高层住宅结构设计
高层住宅结构设计范文第1篇
关键词：小高层住宅 结构形式基础设计 优化设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
前言：在建筑范畴，习惯上把8―12层的建筑称为小高层。小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。因此，根据建筑功能选择结构受力特性良好、经济性能优越的结构体系方案，成为结构设计人员必须面对的重要内容。
一、小高层住宅结构的基本结构形式
1.1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。
1.2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。
1.3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―11m，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。
1.4短肢剪力墙结构
短肢剪力墙（墙肢截面高度与厚度之比为5―8的剪力墙）介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间，由于这种结构体系在建筑功能、结构形式、投资效益、节能指标等多方面效果良好，不仅对基础设计有利，而且对结构抗震较为有利,己成小高层住宅的主要结构形式。
二、基础设计
墙下基础优先选择条基，基础持力层宜选择坚硬的中风化岩石，当遇到溶洞时，可采用桩基来处理，值得提出的是，由于墙下基础反力很大，我们需要演算基础的抗剪切承载力。另外，地下室底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。
三、剪力墙设计
3.1布置：剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且x，Y两向的刚重比接近。在结构布置应尽量避免一字形剪力墙，若出现则应布置成长墙(h／w>8)；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上，若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚的2．5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件两个方向均应布置成长墙。规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍以下为短墙，大于8倍则为普通墙，这就引起高厚比为7．9倍及8．1倍的两种墙的受力特性截然不同，而配筋亦大相径庭，这显得比较机械而不合理。
3.2配筋及构造：对于小高层住宅来说，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。 剪力墙墙体配筋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。建议加强区φ10@200，非加强区φ8@200双层双向即可，双排钢筋之间采用中6@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》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》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50mnn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30mm来取值，这对节省墙体配筋效果相当明显。
四、小高层住宅框架结构的优化设计
4.1优化设计方法
当前，小高层住宅钢筋混凝土框架结构的优化设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。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。
4.2结构性能分析
⑴抗震性能分析
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，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。
⑵经济性比较
通过对三种钢筋混凝土住宅结构直接费的计算，发现三种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费相差不是很多，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费最大，框架一剪力墙结构的单位面积直接费最小，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出12.5%，比大开间剪力墙结构的单位面积直接费高出7.3%，大开间剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出4.9%。三种钢筋混凝土住宅结构的次要项目造价基本相同。
