高层住宅楼结构设计
高层住宅楼结构设计范文第1篇
关键词：住宅建筑结构设计地基基础
1工程概况
本工程总建筑面积为96412.72平方米，位于广东省清远市佛冈县。层数最高为28层，最低为1层。地上部分共有9栋：1号楼为一类高层居住建筑，沿街高层1层商铺，建筑层数28层。2号楼、3号楼、5号楼为一类高层商住楼，2号楼为26层，3号楼、5号楼为28层。沿街高层2层商业。B1、B2、B3、B5、B6栋为低层商业建筑，建筑层数为3层。B6栋为1层。场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，建筑场地类别为Ⅱ类。场地无可震动液化土层分布，亦无发震断裂，属稳定地区。
2工程特点
本工程整体设计思路要求典雅、高级、舒适。建筑立面风格追求新古典主义，平面布置讲究高度灵活性，可以居住、办公为追求大尺度。由于开发商要求功能多样化、适应性强、个性鲜明，使得建筑设计平面与立面复杂、多变。所以与一般工程相比，本工程有鲜明特点，结构设计不利因素相对集中，体型相对复杂，给结构设计带来了很大难度，其结构特点具体体现在以下几个方面:
（1）在地下室设置后浇带，后浇带在两个月后浇筑；适当提高地下室底板、侧壁的配筋率。
（2）地下室外防水层采用柔性防水(聚胺脂涂层或卷材)，即使出现微小的收缩裂缝，外防水层也能起到阻止渗漏的作用。
（3）地下室及裙楼采用双向梁布置，采用控制裂缝宽度性能较好的变形钢筋，壁板、楼板钢筋按照“宁细勿粗，宁密勿疏”的原则配置。
（4）从减少砼自身收缩率的角度考虑，优化砼的配合比设计，加入合适的添加剂，控制水灰比、砂率、水泥用量及塌落度等指标；另一方面要求加强砼的振捣及养护，应有可靠措施保证砼在全湿润条件下硬化，优先考虑蓄水养护。
3结构设计要点
3.1基础及基坑支护
3.1.1基础形式
高层采用筏形基础，裙楼和B1~5采用天然独立基础；基础持力层为(2-2层)卵石层，地基承载力特征值fak=700Kpa，混凝土强度等级为C30。
3.1.2基坑支护方案
本工程基坑侧壁安全等级为二级，基坑支护设计与地基基础及地下室结构设计没有矛盾，满足建筑物的使用要求。
3.2地下室结构
地下室底板：采用平板式底板，板厚h＝300mm。
地下室顶板：采用梁板式布置，板厚h=180mm。
3.3 上部结构体系
根据建筑使用功能的需要，本工程为剪力墙结构。
4结构计算与分析
采用中国建筑科学研究院PKPM工程部编写的《SATWE》程序计算。
4.1基本假定及主要参数取值
上部结构计算取地下室顶板作为嵌固端。上部结构由下至上分为三栋高层结构计算，自编号分别为1#楼、2#楼、3#楼、5#楼。考虑了平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数使振型参与质量不小于总质量的90％，振型数为18。主要参数取值如下：不考虑活荷载的不利分布，梁弯矩增大系数取1.0；周期折减系数取0.9；中梁刚度增大系数取2.0。
4.2主要计算结果
4.2.1自振周期及第一扭转平动周期比
各结构单元的自振周期及周期比详表1，可见以扭转为主的第一周期与以平动为主的第一周期的比值均≤0.90，满足《高层建筑混凝土结构设计技术规程》第4.4.5条的要求。
4.2.2弹性层间位移角
弹性层间位移角即层间最大位移与层高的比值详表2，可见层间位移角均满足《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.6.3条的要求。
表2地震作用及风荷载的最大位移角表
4.2.3扭转不规则性指标
在考虑偶然偏心情况下，用于判断结构扭转不规则性的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值详表3，可见1#楼、2#楼、3#楼、5#楼最大的位移最大值与平均值比值均大于1.2，小于1.5，未超出《高层建筑混凝土结构技术规程》第4.4.5条的限值。
表3扭转不规则性指标最大值
4.2.4水平地震作用下基底的剪重比
各结构单元在水平地震作用下基底的剪重比详表4，基底剪重比均大于1.6％，满足《建筑抗震设计规范》第5.2.5条的要求。(当小于1.6%时，程序自动放大至1.6%)
4.2.5刚重比
刚重比 EJd /（H2ΣG）详表5，可见刚重比均≥1.4，满足《高层建筑混凝土结构设计技术规程》第5.4.1条对结构稳定性的要求。各栋刚重比均≥2.7，可以不考虑重力二阶效应的影响。
4.2.6楼层侧向刚度比
楼层侧向刚度不小于相邻上一层的70%，和其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%的较大值。满足规范要求。
4.2.7轴压比
本工程轴压比按地下一层控制，剪力墙轴压比控制在0.70以内(一字墙0.60以内)，框架柱轴压比控制在0.90以内。
计算结果分析表明，本工程各项整体指标均能满足相关规范的有关要求或未超出规范规定的最大限值；柱的轴压比和各构件的强度及变形也均能满足规范的要求。
5地基基础
5.1场地工程地质特征
本工程场地位于清远市佛冈县；西面为四层图书馆及广播电视中心，北面为青松东路，东面为文明路，南约120m为106国道。场地上部为冲洪积层，下部为基岩。各岩土层的状态、埋深和厚度变化不大，场地地基属均匀地基。
5.2场区地下水
勘察期间场地地下水位埋深1.74～2.14m，标高69.12~75.35m。场地地下水埋藏较浅，地下水位一般高于地下室底板上部，地下室的抗浮水位取标高75.50m。地下水对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。
