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摘要：在我国城市化进程不断加快的新形势下，人们对高层住宅建筑的要求也越来越高。由于钢筋混凝土的刚度大，且整体性能好，所以可从高层住宅钢筋混凝土结构设计方面着手，对其进行优化，以达到更好的效果。本文指出钢筋混凝土结构设计的特点及高层住宅钢筋混凝土结构设计的优化原则，并详细分析高层住宅钢筋混凝土结构设计对策，为今后的研究提供一些有力依据。
关键词：钢筋混凝土；高层住宅；结构设计
1 引言
人们的生活水平在逐渐提高，对高层住宅的舒适度也有了新要求。所以，要通过优化动力结构的设计来降低房屋共振的影响，以此增强建筑结构设计的稳定性。目前，高层住宅建筑在体型构造与平面布置上复杂化程度在逐渐加深，这对于现代高层住宅设计来说，是一个较大的挑战，也是一个亟待解决的问题，对设计师来说更是一种考验。因此，在高层住宅钢筋混凝土结构设计的过程中，还要注意其中的重点、难点和其他方面的细节，只有这样才能更好的应对高层住宅对强度、刚度及稳定性等方面的要求。
2 钢筋混凝土结构设计体现的特点
在进行优化高层住宅建筑钢筋混凝土框架结构设计时，应该先去分析结构的整体内力，再依据梁柱各构件的控制内力来优化设计截面，并计算出与荷载效应水平要求相符的各结构构件的配筋量，由此才能使设计结果最终确定出来。在整个结构设计的过程中有变化发生，包括原结构的几何特征、荷载特征。受现荷载的作用影响，会改变结构内力的分布特征，随之各控制截面的控制内力也将有变化发生。应该依据这种变化进行优化设计的下一个设计步骤，所以钢筋混凝土结构设计的过程是循序渐进的。
3 高层住宅钢筋混凝土结构设计的优化原则
在进行高层住宅钢筋混凝土结构设计时，既要符合相关规范，也要严格遵循结构优化设计原则，以减少结构构件。第一，安全性。优化设计时要先考虑到结构的安全性，高层住宅结构在设计的合理使用年限之内应该可以承担各种可能会发生的突发情况；第二，使用性能。高层住宅在设计的可使用年限内，其结构的使用性能应该具有耐久性，具有较好的抗振、抗裂缝或者抗变形的性能；第三，刚度。结构刚度必须达到一定要求，尤其是设计的过程中要注意特殊部分的刚度问题。
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4 高层住宅钢筋混凝土结构设计对策
4.1 避免出现短柱
高层住宅结构设计时，应注意避免短柱出现，其主要目的是在相同的水平面移动同层各柱时，承载能力能达到最大化。但是在住宅建筑不断加大高度与层数时，巨大的水平荷载和竖向都会使底层柱截面越来越大，导致高层住宅建筑的底部数层有很多短柱出现。基于地震荷载的作用，对短柱造成了相对严重的破坏。因此，为了能避免出现这样的情况，可以对柱截面开竖槽，将矩形柱变成田形柱，使长细比增大，由此就能在相近的水平位移下，使同层的抗侧力结构的水平承载力达到最大。
4.2 高强砼和高强钢筋设计的合理使用
高层住宅的总造价主要包含着框架结构的施工费、材料费及基础物料，在这其中主要是用钢量及构筑件截面积对房屋造价的影响比较大。所以，为了住宅建筑的用钢量能有效减少，则可以在高层住宅设计时对高强度钢筋和高强砼进行合理的使用，也节省了建筑成本。如果高层住宅建筑设计是在厚软的地基上，由于矗立在地基上的是较大的荷载，所以要对构件的截面积进行优化，这时需采用高强砼及高强钢筋，使结构的重量减少，以此可以降低实施基本设施的难度以及工程造价，进而取得的经济效果也是最佳。在我国建设震区的高层住宅过程中，建筑物自身的重量与地震作用力的大小有直接关系。因此，对建筑物要有目的的减少自重，减少地震过程中建筑物的结构负荷，从而全面提高高层住宅建筑的安全性。
4.3 抗震等级的合理设计
