小高層建筑結構設計探討

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摘要：小高層住宅建筑的結構選型對于建筑的抗震性、使用功能、美觀性以及經濟性等有著重要的影響，根據不同的建筑類型和功能要求，選擇合適的建筑結構選型有重要的意義。本文闡明了小高層住宅建筑的概念，介紹了小高層住宅建筑結構的類型以及利弊。

關鍵詞：小高層建筑；結構設計；選型

引言

隨著國民經濟的不斷發展，我國建筑業也得到了快速發展，取得了巨大的成就。與建筑業有關的是建筑物，而與建筑物存在密切關聯的就是建筑物的結構設計。建筑物的結構設計不僅直接關系到建設單位的經濟效益，同時也密切的關系到廣大人民群眾的切身利益，完整細致的設計不僅能給施工單位提供實際的經濟效益，更能給建設單位創造良好的品牌優勢。其中，房屋建筑過程中的結構設計在小高層建筑施工過程中占有相當重要的地位?；A設計在建筑結構設計中是基礎性但也很關鍵的工作，它影響著建筑物的后續工作，關系到建筑物的整體質量，唯有搞好建筑設計諸如基礎方面的設計，才能把“質量是建筑的生命”落實到實處，保證建筑質量。

一、小高層住宅建筑的概念

一般而言，小高層住宅主要指7層至12層高的集合住宅。從高度上說具有多層住宅的氛圍，但又是較低的高層住宅，故稱為小高層。小高層較之多層住宅有它自己的特點：建筑容積率高于多層住宅，節約土地，投資成本較多層住宅有所降低；小高層住宅的結構大多采用鋼筋混凝土結構，從建筑的平面布置來看，則大多采用板式結構，在戶型設計方面有較大靈活性；小高層住宅由于配備了電梯，增加了居住的舒適感。對小高層建筑結構設計的重點進行論述。

二、小高層建筑結構設計分析

1、剪力墻設計

1.1 剪力墻布置必須均勻合理，使整個建筑物的質心和剛心趨于重合，且x，Y兩向的剛重比接近在結構布置應盡量避免一字形剪力墻，若出現則應布置成長墻（h/w>8）；應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上，若無法避免，則剪力墻相應部位應設置暗柱，當梁高大于墻厚的2.5倍時，應計算暗柱配筋，轉角處墻肢應盡可能長，因轉角處應力容易集中，有條件兩個方向均應布置成長墻；規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍以下為短墻，大于8倍則為普通墻，這就引起高厚比為7.9倍及8.1倍的兩種墻的受力特性截然不同，而配筋亦大相徑庭，這顯得比較機械而不合理。

1.2 剪力墻中的連梁跨度小，截面高度大，在地震作用下彎矩、剪力很大，有時很難進行設計，如果加大連梁高度，配筋值有時反而更大。連梁高度一是從洞頂算到上一層洞底或從洞頂算到樓面標高。對于門洞，上述所示情況梁的高度是一樣的；但對于窗洞，連梁高度如果從窗洞算到上一層窗底，有時則高度太高，這樣高跨比太大，并且與計算圖形不符，相應配筋亦較大，不合理。筆者建議，連梁高度計算與設計統～規定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可用磚或其他輕質材料砌筑。對于窗臺有飄窗時，可再增加一根梁，兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。

2、結構平面圖設計

繪制結構的平面布置設計圖時，當建筑所在區域的抗震設防烈度為6度的時候，根據建筑抗震的設計規范，在符合有關抗震措施要求的前提下，是可以不應用結構軟件建模的。因此，就砌體結構來看，可不用在軟件中建立模型，直接進行設計即可，但在設計過程中需注意局部受壓和整體受壓的問題。而當建筑所在區域的抗震設防烈度為7度或7度以上的時候，則必須輸入軟件建模進行計算。