5.3场地的等级分类
建筑场地类别为II类，场地处于丘陵地区，地形地貌简单，地形平坦。不存在坍塌、滑坡、泥石流、严重地陷等不良地质作用及地质灾害现象。地下无人防工程、坑道及矿产资源。无活动性断裂构造。周边无污染源，地下水及土壤基本未受污染。本工程场地等级为二级，地基等级为二级，工程重要性等级为一级，岩土工程勘察等级为甲级。
5.荷载取值
本工程基本风压：高层部分按50年重现期取值为w0=0.30kN/m2（计算位移、周期时采用）；100年重现期取值为w0=0.35kN/m2（计算构件配筋时采用）。多层部分按50年重现期取值为w0=0.30kN/m2，地面粗糙度B类，建筑体形系数μs=1.3。
6结束语
高层住宅楼结构设计范文第2篇
【关键词】高层住宅;指标控制；基础结构设计；配筋及构造设计；地震力组合数
1总体指标控制
计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值; 地震作用下, 结构的振型曲线, 自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。总体指标对建筑物的总体判别十分有用。譬如说若刚度太大, 周期太短, 导致地震效应增大, 造成不必要的材料浪费; 但刚度太小, 结构变形太大, 影响建筑物的使用。合理的刚度是多少, 笔者建议对于小高层住宅μ/H 取1/2500～1/3500,刚重比在10～15 之间是比较合理的。周期约为层数的0 . 0 6 ～0 . 0 8 倍之间。另外, 对结构布置扭转的控制: 在考虑偶然偏心影响的地震作用下, 楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1 . 2 倍, 不应大于该楼层平均值的1 . 5 倍。当然, 笔者建议对于顶层构件可不考虑在内, 否则很难满足上述指标。
2基础结构设计
本工程结构设计的最大特点是采用后张无粘结预应力宽扁梁结构。设计思路如下: 无粘结预应力筋主要用于平衡楼板和扁梁自重, 并满足梁的抗裂度及变形要求。为保证构件延性, 按照《无粘结预应力砼结构技术规程》梁内配置适当普通钢筋。耐火极限为两小时, 无粘结预应力筋的保护层厚度不小于40mm。目前的短肢剪力墙体系高层由于考虑埋置深度的要求, 一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型, 将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程, 上部十八层带一地下室, 根据勘察报告, 采用Φ 4 0 0 预应力管桩, 可选桩长有桩长2 5 m , 单桩承载力特征值Ra=900kN,桩长34m,单桩承载力特征值Ra=1300kN。采用25m 桩需要290 根,采用34m 桩需要200 根。从桩本身比较两种方案, 总的桩延米数量相当, 但采用2 5 m桩为满樘布置, 筏板厚需1 2 0 0mm , 而采用34m 桩为墙下布置, 筏板可减至900mm,经济性明显。因此, 笔者认为基础选型应作方案比较, 才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值, 则应考虑桩冲切, 角桩冲切, 墙冲切及板配筋等多方面的因素。另外, 筏板长度的设置也须我们研究探讨,由于考虑地下室的使用合理性, 常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝, 后浇带的作用是明显的, 但也给施工带来了不少麻烦, 甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层, 长宽均达1 0 0m 以上, 中间就设置几条后浇带, 也没有其他措施, 笔者认为是不妥当的。
3配筋及构造设计
对于高层住宅来说, 剪力墙是面广量大的, 因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。
3.1 剪力墙墙体配筋( 以2 00厚墙体为例) 一般要求水平钢筋放在外侧, 竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。笔者建议加强区Φ10@200,非加强区Φ 8@200 双层双向即可,双排钢筋之间采用Φ6@600x600 拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多由水压力, 土压力产生的侧压力控制, 而由于简化计算经常由竖向筋控制, 此种情况下为增大计算墙体有效高度, 可将地下部分墙体的水平筋放在内侧, 竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4 . 1 .6 条规定: 迎水面保护层应大于50mm,且在保护层内按《混凝土结构设计规范》第9 . 2 .4 条规定增设双向钢筋网片。在这种情况下, 很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm 计算, 笔者认为是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后, 计算保护层厚度至少可按3 0 mm来取值, 这对节省墙体配筋效果相当明显.