高层住宅结构设计范文第2篇
关键词: 框支-剪力墙结构;转换层结构;高层建筑;抗震设计
Abstract: a high-rise residential buildings by six tall building of residence, six storey tower buildings are in the fourth floor, this paper introduces the structure of the building, 5, and 6 concept design, calculation, analysis and structural measures, a reference for the similar project.
Keywords: box a-the shear wall structure; Conversion layers structure; High-rise buildings; Seismic design
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
工程概况
本工程位于广州市海珠区，地面以上由6栋33层住宅（呈形分布，顺时针依次自编为1～6栋），带三层裙楼组成，设两层地下室。总建筑面积164409，其中地下室20244，地面以上144165(其中裙楼为22855)。本工程塔楼在各栋之间以防震缝分隔；裙楼高度每两栋塔楼之间以防震缝分隔；缝宽均为400mm；地下室不设缝。首层为商场、住宅/公寓大堂、书店、药店、邮政所、居委会等，二层为餐厅、厨房，三层为办公室、会议室，四层为住宅、裙楼屋面花园兼结构转换层，五层及以上为住宅。地下室为停车库和设备用房，其中地下二层局部设有平战结合的核6级、常6级人防区。
本工程结构设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级；抗震设防烈度为7度，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001），设计基本地震加速度值为0.1g，地震动力反应谱特征周期0.35s，设计地震分组为第一组，抗震设防分类为丙类。混凝土结构的环境类别：地下室临水面和露天混凝土结构为二类a组，其余均为一类；混凝土结构的裂缝控制等级为三级（对一、二a类环境分别为wlim=0.3mm及0.2mm）。混凝土受弯构件的挠度限值按跨度由小到大依次为l0/200、l0/250。建筑结构防火等级为一级；
地基与基础
本工程设两层地下室，地下室底板面标高-8.5m，考虑采用人工挖孔桩基础（先挖基坑后挖桩，避开上部软弱土层及缩短桩长，避免桩长过长），桩端持力层为中风化泥岩、（泥质）粉砂岩，桩长约10～24m，平均桩长约14m，桩端嵌岩深度0.5米。利用裙楼屋面花园及地下室顶板面绿化覆土，结合建筑物自重，外加工程桩兼作抗拔桩，经验算，地下室抗浮满足要求。
上部结构计算
本工程首先以结构抗震概念设计为指导，选择合适的结构体系和合理的结构布置；其次，以计算分析为手段寻找出结构中的薄弱部位；最后，对关键部位和薄弱部位采取有效的构造措施保证设计构思的实现。
本工程根据建筑高度和使用功能，选用部分框支-剪力墙结构体系。结构计算整体计算选用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件（墙元模型）和TAT（薄壁杆模型）。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）（以下简称“高规”）之规定，本工程属A级高度带转换层的结构，应按复杂高层结构进行结构设计；结构计算考虑偶然偏心地震作用、扭转耦联、双向地震作用及施工模拟；结合规范规定的要求及结构抗震概念设计理论，各栋X、Y方向剪重比适中，均满足“高规”第3.3.13条要求;单塔SATWE第一扭转周期与第一平动周期之比小于0.85，须满足“高规”4.3.5条要求;各栋楼在偶然偏心影响的地震作用下，属扭转I类或Ⅱ类不规则平面；满足“高规”4.3.5条“A级高度建筑不应大于该楼层平均值1.5倍”要求;各栋有效质量系数均大于90％，所取振型数满足“高规”第4.3.5条有关要求;各塔楼在地震作用和风荷载作用下层间位移角＜1/1000，满足“高规”4.6.3条要求;本工程各栋塔楼在地震作用下各楼层(以剪切变形为主的)平均有害位移小于整体平均位移的20％，远小于楼层整体平均位移的50％，也从侧面证明了本工程结构体系在水平作用下的变形是以弯曲变形为主的特性;各层侧向刚度均大于相邻上一层侧向刚度的70%，并大于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，满足“抗规”第3.4.2条侧向刚度规则性要求;按“省补充规定”3.3.1条表3.3.1-1中第4点，以上下层位移角比值对刚度进行评价，属侧向刚度规则的情况;楼层层间抗侧力结构的受剪承载力大于其上一层受剪承载力的80%，满足“抗规”第3.4.2条楼层承载力均匀性要求;各栋的刚重比均大于2.7，满足高层建筑结构整体稳定的要求，不考虑P-Δ效应的影响（“高规”5.4.4条）。SATWE与TAT的计算结果相近，结果合理、有效， 计算结果表明，结构周期及位移符合规范要求，剪重比适中，构件截面取值合理，结构体系选择恰当。
