多层住宅结构设计范文

【关键词】住宅建筑；剖面设计；经验与体会；策略

随着人们生活水平的不断提高，对住宅建筑设计提出了更高的要求，尤其是住宅建筑的剖面设计，将会面临着新的挑战。因为，住宅建筑的剖面设计不仅与建筑的空间、形体的艺术表达形式紧密相连，它还是建筑设计的重要组成，住宅建筑剖面设计的质量将会直接影响到整个住宅建筑工程的设计质量。因此，剖面设计在住宅建筑设计中越来越受到人们的重视，并且其重要性和有效性日益显示出来，进一步探讨住宅建筑的剖面设计具有重要的现实意义。

一、住宅建筑剖面设计和结构造型的相互关系

住宅建筑是一种客观存在的事物，与人们的日常生活息息相关，在设计过程中，人们往往追求新颖的外观效果，这就要求相关设计人员对住宅建筑剖面设计进行大胆的改革与创新。由于住宅建筑设计必须要满足力学原理和结构造型的要求，并需要有完善的理论对其进行解释和反复论证。因此，如果在住宅建筑设计中不断引入新的设计理念和立体思维方式，以住宅建筑结构设计的剖面设计、空间效果为出发点，并在整个建筑设计中赋予了新的生命和活力，从而体现出住宅建筑设计的精髓。

一般情况下，住宅建筑造型设计主要是指不同楼层之间的布局设计，表现在它需要通透和良好的采光，以便于更好地满足住宅建筑设计的要求。因此，设计人员可以充分利用剖面设计来改变了建筑结构的构造和外形布局，这样不仅仅实现空间的延伸和立面的通透效果，还能够有效地符合传统的物理力学的原理。剖面设计的手法和造型越来越受到人们的关注，极大地增加建筑结构的设计效果。因为，剖面设计将立体的凹凸设计、异位交错、旋转设计以及叠加的设计等手法有机结合起来，给人们添加了设计的错落感，并延展了空间的长度，增强了视觉冲击力，进而提高住宅建筑的空间使用率。

二、住宅建筑剖面设计探讨

（一）住宅建筑剖面设计必须反映结构的传力体系

因为，住宅建筑的空间布局是由结构传力体系支撑的，传力体系是提高建筑结构稳定性的保障。同时，传力体系的剖面形式体现出结构沿竖直方向传递荷载的路径，为住宅建筑内部空间的转换分布设计提供先决条件。因此，住宅建筑的剖面设计能够将建筑内部自上而下的结构支撑传力体系清晰地反映出来，从而有利于建筑结构设计人员合理的安排不同使用功能空间的竖向组合，确保建筑结构的稳定性和安全性，避免结构刚度发生竖向刚度的突变而影响建筑工程的施工。

（二）住宅建筑剖面设计要合理设计结构加强层

在住宅建筑剖面设计中，筒体高宽比较大，如果单纯地依靠增设抗侧力构件和增大截面尺寸来达到设计效果，必然会影响到住宅建筑的使用功能。因此，必须要考虑结构加强层，合理设计结构加强层，才能切实地提高设计效率。因为，住宅建筑的设备层施工方便，对采光要求较低，可以根据户主的要求不开或少开窗，甚至还可以在恰当地增设内部支撑并沿其周边局部加固，由此可见，设备层其实就是刚度很大的加强层。在现代住宅建筑设计中，加强层是其不可或缺的重要组成部分，并可以在建筑的立面表现中充当一定的角色。同时，设计人员在设计中可以将整个建筑的结构加强层构件完全暴露于建筑的立面之上，从而增加建筑的力度表现，向人们传递其本身的结构功用的信息，还可以使建筑结构的设计形成富有趣味的韵律与节奏。