3.2剪力墙按规范应设置边缘构件, 一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件;其余剪力墙应按《高层建筑混凝土结构技术规程》第7 . 2 .1 7 条设置构造边缘构件。本节仅就构造边缘构件的配筋作一点讨论。我认为首先要区分剪力墙的受力特性及类别, 即: 普通剪力墙( 长墙) , 短肢剪力墙, 小墙肢和一个方向长肢墙而另一方向属短肢墙来区别对待配筋。对于普通剪力墙, 其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率, 建议加强区0 . 7 % , 一般部位0 . 5 % 。对于短肢剪力墙, 应按高规第7 . 1 .2 条控制配筋率加强区1.2% , 一般部位1 . 0 % ; 对于小墙肢其受力性能较差, 应严格按高规控制其轴压比, 宜按框架柱进行截面设计, 并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1 . 2 % , 一般部位1 . 0 % ; 而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体, 设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋, 笔者认为这并不妥当, 建议有两种方法。其一, 计算中另一方向短肢不进人刚度, 则配筋可不考虑该方向短肢影响; 其二, 计算中短肢进人刚度, 则配筋中应考虑该方向短肢的不利影响。建议该短肢配筋率加强区1.0 % ,一般部位0.8 %。
3.3 剪力墙中的连梁跨度小, 截面高度大, 在地震作用下弯矩、剪力很大, 有时很难进行设计, 如果加大连梁高度, 配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞, 上述所示情况梁的高度是一样的; 但对于窗洞, 连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底, 有时则高度太高, 这样高跨比太大, 并且与计算图形不符, 相应配筋亦较大, 不合理。笔者建议, 连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面, 对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时, 可再增加一根梁, 两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置, 腰筋同墙体水平筋。
3.4目前, 各设计院在剪力墙的楼层处均设置暗梁, 而对暗梁的作用及配筋亦各有理解。笔者认为对于框架- 剪力墙结构,如剪力墙周边仅有柱而无梁时, 则设置暗梁, 并且要求剪力墙两端是明柱, 这是因为周边有梁柱的剪力墙, 抗震性能要比一般剪力墙要好。剪力墙结构则没有这方面的要求, 在墙板交接处设置暗梁对加强墙体整体性作用还是有的, 但究竟有多大则无从确定。因此笔者认为, 就目前而言, 在楼层位置设置暗梁是可行的, 但没有必要设置太大断面及配筋, 建议底部加强区断面可取墙厚x300,配筋上下各2 Φ 16 , 一般部位断面可取墙厚x 250 , 配筋上下各2 Φ 1 4即可。总之, 高层设计时如何把握好合理性,经济性至关重要。在规范允许范围内, 合理把握关键部位及次要构件, 什么地方应加强, 什么地方可以放松, 对于整个建筑物保证安全及降低造价影响巨大, 这也是我们在今后的设计中要不断提高及改进的。
高层住宅楼结构设计范文第3篇
