高层住宅剪力墙结构优化设计

发表时间：2017-06-16T13:25:15.897Z 来源：《建筑知识》2017年6期作者：王臻

[导读] 现如今我国高层住宅基本都是钢筋混凝土结构，而剪力墙结构在其中又占有重要的比例。

（太原市建筑设计研究院山西太原 030002）

【摘要】剪力墙结构是民用高层建筑的主要形式，因此高层建筑剪力墙设计不仅要满足结构安全、材料用量少等一系列要求,还应做到结构体系受力合理、功能适用。那么剪力墙的结构优化就是剪力墙设计的重点,其目的不仅仅是达到体积最小或者重量最轻,更重要的是要达到一种资源合理的优化配置。本文就是从剪力墙的特点，设计理论和方法，优化设计几个方面来进行分析。

【关键词】剪力墙；结构特点；优化设计；高层建筑

【中图分类号】TU398 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）06-0010-02

1.概述

现如今我国高层住宅基本都是钢筋混凝土结构，而剪力墙结构在其中又占有重要的比例，那么在整个建造过程中剪力墙的合理优化将会降低工程造价。那么我们就应当清楚剪力墙的结构特点，并根据这些特点对剪力墙做出更加合理地设计，来实现剪力墙结构在实际应用中的优化。

2.剪力墙的主要特点

在工程中由剪力墙组成的能承受竖向和水平作用力的建筑结构称为剪力墙结构，在现代建筑中剪力墙结构常用来代替框架结构中的柱，来承担竖向荷载的作用，同时又能对结构的水平地震力起到有效的抵抗作用。

剪力墙主要承受平行与墙面的水平作用力，结构优点是整体性好，刚度大，抗震性好，既能承重又能围护，受到水平作用力侧移小等优点。剪力墙的整体性好在于梁,柱等等没有外露和凸出，这便让房间更加完美，方便用户自行布置，但它的缺点在于墙体之间距离较小，无法形成大的房间，对于一些需要大空间的用户不适用，在经济效益上也没有优势。剪力墙平面内的的刚度很大，有利于结构的稳定。

3.剪力墙优化设计

3.1 一般剪力墙经济指标

目前，随着我国经济快速发展，城市建设也越来越快，我国许多城市的建筑楼层也越来越高，而随着楼层的增高，建设需要投入成本越大，许多高层建筑中因为剪力墙结构造价高，高层建筑也不利于施工。例如在8度区一个30层高100的高层住宅建筑中，钢筋总用量为70kg/m2，混凝土含量为0.75m3/m2～0.90m3/m2，再加上混凝土运输，模板以及各种垂直运输设备等费用，其结构部分造价约为1500元/m2左右。其中地下部分占40%，地上部分占60%。造价相对于一般的的高层建筑每平米要高30%左右。所以由于建设单位的制约，结构抗震由于成本高而不得不降低要求，那么剪力墙结构的优化就更加的重要了。

3.2 抗震优化设计

高层剪力墙结构如果底层刚度同上部刚度之间的差距较大，一旦发生地震，就会造成底部出现突出的集中变形，对剪力墙结构造成严重的破坏；但一般地震作用造成的破坏都处于底部加强区，那么在设计剪力墙结构时，我们既要考虑它的经济适用型，还应根据抗震的要求严格的控制剪力墙底部刚度与上部刚度的比例。

3.3 结构设计优化

在剪力墙结构中，我们一般都是将剪力墙沿着主轴方向和其他方向双向布置，形成一个个空间。但是随着楼层的高度不同，对于剪力墙结构的要求也有所区分。例如对于20层以下的高层住宅，一般都是采用的方法是将相邻两个开间的交界墙做成砌体墙，取消剪力墙。这样既保证空间的灵活性，也起到较好的抗震性能。对于20层以上的高层建筑，使用这种方法就造成结构偏弱，结构顶点位移和层间位移不能满足规范要求，结构不安全，这时就需根据结构初算模型，为了解决其刚度需求，可以将较长的墙体通过开设结构洞或增加连梁刚度，来达到既满足计算指标，又能带来实际中的剪力墙数量减小的效果。

4.剪力墙结构方法

现在结构优化的方法主要有两种：

（1）数学规划法：通过设计一个能够适应各种工况下的目标函数，并在这过程加入如强度、刚度、稳定、温度等一系列不同的约束条件。用目标函数的变量来表示这些约束条件，从而通过数学计算评价各种设计的好坏。此方法多用于理论研究及实验室中。