5、6栋整体主要电算结果
转换层设计
布置转换层上下主体竖向结构时，使尽可能多的上部竖向结构能向下落地连续贯通；布置转换层上下主体竖向结构时，尽量使水平转换结构传力直接，尽量避免多级复杂转换，慎重采用传力复杂、抗震不利的平厚板转换；应尽量强化转换层下部结构侧向刚度，弱化转换层上部结构侧向刚度，使转换层上下主体结构侧向刚度尽量接近、平滑过渡。
规范对于转换梁的构造要求提得比较多也比较详细，包括最低混凝土强度等级、最小梁宽、最小梁高以及配筋构造要求等，对转换层楼板的受力计算及配筋构造均作出了要求。这里要强调的是，转换层楼板由于担负着从上部剪力墙到落地剪力墙及框支柱剪力重分布的重任，应适当增加次梁分隔其板跨，以增加转换层楼板的稳定性，这与在钢梁腹板设置加劲肋的原理是一样的；结构中所有转换梁尽量做到一次转换，并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。对二次转换、偏心布置和受力复杂的转换构件，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、抗扭能力。
结语
高层住宅结构设计范文第3篇
关键词：高层住宅；结构设计原则；技术性
中图分类号：TU2 文献标识码：A文章编号：
引言
高层住宅的工程质量直接关系着人们的生命安全，而影响高层住宅工程质量的因素主要是设计质量及施工质量。其中，高层住宅结构设计又直接影响着建筑之后的安全性、舒适性、经济性及合理性。
1高层住宅结构设计的特点
1.1容积率高
高层住宅有着极高的容积率，可以缓解人口住宅压力。相对单层或低层住房而言，高层住宅的容积率达到了低、多层住宅的几倍甚至几十倍。
1.2节省性强
高层住宅结构设计可以节省城市的土地使用面积，有助于城市景观的改造，让人们在更好的环境下生活。
1.3荷载量大
高层住宅因为楼层较多，其使用的钢材也较多。因此，高层住宅结构受到的自重、风荷载、地震力等竖直和水平方向上的荷载量较大。加上其地基和基础设计尤为复杂，基础上的荷载也是很大。导致高层住宅往往需要采用桩长较长的、桩径较大的钻孔灌注桩作为桩基础。
2高层住宅结构设计的原则
2.1安全性及耐久性原则
高层住宅结构设计必须遵行安全性原则，安全第一，高层住宅的安全与否关系着很多人的生命问题。在高层住宅结构设计中，要将安全性原则放在首位。高层建筑的结构设计也要遵循耐久性的原则，在选择结构体系及建筑材料的时候，要严格把关，保证建筑耐久性。
2.2舒适性原则
因为是住宅设计，所以要在结构设计的时候，充分的营造适宜居住的结构，要符合舒适性原则，满足住户的要求，如室内采光、温度、隔音效果和户型规模等问题。在结构设计的时候还要将居住者是否进行空间分割的问题考虑在内，在设计剪力墙的问题上，要尽可能的采用大开间进行布置。
2.3经济性原则
在进行高层住宅设计之前，要充分的掌握施工地点的特性，在保证建筑安全性、耐久性和舒适性原则之后，要选择最为合适的最为经济的构造设计。因为设计方案所带来的成本将会直接的影响到房屋的造价问题，所以要在设计高层住宅结构的时候，在保证质量的前提下，采用经济型设计方案。
3高层住宅结构设计问题处理措施
3.1在混凝土高规中对高层建筑结构的高宽比提出了一个限值，但是这个限制只是一个综合限值，是对于高层建筑结构刚度、整体的稳定性、经济性以及承载能力的宏观要求。也就是说，这个限值是可以突破的。通常情况下，在刚重比、层间位移、剪重比等都满足要求的情况下，高宽比可以不满足限值的要求。可是在高层住宅设计过程中，设计人员需要注意的是，因为高宽比增加，就会导致结构在水平方向增加抗侧力构件，例如：剪力墙等，这样就会使建筑结构在两个方向有不平衡的抗侧力，增加结构的造价，对结构的基础刚度和整体性要求也会提高。
3.2对于建筑平面呈线型的高层住宅结构，因为长度比较大，所以在两个主轴方向侧向刚度会产生较大的差异。另外，如果建筑处于风力荷载较大的地方，因为横向的风力荷载作用比较大，所以为了满足位移要求，就要沿着这个方向增加剪力墙，这样，也会加大两个主轴方向的刚度差异。在这样的情况下，两个主轴的动力特性差异也会随之增加，在动力荷载的作用下，动力影响复杂。所以在设计的时候，要控制两个主轴方向扭转周期和平动振动的周期之比在0.8之内。