随着人们生活水平的提高，对住宅提出了更高要求，已由安全、适用逐步走向舒适、健康。健康住宅、生态住宅、高品质住宅等高要求住宅将成为住宅发展的趋势。健康住宅的健康性主要包括居住环境和社会环境的健康性，其中住宅声环境满足要求是健康住宅的重要因素。在住宅设计、施工等环节，有关住宅隔声与减振处理方面的技术研究，实践应用方面尚存在技术难题和技术瓶颈。本文结合健康住宅的声环境要求，提出健康住宅隔声施工的技术措施并通过工程试点应用，提出隔声施工的方案和措施。 1高要求住宅的声环境设计依据 设计依据参照:①《声环境质量标准》GB/3096—2008;②《建筑隔声评价标准》GB/T50121—2005;③《社会生活环境噪声排放标准》GB22337—2008;④《住宅性能评定技术标准》GB/T50362—2005;⑤《住宅建筑规范》GB50368—2005;⑥《绿色建筑评价标准》GB50378—2006;⑦《健康住宅建设技术规程》CECS179:2009;⑧《民用建筑隔声设计规范》GB50118—2010;⑨健康住宅建设技术要点;⑩绿色生态住宅小区建设要点与技术导则。 2高要求住宅的声环境要求 结合高要求住宅的声环境设计依据，分别提出了住宅室内外声环境要求，以及住宅中主要构件的隔声性能要求，包括墙体、楼板及门窗的隔声要求等。住宅所在区域的声环境标准，对于0类住宅声环境功能区允许噪声推荐值:昼间≤50dB(A)，夜间≤40dB(A);对于1类住宅声环境功能区允许噪声一般值:昼间≤55dB(A);夜间≤45dB(A);对于2类住宅声环境功能区允许噪声低限值:昼间≤60dB(A);夜间≤50dB(A)。高要求住宅宜建设在0类和1类声环境功能区。普通住宅室内允许噪声级分别为:卧室昼间≤45dB(A)，夜间≤37dB(A);起居室昼间≤45dB(A)，夜间≤45dB(A)。而高要求住宅室内允许噪声级分别为:卧室昼间≤40dB(A)，夜间≤30dB(A);起居室昼间≤40dB(A)，夜间≤40dB(A)。对比可以发现，高要求住宅的卧室、起居室(厅)内的允许噪声级要求较高。住宅墙体的隔声要求要结合住宅中墙体的部位和功能，有分户墙、户内隔墙、邻卫生间墙、含窗外墙等，应分类选用，墙体及楼板的隔声要求如表1所示。 3高要求住宅隔声方案与技术措施 3．1楼板隔声方案和措施 为满足高要求住宅中楼板的隔声要求，可采用浮筑楼板、铺设弹性面层、采用组合楼板减振做法等来改善住宅结构传声对邻室的干扰。浮筑楼板做法是将20mm厚挤塑聚苯乙烯板(FM250)用专用聚合物砂浆或黏结剂粘贴在楼板找平层上，然后根据不同面层厚度施工40～65mm厚陶粒混凝土垫层，再铺地砖或复合木地板面层。据检测报告，其计权标准化撞击声压级达到62dB，若不采取隔声技术措施，撞击声压级将＞80dB。在浮筑楼板结构施工中，因为固体声的振动易沿墙、梁、柱、基础及楼板系统侧向传透到其他各层房间，尤其是由于楼板与四周墙体的刚性连接，将振动能量沿结构传播，导致其他结构也辐射声能，因此隔绝撞击声的矛盾显得更为突出。尽量避免楼板与周边墙体、洞口等的任何刚性连接是很重要的，即防止“声桥”的不利作用，否则将使楼板的隔声性能大为降低。“声桥”往往由楼面施工时漏浆和垫层中设备管线敷设不当等原因引起，如由于踢脚板处理不当，楼面与墙面产生刚性连接。对于铺筑龙骨的地板，常见的弊病是将龙骨直接搁在基层上，或是用钉贯穿弹性垫层而将地板和基层楼板钉牢，这样甚至可使浮筑木地板的隔声效果几乎完全丧失。为防止出现“声桥”，应注意楼板在面层和墙的交接处采用隔离措施，以免引起墙体振动，在地面与墙之间设置垂直的弹性垫，并注意踢脚板细部的隔声处理。 3．2墙体隔声方案和技术措施 对于墙体的隔声性能，应结合墙体的类型分类选用墙体的隔声方案和措施。采用湿作业砌筑的墙体，墙体砌筑质量、墙体留置开关盒或开设管槽等会削弱墙体有效截面形成薄弱环节，墙体抹灰质量、墙体洞口或缝隙是影响墙体隔声的主要因素。施工中避免墙体开关盒背靠背设置，开关盒采用隔声毡包裹和密封处理，保证砌筑砂浆饱满度、抹灰厚度和质量，减少墙体通缝和孔洞，避免形成声学通道，是提高砌筑墙体隔声的有效措施。而穿墙管道四周处理是影响整个墙体隔声的一个关键工序，所有穿墙管道必须设置套管，可采用钢或塑料套筒，套筒与管道之间用岩棉嵌填严密，然后用弹性胶条封闭。