（2）准则法：就是通过结构力学的原理，建立一些最优法则来处理应力、位移、平率和临界力等约束条件。它使用的结构范围更加广泛，算法更加简单。这种方法不会随着结构的复杂和变量的增加而有太大的变化，在实际应用中得到广泛运用。准则法常见的有两种：一是满应力法，它是直观准则法的一种，建立在直观的物理概念上，是最早也是最简单的优化设计方法，他首先是通过估算来建立结构的设计方案，然后通过设计各种变量，根据力学方法算出各种工况下的满足值，再将这一数值与材料的容许只进行对比，进一步改进设计方案。二是齿行法，它是在满应力法的基础上增加一种射线步，射线步冲坐标原点出发进过设计点，再沿射线方向回到约束曲线，形成一个锯齿状的图形。通过直观的图形我们跟容易找到最有点，提高设计精度。

经过大量工程实践，得出了以下几个方面：

（1）加强周围墙体的刚度，其中最有效的是加高外墙的连梁高度，可以利用外墙窗台将连梁上翻做高，且不影响建筑功能。

（2）将建筑做法仔细筛选比对，尽量减小楼层荷载，将结构上部楼层的墙截面减小，减轻上部的鞭稍效应，同时减轻结构自重，从而吸收的地震力也变小，带来的好处不言面喻。

（3）现在许多户型凹凸比较大，在设计时尽量将结构体系明确，建筑方案在Y方向设置可以连通的内墙，可以加大对这个方向的贡献，便于将两个方向的刚度平衡。

（4）严格控制短肢墙的比例，同时也利用现阶段高强混凝土的特点，可以在满足规范要求的前提下尽可能地贴近底部几层的轴压比。

（5）做好结构的试算，根据结果去掉贡献小的，也就是受力不合理的，尽量保留通长的墙肢，但是也要注意墙长不要超过8米；保留角部的墙肢，做到两个方向均衡受力。

高层住宅的一些结构概念难题

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「总则」提出以下原则： 1、倡导建筑形体多样化和结构受力合理性统一的原则。 2、倡导结构抗震的概念设计和计算分析并重的原则。 3、倡导对特殊构件、重要构件采取针对性加强措施的原则。 4、倡导对电算模型与实际受力模型不符的构件，采取手工计算复核的原则。 5、在结构安全与建筑美观、建筑功能出现矛盾时，倡导以结构为主、以结构安全为重的原则。「措施」在总则概念设计的前提下，针对建筑平面、立面等由于建筑形体的多样化带来的结构受力不直接、不明确、不合理等问题，提出以下具体的指导措施： 1、建筑的高宽比很大（达到12）：混凝土高规对高层建筑的高宽比提出一个“不宜”超过的限值，应当注意到，该限值是一个综合限值，是基于结构刚度、整体稳定、承载能力和经济性要求的一个宏观要求。也就是说，在某些条件下可以突破。一般来说，在“刚重比”满足要求的条件下，如果其它“层间位移”、“剪重比”等整体指标满足高规要求的条件下，“高宽比”不再作为必须满足的指标。但是应当注意到，由于高宽比较大，必然可能造成结构在其横向增加较多的抗侧力构件（剪力墙或支撑），必然可能造成结构在两个方向的抗侧力刚度不协调，必然可能造成结构造价增加，必然要求较大的基础刚度和整体性，需要引起结构设计人员的足够注意。对于高烈度区（八度）和风荷载较大（大于0.7）的较高的高层建筑，更应有可靠的应对措施，避免二阶效应的不利影响，保证结构的整体稳定。 2、底层层高很高（达到9米），二层及以上各层层高均较小（3.0米左右）：该种情况多出现在结构底层层高较大而二层及以上层高较小的住宅楼或商住楼，其直接的后果就是在底层出现“软弱层”，对结构抗震不利，应予避免。一般采取的措施就是加大底层结构的刚度，使得刚度比满足规范“底层刚度不小于上部一层刚度70%”的要求。应当注意到，该刚度比的控制是基于抗震概念设计中“保证结构竖向刚度变化和顺”对刚度的基本要求，应予尽可能的遵守，一般情况下可以办到。当底层计算高度是上部一层计算高度的2倍以上时，通过增加底层抗侧力构件的刚度来调整层间刚度比变得非常困难，建议建筑方案调整。特别是有些项目如“当代天境”底层计算高度为 9米，二层计算层高只有3米，调整难度很大。这种情况下，如果非做不可，可以考虑一个综合的措施：①加大底层抗侧力构件的尺寸（长度和厚度）②加大二层楼板的刚度，包括加大较软弱方向框架梁的刚度，加厚楼板厚度，适当设置一定体量、一定刚度的裙房。③在适当位置另外加设抗侧力构件。④适当加大二层的层高。对于剪力墙结构的住宅来说，由于填充墙多，结构自重较大，地震响应必然很大，底部软弱层的震害后果严重。对于60米以上的高层建筑，底层刚度比的

