙结构的试验研究表明Ⅲ，由于错层剪力墙结构整体成弯曲破坏.根据振动台试验和静力试验破坏结果，错层剪力墙结构与一般剪力墙结构无大的区别。由此可知，错层对剪力结构体系得影响有限，错层剪力结构通过结构的合理布置和结构措施的加强，可以满足抗震设计的要求。

2.工程实例

2.1工程概况

郑州高新区地矿综合楼矿产研发中心1#、2#楼住宅小区位于该市高新区，根据其功能要求为错层剪力墙结构。该工程建筑平面布置为一字型，建筑物长度约为69m，宽度约为12.6m，建筑主体高度52.1m，共18层，加上屋顶以上塔楼的高度后，建筑的总高度为55.8m，高宽比为4.43。规范要求，钢筋混凝土剪力墙结构伸缩缝最大间距为45m，综合考虑变形缝设置要求，该建筑变形缝宽度取200mm，将建筑物分成A、B、c三个单元，如图2所示（阴影处为错层区域）。建筑剖面图见图3，住宅标准层层高为2.9m，上部结构各标准层与错层之间相差1.45m。该工程为丙类建筑，建筑场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第二组，场地特征周期为Tg=0.40S，罕遇地震作用的水平地震影响系数最大值为0.72。计算时基本风压按50年重现期取0.45KN/㎡。

2.2计算模型

该工程被变形缝分成A、B、C三个单元，其中A和C单元对称，因此我们只需建立A和B两个计算模型进行计算。按照《高规》复杂高层建筑结构设计中的错层结构结构相关要求，错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。错层结构中，错开的楼层应各自参加结构整体计算，不应该并为一层计算。本工程采用现浇剪力结构体系，计算软件以STAWE为主进行结构计算，以PMSAP进行校对。建模时图3所示各标高处均按独立的计算标准层输入模型，按实际标高组装，错层处剪力墙厚度取250mm，与之相连的墙体厚度也取250mm。文献指出，错层剪力墙结构设计时墙体应尽量带有较大的翼缘，一是可以增加墙体的稳定性，二是增加了墙体的抗震承载能力和延性，对抗震有利。所建模型中墙体都带有较大的翼缘，以增强墙体的稳定性和抗震性能。文献指出，在进行结构的动力特性分析时，分别采用弹性楼板和刚性楼板模拟结构的错层楼板，发现两种计算方法的结果差异不大。振型分解反应谱分析结果表明，结构在常遇地震作用下错层位置楼板会产生局部应力集中现象，而位移、基底剪力等指标均满足规范抗震要求。设计中用SATWE和PMSAP计算时，分别考虑错层楼板为刚性楼板和弹性楼板，发现计算结果确实差异不大。

2.3计算结果

两种程序的计算结果相差不大，为结构设计提供了保障。

2.4抗震构造措施

对于错层剪力墙结构，《高规》中指出，错层处平面外受力的剪力墙截面厚度抗震设计时不应小于250mm，并应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30，水平和竖向分布钢筋的配筋率抗震设计时不应小于0.5％。本例参考了大量的相关文献及其规范的要求，在建筑专业允许的前提下，设置变形缝，将建筑分为三个部分进行设计，减小结构的扭转效应。在错层处的剪力墙加厚，厚度取250mm，并让墙体带有较大的翼缘，增强墙体的延性和稳定性。错层处剪力墙抗震等级提高一级，按二级考虑。混凝土强度等级在底部加强区为C35，上部为C30。

3.结论

需要注意：（1）错层结构造成平面楼板不连续，竖向构件应力集中，是一种对抗震不利的结构形式，但错层对剪力墙结构体系的影响有限，错层剪力墙结构通过结构的合理布置和构造措施的加强，可以满足抗震设计的要求。（2）错层剪力墙结构的设计中，考虑结构概念设计，合理的布置结构平面，采用相应的抗震构造措施，可以很好的保证结构的安全性，确保收到良好的经济效果。

参考文献

[1]魏雅丽.《某高层建筑错层剪力墙结构设计[J]》.国外建材科技，2006

高层住宅结构设计范文3

关键词：高层住宅；结构；优化设计

Abstract: with the improvement of people's living standard, housing is not only a shelter, rest, but also for people to enjoy life place. Now, the construction of residential design of increasingly high demand, optimizing the structure design of high-rise residential buildings, not only can improve the degree of safety, but also can reduce the engineering cost, construction cost savings. Several suggestions are put forward to optimize the design of high-rise residential buildings in this paper, we hope to help design personnel.

