简述高层住宅结构方案比选

简述高层住宅结构方案比选一、剪力墙结构方案剪力墙结构体系是由钢筋混凝土墙体互相连接构成的承重墙结构体系，用以承受竖向荷载，抵抗水平荷载，同时亦兼作建筑物的围护和内部空间的分隔构件，其主要优点：集承重、抗风、抗震、围护与分隔于一体，经济合理地利用了结构材料，结构整体性强、抗侧刚度大，侧向变形小，在承载力方面的要求易于满足，适于建造较高的建筑；抗震性能好，具有承受强烈地震而不倒的良好性能；用钢量省；相比于框架结构，施工相对简便快速。其主要缺点：墙体较密，使建筑平面布置和空间利用受到限制，很难满足大空间建筑功能的要求；结构自重大，并且抗侧刚度也较大，从而自振周期较短，导致须承受较大的地震作用。剪力墙墙肢截面尺寸及构件材料强度估算：1.矩形截面独立墙肢的截面高度hw宜不小于截面厚度bw的5倍。2.剪力墙的混凝土强度等级宜≥C25。根据本项目建筑布置特点及工程实践经验，按上述要求布置墙体。其底层可能是其他用途的场所，层高为4.5m，二层及以上各层层高均为3m。墙身厚度在底层采用300mm，二层及以上均为200mm。在平面角部需要开口的部位，加设端柱予以加强处理。二、短肢剪力墙结构方案1.短肢剪力墙结构的定义短肢剪力墙是指截面厚度不大于300rTim、各肢截面高度与厚度至比的最大值大于4但小于8的剪力墙。在规定的水平地震作用下，把短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构定义为具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构，也就是短肢剪力墙结构。2.短肢剪力墙结构的一般规定2.1抗震设计时，高层建筑结构不应采全部短肢剪力墙的剪力墙结构；B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。2.2当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时，应符合下列规定：在规定的水平地震作用下，短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%；房屋适用高度应比《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的剪力墙结构的最大适用高度适当降低，7度、8度（0.2g）、8度（0.3g）时分别不应大于100m、80m、和60m。3.短肢剪力墙结构的设计要求抗震设计时，短肢剪力墙的设计应符合下列规定：3.1短肢剪力墙截面厚度除应符合剪力结构对截面的要求外，底部加强部位尚不应小于200rnm，其他部位尚不应小于180rnm。3.2一、二、三级短肢剪力墙的轴压比，分别不宜大于0.45、0.50、0.55，一字形截面短肢剪力墙的轴压比限值应相应减少0.1。3.3短肢剪力墙的底部加强部位应按规范要求调整剪力设计值，其他各层一、二、三级时剪力墙设计值应分别乘以增大系数1.4、1.2、1.1。3.4不宜釆用一字形短肢剪力墙，不宜在一字形短肢剪力墙上布置平面外与之相交的单侧楼面梁。三、框架-剪力墙结构方案框架-剪力墻结构体系是在结构中同时布置框架和剪力墙，形成框架-剪力墙结构；两个方向的剪力墙围成筒体，就形成框架-筒体结构，二者可以统称为框架-剪力墙结构。当剪力墙承担的倾覆力矩小于总倾覆力矩的50%时，可以归入框架-剪力墙结构。框架-剪力墙结构兼有框架结构布置灵活、延性好的优点和剪力墙结构刚度大、承载力大的特点。一般情况下，框架-剪力墙结构在抵抗地震作用时，剪力墙为第一道防线，框架为第二道防线，形成多道抗震设防结构。框架-剪力墙结构的结构布置、计算分析、截面设计及构造要求，除应符合对框架结构、剪力墙结构的有关规定外，尚应符合如下的要求：1.剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；2.平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；3.单片剪力墙底部承担的水平剪力不应超过结构底部总水平剪力的30%；4.抗震墙宜贯通房屋全高，宜避免刚度突变，且横向与纵向的抗震墙宜相连；5.抗震墙宜设置在墙面不需要开大洞的位置；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐；6.结构方案计算结果汇总；7.计算结果对比分析及处理措施；四、高层住宅结构的经济性分析实践证明，一个工程项目投资金额的80%是在设计阶段决定的。由此可见，设计阶段对项目投资起到决定性的作用。影响结构设计经济性的关键因素在于结构方案的选型、结构设计的参数和设计制图的精确度等。1.结构形式和适用范围目前，我国建筑主要是以混凝土结构形式为主，而在混凝土结构中，主要有简体结构、框筒结构、剪力墙结构、框剪结构、框架结构等形式，每一种结构形式都有它的适用条件。2.建筑的规则性对于高层建筑而言，调整建筑结构的规则性，需要在确定结构方案的阶段，运用概念设计的方法，合理划分结构平面，合理布置结构的抗侧力构件，控制抗侧力构件的刚度，力求刚心和质心的位置重合，从而减小扭转效应。3.建筑材料选用应尽量选用高强度的建筑材料，如钢材宜优先选用三级钢，混凝土宜用C30以上标号的混凝土，因为目前的施工技术可使混凝土达到C80，运用高强度混凝土可以减小结构截面和减轻结构自重。4.正确选取结构计算参数是结构设计的前提目前，结构设计进入了电算化的时代，在合理的结构选理和布置前提下，只有正确地选取各项设计计算参数才能把结构设计做好。5.基础工程投资基础投资约占总工程总投资的百分之二十到三十，基础设计的重要性由此可见一斑，基础设计的方案选取尤为重要。结构工程师应对工程造价和工程量的计算有一定的了解，才能使设计的图纸达到精细、准确，才能取得工程的经济效果。6.如何实现经济性实现经济性要从决策层面、操作层面和技术层面这三个层面出发。决策层面大概占到经济性设计的50%～60%；操作层面大概占到经济性设计的20%～30%；技术层面是指建筑设计的施工图阶段的结构布置，是否进行精细化配筋，核心筒的大小，剪力墙的间距，墙柱的比例等细节问题。这部分大概占到经济性设计的10%～20%。五、结束语综上所述，三种结构体系方案特点十分鲜明。框架结构和框架-剪力墙结构在建筑空间布置上较为灵活，但是其美观性不足，且造价偏高。而剪力墙结构不仅在布置上整齐美观，结构刚度较大，侧移相对较小，抗震性能好，而且在经济性都高于框架结构和框架-剪力墙结构。因此，在