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2）. 设计要点： a.如地下地上共用一个楼梯，应在首层出口处将地下地上楼梯用防火墙及防火门分隔开，并且地下地上的楼梯对外疏散门均应向疏散方向开启，且门开启后相互不能影响疏散宽度。

b.楼梯间的门均为乙级防火门，标准层其开门宽度可以是1000mm,但在首层楼梯间对外开启的防火门应满足大于1100mm（等同楼梯间梯段最小宽度）。 c.楼梯间及其前室的外窗和其他部分的外窗的距离应满足水平大于1.0米，转角及正对时应大于4.0米的防火要求。 d.两个放烟楼梯间与消防电梯不能同时共用一个前室（三合一前室）（高规p128页：“特别要提出的是，有少数设计在剪刀楼梯梯段之间不加任何分隔，也不设防烟楼梯间，还有一种与消防电梯合用的前室，两个楼梯口均开在一个合用前室之内，这种设计都不利于疏散，不能采用，更不能推广。“ e.楼梯应出屋顶. f.楼梯段不能设扇步。 g.当楼梯梯段井净宽大于500mm时，楼梯栏杆应按临空栏杆设计，其高度应大于1100mm。住宅楼梯间及出入口的设置有如下几个要求：设置开敞楼梯间的条件： 11层及11层以下的单元式住宅可不设封闭楼梯间，但开向楼梯间的户门应为乙级防火门，且楼梯间应靠外墙，并应直接天然采光和自然通风。设置封闭楼梯间的条件：（设置的封闭楼梯间应满足下列规定：楼梯间应靠外墙，并应直接天然采光和自然通风；楼梯间应设乙级防火门，并向疏散方向开启；楼梯间的首层紧接主要出口时，可将走道和门厅等包括在楼梯间内，形成扩大的封闭楼梯间，但应采用乙级防火门等防火措施与其他走道和房间隔开。）（1）.12层-18层的单元式住宅应封闭楼梯间。