Key words: high-rise building; structure; optimization design

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

引言

高层住宅结构的优化设计是指对建筑物结构进行合理分析，提出结构设计优化方案，目的是在设计满足国家相关建设法规的前提下，提高建筑物的技术质量，降低总成本，使投资利益最大化，并且能保证建筑物抗震性能和安全性。结构设计优化是对设计再次分析，再次加工的过程。尽量使住宅结构刚度适中、整体结构布局均衡，从而减小构件在外力影响下的变形或者破坏，达到既美观又兼顾抗震的效果，这是高层住宅结构优化的目标。

在高层住宅结构优化设计中，每一道工序都要精心设计，做到计算合理准确，方案合理可行，本文对设计优化存在的问题进行分析并提出几点可行建议。

1高层住宅结构设计现状

1.1 住宅结构设计现状

多层建筑和高层建筑横向和竖向的结构体系设计基本原理是相同的，但是建筑高度越高，结构设计越复杂，这也是建筑界正在努力解决的问题之一。住宅结构越高，就要求有截面较大的柱子或者墙来承受竖向压力，这对建筑材料的要求比较高。另外，住宅结构越高，水平力所产生的剪切变形和倾覆力矩就要大得多，而且水平荷载产生的响应并不是线性的，而是随着高度增加而迅速增大。高层建筑与低层建筑结构有着很大差异，需要考虑的因素也很多，例如共振、扭转、水平侧向位移等。

1.2 高层住宅结构设计影响因素

住宅越高，建筑结构的安全性就越来越要重视，设计中要考虑的因素也就增多，主要影响因素有水平荷载、侧向位移、结构延性等。

(1) 水平荷载。水平荷载包括风荷载和地震作用。一般来说，垂直方向的荷载只与楼房高度有关，但是水平方向的受力情况却比较复杂。例如，风荷载的大小和建筑物所在地的地貌及周围环境有关，与建筑物本身高度、形状及表面状况有关；地震作用同场地类别及本地区抗震设防烈度有关。所以水平荷载是影响住宅结构设计的主要因素。

(2) 侧向位移限制和舒适度要求。在正常使用条件下，高层住宅结构处于弹性状态并且应有足够的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用条件。过大的侧向位移会使主体结构出现裂缝甚至破坏，会使结构产生附加内力，会使人不舒服影响正常使用。所以在设计的时候，要注意在水平荷载作用下的侧移要控制在要求范围之内。

(3) 结构延性。高层住宅建筑在地震作用下允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰。这时结构进入弹塑性阶段，结构可以通过塑性变形耗散地震能量，同时必须保证结构的承载能力，结构不能破坏，这种性能称为结构延性。延性越好，抗震能力越强，要特别注意在构造上采取合适的措施，保证住宅的安全。

2高层住宅结构设计优化

2.1 选择设计结构方案

进行高层住宅结构设计优化时，首先要进行结构方案的选择。结构方案的好坏决定了结构设计的好坏，对于同一个建筑设计要求，其结构方案往往是不唯一的，但是不同的设计方案会影响工程质量和工程造价，在设计时，一定要选择合理的结构设计方案。

首先，根据相关建筑结构规范的规定来完成结构设计方案总体要求，处理好建筑与结构的相互关系，充分发挥结构的最佳受力状态，使结构形式尽可能简单明确，具有足够的承载力，良好的延性和刚度。

其次，要保持结构的安全可靠。应该仔细考虑每一个构件，使各个构件能够相互协调，发挥最大功能，保证设计目标水准，使结构既经济又安全。

再次，要尽量避免或者减小外力作用下的扭转效应。因为抵抗扭转效应所需要的材料用量很大，而且结构也会很复杂，会提高工程造价，不经济也不实惠。

最后，要积极与建筑专业进行沟通。结构设计者往往对建筑做法和材料不是很了解，在设计结构方案时，要与建筑师进行交流，听取他们提出的建议，结构设计师要充分理解结构概念，真实客观地进行设计，通过反复优化、修改，最后设计出质量最安全，造价最经济的结构方案。