套筒与墙体之间用岩棉、玻璃棉等材料仔细嵌填严密，最后用水泥砂浆密封封口。在主体结构设计允许的情况下，宜尽量利用承重墙作为分户墙。如果分户墙属于填充墙，可选用陶粒混凝土或密度大的增强石膏砌块等。同时，应注意墙中的管路与嵌槽，不得出现贯通现象。如240mm多孔砖、200mm厚混凝土、180HL钢丝网水泥轻质墙板和200mm厚模卡砌块构造的墙体，隔声量可以达到要求。分户墙中所有电气插座、配电箱或嵌入墙内对墙体构造造成损伤的配套构件，在背靠背设置时应相互错开位置，并应对所开的洞(槽)有相应的隔声封堵措施。对分户墙上施工洞口或剪力墙抗震设计所开洞口的封堵，应采用满足分户墙隔声设计要求的材料和构造。为防止楼板和墙体上孔洞、缝隙的漏声，对楼板和墙体上的各种孔、槽、洞均要求采取可靠的密封隔声措施。分户墙中设置电气配套构件，在背对背安装时相互错开的距离宜≥600mm。用于封堵分户墙上施工洞口或剪力墙抗震设计所开洞口的材料和构造的隔声性能，要达到原设计分户墙的相应标准要求，以保证原设计墙体的隔声性能。墙体的隔声方案和隔声技术措施如表2所示。 3．3门窗隔声方案和措施 影响建筑外窗的隔声性能因素包括窗户开启形式、窗户材质、玻璃配置、密封措施和五金配件耐久性等。当外窗玻璃表面质量相同时，隔声性能从劣到优的顺序为:中空玻璃＜单层玻璃＜夹层玻璃＜单夹层中空玻璃＜双夹层中空玻璃，对于通过改变规格参数来提高玻璃的隔声等级STC，建议应按如下顺序进行调整:增加声阻尼(采用夹层玻璃和增加PVB厚度)→增加空气层厚度→增加玻璃厚度。密封措施和五金配件耐久性较好的建筑外窗隔声性能下降得小，宜选择适宜的密封措施和五金配件。结合使用和功能要求，优先选择开启灵活，安全性高，隔声性能好的窗户。门窗是住宅中隔声的薄弱环节，提高门窗的隔声性能对改善围护结构的隔声性能意义重大。门窗的隔声方案和技术措施如表3所示。#p#分页标题#e# 4结语 声环境满足要求是健康住宅、生态住宅和高品质住宅的重要内容，是体现住宅舒适和健康的重要条目。通过研究健康住宅的声环境要求，推动从健康角度研究住宅，解决健康住宅的关键技术措施，特别是促进住宅隔声施工技术的形成，满足居住者对住宅的环境需求。住宅隔声是个系统工程，开展建筑、结构、施工、装饰、节能、公共卫生与社会学等的跨学科研究，从规划设计、施工、物业管理、监理监测等环节入手，形成住宅隔声施工的成套技术，为高要求住宅隔声的建设施工服务。
高层住宅楼结构设计范文第4篇
【关键词】高层住宅；地质条件；基础设计；结构设计；建筑设计
引言
在我们的日常生活中，会经常接触到高层住宅楼。我们所说的高层住宅楼是指长期为人们提供居住的高层建筑，而家庭住宅高层建筑是建立在特定范畴基础上的居住型高层建筑，是为了满足家庭生活需要，利用技术手段创造的建筑物。高层住宅除了在传统大城市里受到青睐，显示高层住宅具有较大的市场需求和发展潜力。近来沿海和内地的其他城市也掀起了兴建高层住宅的另一股热潮，甚至在一些中小城市也出现了不少高层住宅。
高层住宅楼设计是一项复杂的、综合的系统工程，住宅建造设计工作十分重要。高层住宅建筑设计必须根据使用要求，通过调查研究拟订出高层住宅建筑的建造方案。另外，高层住宅建筑与周围的环境是一个统一的整体，而且高层住宅建筑环境是人文背景，所以在高层住宅建筑设计中，需要统筹考虑。这是因为，住宅建筑应具有良好的环境，同时也必须与环境相适应。影响高层住宅建筑设计的环境因素比较多，其中地质条件是影响住宅建筑设计最重要的因素。但是，长期以来地质学理论主要集中在找矿及交通工程方面，在高层住宅建筑设计上的应用研究还相对较少。本文主要从地基承载力、地质建材、地磁场效应、地震灾害等方面讨论地质条件对高层住宅建筑设计的影响。并对将来高层住宅楼设计发展中的前瞻性问题提出设计建议，最后对高层居住外部环境的发展趋势做出展望。
1 高层住宅楼的特点