超高层住宅的结构优化设计

超高层住宅的结构优化设计发表时间：2018-12-18T09:57:20.123Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：康海洋[导读] 摘要：随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。广州宝贤华瀚建筑工程设计有限公司 510000 摘要：随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。与此同时，问题也随着超高层建筑工程的发展而体现了出来，其中超高层的结构优化设计问题尤为突出，只有优化了超高层的结构，才能使人们有一个舒适的居住环境。基于此，本文对超高层的结构的优化设计进行了研究。关键词：超高层的结构优化设计要求设计方案引言在顺应人们急剧增长的住房需求下，高层的结构形式从简单的层数和高度增长的基础上，逐步发展到对平面形状和空间体型的复杂化要求。这不仅要求建筑满足功能多样，建筑风格提高，还要满足城市发展的景观需求。高层在延续最初的结构形式和框架设计的基础上，还应对建筑中的相关因素进行优化设计，使得不仅满足基本的功能需求外，还能在设计水平上有进一步的提升。一、工程概况本工程为超高层小区,规划限高150m,总建筑面积45万m2左右,其中地下室12万m2,单层地下车库,地上17个单体塔楼,都是100 ~142m超高层,其中5#楼约为130m,7#、8#和16#、17#楼约为140m, 4#楼户型同5#楼,高约100m。按照规范[1,2]结构体系的适用范围,采用剪力墙结构体系。剪力墙厚度:地下室、底层架空层370mm或400mm,标准层均为240mm。100m左右超高层竖向构件混凝土等级为C40~C30; 140m左右超高层竖向构件混凝土等级C55~C30.梁板混凝土等级为C35~C30。该工程设计基准期为50年,结构设计适用年限为50年。抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,地震分组为第一组,设计特征周期为0.45s,抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二级。场地类别为Ⅲ类。采用桩筏基础,主楼区域采用直径700、800、900、1000mm钻孔灌注桩,一层地下车库采用管桩满足抗拔要求。二、结构计算设计及设计要点结构侧移是高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。另外,高层建筑随着高度增加、轻质高强材料的应用、新建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够强度,还要具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内。高层和超高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。在满足地下室车库层和底层架空或者底层商铺的前提下,遵循对称、均匀、周边、拐角的原则,在结构周边、拐角和核心筒等部位对落地剪力墙进行较合理布置,主体结构抗震等级为三级(低于140m)和二级(高于140m)。对结构薄弱部位如楼电梯周围,内庭院周围均设置了120mm 厚楼板,采用双层双向拉通钢筋予以加强;对少量肢长受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚<8∶1)按照高规要求予以加强,如满足最小配箍率和最小配筋率等。本工程项目中仅16#和17#楼高度超限,应报本地超限高层建筑工程抗震设防专项审查。风荷载取值,考虑到以后城市建设的不断发展,位移计算时取0.45kN/m2,强度计算时取0.5 kN/m2。三、超高层结构设计的基本要求满足舒适性的要求。建筑设计应为住户起居舒适性的要求提供条件，例如，多种户型要灵活分隔室内的空间，人居的热光声的环境等要求，给居住的人创造一个舒适的环境。结构方案还应该考虑到住户在日后改变分隔的空间的可能性，当采用剪力墙结构的时候，宜采用大开间的布置。满足经济性的要求。结构设计时应根据房屋的建造地点、层数多少、平立面体形，在满足耐久性、安全性和舒适性要求的前提下采用经济又合理的结构体系，在构件设计中应该精打细算，要严格执行规范构造要求，注意避免不必要的铺张浪费。尤其是在地基基础设计中更要注意此方案的经济比较，因为地基基础的设计方案是否合理对房屋造价非常重要。满足耐久性和安全性要求。实行商品化后，应为住户的耐用消费品，使用寿命长是区别其他消费品的最大特点。因此，结构耐久性和安全性是结构设计最基本的要求。结构体系的选择以及材料的选用，都应有利于抗风抗震，以及使用寿命期间改造维修的可能性。四、超高层建筑中的优化设计方案房屋结构抗震性设计。在工程图纸设计过程中，房屋结构按抗震设防分类，房屋抗震等级可根据房屋高度、烈度以及结构类型按国家《抗震规范》确定。地震震力振型组合数据对建筑应当不考虑耦联扭转计算；当振型数大于3 的时候，应取3 的整数倍计算，但数据不能大于建筑物层数；当房屋层数不大于2 时，振型数则可取房屋层数。对于不规则房屋的结构，应考虑扭耦联转，对高层房屋建筑来说，振型数应取不小于9；房屋结构层数多或房屋结构刚度突变系数大的话，振型数则应多取，例如结构中含多塔结构或顶部有小塔楼和转换层等，振型数应取不小于12 的数，但其大小仍不能大于房屋总层数3 倍，除非其含有弹性定义的楼板，而且采取总刚性分析的时候，振型数才能够取的更大。耐久性的优化设计。在之前大部分混凝土结构设计方案中，很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性，也就是保证高层建成之后，在合理使用期限内，要能满足用户正常使用要求。但是很多的设计未能达到，造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中，由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤，引起房屋可靠度指数下降。对一般高层混凝土结构设计来说，低造价和省材料设计都应为满意的结构设计，但随着人们生活水平的提高和在实际工程中，有时在其他使用要求或技术指标上升为设计主要矛盾时，设计者们就要放弃对经济的单纯追求。所以当选以高层混凝土结构优化为设计的主要目的时，就应依据设计所要面对的关键性问题，分清主次，选多目标或单目标来实施优化，达到满意效果。

某多层住宅建筑结构标准化设计探索

某多层住宅建筑结构标准化设计探索建筑標准化设计是建筑的重要特性之一，是建筑工业化的基础，标准化则是批量化生产的前提条件，构件越标准，越便于实现批量化生产，生产效率越高，相应的构件成本就会下降。此外标准化设计能有效地保证构件质量，有利于提高工程质量，可以减少重复劳动，加快设计速度，有利于节约建设材料，降低工程造价，提高经济效益。标签：某多层住宅；建筑结构；标准化设计 1 工程概况文化中心主楼平面呈L形，长61.5m，宽48m，地上5层，地下1层，高23m，建筑面积为10000m2。抗震设防烈度为7度，设计基本加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，场地类别为IV类，结构体系为框架结构，抗震等级为三级。各层梁、板、柱混凝土强度等级为C35，属于平面凹凸不规则；建筑在二层至屋顶4轴～7轴楼板均开洞，且个别楼层有效楼板宽度小于该楼板层典型宽度的50%，属楼板局部不连续。建筑在顶层F轴～J轴为影剧院，跨度为24.3m。 2 如何将住宅建筑的标准化设计做好 2.1 标准化设计的内容（1）产品的定位：景观、建筑以及室内。（2）标准定位：涵盖营销、投资、采购、设计、工程以及成本等多个部门产品标准方面的要求。（3）专业定位：结构、建筑、暖通、室内、给排水、电气以及消防。（4）内容的编制：首先是建筑方面：规划设计、产品的定位、户型的设计与详细剖析、门窗模块、立面模块、雨棚模块以及栏杆模块等。然后是室内方面：公共空间、产品的定位、空间模块以及户型模块等。最后是景观方面：景观分级的原则、产品定位以及景观要素的控制等。 2.2 标准化设计的准备工作 ①对业主单位有关产品的标准入库方面要求与思路进行了解。对于项目产品实施优化工作，涵盖平面、户型、外立面还有主要的材料等（和当前规范中有冲突的位置）。②使得建筑专业的各个标准模块方面设计数据信息还有项目所需要用到的材料部件设计方面的需要能够实现。③与业主单位配合将本产品的建筑专业把控指标内容方面设计进行完善，其内容涵盖了建造标准、地下室的控制指标以及结构控制的指标等，其中建造标准是业主单位已经研究完的成果。 2.3 标准化设计难点标准化设计进程当中最大技术要点为不一样地域的控制性方面差异比较大，