（三）住宅建筑剖面设计要与地形特征相互结合

在住宅建筑工程设计中，必须考虑当地的实际情况，将建筑工程剖面设计与当地的地形特征有机结合起来，实现剖面最优化设计。因为，不同地区的地形特征不同，并且还会影响到住宅建筑工程的施工质量，所以，住宅建筑工程剖面设计要依据施工所在地的地形特征而进行，从而极大地丰富了设计样式，还会提高住宅建筑结构的审美观。然而，将住宅建筑剖面设计与建筑的地形有机结合起来，不仅仅要结合施工现场的地形特征进行建筑剖面的形设计式，还要将建筑剖面设计的变化与建筑立面变化相互结合，从整体上把握设计效率，以便于更好地顺应建筑地形进行的建筑剖面设计要求。例如，所设计住宅建筑周围比较多山时，要求设计人员必须根据山势地形的变化特征进行剖面设计，从而使住宅建筑整体呈现出一种具有韵律变化节奏的美感，呈现出贴近自然、融入自然的设计理念。

（四）住宅建筑剖面设计要结合结构转换层的设计

随着人们生活水平的不断提高，住宅建筑设计呈现出多功能、综合用途等方向发展，即住宅建筑集餐饮、居住以及文化娱乐设施于一体。因而，在同一栋住宅建筑中不同的功能用途对楼层设计的结构形式提出了不同的要求。如建筑上部需要的是多墙体的小开间做卧室用途，而下部则要求空间比较大的、整洁简单、能自由灵活分隔的大空间，所需的墙比较少。因此，从整栋建筑的受力分析可知，建筑下部楼层受力大，要求支撑柱体的刚度大，而上部楼层受力逐渐变小，出于美观的需要，则可减少墙柱的数量，所以必须设计结构转换层来解决上述矛盾。

要将住宅建筑剖面设计与转换层的设计有机结合起来，就必须将这种结构的建筑艺术表现手法和理性思维融入到计构思的过程中来，利用结构转换层的空间形式，将结构转换层的设计理念充分融入到整个住宅建筑的设计中，从而极大地丰富人们的视觉感受，而且转换层本身所具有的结构形式设计也可以作为建筑的造型手段。当住宅建筑结构采用外框筒时，经常通过转换层使下层柱的柱距扩大，从而形成较大的入口和少柱的对外空间关系，将受力均匀地分布到各受力柱体上。此外，设计人员还可以采用如墙梁转换式、大梁转换式、拱式转换式、间接拱转换式以及桁架转换式等多种形式的转换结构，创造出不同使用需求与各具特色的入口空间形式，提高住宅建筑剖面设计的整体效果。此外，将结构转换层设计因素考虑到住宅建筑剖面设计中，不仅仅能为够住宅建筑平面空间组合带来一定的灵活性，还能够很好地顺应高层建筑多功能和综合发展的要求。

三、结语

随着我国经济的飞速发展，城市化进程日益加快，住宅建筑工程项目随处可见，同时，住宅建筑工程的剖面设计也将面临着新的挑战与机遇。因此，这就要求相关设计人员必须重视住宅建筑的剖面设计，在保证设计质量的前提下，将建筑剖面设计和当地的实际情况有机结合起来，使住宅建筑的剖面设计不仅仅能体现出建筑工程的地域文化风格，还能够实现对于建筑空间环境的充分应用，切实地提高住宅建筑剖面设计的水平。

参考文献：

[1]王飞.剖面的秘密[J].时代建筑.2010（02）

[2]朱荣丽，支文军.剖面建筑现象及其价值[J].时代建筑.2010（02）

[3]李丹锋，周渐佳.剖面之后建筑中似是而非的内在逻辑[J].时代建筑.2010（02）

多层住宅结构设计范文篇2

【关键词】高层住宅结构设计；存在的问题；处理对策

现代土地资源日渐匮乏，在工程建设中为了节省土地面积，各施工企业大都采用高层住宅结构设计，这样既能减少土地资源的浪费，实现人口数量的有效集合，还能避免建筑施工材料的浪费，达到节约资源的目的。然而，在实际的高层住宅结构设计中，部分设计人员的设计方案和建筑施工实际情况存在较大差距，这种情况的出现严重影响了高层住宅的安全性能和实用性能。正因如此，如何保证高层建筑结构设计水准对于高层住宅的建设施工来说显得尤为重要[1]。