2.2 设计优化

在优化设计时，应注意以下几个方面：

(1) 正确认识结构设计优化的重要性。

现在房地产已经是一个大产业，人们对住宅要求也越来越高，而作为投资方，追求的是利益的最大化，进行住宅结构设计的优化，不但可以有效降低总成本，还可以使建筑结构更美观安全，更经济合理的节省材料，从而降低工程造价。

(2) 设计方案优化。

设计时，首先要进行建筑结构分析，主要由竖向抗侧力构件构成，包括框架、剪力墙、筒体等。主要分析他们的受力状态，使构件充分利用起来。在进行计算分析时，不能盲目地依赖计算机，还要结合工程师的实际经验，选择合适的计算参数，经过多次计算比较，找到最佳参数值。

其次是根据住宅结构平面，分析竖向荷载和水平荷载，根据实际情况，合理布置构件，选用合适材料进行结构分析和内力分析，根据分析结果适当调整结构形式。此外，还要进行可行性判断，对优化结果进行内力分析，满足设计要求的前提下，校验可行性；如果不可行，就要调整设计方案，直到方案可行为止。

(3) 地基处理的优化。高层住宅建筑更要注重地基的处理，否则将前功尽弃，在选择地基时，要选择地质条件不复杂，容易施工的地质，因为地质条件越复杂，地基处理的造价越高，而选择相对简单的地质条件，不仅可以降低地基处理的成本，地基安全度也会增加，从而降低工程造价，提高工程性价比。

(4) 进行建筑材料的优化。优化建筑材料目的就是花尽量少的钱，做到经济安全、符合设计要求工程。这就要求在选择建筑材料时，要合理利用材料性能，根据不同的需求来选择不同的材料。实际上，因材料选择不当造成浪费的情况很多，设计时，要充分考虑这些因素。

3结论

高层住宅结构设计优化能够有效降低工程造价，带来可观的经济效益，不仅能让建筑物安全实用，又能使其经济美观，舒适。所以进行结构优化设计至关重要，实际设计中，要结合实际情况和具体条件来灵活运用设计优化方法，实现住宅结构设计既安全又经济。

参考文献：

高层住宅结构设计范文4

关键词：小高层住宅 钢筋混凝土 框架结构

中图分类号：TU241.8 文献标识码：A 文章编号：

一、 小高层钢筋混凝土结构的住宅的基本结构形式

1、 框架结构框架结构的特点是开间大、灵活性好、抗震性能较好，造价较低，但由于柱截面大于隔墙厚度而造成柱角外凸，影响家具的布置和美观，有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。

2、框架一剪力墙结构在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架一剪力墙结构。它是小高层住宅中应用比较广泛的一种主体结构型式。其特点是平面灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。

3、 大开间剪力墙结构随着时代的发展和人们生活水平的提高，原来建造的小开间剪力墙体系住宅在建筑功能上的局限性变得日益明显。从强度方面看，小开间结构中墙体的作用不能得到充分的发挥，并且过多的剪力墙布置还会导致较大的地震力，增加工程费用，另外，由于结构自重较大，也增加了基础的投资，因此，大开间剪力墙应运而生。承重墙的开间达到4.5m~7.5m，进深达到7.5m~1lm，室内一般无承重的横墙和纵墙，可以按照住户的不同要求灵活分隔，随着家庭的变化还可重新布置。 。

二、 小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点

1、 水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素

在低层住宅中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计;而在小高层住宅中，尽管竖向荷载仍对钢筋混凝土结构设计产生着重要影响，但水平荷载将成为控制因素。对某一特定建筑来说，竖向荷载大体上是定值;而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2、轴向变形不容忽视

对于采用框架体系或框架一剪力墙体系的小高层住宅，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到很大的数值，其后果相当于连续梁中间支座产生沉陷，使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

3 、侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标

与低层住宅不同，结构侧移己成为小高层住宅钢筋混凝土结构设计的关键因素。随着房屋高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次方成正比。在设计小高层住宅时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要有足够的抗侧移刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因为:①过大的侧移会使人不舒服，影响房屋的正常使用。②过大的侧移会使隔墙、围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形而导致不能正常运行。③过大的侧移会因P一效应使结构产生附加内力，甚至因侧移与附加内力的恶性循环导致建筑物的倒塌。