3.3现在很多高层住宅都是商住两用的结构形式，所以底层的层高比较高，有的可以达到五、六米，而二层以上层高就比较低，大概在三米左右。这样设计的直接后果就是底层出现软弱层，这对结构的抗震性能非常不利，所以在设计的时候应该避免。在设计的过程中，应对这个问题最好的措施就是增加底层结构的刚度，保证底层刚度与上一层的刚度比值不小于1.5。如果底层的高度使上层高度的两倍或者两倍以上的时候，采取增加抗力构件的方式来增加底层的刚度就变得很困难，这时候就要做方案调整。可以加大底层抗侧力构件的长度或者厚度，也可以适当增加二层的高度，或者加大二层楼板的刚度等都可以。
3.4通常情况下，如果梁和剪力墙垂直搭置，梁的端部可以按照铰接的方式进行处理，支座位置的钢筋可以按照构造的要求进行配置，顶部的钢筋水平端的长度如果没有满足规范要求，可以采取在支座剪力墙里面设置机械进行约束的措施，例如：加小角钢、焊短钢筋等，以增加连接的强度，防止产生拉托效应。
3.5现在一些跃层住宅的设计中经常存在挑空楼层没有楼板的问题，因为中间层没有楼板，剪力墙的高度是两层，所以就会对结构的稳定性产生影响，这个时候，在设计的过程中就要按照构造的具体要求适当增加剪力墙的厚度，否则剪力墙的稳定性就会受到威胁。
3.6一些高层住宅建筑采用的是纯剪力墙结构，阳台以及露台的端部是框架柱，隔层才有楼板，而柱子的高度比较大，所以柱子需要承担的荷载比较大，这个时候在设计的过程中就需要注意要加强柱子的延性，以提高其水平抗剪能力，可以采取加大纵向钢筋的配筋率的方法，在柱子中设置芯柱或者型钢。
3.7在高层住宅结构中，一些复式住宅楼中，跃层楼板在客厅的顶部经常开洞，再加上楼梯的开洞面积，跃层楼板的开洞面积通常都会超过百分之三十，有的甚至超过百分之五十。针对这样的情况，一定要采取相应的加强措施。可以考虑适当加大楼板的厚度，加高主框架之间的连接构造，增加柱子刚度和梁刚度。亦可充分利用建筑线脚和装饰所需要的空间来布置合理的结构构件。
4高层住宅结构设计技术性优化
4.1剪力墙的技术优化
设计剪力墙的关键在于连接设计，对剪力墙的技术优化，可以提高建筑的抗震作用，保证建筑安全。在满足结构的刚度后，要从经济和抗力等因素全面综合的考虑，然后进行对抗侧力的布置，对抗侧力的布置不能纯碎的增加剪力墙的数量。剪力墙配置要遵循着均匀的原则，分布在周边，并根据水平位移的限值，尽量的保证最低量的剪力墙。
4.2结构耐久性技术优化
高层建筑的设计应该能在使用的期限内满足居住用户的要求，如果实际建筑没有达到设计寿命，则主要因素为设计结构中建筑结构问题，建筑结构的不合理会降低房屋的可靠性和使用寿命，所以在高层住宅建筑结构设计时，要充分的优化设计，让整体建筑结构符合要求，达到设计效果。
4.3结构设计中抗震性能的技术优化
在进行图纸设计的时候，要根据抗震标准进行设计，高层住宅的振型数不可低于15，尤其是建筑的结构层数越多，就需要增加其建筑刚度，就需要更合理的振型数和结构布置，使得建筑物在两个方向上的有效质量系数均达到规范的要求，在尽可能满足建筑使用的空间性的要求的同时，让建筑拥有更好的抗震性能。
5结语
根据我国的基本国情，高层住宅已经成为了一种发展趋势，在进行高层住宅结构设计时，需要遵循其设计的原则，分析结构设计中出现的技术性问题，并对技术进行优化，最终打造出高质量、低成本、舒适型的宜居高层住宅区，满足人们的需要，造福于人民。
参考文献：
[1]徐良贤,田力.高层住宅结构设计的技术性探讨[J].中华民居,2011,(10):180-181.
高层住宅结构设计范文第4篇
关键词：高层住宅建筑；结构；设计
Abstract: with the domestic land price and the rising material prices constantly, high-rise buildings become a residential development tendency, especially in recent years high-rise residential buildings almost become the mainstream of the domestic residential area construction form, so the design of high-rise residential buildings are very important, and through the optimization design more can effectively reduce costs. This article mainly high-rise residential buildings the problem of the optimization of the structure design is discussed, the hope can provide some references to related unit.