由于构成建筑物的物质手段与技术措施，住宅楼大多局限于土木石砖等比较原始材料，而且大都是陷于底层空间的不大建筑。随着经济高速发展及城市人口的普遍增长，建筑理念的更新以及城市社会功能的多样化发展，现代建筑的形式发生了巨大变化。当今世界各地修建的各类高层住宅楼技术先进，同时具有很强的艺术性。目前，许多高层住宅楼高度也越来越高，组成纵横交错的复杂空间，已经相当于过去多种功能组合起来的复杂建筑群。此外，充分接近自然等更具人性化的高层住宅楼正被许多设计师所采用。同时，也造成了高层住宅楼的地质勘察研究重视的降低，也造成高层住宅楼建造难以实施。一旦发生地质灾害，极易造成较大的损失及伤亡事故。所以高层住宅楼对建筑的工程地质勘探设计提出更高的要求。
2 地基承载力与高层住宅楼的基础设计
住宅建筑与土层直接接触的部分是基础，因此，基础的作用就是承上传下地传递荷载。房屋的屋顶、楼板层、墙壁等组成部分的荷载，最后都通过墙壁传给了基础。所以，所选用的材料必须要有足够的强度。而基础又把建筑物的全部荷载传到承受荷载的地基上，以承受荷载和地基的反作用力。并且地基不能经受地下水等的侵蚀，或者产生不均匀沉降。如果地基受到破坏，房屋就会产生裂缝、倾斜，甚至倒塌。所以与地基承载力有关的基础设计是否合理相当重要。基础所选择的形状应尽量使建筑物的荷载能够均匀地传到地基上。因此，基础的设计直接关系到住宅建筑的安全使用和造价投入。
由于地基的承载能力一般都要比砖、石、混凝土等基础材料的抗压能力差得多。在同样的地基承载能力条件下，基础通常做成逐步加宽的形式，以扩大基础底面与地基直接接触的面积，使基础传给地基的单位面积上的压力减小，而能与地基的承载能力相适应。对于工程地质条件比较复杂的场地，地质较差的地方布置绿地，地质较好的地方布置高层建筑，在交界的地方布置高层建筑应注意，让一幢高层建筑跨越两种性质的土层是不合理的。如果建筑上部荷载较大，基础的底面积也应相应的增大，可以通过加固、打桩等办法来改善地基的承载能力，同理，即使上部荷载相同，在承载力较高的岩土层埋深较浅的地段要充分发挥其承载力，基础也应当以不同大小的底面积去适应地基的不同的承载能力。
3 地质建材与高层住宅楼的结构设计
高层住宅楼的建材都直接或间接与区域地质状况有关，被统称地质建材。地质建材比较笨重，搬运不便。地质环境提供了石、土、砖、瓦等建材，所以当地大兴土木时，除了加工制作产品，大部分属于未经制作的原始材料，建筑高层住宅楼是就地取材。在施工时一般只需在建筑现场加工便可使用。这对于形成高层住宅建筑结构特色十分有意义。
我国高层民居建筑普遍采用梁柱式构架结构，这种结构对太阳能的应用不是十分有利。国外认为被动式太阳能采暖与制冷技术将是下世纪建筑设计的方向。目前，国外正在试验太阳能集热式墙体，由两层保护性玻璃和中间透明塑料体复合而成，其原理是利用透明绝热材料吸收太阳能用于高层建筑中的理论。为了很好的降低能耗，在设计中运用被动式低能耗技术与场地气候和气象数据相结合，同时，使停车场的地面混凝土具有良好的透水性能，使雨水存留于地下，增加环境中的水分，与停车场内的树林形成一种供水循环系统，提高小区的绿化效果，提高生活质量。分隔房间的墙壁上留有通风口，并配置有通风设备，其具体方法是通过建筑外形的塑造、材料的选择等。总之，一个地方的住宅结构设计必须要充分考虑该地的地质建材条件。
4 地震灾害与高层住宅楼的防震设计
住宅建筑灾害有地震、洪水、雷击等自然灾害，必须采取设沉降缝和桩基等措施，减少不均匀沉降引起的对高层建筑物的危害。人为灾害地质环境直接影响地震等大灾害防范，是住宅建筑设计中必须考虑的一个问题。
高层住宅建筑的群体设计在震区布设住宅群时。应根据地质调查，从抗震的角度考虑，除了在建筑场地的地质条件选择上、住宅的平面和高度设计上予以特别重视外。布置建筑要避开危险和不利地段。在住宅群中必须留有适当的疏散场地作为震害发生时的避难场所。除了公共绿地外。由于房屋的自振周期短，须在居住小区中专门划出一些临时疏散场地；在房屋的可能倒塌范围之间留出一定宽度的通道备用。震区房屋倒塌情况的调查资料表明，若房屋的自振周期与地基的末震周期接近，可根据这一指标设计通道宽度，以备震害发生时救灾人员和车辆通行之用。如果在小区范围内地基有硬有软，则因该在软土区布置刚性较大的建筑，这样对建筑整体抗震有好处。为了抗震需要，住宅周围的道路也要合理布设，一般情况为了使用上的方便，把宅前道路布设在临近住宅出入口的一侧，但在震区就必须把住宅群的道路布设在两幢住宅之间，道路易于清理和使用。