4、 结构平面、竖向布置

为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应；平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小（不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度），避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

抗震设计的框架结构，不宜采用单跨框架。如果不可避免的话，可设计为框架-剪力墙结构， 框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合形式。框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。

三、小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略

1、 优化设计的方法

当前，在无成熟的优化设计分析软件的情况下，主要是应用小高层住宅结构分析软件，采用人工分析进行调整，运用概念设计的方法对不同的结构选型和布置不断的进行方案分析比较，以获得比较理想的结构方案，这是在结构设计中最常用的也是最简单的优选或者说是优化方法。用概念设计的方法所得的方案是较合理、经济的，虽其费工费时、对设计人员的素质要求较高，但这种依靠设计人员经验进行人工优化的方法仍是当前所普遍采用的主要方法。对于同一小高层住宅方案，可以有许多不同的结构(包括基础)布置方案;确定了结构布置的小高层住宅物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的;小高层住宅物细部的处理更是不尽相同等等，这些问题目前计算机是无法完全解决的，都需要设计人员自己做出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

2、 性能分析

对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个同时需要满足的条件。结合概念设计的理念，对上述两种结构体系进行对比分析，电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载能力，还要求其有适当的刚度。高层结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关，过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角，剪力墙结构小于框剪结构，但均小于规范要求，且富裕量较大，说明两种结构体系满足刚度要求。

但就使用性能方面，剪力墙结构由于墙体太多，结构自重大，导致了较大的地震作用，混凝土和钢材用量也较高;同时也增加了基础工程的投资，而且限制了建筑上的灵活使用。而框架一剪力墙结构的特点是平面使用灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有着不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。由框架构成自由灵活的使用空间，容易满足不同建筑功能的要求;同时剪力墙具有相当大的抗侧移刚度，从而使框一剪结构具有较好的抗震能力，也大大减少了结构的侧移。

四、结语

随着我国经济的发展，人民生活水平进一步提高，用户对住宅的功能提出更高的要求，人们希望建筑物在使用过程中具有更大的灵活性，能够适应多功能变换的需求。因此，设计单位在拿到开发单位的设计意图后，应本着经济美观，安全适用的原则多为社会设计出更好的产品。

参考文献：

高层住宅结构设计范文5

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，以4.5%-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情况，可以采取增大异形柱肢长的方式，将其转变成短肢剪力墙结构，或两种结构混合使用。异形截面柱结构的平面形状适宜较为简单、均匀、对称的，有利于维护该结构的整体性能。

三、中高层住宅常用结构体系的优缺点

在上述常用结构体系中，一般剪力墙结构的抗侧刚度最大，异形截面柱框架剪力墙结构的抗侧刚度最小。但是，一般剪力墙结构和短肢剪力墙结构的自振周期相对来说比较短，结构侧移较小，地震带来的损失也会相应的减少。不同的是，异形截面柱框架剪力墙结构的自振周期却偏大，导致该结构的安全性能相对低一些。相较而言，这几种结构体系的最大层间位移角几乎都在房屋的中下部，由于短肢剪力墙结构更接近中间，所以使得层间位移的分布变得均匀，相应的整体抗震性也更均匀。这些都足以明确，我们的结构体系优化设计的主要方向是抗震设计以及综合设计。

四、中高层住宅结构体系的优化设计策略

（一）加强抗震设计的理念

我们知道，高层建筑除了需要承受建筑物本身的垂直负荷外，还需要承受相当大的侧向风载荷以及地震等自然灾害的破坏，后者显然是更重要的。不同高度的建筑在抵抗侧向力方面的力度也不尽相同，这是一个致命的问题，应避免或减少在设计中出现。在设计的第一阶段，设计者应充分利用对地震的影响，如通过相应的计算生成条件建立一个灵活的结构抗震设计参数。在设计的第二个阶段，应当利用薄弱层相关数据计算出地震参数和薄弱环节的横向位移。

（二）综合考虑优化结构设计

设计师在优化几种结构体系设计过程中，应当充分考虑内部因素和外部因素的影响。内部因素包括各个组件可以由力载荷承受，特别是考虑到它的高层建筑需要关注的垂直力方面承担，采取哪种结构是比较合理的，比如住宅建筑结构的抗塌陷性。而外部因素不得不考虑平常建设风、地震和温度应力等因素，需要综合各个方面的设计，也就是尽可能地将各个分散的结构设计要点整合起来，在分散的基础上进行全方位的优化，这样便能够达到理想的效果。

