探討高層住宅建筑結構設計需關注的問題

王藤皓

摘要：隨著城市化進程的加快，越來越多的高層住宅建筑投入建設，為切實保障高層住宅的安全穩定性與使用性能，滿足社會的根本需求，很多建筑企業開始更加注重研究高層住宅建筑結構設計，明確其在設計時需重點關注的問題，并以問題為導向來完善與優化結構設計方案，避免建筑后期因結構設計不合理或者缺陷而造成的返修問題，切實保障建筑企業與住宅住戶的最大效益。文章就高層住宅建筑結構設計特征、控制參數、需關注的問題進行了論述與分析。

關鍵詞：高層住宅建筑;結構設計;關注問題

引言：探討高層住宅建筑結構設計需關注的問題，需立足于住宅建筑各個極端的結構設計重點，分析高層住宅建筑的整體特征以及使用效果，引入大數據技術與數據庫技術來掌握與分析以往高層建筑應用過程中發現的突出問題，并以此為基礎，以問題為導向來制定與實施對應的解決措施，確保高層住宅建筑結構設計的合理性、先進性，最大程度地滿足住戶的根本需求，并在保障質量的同時，縮減成本投入。

一、高層住宅建筑結構設計特征

在進行高層住宅建筑結構設計過程中，水平荷載用于各項控制工作，限制側面位移在具體的標準范圍內，因其在軸向變形側移部分占據較大份額，故而在結構體系選型時需格外注意該項特征。就高層住宅建筑來說，水平結構體系、豎向結構體系在設計時應用的是同一種建筑原理，而在建筑層高不斷提升的過程中，豎向結構體系會發展為高層住宅建筑結構設計的最關鍵控制因素，主要原因是側向力形成的剪切變形值與傾覆力矩值明顯更大，因此在進行結構設計時需關注其該項特征，并在設計中體現該部分價值。

二、高層住宅建筑結構設計控制參數

高層住宅建筑結構設計時選擇的各項控制參數會不同程度地影響其本身的安全性、穩定性?？刂茀抵饕ㄒ韵聰迭c：

1.剪重比

在限制建筑樓層間存在的最小抗震剪力進程中，應保障結構安全性與周期長短適宜性，若是周期達不到規定標準，可選擇提高豎向構件，強化柱體、墻體等豎向構件強度的方式來對其加以調整與優化。

2.軸壓比

在限制建筑軸壓比時，應保障整體結構延性，當滿足不了具體的標準要求時，可選擇增擴墻體柱截面、增加柱混凝土高層建筑墻體剛度的方式加以調整。

3.剛重比

在規范上限時，需明確各種重力復合狀況下水平作用位移引發的各種效應，若是在難以達到規范下限要求時，可選擇相關技術來增強豎向構件，或者是提升墻體與柱體等構件強度的方式來應對[1]。

4.樓層間位移比

限制布置結構平面過程中可能存在的不規范性，可避免形成高偏心力造成結構出現相應的扭轉效應，這對維持建筑的穩定性能有著一定的幫助。

5.樓層位移角

在限制對應結構正常運轉的環境下推進水平位移，并需充分保障住宅建筑結構的剛度與強度，可在一定程度上避免以位移過大造成建筑結構整體的承載力下降。若是難以滿足具體的規范要求，只能選擇調整數項構件的強度來達到對應的目的，保障建筑的使用性能。

三、高層住宅建筑結構設計需關注的問題

從以下數個方面來探討高層住宅建筑結構設計需關注的問題，并建議建筑企業給予其足夠的重視，以此來優化住宅建筑結構設計流程，提升住宅建筑的使用性能。

1.嵌固端設置問題

當前階段，高層住宅建筑基本都會配備地下室與各種人防設備，地下室層數控制在1-23層，在地下室中人防頂板位置與頂板位置都會裝置同一種類型的嵌固端結構，在設計高層住宅結構時需關注到嵌固端位置設置合理性，若是缺乏對其的重視，會給后續建筑設計過程帶來較多的麻煩，甚至導致工程返修。

針對該點問題，需設計人員在設計嵌固端時，做好以下數點：其一，提升對其必要的重視，分析計算嵌固端下層、上層剛度最佳比例，提升下層、上層的抗震能力，裝置各種控制裝置，協調好嵌固端各種結構與輔助設備間的關系，以此來保證嵌固端在設計層面不會出現較大的問題;其二，在嵌固端設置前做好系統的勘探工作，依照高層建筑的建設高度、當地的土壤與水文條件、政策法規來設計嵌固端設置方案，并引入BIM技術來推算與測量嵌固端設置的合理性，依靠推算結果來優化嵌固端設置進程[2]。

2.高層住宅建筑結構超高問題

近些年地震頻發，極大威脅著高層建筑住戶的安全，因此在設計時需考慮到地震情況下，建筑架構的穩定下，保障高層建筑高度在發生地震時能夠度過前期階段，為住戶爭取救援時間。同時還需注意到建筑的抗震結構優化，杜絕高度超標現象，重視以下數點舉措：