Keywords: high-rise residential buildings; Structure; design
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
引言
自从改革开放以来，中国的建筑行业经历了一次次质的飞跃，尤其是在上个世纪九十年代至今，中国的房地产业异军突起，创造了一个又一个的发展奇迹。而随着近年来城市美化运动的不断兴起，城市在新建建筑和旧有建筑改造方面越来越多的选择了高层建筑，住宅建筑也是如此。如今，在城市的各种居住小区，高层住宅层出不穷，有数据表明，2001年全国城镇小区建设中高层住宅数量基本在3%左右，其中大多集中于北京上海广州等大型城市，十年过去之后的2011年，在新建住宅小区中，高层建筑的比例已经提升至22%，不但中大型城市普遍采用高层住宅设计，小型城市也在不断向这个方向发展。这固然有人口不断向城镇集中的原因，也有土地价格不断上涨的原因，所以高层建筑必将不断增多且有进一步发展的趋势，基于这样的形势，高层住宅建筑结构设计的地位变得越来越重要，而在常见的高层住宅建筑结构设计中，为了尽可能的让建筑使用更合理，成本更低，对其进行优化也是非常必要的。下面本文就以某高层住宅为例对其优化设计进行探讨。
1工程概况
某住宅位于A市比较繁华的地段，该住宅楼平面尺寸67.3m×17.9m，总共设计层数为二十七层，其中地下一层，地上为二十六层，顶部设有出屋面电梯机房及水箱间，建筑面积29276.46m2，采用了纯剪力墙结构，单元间设一道变形缝，抗震设防烈度七度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组，建筑物场地土类别为Ⅲ类，基本风压为0.40 kN/m2。变形缝左侧标准层剪力墙结构平面布置，其中地下室到第五层剪力墙厚度为：外墙250，内墙200；从第六层到屋顶剪力墙厚度为：外墙200，内墙160；电梯间剪力墙厚均为160。基础型式为筏板基础，CFG桩复合地基。采用中国建筑科学研究院PKPM系列软件进行上部结构和基础的计算。
2优化设计
2.1设计方案的优化
在纯剪力墙中，剪力墙作为抗侧力单元，同时承担竖向荷载和地震作用。本工程通过抗侧力构件的合理布置，在地震作用下，使结构的各项目标参数均符合规范要求，并在此前提下，不断优化，尽量减少剪力墙的数量和厚度，使结构两方向刚度基本接近，两个方向水平位移均接近规范限值，结构布置更加经济合理。并在本地区率先使用160厚剪力墙，从承载力方面来看，使剪力墙的作用得到充分的发挥；从地震作用来看，减小了结构的侧向刚度，从而减小结构的地震作用；并因此减轻了建筑的自重，也相应减少了基础工程的投资。
本工程楼层最大位移：X方向地震力作用下的楼层最大值层间位移角:1/1394；Y方向地震力作用下的楼层最大值层间位移角:1/1220；高规规定剪力墙结构楼层最大值层间位移角限值:1/1000。
2.2基础及地基处理的优化
高层建筑基础的合理选型与设计是整个结构设计中的一个极其重要和非常关键的部分。基础的工程造价在高层建筑整个工程造价中所占的比例较高，尤其在地质条件比较复杂的情况下更是如此。所以选用合理的基础形式或地基处理方式，对降低工程造价起着至关重要的作用。
该工程地基承载力特征值为250kPa，基底压力为415kPa，天然地基不能满足设计要求，根据工程地质勘查报告，可采取钻孔灌注桩或CFG桩复合地基，就这两种处理方案在满足承载力和变形的前提下加以比较。方案一：采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径φ800，桩长18米，桩数174根。混凝土用量1574m3，钢筋用量45t。方案二：采用长螺旋钻孔泵压CFG桩复合地基，桩径φ400，桩长15米，桩数523根。混凝土用量985m3。初步估算，方案一造价为313.2万元，方案二造价为34.5万元，仅为方案一的11%。