高层住宅设计说明

第一章建筑（一）项目概况 1、背景分析：仁怀位于贵州省西北部，赤水河中游，大娄山脉西段北侧，背靠历史名城遵义，属云贵高原向四川盆地过渡的典型的山地地带，是黔北经济区与川南经济区的连接点，是红军长征“四渡赤水”战斗过的地方，是驰名中外的国酒茅台酒的故乡，2004年7月，被正式认定为“中国酒都”。区位与环境分析：本项目位于仁怀市城区的南部，市政府的东面，距市政府500米左右，处于仁怀市繁华地段，临近仁怀市主要干道——国酒南路，交通便利。基地东北向毗邻仁怀市重点打造的楠竹林公园，环境优美。现状分析：本项目用地呈三角形形状，南宽北尖，西南边和东边紧邻城市道路，且已经修好，市政设施完善。西北侧为居住小区，西南侧道路对面为仁怀人民武装部，东面道路对面是坐山体，山脚下设有一个加油站，本方案设计会考虑足够的退让距离。本项目所处用地高差较大，南高北低，高差在十米左右，目前市政道路标高和南侧场地标高平齐，北侧用地呈低洼的坑坑。基地原用地现状南侧有部分居民区，已拆迁，北侧低洼地带为农田，而东侧的自然山体植被完好，是一道美丽的自然风景线，适宜居住。（二）规划内容 1、设计依据： ·建设单位提供的底薪图与用地规划红线图； ·建设单位提供的设计任务书； ·国家现行的有关规范及仁怀市地方规定。 2、设计构思：根据对现状条件的分析可知：优越的城市地理区位，舒适的都市休闲自然资源，悠久的历史人文环境是本项目的区位优势，因此本方案充分发挥这个优势，以内敛空间和中心景观组团的概念作为思想主轴，贯始至终，精心营造一个与周边环境融合的物质空间，努力造成一个气韵贯通的高尚社区和精神家园。 3、规划原则： ⑴塑立“以人为本”的规划思想，使其不仅要满足人们的居住生理需求，而且也要充分满足人们的心理和精神需求，成为颇具活力和印象深刻的高尚社区。 ⑵“艺术地再现人与自然的和谐统一”。营造良好的小区自然和人文景观，创造宜人居住的生态环境，使人与自然能够充分融合，和谐统一。 ⑶“空间释放，资源共享”。力争在有限的空间范围内争取共有空间，核心景观的有限释放。所以建筑形式以高层为主，力求“低密度，大楼距”。 ⑷户型设计上考虑本地的气候条件和生活习惯，注重朝向，明厨、明卫、大厅中室、动静分区，力求提供现代生活创意。

高层住宅楼为什么是11层、18层、26层、33层等

高层住宅楼为什么是11层、18层、26层、33层等 11层：7层以上就要有载人电梯，11层以上就要有消防电梯，防火门达到乙级。因此能赚得多又花得少的就是造11层（电梯都没有的7层多是学校宿舍楼层）18层：11层以上开始需要安全出口，18层以上就要两个了，且11-18层楼梯间还要设计封闭的。因此赚钱又少花钱少麻烦的的就是18层 26层：19层开始就是一类防火建筑类型了（之前都是二类），两部防火电梯（也有说三部电梯一部防火）和两个防烟楼梯的节奏。现下很多发展快的城市会有住宅高度限制，比如80米（机场高度限制，微波通道，城市的天际线控制，城市的规划要求神马的）。80/3=26层，于是就是同时满足住宅限制与利益最大化的层数 33层：那没有上述限制的呢？再往上呢？算一层3米，我国《民用建筑设计通则》规定：建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。（国外还要满足40层以上），33层再往上超100米了，无论从规范还是安全性都是另一个标准了。因此赚钱多又少麻烦的就是33层了。《民用建筑设计通则》GB50352-2005中3.1.2条根据层数进行了住宅分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅；几乎所有的规范对住宅这种建筑类型的各种限定，都是基于这个划分标准来制定的。比如：《住宅建筑规范》GB50368-2005 5.1.5条六层及六层以下住宅的阳台栏杆净高不应低于1.05m，七层及七层以上住宅的阳台栏杆净高不应低于1.10m。 5.3.3条七层及七层以上住宅建筑入口平台宽度不应小于2.00m。像以上这些细碎的规定太多，不一一例举。但是，对建安成本来说，这些是可以忽略的，根本不产生影响。