一.高层住宅结构设计案例分析

（一）高程住宅结构设计的工程概况

某一高层住宅区位于某市的中心地段，该地区的建筑总面积大约为20万立方米，是一项非常浩大的建筑工程。该高层住宅区域的楼位设计是一个五幢高层住宅楼层结合而成的建筑工程，分布为地下两层、地上三层的设计模式。该建筑工程中采用的建筑结构是平面体型比较不规则结构。

（二）高层住宅结构设计中所遇到的问题和解决措施

1.高层住宅结构设计中所遇到的问题

该高层住宅工程从规模上来讲属于大型的工程建筑，尤其是五幢楼层采用的是一体化的连接方式，针对这种情况，设计人员应该对高层住宅的建筑设计有一个全方位的认知。在对该建筑工程进行各种因素分析后，再进行高层建筑的设计工作，使设计比较贴合实际工程的标准要求。然而，在实际的高层住宅施工中，其可能会受到各种因素的影响，使得工程质量及工期难以得到保证。这些因素主要包括：首先，高层建筑结构的承重力和地下室连为一体的结构设计以及采用框架剪力墙建筑结构设计需要考虑实际施工问题。其次，高层建筑结构设计中，居民对建筑结构功能的要求以及抗震能力的要求也是设计人员需要考虑的重点问题。再次，建筑结构的计算分析也是高层建筑结构设计工作的一大重点。最后，建筑物周围的环境因素也会对施工造成影响干扰[2]。

2.高层住宅结构设计中的处理措施

该高层住宅属于住宅类型中较为复杂的一种设计，一般情况下，对于这种连体形的住宅结构设计，为了保证其结构的稳定性，除了采用框架剪力墙结构之外，还应该增加建筑结构的水平方向和垂直方向的钢筋结构，同时在建筑底部增加底层柱。针对高层住宅结构设计中的稳定性要求，应该采用"L"型剪力墙设计，这样一来能增强建筑结构的稳定性，另一个方面还能增强整个建筑物的承载力。其次，在高层住宅的施工设计中，各类数据的计算问题也是干扰结构设计的一大影响因素。因此，一般在高层住宅结构设计计算分析上多应该采用PKPM系列的SATWE程序。

二.高层住宅结构设计中出现的问题影响因素

（一）高层住宅结构的部分设计不合理

对如今的高层住宅建筑来讲，其住宅结构的不合理多半是设计人员对建筑结构关联性忽视，以致于造成住宅结构的承重性差、建筑物的抗地震倒塌能力不强以及建筑物本身的安全性能差等问题。例如，高层住宅结构的抗地震倒塌能力的延性问题，以及屋面温度应力设置问题等。这一系列的问题因素的集合极有可能导致高层住宅结构稳定性和质量安全性问题[3]。

（二）抗震结构设计不合理

抗震结构设计是高层住宅结构设计中一个非常重要的环节，同时也是比较复杂的一个环节，抗震结构的设计除了设计整体的框架以外，对于承重墙设计以及底层柱等局部结构设计，甚至是建筑材料的选择使用，都关系到整个建筑结构的抗震性能。由于我国并不属于地震频发的国家，所以一些高层住宅建筑结构设计人员并没有高度重视建筑的抗震设计，所以高层住宅结构的抗震设计中存在很多的漏洞和不足。

三.高层住宅结构设计中存在的问题的处理对策

（一）针对部分结构设计不合理的解决措施

针对以上出现的各种问题，归根结底是设计人员在对高层住宅结构设计的认知上还存在很大的不足之处，以致于设计的住宅结构不符合居民对建筑物本身功能的需要或者不符合有关建筑物建设施工的标准要求。针对以上情况要先确立好整体性设计，并根据整体性的设计要素进行局部结构设计。这样既能保证建筑结构整体性不受破坏，还能为局部结构设计提供一个可靠的依据。在此基础上，再进行建筑构件和屋面温度应力的设计，就可以最大限度的避免因构件标准不合格而导致的建筑结构稳定性下降问题以及因温度应力设计值过大或是过小而造成的墙体开裂现象[4]。

