談本地高層住宅結構設計特點

葉銀笑

（江門市新會區(qū)宏圖規(guī)劃建筑設計院有限公司廣東江門　529100）

談本地高層住宅結構設計特點

葉銀笑

（江門市新會區(qū)宏圖規(guī)劃建筑設計院有限公司廣東江門529100）

本文闡釋了框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構三種結構形式的特點，并針對本地區(qū)高層住宅的特點提出了設計中的問題，引起我們的注意，完善往后的設計。

高層住宅；結構體系；本地特點

近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，小高層、高層住宅進入本地市場，并且越來越受城市居民和房地產(chǎn)開發(fā)商的歡迎。然而由于本地經(jīng)濟條件的制約，以及受人們傳統(tǒng)觀念的影響，本地的高層住宅具有一些本地特點，這就要求我們在設計的過程中更多的考慮本地的特點，到達滿足本地市場要求的目的。目前，我們在高層設計中普遍采用的結構形式有框架結構，剪力墻結構，框架-剪力墻結構，此三種形式有利有弊。

1　結構形式的特點概述

1.1框架結構體系

框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。

框架結構體系優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，可以用隔斷墻分隔空間，住戶裝修時更改室內(nèi)空間也容易。最重要的是計算理論相對成熟，施工工藝也成熟，工程質(zhì)量得到保證。

框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側力能力較差，在風荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。層數(shù)較多時，需要截面尺寸大的梁柱，減小了使用空間，造成材料浪費。

框架結構的設計要點：柱網(wǎng)布置要規(guī)整，盡可能對稱；梁柱中心線宜重合，以避免偏心對節(jié)點核心區(qū)和柱子產(chǎn)生的不利影響；填充墻宜選用輕質(zhì)墻體，宜減輕結構自重。

框架結構的合理層數(shù)一般是6～15層，最經(jīng)濟的層數(shù)是10層左右。

1.2剪力墻結構體系

在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。

剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它空間整體性好，承載力和側向剛度大。合理設計的延性剪力墻具有良好的抗震性能。在歷次地震中，剪力墻結構震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微。在高層住宅中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀，但住戶不能隨便按照自己使用要求更改室內(nèi)布局。

剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足大空間使用的要求，例如需在住宅樓底層布置商店或其他公共設施，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。但是在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結構。

另外，一種稱為短肢剪力墻的結構體系也在住宅設計中逐漸被采用（短肢剪力墻是指截面高度與寬度之比為5～8的剪力墻）。短肢剪力墻有利于住宅建筑平面布置和減輕結構自重，但由于短肢的抗震性能不如一般剪力墻，高層建筑不允許采用全部為短肢的剪力墻結構，應設置一定數(shù)量的一般剪力墻或井筒，形成短肢墻與井筒（或一般墻）共同抵抗水平作用的剪力墻結構。短肢墻較多的剪力墻結構的最大適用高度比一般剪力墻結構小，短肢墻的抗震設計要求比一般剪力墻高。

1.3框架-剪力墻結構體系

在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻，由框架和剪力墻共同承受豎向荷載和側向力，這種結構形式稱為框架-剪力墻結構。這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便，延性好的特點，也有剪力墻結構剛度大，承載力大和抗震性能好的特點。

框架-剪力墻結構布置的關鍵是剪力墻的數(shù)量和位。剪力墻多一些，結構的剛度大一些，側向變形小一些，但剪力墻太多不但布置上困難，而且也沒有必要。

2　本地高層住宅的設計特點

2.1傳統(tǒng)的多層框架結構影響

由于我們的城市只是小城市，經(jīng)濟發(fā)展相對緩慢，在高層建筑設計這條道路上，我們還屬于年輕的一代，只有四五年的經(jīng)驗，對比剪力墻結構、框架-剪力墻結構，我們設計者還是更加熟悉傳統(tǒng)的多層框架結構形式。這個“框架模式”在小高層住宅中還是可以適用的，但是對中高層、高層住宅來說，就變得不合理了。此外，大部分土生土長的設計者還未很熟悉剪力墻結構，從結構計算軟件的應用，計算模型的輸入，到后期施工圖的處理都還未形成一套成熟的操作模式，拖慢了設計的進度，未能滿足市場的需求。

2.2“商住樓”特色影響

對開發(fā)商來說，他們還保持傳統(tǒng)的觀念，偏向于興建“商住樓”，首層為零售類商店或者中小型超市的，而其功能要求底部需要規(guī)整的柱網(wǎng)，需要較大的空間，較大的跨度，恰恰這就是剪力墻結構的弊端，從而使得中高層、高層住宅中建筑與結構的矛盾激發(fā)，增加了設計的困難。

2.3各專業(yè)協(xié)調(diào)還未完善

高層住宅的建筑要求，設備要求相對較高，各種管道、孔洞也多，結構上就需要在樓板留洞、或者在剪力墻開洞，還有消防水池的設置使得局部荷載增加，等等的問題，或許影響到結構布置形式的合理，或許削弱梁板、剪力墻的承載力。這些都需要我們及時處理，各個專業(yè)之間相互協(xié)調(diào)溝通。我們要從以往各個專業(yè)相對獨立的工作，走向互相協(xié)調(diào)、綜合考慮的系統(tǒng)工作。作為結構設計人員不僅僅要熟悉本專業(yè)的內(nèi)容，也要了解建筑專業(yè)、設備專業(yè)的一些基本內(nèi)容，做到“知己知彼”。

3　個人體會

根據(jù)本地的市場特點，可以考慮在“商住樓”上部住宅的進行簡化設計，參照早年香港住宅設計的做法，只把公共部分和單元內(nèi)的廚房、廁所位置預留好，客廳和臥室的間隔布置留給客戶靈活處理，結構設計的時候把單元與單元之間的剪力墻做好，單元內(nèi)部的框架柱或剪力墻適當、合理布置一兩處即可，樓板厚度取大或者采用無梁樓蓋的做法。

筆者認為這樣做的好處有：①保證下部商鋪、超市的大跨度、大空間。如果該建筑有設置地下車庫，那么較少的柱、剪力墻對車位的布置也是相當有利的。②開發(fā)商可以少砌磚墻，降低成本。③對住戶來講，有更靈活的使用空間。

弊端：①不能準確的考慮實際間墻荷載情況，容易造成材料浪費。②對開發(fā)商來講，物業(yè)管理難度大，必須加強管理，定期檢查，保證住戶的使用荷載沒有超出設計荷載。

4　結束語

我們在工作中要解放思想，從傳統(tǒng)的設計思路中跳出來，積極學習，多想多試多比較，累積經(jīng)驗，同各專業(yè)協(xié)調(diào)加強溝通，完善設計成果。

[1]《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2002）.

[2]《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JCJ3-2010）.

[3]方鄂華，錢稼茹，葉列平，編著.高層建筑結構設計.中國建筑工業(yè)出版社，2003.

TU318

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1673-0038（2015）15-0040-02

2015-3-25