3、屋頂（面）設計

當房屋建筑采用的是坡屋面的時候，有梁板式和折板式兩種結構處理方式。當建筑板跨度比較大，建筑平面又不規整，屋面的坡度和屋脊線的轉折復雜，這樣的坡屋面我們采用梁板式。那么，與其相反的條件下，我們則采用折板式。但無論是梁板式還是折板式，兩種形式的板均屬于偏心受拉構件。板配筋的時候，為抵抗拉力，要有全部或者部分的板負筋拉通。基于構造而定的板厚度一般不宜小于120厚。除此之外，在梁板的折角處，應有布里鋼筋的大樣示意圖。而坡屋面板的設計，為了更好的讓施工操作人員對圖紙正確的理解，通常采用大樣詳圖和剖面示意圖相結合的表示方法。結構設計人員首先要具有一定的空間感，對于房屋建筑構造的整體做到心里有數，能夠從整體上把握結構大局，從細微處體現設計的實用性，秉承這樣的繪圖設計理念，設計出來的圖紙才能夠讓施工技術人員讀懂看明白。因為屋面起坡使得閣樓層部分墻體超出高度，所以在設計時要結合門窗頂來設置圈梁，用以陽氏墻的計算高度。

三、小高層建筑結構設計方案創新

1、結構方案概述

某小區的某幢住宅，8層，一梯兩戶兩單元，對稱結構，層高均為2.90m，建筑物總高23.80m，長34.20m，寬14.70m，每層面積490平米，抗震烈度為6級，揚地土類別為三類，基本風壓0.06kn/m，采用多層及高層建筑三維分析與軟件設計程序及有關規范對不同的結構方案進行計算并分析比較。框架結構。此方案的特點是一般用于多層結構及小高層結構、適用高度范圍一般為60.0m一下（6級設防）?？蚣芙Y構布置靈活沒，具有較大的是室內空間，只用較為方便。填充墻可采用輕質隔墻，減輕結構自重。但內凸的結構柱直接影響到戶型的實際使用面積及家具布置。

異形柱框架結構。這種結構體系是框架結構的一個派生結構形式，它除了具有框架結構的特點外，與墻同寬的異形柱很好地解決了建筑平面使用問題。根據行業標準，異形柱結構適用的房屋最大為24m，本工程建筑正好適用。異形柱框架剪刀墻結構。這種結構體系是框架剪刀墻的一個派生結構形式，此方案的特點是利用樓電梯間做鋼筋砼核心筒抵抗大部分水平荷載，異性柱主要承受豎向荷載，水平移位及層間位移大大減小。同時，與墻同寬的異形柱又能很好地解決建筑平面使用問題。

短肢剪刀墻結構。此方案的特點是適應建筑要求而形成的特殊的剪刀墻結構，根據建筑平面布置，在建筑物凹凸轉角處布置各種形式的短墻肢，主要形式有：mdash型、Y型、+型、T型、Z型等。因采用這種結構體系時，將中部的電梯間、樓梯間和管道井四周的剪刀墻組成筒體結構，四周布置短肢剪刀墻，也可根據需要布置一些長肢墻，所以結構布置極為靈活，基本上能根據建筑的要求布置豎向受力構件。

2、框架結構創新

小高層建筑一般采用的是磚混結構，所有墻體都是承重墻，不可隨意拆除。小高層采用的為框架結構或者框剪結構，在整體框架搭建。完成后，墻體用空心磚或者輕質材料進行填充，可以隨意進行墻體的拆除。高層為框架剪力墻結構，除承重的剪力墻不可拆動，其余填充墻體均可進行拆動。因此小高層在設計的過程中要做到框架結構布置靈活、室內空間較為寬大、符合人們日常需要，要根據各個地方的居住特點去進行最合理的設計?？蚣芙Y構建筑工期較短，中間可以使用空心磚或者輕質隔音材料進行填充墻的建造，優點就是可以做大限度減輕建筑本身自重，同時也可以做到空間的自由分割，對結構不造成影響。當然框架結構也有自身的缺陷，就是承重柱的存在凹凸狀，影響到室內一部分面積的使用，也給整體美觀造成一定影響，給裝修工作帶來一定麻煩。因此如何設計好承重柱給整體帶來最少的影響成為建筑設計重要的工作之一。小高層中異形柱框架剪力墻結構異形柱框架結構是框架結構的一種，它的異形柱和墻體寬度一致，這樣設計的好處就是能很好解決建筑墻面使用中出現的凹凸問題。

結束語

總而言之，高層建筑的高度和數量，從一個側面反映一個國家科學技術水平和經濟發展程度但對于高層建筑亦應適當控制，即要與原有建筑相協調，還要與城市歷史特點相協調。

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