5 磁场与住宅建筑的设计
地表磁场与生物体相互作用的效应有热效应，所以地表磁场强度分布的地域差异是影响住宅布局的一个地质物理因素。如果地表磁场能量变化不是很强时，人类经过长期演化已适应了这一地质环境。但地表磁场强度的分布具有地域差异性，在生物体内部产生的能量和温升并不明显的情况下，一旦局地磁场强度发生较大变化，会使组织的传热机能产生混乱，对居住者的生理状况产生不良影响。当地磁强度过大时，受地磁场影响的组织内吸收的能量远大于生物体的新陈代谢能力时，球形红细胞形成速度达到最高值，当超过组织的调节能力，红细胞溶血速度明显增大。科学家们还发现，很多疾病的发病率及造成的死亡率，都是因为局部体温上升，最后导致组织的破坏和死亡。随住宅建筑周围的地磁强度月均值的增强而升高，会对居民造成一定的影响。可见，在高层住宅建筑布局设计时，必须要注意选择地磁强度适中的地方进行建造。
6 结语
地质环境条件是影响住宅建筑设计的重要因素之一。在高层住宅楼工程地质勘察研究过程中，要充分研究地基承载力与高层住宅楼的基础设计、地质建材与高层住宅楼的结构设计、地震灾害与高层住宅楼的防震设计。采用现代化的科技作为高层建筑物基础，满足设计及工程建设的要求，并在全国进行推广应用。并对将来高层住宅楼设计发展中的前瞻性问题提出设计建议，最后对高层居住外部环境的发展趋势做出展望。
参考文献：
[1]American Society of Civil Engineers. Minimum Design Loads forBuildings and Other Structures[M].
[2]Cheng.C.M，Lin.Z.X，T Sai.M.S. Insight of aero elastic behaviorsof tall building gs near the influence of tensional／lateral fre quencyratio [D].Lubbock，Texas，USA；Eleventh International Conference onWind Engineering，2003.
[3]浦京遂.电磁环境与人体健康[J].大自然探索，1987(2)75-78.
高层住宅楼结构设计范文第5篇
关键词：小高层住宅造价经济性分析综合效益
1．前言
当前，中央提出科学发展观，建设节约型社会。在住宅建设中，要做到“节能、节地、节材、节水、节电和环境保护”（简称“四节一环保”）。因为，中国现有建筑400多亿平方米，预计到2020年还将新建约300亿平方米，建筑不仅需要用大量的土地，而且在建造和使用过程中直接消耗能源占全社会总能耗的30%，在建材生产中的能耗为16.7%，还有用水占城市用水的47%，等等。当粘土砖被禁用后，只剩下钢筋混泥土一种结构体系，而且砂石和水泥对资源和环境的破坏和污染都非常严重，又不能回收再生。大力推动钢结构住宅建设，能促进建筑用钢和钢铁行业的发展、拉动经济内需。钢材可回收再利用，钢结构住宅符合未来建筑发展的潮流。
与传统的住宅相比，钢结构住宅还刚刚起步，结构形式上有以箱型构件、H型钢构件为主的多层、小高层、高层钢结构住宅，也有从国外引进的成套C型钢技术建低层钢结构住宅。钢结构住宅是一种先进的建筑技术，是社会经济发展和科技进步在建筑业的产物，符合住宅产业化以及建筑资源可持续发展的要求。钢结构具有抗震性能好、施工速度快、可循环再利用的优点，属技术密集型产业，结合保温隔热、废旧利用的新型墙体建材的开发，能够做到“节能省地”和环保建筑的要求。
一般来说，钢结构建筑层数越高越能显露出它的技术经济优势，那么，同样的钢结构住宅是否也会有经济上的优势，多层、小高层等层数较低的住宅采用钢结构造价如何，本文主要讨论"量多面广"的小高层住宅采用钢结构与混凝土结构之间综合经济指标的差异。