五、结语

中高层住宅建筑的结构优化并不是一味地否定现有的结构体系，也不是完全游离于现有结构体系的创新，而是对某些结构体系的一方面或者多方面采取一定措施使之变得优秀。当然，这个优化的过程是需要日积月累的，经过不断的设计，查漏补缺， 去其糟粕，取其精华。笔者相信，只要设计者能够加深对中高层住宅机构体系的研究，未来的建筑机构体系定将更加优质、完善。

参考文献：

[1]沈蒲生.高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2]刘海卿，康珍珍，张丙军.高层建筑结构选型影响因素分析[J].科学技术与工程，2006（6）.

高层住宅结构设计范文6

【关键词】剪力墙；联肢墙；短肢剪力墙；平面外支撑；强连梁

现阶段，采用剪力墙结构的板式高层住宅已经成为开发商及业主选择的宠儿，它在设计时，房间布置灵活，在使用时，朝向、通透性、日照等方面都容易满足需求。板式高层住宅有其自身特点：建筑平面长宽比大，一般为2～4，而且宽度比较小，一般等效宽度为14米～17米，高宽比较大。平面长宽比大对结构带来的问题是，结构扭转效应明显，往往周期比、位移比不容易控制。建筑宽度小，高宽比大给结构带来的问题就比较多了，首先建筑宽度小了，沿楼宽方向的抗侧刚度不容易满足，其次高宽比大，会影响结构的整体稳定，抗倾覆能力。针对以上特点，结构设计时需要注意几个问题。

1结构布置

剪力墙结构的剪力墙的平面布置应尽可能均匀、对称、周边化，尽量使结构的刚度中心和质量中心重合，以减少扭转，加大结构的抗扭刚度。竖向布置，剪力墙宜自下倒上连续，避免刚度突变。对于板式高层住宅，剪力墙布置除了要遵循以上所述原则外，还应该注意以下几个问题。

（1）剪力墙布置时，如何保证建筑宽度方向抗侧刚度需求。由于板式住宅建筑宽度小，沿楼宽方向的抗侧刚度不容易满足，在设计时，我们往往为控制宽度方向位移要耗费大量时间，在高烈度地区尤为明显，往往要反复调整结构布置，反复计算，有时可能还是达不到预期目标。其实在反复计算中，我们还是可以找到一些规律，沿建筑宽度方向能对齐的剪力墙越多，宽度方向的位移越能满足要求，换句话说就是，沿建筑宽度方向的联肢墙越多，宽度方向抗侧刚度就越大。在布置剪力墙时，可以通过提高联肢墙的刚度，来有效的提高宽度方向整体抗侧刚度。对于那些与其它墙肢对不齐的独立墙肢，在控制轴压比及短肢要求的前提下，可以减小其墙肢长度，这样可以减小结构自重，更有效地控制宽度方向位移。

在提高宽度方向联肢墙刚度时，还可以发现，提高宽度较宽部位的联肢墙刚度，给宽度方向整体抗侧刚度带来的贡献要大于宽度较窄的部位。这个问题其实很好理解，我们可以将联肢墙看成独立的一片剪力墙，当然是墙约长，抗侧刚度就越大。从以上所述，我们可以总结，在布置宽度方向剪力墙时，可优先考虑加长宽度较宽部位的联肢墙各墙肢的长度，如果刚度还不满足要求，可以考虑加长宽度较窄部位的联肢墙各墙肢的长度，对于整体抗侧刚度贡献不显著的独立墙肢，可适当减小长度来减小自重。当然这一结论还是要遵循前文提高的“均匀、对称”等原则。

（2）应控制短肢剪力墙数量。在高层住宅设计时，短肢剪力墙往往不可避免，但是对于高烈度地区及层数较多的结构，短肢剪力墙数量应按照《高规》（JGJ3-2010）的要求进行控制。因为短肢剪力墙的承载能力、抗侧力刚度都很小，构件延性差，若在结构中所占比例较多，一旦结构的一般剪力墙出现问题，很可能短肢剪力墙就会随之破坏，并有可能发生楼板的连续倒塌。