（二）高层住宅结构的抗震设计

高层住宅结构抗震设计的要点：首先要求设计人员对建筑结构抗震性能的重要性有一个正确的认知。其次，需要专业抗震结构设计人员对高层住宅的结构特点以及可能发生地震的情况进行全方位的分析，同时满足抗震设计规范。再次，对建筑物的抗震结构进行科学的规划设计，并严格控制建筑物的高宽比例。最后，为了提高建筑物本身的抗震性能还应该在高层住宅上加入抗震墙设计从而增强建筑物的稳定性以及抗震能力。这样即便发生地震也能保护好居民的人身安全，并且将地震对建筑物体的伤害减小到最低。

结语：

综上所述，高层住宅的结构设计是建筑施工人员在满足国家对建筑工程施工结构的标准前提之下，对高层住宅结构进行的加强设计，能有效提高高层建筑的抗震性能以及使用安全性，从而维护居民的生命财产安全。然而，在高层住宅结构设计工作中，我们仍需要重视影响结构设计及建筑施工的问题因素。对此，文章结合某高层建筑设计实例，简要探讨了影响高层住宅结构设计几点因素，并阐述几点解决这些问题的举措，以期为高层建筑住宅结构设计提供借鉴。

参考文献：

[1]郑全楼.关于高层住宅结构设计的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（36）：7277-7278.

[2]贺伟莲.某超限高层住宅结构设计[J].工程建设与设计，2015，（2）：46-50.

多层住宅结构设计范文

一、多层钢结构住宅的结构特点

目前国内在多层(一般为7层以下)钢结构住宅建筑中常采用框架体系。这种体系是将梁柱构件刚接，依靠梁柱受弯来承受竖向荷载和水平荷载。它的特点是可以做成大开间，充分满足建筑布置上的要求。

梁与柱的连接节点，一般采用焊接刚性连接节点。梁的腹板与柱连接常采用摩擦型高强螺栓通过连接板连接或通过连接板焊接；次梁与主梁连接节点，通常采用铰接节点设计，即只考虑次梁端部与主梁连接之间的剪力作用。

楼面和屋盖体系一般是有以下几种形式：压型钢板混凝土组合楼板、预制混凝土叠合板、现浇钢筋混凝土楼板。由于压型钢板混凝土组合楼板具有施工速度快、平面刚度大，房屋净空高的特点，是一种比较理想的楼层形式。

钢结构住宅的外墙体一般采用外挂式轻质复合墙板以减轻结构自重。对于6层以下的多层住宅，也可采用内嵌式加气混凝土砌块。外墙墙体材料主要有：蒸压轻质加气混凝土(ALC)板、GRC夹心复合板、钢丝网水泥夹心板等。内墙材料一般可采用加气混凝土砌块、纸面石膏板、纤维石膏板、玻璃纤维增强水泥板、纸面稻草板等。

二、多层钢结构住宅建设中的主要构件设计

1、柱

钢结构住宅一般为大开间，框架柱在两个方向都承受较大的弯矩，所以应该考虑强柱弱梁的要求，而目前广泛使用的焊接H型钢或I字热轧钢截面，强弱轴惯性矩之比3～l0，势必造成材料浪费。因此对于轴压比较大，双向弯矩接近，梁截面较高的框架柱采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱是适宜的，对于方钢管混凝土柱，不仅截面受力合理，同时可以提高框架的侧向刚度，防火性能好，而且结构破坏时柱体不会迅速屈曲破坏。

2、楼盖

在多层轻钢房屋中，楼盖结构的选择至关重要，它除了将竖向荷载直接分配给墙柱外，更主要的作用是保证与抗侧力结构的空间协调作用；另外从抗震角度来看，还应采用相应的技术和构造措施减轻楼板自重。常用的楼盖结构有：压型钢板一现浇混凝土组合楼板、现浇钢筋混凝土板以及钢一混凝土叠合板，而以第一种最为常用。目前，在多层轻钢房屋整体分析时，还普遍不考虑楼盖与钢梁的组合作用，即使设置抗剪键，也偏保守地假设钢结构承受全部荷载，这样不仅增加材料用量和结构自重，反而会造成强梁弱柱的不利情况。有一6层算例，考虑楼盖组合作用对梁刚度以及结构整体刚度的影响。

