摘要：在進行高層住宅的整體建設工程中，結構設計是非常關鍵的環節。隨著現代化進程的加快，建筑結構格局的樣式也層出不窮，無疑給高層住宅結構的設計帶來了新的困難和新的挑戰。進行高層住宅結構的設計必須以荷載影響和內部空間組織為基本著眼點。本文從結構承載力和和抗震性能方面為突出重點，從多方面、多角度對高層住宅結構的地基性質、結構類型等基本方面進行了詳細分析和探討。
關鍵詞：高層住宅;結構設計;結構抗震;承載力
Abstract: in the high-rise residential whole construction engineering, the structure design is very key link. With the quickening of the process of modernization, the style of the building structure pattern also emerge in endlessly, no doubt, to the design of high-rise residential structure brings new difficulties and new challenges. For high-rise residential structure design must be in effect and the internal space organization load for a basic point of departure. This paper, from the structure and seismic performance bearing capacity and to highlight the importance and from many, many angles to high-level residence the foundations of the structure properties, structure type and so on basic aspects carried on the detailed analysis and discussion.
Keywords: high-rise residential; Structure design; Structure seismic; Bearing capacity
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
高層住宅主體結構不僅承擔自身的垂直荷載，還要承擔風荷載和地震產生的水平荷載，隨著建筑物高度的增加，垂直和水平荷載對結構的作用力就會增強，而增大了水平荷載產生的彎矩和剪力，直接影響到高層住宅結構的整體設計。因此，高層住宅建筑結構的設計是通過仔細計算、精心分析各項指標實現的，尤其是關于結構的荷載力和抗震結構的構造設計更為復雜化，以下從基礎結構、結構分析計算、抗震構造設計等諸多方面對整體結構設計進行仔細研究和分析。
一、總體性能指標的控制
判斷建筑結構抗震的可行性主要是依據風荷載和地震作用下水平位移限值來計算的，在風荷載和地震的作用下，檢測結構的自振周期、振型曲線，以及建筑物底部彎矩和剪力是否處于一個合理的范圍。總體指標對于建筑結構設計具有指導性的意義。比如，若結構剛度較大，周期較短時，會增大地震效應，而造成材料的大量耗費;如果剛度較小，會增大結構變形度，而影響建筑物的正常使用。筆者認為剛重比控制在10~15之間較為合理，周期大概是總層數的0.06~0.08倍之間為宜。另外，合理控制結構布置的扭轉程度，應在偏心影響地震力的偶然作用下，整體縱向構件的水平位移限值和各層間的位移不應超過該樓層平均值的1.2倍。筆者認為不必考慮頂層構件，否則難以達到以上指標。
二、地基及基礎結構設計
目前剪力墻結構高層住宅建筑對于埋置深度要求的考慮，一般都構建地下室結構，地基基礎通常多采用樁筏基礎。基礎樁的合理選擇，將直接對整個建筑工程的經濟性和安全性產生重要影響。對于筏板厚度的數值計算，應涉及到墻沖切，樁沖切，及板配筋等諸多因素。另外，筏板的長度也應合理進行設置，由于考慮到地下室的有效合理使用，一般我們都采用后澆帶施工來解決底層超長導致的收縮和裂縫，并取得了很好效果。高層住宅建筑的基礎必須確保整體性好，滿足整體的荷載力和建筑物允許變形的基本要求，同時能減少不均勻沉降的發生。高層住宅建筑應設置地下室，能將地基的沉降量和附加應力降低，且能有效保證地基的承載力和上部結構的穩固性，要嚴格依據地方性規范的要求，進行地基基礎的合理設計。
三、結構分析與計算
(一)合理選擇結構的整體計算軟件。目前較為常用的計算軟件主要有有SATWE,TAT,TBSA等，由于不同軟件在進行模型計算時有一定差異性，而導致計算結果不盡相同。
(二)是否將地震力放大，應考慮隔墻等設施對于自振周期的影響。在結構設計新規范中，依據大量工程實測的周期值，明確提出了在風荷載和地震作用下的高層結構自振周期折減系數的計算。
(三)是否具有足夠的振型數目。新規范中新增加了關于振型參與系數的概念，并嚴格規定了該參數的限值范圍。
(四)近年來，大底盤、多塔樓的高層住宅建筑不斷涌現，在進行此類型高層建筑的計算時，是將結構作為一個整體在進行多塔類型的計算，或人為分開進行計算，是結構設計工程師必須重視的問題。
四、剪力墻承重體系的設計
剪力墻結構一般是高層住宅多采用的結構體系，能有效減少非承重隔墻的數量, 比框剪結構用鋼量更節省，且外部沒有梁柱的外露，很受建筑商和住戶的青睞。剪力墻結構體系是以大量縱橫交錯，既作為承重墻又作為隔斷墻的剪力墻整體組成結構體系。按構成材料分為磚砌和鋼筋混凝土的結構形式，可采取預制或者現澆的形式。此種墻體具有較大剛度，由于墻體縱橫交錯設置，剛度比框架結構形式大很多，能有效地抵抗風荷載和地震力的作用。
五、連梁的優化設計
由于剪力墻結構的連梁跨度較小，在地震的作用下產生很大彎矩和剪力，有時難于進行設計，若提高連梁的高度，有時配筋值也會很大。在進行連梁設計時，當剛度產生折減后，連梁的正截面或斜截面仍會出現受彎承載力或受剪承載力不足的問題，可通過增加洞口寬度的辦法，以降低連梁的剛度。同時使結構的整體剛度得到降低，也就降低了地震作用力的破壞，保證連梁的承載力不超過限值。若出現局部連梁超限或超筋時，則應通過調整連梁內力的方法來解決，調整幅度應小于20%，保證連梁設計符合“弱彎強剪”的要求。
六、抗震構造的設計
為保證高層住宅結構具有足夠的防抗震性能，滿足“小震不壞、大震不倒”的基本要求，進行設計時應考慮以下諸多方面：選擇場地時要遵循擇優避劣的原則，同時采取各種措施確保地基的穩固性;選擇抗震性能良好的結構體系;力求住宅平面的簡單和規則，以避免應力集中作用出現凹角、收縮現象;應降低扭轉產生的影響;力求結構整體剛度均勻，避免出現建筑物縱向體型復雜和外挑內收的變化過多;增強結構主體的空間整體性，增加超靜定的次數，實施多道設防;提升構件的延性，避免產生脆性破壞;降低結構自重，降低地基土的壓力，以達到抗震目的;合理調整平面的形狀與尺寸范圍，可采取預留臨時施工縫的方法，對于防震縫盡量不設置或少設置，應引起廣大建筑設計人員的高度重視。
七、結束語
總之，一個完整的高層住宅建筑必須由專業設計人員結合多方面的系統知識來完成，尤其是結構設計的優劣直接關系到建筑整體體型和空間的布置。因此，在進行高層結構設計過程中，應做好抗震概念的清晰掌握，采取各種構造措施，并通過適宜的分析軟件以取得比較理性化的結果。只有各種專業人員通力協作，發揮各自的專業優勢，才能擇優選擇最佳方案，進而設計出美觀、實用、經濟、安全的高層住宅建筑。
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