高层住宅建筑结构的抗震等级设计要与当地的地震情况相结合，并且遵照百年一遇、两百年一遇的标准进行，在可能的情况下促进抗震等级的提高。高层住宅的抗震设计中，钢筋混凝土结构构件的抗震等级选用时主要对结构类型、设防烈度、住宅高度这三个因素进行考虑，由于这三个因素不多，所以采用的抗震等级也不同。通常情况下，高层住宅都带有地下室，当地下室顶层作为其嵌固端时，此时的地下室抗震强度就应该完全等同于整体结构，否则会在很大程度上影响着整体建筑。如果不是这种情况，那么就可以降低点地下室抗震等级要求，一般可以以每个地区的实际情况为依据，采用三级或四级。总之，高层住宅钢筋混凝土结构设计要从多方面进行分析，包括竖向和平面的结构设计、抗震等级，必须要严格的执行国家规定。从混凝土的构造要求看，比如钢混立柱，对住宅建筑高度大并且有较大柱中轴力时，应该采用的是钢管混凝土柱或型钢混凝土柱，也就是充分利用高强度混凝土柱。除此之外，对于高层住宅建筑混凝土的质量要求也比较高，应该在水泥和石灰中加入添加剂，使混凝土的配筋率增强。与此同时，还需要进行高湿度养护，确保混凝土部件不出现变形问题。简而言之，只有按规范操作、科学设计结构，并且有高标准要求，才能够保证高层住宅是合格的。
4.4 对后浇带合理的利用
合理设置后浇带需要注意的问题有两个：一是沉降后浇带。对此需要去注意的问题是，基础的压缩模量如果比较大，此时就需要在整体沉降基本完成并保持稳定，这时沉降缝可以用后浇带来代替，此方法是合理的。基础的压缩模量如果并不大，那么后期沉降所占的比例较大，浇注后浇带之后，还将有大的沉降落差随之出现，此时用后浇带是无法解决好问题的，还要利用其他设计方式。二是伸缩后浇带。要先研究浇注环境，在设计范围内充分考虑到温度所引起的变形。一般来说，将后浇带应用于工程设计中，必须充分考虑工程的具体条件，对其使用要保持合理性，切忌一概而论，还要合理使用材料，根据它们自身的差异对其不断调整，确保做到合理使用。
4.5 高层住宅耐久功能的优化设计
在以往的钢筋混凝土结构设计方案中，设计人员没有充分考虑到混凝土结构设计的耐久性，也就是规定的使用年限里能够满足用户的使用要求。但是，往往现实情况并不令人满意，有很多设计方案都没有达到使用要求，导致这一问题的原因主要是在设计的过程中没有意识到实际运作中建筑物因为环境、条件的影响，进而明显降低了可靠指数。所以，在进行高层住宅钢筋混凝土结构设计时，应着力于材料、造价方面，只有材料用量少、造价低的结构设计才是最佳设计。目前，人们在不断提高生活水平，也相应的提高了对工程的质量要求，一旦建筑物的特殊使用要求或技术要求与经济存在严重矛盾时，应先放弃经济指标。由此可见，整个高层住宅钢筋混凝土结构设计中，如果主要目的是优化结构设计，就应该在处理主要问题时遵循设计规范，通过优化多种目标与单一目标能够产生令人满意的设计效果。
5 结语
综上所述，由于钢筋混凝土结构的刚度大、整体性强，我国高层住宅建筑大多采用了该结构，所以钢筋混凝土结构设计问题也显得尤为重要。在高层住宅钢筋混凝土结构设计工作中，要将理论与实践紧密结合起来，通过大量实践来积累经验，并且对理论知识要进行及时改进。作为建筑设计师，必须按照国家规定，严格计算，完善设计技术，从根本上保证高层住宅的安全和质量。
参考文献
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[4]孙海娟，宋春雪.浅析高层建筑钢筋混凝土结构设计的相关问题[J].科技创新导报，2015（5）.
论文作者:訾 坤
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/11
标签：高层住宅论文; 钢筋混凝土论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 荷载论文; 刚度论文; 《城镇建设》2019年第04期论文;