其一，需國家依照當前高層建筑住宅的建造情況來推進各項針對性的舉措，完善《2021年新型城鎮化和城鄉融合發展重點任務》、《關于加強超高層建筑規劃建設管理的通知》等系列文件法規，以此來規范建筑企業的建筑標準，并要求其貫徹限高令的諸多要求，以此在根本上解決建筑超高問題;其二，要求引入更加先進的抗震結構與工藝，以剪力墻結構為例，其是高層建筑的核心承重結構單元，因此其截面設計是住宅建筑混凝土結構設計的核心部分，在地震頻發的位置，剪力墻在設計時，除了考慮其承載力，還需保證其較好的延性，以此來提升整體結構耗能能力，優化建筑抗震能力。在設計剪力墻墻肢截面過程中，若是縱向橫向剪力墻作為整體來工作，可選擇將縱向墻中的小部分當做橫向墻翼緣處理。在設計框架剪力墻結構時，梁柱會與剪力墻連載，可選擇將帶邊框的剪力墻設計為工字型截面或者矩形截面。此外，還可在剪力墻設計時可配置豎向鋼筋抵抗彎矩，以水平混凝土鋼筋抵抗剪力墻配筋形式基本上同框架梁[3]。

3.回彈再壓縮問題

在進行基坑開挖時，摩擦角區域坑邊基底土會受到相應的約束，不會反彈，但是處于坑核心位置的地基土會出現反彈，一般回彈出的土會被直接清除。而在基坑比較小時，會使得坑底遭受比較大的約束，比如獨立基礎，其回彈可忽略不計，進行沉降計算時，需綜合基底附加應力展開計算。若是基坑較大，遭受約束較小，如箱基，需綜合基底壓力來計算沉降問題，遭受坑邊土約束的位置當做安全儲備，這為實際沉降低于計算沉降的核心原因，在進行該方面的建設時需格外注意改點[4]。

4.筏、箱基礎底板挑板問題

其一，就結構層面展開分析，如果能出挑板，將邊跨底板鋼筋調勻，特別是在布置底板鋼筋通長時，就不會因邊跨鋼筋而造成整體底板通長筋的擴大，可起到節約材料的效果;其二，出挑板后，可縮減基底附加應力，在一些特殊位置增加布置挑板，可有效控制沉降差與結構傾斜;其三，應關注到挑板的陽角問題，如果底板鋼筋采用的是雙向雙排，懸吊部分處于固定狀態，陽角則不需額外再加上輻射筋;若是陽角面積占據整體基礎底面積的比例特別下，可將其砍成直角或者斜角。

5.板、梁計算跨度問題

板梁結構可當作是梁中心線上的剛性支座，就扁梁結構來講，若是梁高與板厚差不太多，應將計算長度規劃到梁中心，其后再結合梁中心位置的彎矩與梁厚來配筋，以此來解決跨度問題，并提升其使用性能[5]。要推進以上進程，需設計人員對高層建筑板、梁的整體規劃有一個全面、深入的認知，并在設計時重點考慮該項問題，避免因跨度不適宜造成的成本增加。

6.環境設計問題

部分高層建筑在設計時未考慮到環境問題，導致其在后期發展中面臨較多的問題。因此在環境設計時需關注到以下數點：其一，充分尊重業主對于各項配套設施的要求，并將其融入到具體的設計工作中，以此來提升住宅建筑的內在、外在品質;其二，在整體規劃時，利用好各項公共資源、景觀設施與自然風景，既要實現住宅墻面窗戶、外觀處置、戶型設計與陽臺等布置的結合，又要將外延住宅空間與小區綠化、環境相匹配與結合;其三，在綠化設計時，實現各種植物的合理搭配，構建生態結構，美化環境、潔凈空氣，并需保持一定的層次感，給予高層建筑業主更好的視覺享受。

結語：綜述，文章就高層住宅建筑結構設計需關注的問題進行了論述與分析，從數個方面探討了各項需關注的核心問題，并建議建筑企業能夠從施工工藝、施工流程、施工標準等各個方面著手，探討各項影響建筑整體架構的設計問題，并深入探究住宅建筑結構優化的具體路徑與實現方式，以此來保障各方權益，提升建筑的使用性能。

參考文獻

[1]劉文甲，王堅，李晨.住宅建筑結構設計中優化技術的運用分析[J].低碳世界，2018，（5）：172-173.

[2]王婭，張程.基于建筑節能的高層住宅建筑設計探討[J].黑龍江工業學院學報（ 綜合版），2018，（1）：50-53.

[3]謝超.研究高層住宅建筑結構設計出現的問題以及解決方法[J].低碳地產，2016，（5）：215-215.

[4]錢志華.剪力墻結構在高層住宅建筑結構設計中的應用分析[J].城市建設理論研究：電子版，2019，（18）：1.

[5]原曉輝.高層住宅建筑結構設計需關注的問題分析[J].冶金叢刊，2019，（1）：185-186.