3、支撑体系

支撑分轴交支撑和近年发展起来的偏交支撑两种，前者耐震能力较差，后者在强震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且为门窗洞的布置提供了有利条件，目前国内用的还很少，建议在高烈度区首选偏交支撑。常用的EBF偏交支撑形式此所示。剪切型耗能梁段．加劲肋按以下公式设计：

式中a――加劲肋间距．d――梁高，tw――腹板厚度，yp――塑性转角；弯曲型耗能梁段还需在梁段端点外1.5bf处加设加劲肋

4、节点抗震

框架梁柱节点一般采用两种连接方法，根据“常用设计法”，即翼缘连接承受全部弯矩，梁腹板只承受全部剪力的假定进行设计。震害表明，这种设计不能有效满足“强节点弱杆件”的抗震要求，在高烈度区隐患很大。改进框架节点设计，在梁端上下翼缘加焊楔形盖板或者将梁端上下翼缘局部加宽盖板面积或加大的翼缘截面面积主要由大震下的验算公式确定，式中：为基于极限强度最小值的节点连接最大受弯承载力，全部由局部加大后的翼缘连接承担：为梁件的全塑性受弯承载力：为基于极限强度最小值的节点连接最大受剪承载力，仅由腹板的连接承担；为梁的净跨；为梁在重力荷载代表值作用下按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。

三、多层钢结构住宅施工过程中应注意的问题

1、钢结构的焊接

施工时制定的焊接顺序：一般采用由平面中心向四周划扩展，采用结构对称、节点对称焊，先焊钢梁、后焊钢柱；在同一节点处，采用双人对称焊接方法；同一节钢柱的二层粱结构先焊上层，后焊下层；同一层梁先焊一行或列中间接头，然后向外扩展；同一根梁先焊一端焊缝，等其冷却后再焊一端焊缝，严禁两端同时焊接，以减少应力集中；对同一梁节点，安装垫板后采用先焊下翼缘焊缝，再焊上翼缘焊缝。

在整个钢结构施工焊接过程中质量控制，严格遵循以下要求：雨天不安排焊工作业；焊接过程中每一条焊缝的焊渣都要清理干净，并认真检查焊缝质量；焊接完毕后用角向打磨机将焊缝两侧各100mm范围内打磨干净，以便探伤。对关键部位如挑梁、屋顶梁、钢柱对接焊缝100％探伤检查，其他部位按20％以上探伤检查，检测结果必须全部符合国家标准GB11345―1989《钢焊接手工超声波探伤和探伤结果分级》规定的Ⅱ级上质量要求，尤其是钢柱对接缝、挑粱的焊接的99％以上焊缝焊接质量必须达到I级标准。

2、钢结构的除锈与涂装

除绣和涂装是保证钢结构达到预期耐久性要求的重要保证，项目施工中制定了严格的施工步骤和质量控制措施。

（1）除锈与涂装质量控制。一是构件加工及安装完成后，进行全面除锈，及时进行涂装。二是运输、吊装过程中，安排专人随时检查涂装层，及时修补损坏处。三是安装节点的螺栓和焊缝，经检查安装质量符合要求后，在限定时间内完成除锈和涂层工作。

（2）防绣漆质量控制。钢结构在工厂涂装二底防绣漆，现场只需对高强螺栓接头、焊接接缝、运输吊装碰撞损伤部位进行补涂。

（3）防火涂料质量控制。现场涂装防火涂料，涂装前对涂装部位表面进行清理，按二级防火标准设汁要求的涂层厚度和遍数涂装施工。

3、钢梁、柱与砌体之间连接处的抗裂处理

为防止钢梁、柱与砌体之间连接不牢，出现开裂、渗水现象，可采用在钢柱上每隔400mm焊接26拉结筋的处理方法，拉结钢筋伸入墙内1000mm。钢粱、柱“H”形凹槽内均用非规格加气混凝土砌块体填砌，外设置Φ4@150mm的钢筋网片每边伸出柱子翼缘350mm，外部粉刷保温砂浆。钢梁与砌体的连接构造与钢柱相似。

四、结束语