某高层住宅剪力墙结构优化设计

某高层住宅剪力墙结构优化设计发表时间：2014-09-17T09:27:44.653Z 来源：《工程管理前沿》2014年第7期供稿作者：段雨秋 [导读] 设计过程中，要充分利用现有软件计算快速的优势，布置多种方案，分析比较计算结果，以期达到最优的设计。段雨秋（广东省轻纺建筑设计院）摘要：近几年，随着我国经济的快速发展，我国城市高层建筑也随之快速发展，一栋栋高楼拔地而起，由此产生了一个新名词：含钢量。含钢量直接影响着工程的建筑成本，成为了建设单位尤其是房地产开发商追逐的一个目标。在这些高层建筑中，剪力墙结构由于其在使用空间上所具有的各种优越性，受到了人们的欢迎，尤其是其满足了住宅功能的要求，更是受到了房地产开发商的青睐。剪力墙结构已成为高层住宅的主要结构形式。本文结合工程实例，仅对剪力墙结构怎样进行优化设计，保证结构安全的同时，达到理解的经济效果进行了总结分析，并提出了相关建议和措施。关键词：剪力墙；结构设计；优化；含钢量1 剪力墙结构特点剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，承受竖向荷载和水平荷载，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下，侧移较小，因此这种结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。根据剪力墙墙肢的长度，剪力墙结构分为普通剪力墙结构和短肢剪力墙结构。《高规》规定：截面厚度不大于300mm，墙肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8 的为短肢剪力墙结构。短肢剪力墙结构相对于剪力墙结构其抗侧移刚度较小，规范规定不能采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构，短肢剪力墙较多时，应利用电梯、楼梯间布置筒体，形成短肢剪力墙与筒体共同抵抗水平力的剪力墙结构。对于层数较少的高层住宅，可以采用短肢剪力墙结构体系，避免剪力墙结构轴压比太低，墙体承载力不能充分发挥，造成浪费。20 层以上的建筑一般采用剪力墙结构。 2 工程实例2.1 工程概况某小区高层住宅群，位于湖北省某地，抗震设防烈度6 度，场地类别Ⅲ类。项目共十栋住宅，另有一层地下室。住宅层数为23~25层。本文以1#2#住宅为例，详细介绍结构布置及优化过程。 1#2#住宅建筑面积20798.8 平方米，共23 层，首层及二层层高4.5 米，其他层层高3 米，一层地下室。结构在中间设置一道伸缩缝，缝宽200mm，满足抗震要求。结构平面如下图所示。 2.2 结构布置及优化结构平面布置在满足建筑使用要求的前提下，应尽量简洁、规则，结构的刚心和质心一致。剪力墙应沿建筑物全高布置，各层门窗洞口应上下对齐，形成明确的连梁和墙肢，避免错洞剪力墙和叠合错洞剪力墙。剪力墙的墙厚和混凝土强度等级沿建筑物高度连续变化，避免刚度突变。剪力墙墙肢不宜过长，规范要求不大于8m。根据本项目建筑平面特点，设计人员初步方案确定采用剪力墙结构体系，结构平面布置尽量均匀对称，减少扭转的影响，并在电梯及楼梯部位设置了筒体，剪力墙的墙肢厚度200mm，长度2000mm，由于首层和二层层高较高，剪力墙墙肢厚度增加为300mm。经初步计算后发现，结构整体偏刚，位移角较小，且含钢量偏大，不能满足业主要求。通过调整，取消了电梯及楼梯间周围的筒体，布置成普通的剪力墙，其他墙肢长度也同时修改为1700mm，底部三层剪力墙混凝土强度等级C40，上部楼层均匀变化为C35、C30。采用PKPM 计算后，结构刚度适中，分布均匀，周期及位移角有所增加，但均在合理范围内。结构轴压比也略有增加，一般在0.5 左右，不超过0.55。结构计算主要参数如下：经过设计人员合理优化平面布置后，PkPM 初步计算剪力墙的配筋大多为构造配筋，其节点区主筋、箍筋以及墙段水平分布筋的配筋均按规范的最小配筋率配置。初步统计，优化后剪力墙部分的钢筋含量减低了近1/3。 3 优化的目的-含钢量3.1 含钢量现在已经成为建设方和设计人员最关心的话题和一直努力的目标。一些房地产开发商对结构的含钢量进行了详细的统计，并对结构设计提出了明确的要求。影响含钢量的因素很多，首先是建设地的基本信息，如抗震设防烈度、场地类别、基本风压。这些是设计人员无法改变的。在这些外部因素一定的条件下，怎样把建筑设计的即安全又经济是设计人员要努力的工作。这个工作既包括建筑师也包括结构师。据统计，层高每增加10mm,含钢量可以增加2%，拐角窗的设计使含钢量增加1%。因此对建筑师而言，首先要尽量降低建筑层高，采用轻质的砌体材料，减轻结构的自重，由此可以降低梁柱的配筋和基础的造价。其次，立面复杂程度也会对含钢量有影响，如飘窗台的设计、转角窗，在满足立面效果的前提下，应尽量减少细节的设计。对结构师而言，笔者认为合理的平面布置才是关键。对剪力墙结构来说，墙肢应均匀布置，长度不宜过长，刚度不宜过大，在满足规范规定的楼层最大位移、位移比和剪力系数等参数的基础上，应使计算结果尽量接近规范值。要尽量减少剪力墙的布置，以大开间剪力墙布置为最佳，有效减轻结构自重，减少基础以致整个工程的造价。设计过程中，要充分利用现有软件计算快速的优势，布置多种方案，分析比较计算结果，以期达到最优的设计。 3.2 根据PKPM 的统计结果，框架梁的含钢量占总含钢量的一半以上。如何控制框架梁的含钢量对整个结构的优化有着重要的影响。对于剪力墙结构，框架梁的跨度一般都比较小，对跨高比不大于5的梁按连梁设计，对跨高比大于5 的按框架梁设计。本工程采用如下