（3）提高宽度方向山墙部位剪力墙刚度，加强结构抗扭刚度。前文提到建筑平面长宽比大，结构扭转效应明显。在计算板式高层住宅，我们往往会遇到以扭转为主的周期为第一周期的现象，这是因为结构布置不合理，导致结构抗扭刚度底。在设计时，这种情况是要避免的，通过计算，我们不难发现，对于板式住宅，加强建筑宽度方向山墙部位剪力墙刚度，对于提高结构抗扭刚度有着显著贡献。

（4）控制强连梁数量。在前文中提到，板式住宅建筑宽度小，沿楼宽方向的抗侧刚度不容易满足，对于这一情况，有的设计人员会采用将建筑宽度方向所有连梁高度加大，设计成强连梁，来提高宽度方向抗侧刚度。甚至为了优化结构方案，减少墙肢，就加大所有连梁高度，也就是以强连梁来提高结构整体刚度，并精简剪力墙数量来优化结构方案。这种做法是不安全的，尤其是对于剪力墙洞口较多的结构。强连梁确实可以很明显的提高结构抗侧刚度，但正因为如此，当遇到大震，连梁梁端开裂，出铰乃至退出工作，这样会过多消弱结构刚度，导致破坏倒塌。所以在设计时应合理控制强连梁的数量，做到既有弱连梁又有强连梁，结构的抗侧力刚度适当，承载能力适当，耗能能力也适当，实现“强弱适当，多到防线”，从而使得结构具有较高的延性性能。

（5）控制剪力墙平面外弯矩影响。由于住宅房间布置的不规则性，往往会出现剪力墙墙肢与平面外方向的楼面梁连接，这种情况会或多或少对剪力墙产生平面外弯矩。在设计时，对于楼面梁跨度、截面高度、荷载较小时，可以在剪力墙中设置暗柱来增强剪力墙平面外抗弯承载力，此时梁与墙的连接在条件允许的情况下可设计成刚接，若钢筋锚固水平长度无法满足，且建筑使用功能限制时，可设计成铰接或半刚接。对于楼面梁跨度、截面高度、荷载较大时，应尽可能在连接处设置短墙肢或扶壁柱来提高剪力墙平面外抗弯承载力，此时梁与墙的连接应尽可能设计成刚接。

2 结构计算

（1）最大地震力方向，在这里要强调最大地震力方向对结构抗震计算的影响。我们在计算时，要对许多指标进行控制，例如位移、剪重比，但是在程序输出时位移、剪重比是按两个主轴方向输出，当最大地震力方向与两个主轴方向有一定夹角时，此时所得的两个主轴方向位移、剪重比是偏小的，如果以位移控制，那么计算是偏于不安全。对于板式高层住宅，我们应该通过调整结构布置，尽可能减小大地震力方向与两个主轴方向的夹角（小于15。），如果实在控制不了夹角，那么应该指定这个夹角，将主轴旋转夹角使得与最大地震力方向一致，从而计算控制各项指标 。

（2）整体稳定，抗倾覆能力计算控制。对于高宽比较大的板式住宅，在计算时应重点进行整体稳定及抗倾覆能力计算控制，必要时还应进行大震下抗倾覆计。抗倾覆计算的重点在于，结构基础要有足够的平面宽度来抵抗来抵抗在地震作用下的倾覆力矩，同时基础外边缘要有足够的刚度及抗弯、抗剪承载能力，来抵抗由倾覆力矩产生的基础外边缘过大地基反力。这里需要解释一下，建筑宽度小，那么沿宽度方向的抗倾覆力矩就小，在大震作用下，沿宽度方向基底容易出现零应力区，这就会导致沿基础宽度方向的外边缘会产过大的地基反力。

板式高层住宅有其自身特点，当采用剪力墙结构时，剪力墙布置应当控制好短肢剪力墙数量，合理地利用山墙刚度来提高结构抗扭刚度，合理地控制强连梁的数量，做到强弱适当，控制好剪力墙平面外支撑措施，合理地布置宽度方向剪力墙，使其能够最大程度发挥其刚度贡献。计算时不能忽视最大地震力方向的影响，并且要对结构整体稳定，抗倾覆能力进行计算控制。

参考文献：