2.3材料的优化
（1）采用高强度钢筋
基础和梁采用HRB400级钢筋，HRB400级钢筋强度设计值与HRB335级钢筋强度设计值之比为360/300=1.2;目前其综合价格比为1.05，据资料统计，用强度高的HRB400级钢筋取代强度低的HRB335级钢筋可节约钢材约14%，这是降低钢筋用量最直接的措施。
（2）采用轻质隔墙
内隔墙采用轻质石膏板内隔墙体系，与轻质砌块隔墙相比，轻质石膏板内隔墙体系具有自重轻、干法作业，安装效率高，易于拆改、施工快捷，缩短工期的优点，近年来在高层住宅建筑中得以广泛应用。以99mm厚的轻质石膏板隔墙为例，其重量为23kg/m2，是相同厚度砌块隔墙重量的28%，可显著节省建筑承重结构和基础费用，降低土建结构造价。
结束语
近年来，随着国家对土地的控制越来越严格，以及各种成本的增加，高层建筑开始应用于住宅，而且在很大程度上会成为将来主流的住宅形式。建筑行业的投资往往比较大，企业要想生存发展，就必须要做好相应的成本控制工作，而在目前的高层住宅建筑中，设计工作虽然开展的不错，但是还是有很多可以优化的地方，只要在满足相关的规范条件下，优化之后的高层住宅建筑往往可以取得较好的经济成果。在本文所列举的工程中，通过以上几个方面的优化设计，在符合现行国家规范前提下，减少了建筑的混凝土用量和钢筋用量，即取得了较好的经济指标，并达到了较佳的设计效果。
参考文献：
[1]王燕，王维.浅谈高层建筑结构分析与设计[J].山西建筑.2008(05).
[2]张晓芬.浅析高层建筑结构设计中存在的问题[J].科技情报开发与经济.2007(34).
高层住宅结构设计范文第5篇
关键词 高层住宅 建筑结构 适用性原则
一、高层建筑结构设计体系与技术应用
1.高层建筑结构设计中基于抗震设计技术的应用
当前来看，减震控制技术研究与应用在我国高层建筑中有了较大进展。隔振技术较为成熟，在工程中有一定应用，主要用于高烈度的多层、小高层建筑，如北京通惠家园地铁枢纽建筑，甘肃陇南将橡胶隔振垫用于砖混结构楼房。目前，多项采用隔振技术的房屋建筑正在设计建造中。
消能减震技术近年来在新建高层建筑工程中开始得到应用，如北京银泰中心主塔楼、上海世贸国际广场、深圳大梅沙酒店等采用了黏滞流体阻尼器，主动控制技术在我国超高层建筑中首次得到应用是上海环球金融中心第90层两台各重250吨的质量阻尼器，它将有效地减小建筑结构在风和地震时的反应。
2.高层建筑结构设计中基于抗风设计技术的应用
随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载更加敏感，在不少地区，抗风研究和设计已经成为控制结构安全性和实用性的关键因素。我国目前的建筑荷载规范尚不能完全满足实际工程的需要，应增加横风向响应和等效静力风荷载、干扰效应、居住者舒适度判据等内容。
3.高层建筑结构设计中基于消防设计技术的应用
一个常识是，按照设计标准，高于24米的建筑属于高层建筑，高于50米的建筑属于超高层建筑。曾有城市安全部门做过一个试验，让一名身强体壮的消防员从第33层跑到第1层，用了35分钟。如果是一名身体素质一般的人员或老人、小孩，所需时间肯定会更长。而火借风势，30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来，在高层、超高层建筑中人们跑到楼外逃生的可能性几乎为零。因此，基于超高层建筑结构体系中抗高温、防火方面的设计成为最重要的一个指标（以下以北京国贸三期工程为例）。