【工程】混合结构多层住宅施工组织设计方案

目录第一章工程概况 (2) 第二章主要项目施工方法 (3) 第一节基础工程 (3) 第二节结构工程 (3) 第三节防水工程 (6) 第四节抄平放线 (6) 第五节装修工程 (7) 第六节水、暖、电、卫工程 (8) 第七节冬雨期施工措施 (8) 第三章施工进度计划 (8) 第四章施工平面图 (9) 第五章施工准备 (10) 第六章工具、机械、设备计划 (13) 第七章质量、安全、技术节约措施 (14) 第一节质量措施 (14) 第二节安全措施 (14) 第三节技术节约措施 (15)

第一章工程概况本工程为五层三单元混合结构住宅楼，长65.04m,宽9.54m,总建筑面积为3264.4m2。根据地质钻探资料，土壤为Ⅰ级湿陷性黄土，天然地基承载力为15t/m2。现场地下水位较低，在地表下7.7-8 m，故施工时基础底部不会出现地下水，可不考虑排水措施。基础持力层为Ⅰ级湿陷性黄土，为不使基础发生沉陷，应注意地坪处排水，以防水下渗入基础。该工程采用钢筋混凝土条形基础，砖基础墙，20mm厚掺防水剂的水泥沙浆防潮层。建筑物按8度抗震设防设计，结构为砖墙承重，外墙2400mm，内墙240mm，隔断墙120mm，单元四个大角、楼梯间、内外墙交接处、楼梯间两侧墙均设抗震组合柱。每层设置圈梁。楼板为预应力圆孔板，屋顶板为加气混凝土屋面板，预制混凝土挑檐板，卷材屋面为二毡三油防水作法。底层地面为灰土垫层，细石混凝土面层。外墙水泥沙浆抹灰，涂刷外墙涂料。内墙石灰沙浆抹灰，纸筋灰罩面，涂刷内墙涂料。设备有上、下水，暖气、照明，每个单元配水、电表各一个。室外管线均接通至小区干线。建筑场地东、北两侧为城市主要道路，西南两侧均有已建成建筑物。现场以拟建建筑物为准一定区域内场地可以利用。东15m，南15m，西20m，北18m。