2．背景工程概况
本文背景工程选取杭州市江干区人才公寓住宅小区内的B#楼、D#楼，该小区位于杭州市九堡镇的江干科技经济园内，由杭州聚英投资管理有限公司负责实施，建成后将作为江干区外来人才的保障性住房，项目由浙江绿城建筑设计有限公司设计，由昆仑建设有限公司总承包，D#楼钢结构由浙江西子重工钢构有限公司承包施工， B#楼、D#楼为各项建筑指标完全一致的姐妹楼，建筑面积7720，原结构形式为混凝土框架结构，地上9层、地下1层，顶标高26.850米，为普通公寓。后将其中的D#楼由钢筋混凝土结构整体改为钢框架结构，做为分析比较的两个样本，样本的选取针对性较强，首先，之前有许多关于采用不同结构材料经济性比较方面的文章，选取的样本要么建筑形式不同，要么就是地域不同，还有就是不同时期的建筑，这样的比较本身就缺乏科学性，不能客观的反映事物的特性；其次，以往的比较都是在项目完工后进行的，这次的比较是有计划，有针对性进行的，相对准确严谨。最后，为了更好的体现比较的科学性，结构分析采用了同一套分析软件，中国建筑科学研究开发的PKPM软件。
3.综合成本分析
在作对比之前，先介绍一下两幢楼的基本信息，具体信息见表3-1，因为功能上是作为外来人才公寓，所以该小区建成后将"只租不售"，主力户型面积控制在40左右，户型见标准层平面图，项目全部采用精装修，租户可以作到拎包入住。
3．1 主体结构成本分析
两种结构的对比数据见表3-2，表中数据（为决算造价）全部来自项目部，其中钢结构由于是分包工程，还包括了15万总包配合费，下表中的造价为结构主体毛坯的造价，不含土地费用，前期费用（设计），门窗，精装修，室外工程等其他分摊的费用。
3．2 结构占用面积对效益的影响
混凝土柱截面为口350×500，口350×700，口350×950等，混凝土梁截面为口200×450，口200×650，口240×450，口240×600等，钢结构柱采用钢管混凝土结构，箱型柱内灌C40混凝土，钢柱截面为口400X400X10，口500X500X10等，钢梁截面为H400X210X8X14, H350X150X6X10, H300X150X5X10 ,H250X120X5X8,H200X120X5X6等，与混凝土结构相比，钢柱截面减少约35%，提高使用面积率0.53%，约40，梁高减少了250mm,空间利用率也得到改善；综合起来，采用钢结构体系，得房率提高比较明显，特别对杭州这样房价相对比较高的城市，具有比较明显的经济效益，按周边商品房25000元/的精装修房价来说，可以增加销售100万元。
3．3 工期对效益的影响
本来该项目B#楼与D#楼同时开工，但D# 楼由于临时变更了结构形式，延后了1个月的设计时间，加上钢结构的施工准备2个月时间，钢结构实际进场时间足足延后了3个月，但结果B#楼比D#楼早完工2个月，即钢结构的工期仅比混凝土缩短了1个月，B#楼的总工期为8个月，D#楼缩短工期12.5%，按周边商品房25000元/的精装修房价来算，提前竣工提前发售将可回收资金7720×25000=19300万元，按半年期银行年贷款利率5.85%测算，节省财务成本19300×5.85%×1/12=94万元。 由于该项目采用的钢框架结构纯钢体系，相对钢砼组合结构来讲，受土建的影响相对较小，本来工期优势应该比较明显，但由于该项目只有一幢楼采用钢结构，塔吊、楼层浇注配合上反而显得困难，加上防火涂料的验收报批周期较长，该项目钢结构的工期优势并不明显，当然，如果采用混凝土核心筒、钢骨混凝土等混合结构时，工期受不同工种交叉作业影响，相互之间配合不畅等情况更多，工期反而比不上混凝土结构。
3．4 综合效益分析
由以上分析可以得到：在直接成本上，钢结构比混凝土结构高出213万元造价，在间接成本上，钢结构在有效使用面积和施工工期上具有一定优势，本工程这两项共增值194万元，综合起来，与混凝土结构之间的差异为19万元，两者基本持平。
4．结论