国贸三期。该工程总建筑面积54万平方米，主塔楼总高330米，地上层数为74层，地下为4层，钢结构截面大、单件重、连接复杂，总用钢量达5万多吨，抗震等级8级，设计难度和施工难度为世界超高层建筑结构领域所罕见，是目前北京的第一高楼。美国“911”事件后，施工承建方：“中建一局集团建设发展有限公司”对国贸三期设计方案作了相应调整。为了保证建筑物未来的安全性，在经过论证和修改后，该楼的建筑方案采用了4万吨钢筋、18万立方米混凝土与5.5万吨钢结构组合形成的钢骨型钢混凝土结构，并采用耐燃时间高达3小时的防火涂料对钢结构进行防火处理。这样设计的结果是，大楼能够有效地减少飞行器撞击所带来的损害，提高大楼自身的耐火性能。而按照此前的设计方案，该大楼全部由钢结构组成，一旦遇到同样问题，钢结构会因高温快速熔化，导致主楼快速坍塌。
二、高层建筑住宅结构设计面临的挑战
随着住宅产业化形势的不断发展，随着我国超高层住宅的响应政策的出台，未来，无疑会给本土设计行业及承建方带来了巨大的挑战。随着经济社会的发展，作为二三线城市出现的一幢幢拔地而起的超高层建筑。这种建筑不仅对开发商是一种全新的挑战，对房地产这条产业链上的设计行业、承建行业也将带来全新的改变。
1.未来住宅产业化下高层建筑结构设计技术亟待提升
相对高层住宅而言，超高层住宅设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格；超高建筑物中每隔一定距离须加设避难层；在施工设计上的要求更加严格，尤其是对消防、防震、防风的指标要求很高，例如对玻璃等建筑材料的选择格外严格，同时由于高处的湿度、风力影响等特殊要求，也给设计、施工带来了很高的难度。
由于超高层住宅建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免地存在，在结构设计中一方面考虑异型柱的使用，另一方面在户型设计中要充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用。再有，高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。
2.高层建筑结构抗震、风设计专业性人员缺失、经验严重缺乏
近年来，虽然国内外对高层和超高层建筑钢结构、混凝土结构和钢混凝土结构的抗震设计理论均进行了一些研究，也已取得了一批较深入和较实用的研究成果。但是，由于地震作用、各类结构体系的空间作用、弹塑性性能以及“大震”作用的破坏机理等方面的复杂性，使得对超高层建筑抗震设计理论还需要从许多方面进行深入研究。这种复杂性在我国各大城市尤其突出。超高层建筑的出现，无疑将我国的抗震研究工作推上了一个全新的领域。“之前虽然很多建筑设计公司也将抗震作为建筑设计中的重要部分，但随着超高层建筑的出现，不得不迫使建筑设计和承建行业以及相关的地震研究机构发生变革。”因为我国的建筑历史上没有超高层住宅且经验还尚浅，尤为二三级城市，政府出台的相关超高层政策对我国的建筑设计行业、建筑业、地震研究等有关地产的所有产业都将起到划时代的推进，它将被载入史册。随着高速发展的中国住宅产业化进程不断推进，太需要这方面的经验了。
三、高层建筑结构设计未来的展望
由于高层住宅不但在结构设计、基础工程设计、主体结构设计、建筑设备安装工程设计方面，给排水工程、通风空调系统、建筑消防等方面都在一定程度上提高了难度和复杂程度。超高层建筑的问世，必将给我国的设计行业，尤其是承建行业带来全新的格局。尽管目前还达不到洗牌的程度，但也将是一场残酷的淘汰赛。而要改变这样的局面，求变将是唯一的出路。
依旧以国贸三期工程为例，国贸三期属于超高层建筑，构件有大型化、异型化的特点，致使施工技术和施工精度要求都非常高。工程的施工遇到并解决了许多普通超高层钢结构施工中没有出现过的问题，尤其是针对倾斜结构的安装、钢板墙的安装、腰桁架的安装等一系列施工技术，是对我国复杂高层钢结构施工技术的有力补充，同时对国内建筑结构设计行业的持续发展起到了积极作用。
参考文献：