浅谈住宅小区中高层建筑设计

浅谈住宅小区中高层建筑设计摘要：高层住宅建筑设计是确保住宅楼的建设质量和满足住户生活必备设施需求的关键，在高层住宅楼建设中具有十分重要的意义。文章结合广州方圆. 明月山溪花园住宅小区中高层建筑设计进行了探讨。关键词：小高层；住宅建筑；设计随着我国经济及城市建设的不断快速发展, 人们对居住的条件和需求与时俱进, 尤其是进入二十一世纪以来, 住宅的建设一直是城乡建设的热点, 住宅建设也开始从对量的要求逐渐过渡到对质的追求, 特别是住房制度的改革, 人们对住宅的使用功能、舒适度、安全感以及环境质量更关心, 这就要求在商品价值观念、住宅的功能、质量等方面都要与其价格相联系, 与市场需求相适应, 精心设计, 反复推敲, 力求住宅精巧与适用。 1 工程概况方圆.明月山溪花园位于广州从化碧泉路与温泉东路交叉口，规划总用地面积约42万平方米，基地四周群山环绕，内部山体起伏，植被丰富，有两条市政水渠从中穿过；东面紧邻名泉生态园，南面是流溪河，环境优美。基地分两期开发，本案为一期四区，位于整个基地西南侧，一期总占地面积为16.0万m2。本案包括2栋9层的中高层住宅、1栋12层、2栋16层的高层住宅，总建筑面积为69403平方米,建筑高度30-51m；共有六种户型单元，面积为110-140平方米。 2 总平面设计 2.1 总平面布置（1）依据原有地形、地势，顺山势布置住宅，有效的利用了地形高差。（2）南部充分利用组合错落有致、层次丰富的低层高档住宅及流溪河湿地生态公园，形成很好的小区外部环境。小区多层、高层住宅依山而上，面向开阔的湖面及绿化景观带，各单元住宅极好的利用了外部景观条件。整个住区建筑布局以中心景观湖面为中心顺应地形特质向北侧展开，充分利用山体水景景观，并通过高低建筑的排布，强化了原生较缓的坡度变化，使优美的自然形态更加突出地表现出来。这种以自然水系、人工建筑和环境相结合的布局，体现了东方人居智慧的理念，展现了建筑与空间、空间与环境的和谐，是人与自然、传统与现代的有机结合。

某高层住宅7#楼施工组织设计毕业论文

建筑施工毕业设计论文某高层住宅7#楼施工组织设计学生姓名学号108113410018 专业建筑工程技术学校西南科技大学成人教育学院

摘要随着经济社会的发展，科学、合理的施工组织设计对于建筑工程活动起着统筹全程的积极作用，是安排各施工活动的指导性纲领文件。施工组织设计要合理的运用人力、物力、财力等资源并结合工程实际情况和社会现实，以承包合同和设计图纸以及国家相关法律法规为依据，在保证质量和安全的前提下，秉承技术先进﹑经济合理的原则，使建筑施工活动全过程能够科学化、系统化、规范化，达到工程要求,使各方都能获得最大的利益。本设计将以现实施工条件为出发点，从项目管理组织形式、施工工艺、场区平面布置、材料及半成品进出场计划、流水施工、劳动力分阶段投入计划、技术经济分析以及质量、安全、文明施工等管理措施方面进行全面论证，施工组织设计方案要充分体现新技术﹑新工艺、新设备、新材料的应用及优势，节约能耗，保护环境。其编写原则是：突出重点、兼顾全面、结合实际、先进合理、语言简练。施工组织设计要正确处理好人与物、空间与时间、质量与数量、工艺与设备、使用与维修、专业与协作、供应与消耗、生产与储存等各种矛盾，就必须要有严密的组织与安排，如果将工地上的工人、设备、机械、材料组织好，就能使人尽其才，物尽其用，以最小的消耗取得最大的效益；否则就会互相牵制，互相干扰，造成现场混乱，进度缓慢，材料浪费，成本增高，质量低劣。因此，必须在组织施工前，做好施工组织设计。

第一卷编制依据 1.1某工程咨询有限公司设计的施工图纸。某人防设计院设计的地下人防图纸。 1.2某工程集团有限公司勘察测绘院提供的《住宅小区勘察报告》，编号09141. 1.3主要图集、标准、规程、规范、法律法规： 1.3.1《混凝土结构施工图平面整体表示方法》03G101-1、 -2;04G101-3 1.3.2《加气混凝土砌块墙体构造》L06G125 1.3.3《钢筋混凝土过梁》L03G303 1.3.4《钢筋混凝土结构抗震构造详图》L03G323 1.3.5《建筑工程做法》L06J002 1.3.6《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 1.3.7《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002 1.3.8《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002 1.3.9《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 1.3.10《木结构工程施工质量验收规范》GB50206-2002 1.3.11《屋面工程质量验收规范》GB70207-2002 1.3.12《建筑地面工程施工质量验收规范》GB50209-2002 1.3.13《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》GB50210-2001 1.3.14《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》 GB50242-2002 1.3.15《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002 1.3.16《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208-2002 1.3.17《电梯工程施工质量验收规范》GB50210-2002 1.3.18《建筑桩基技术规范》JGJ94-2003 1.3.19《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003 1.3.20《中华人民共和国建筑法》 1.3.21《建设工程质量管理条例》 1.3.22《劳务队伍管理办法》 1.3.23《钢筋砼高层结构设计与施工规程》 1.3.24《人防工程施工及验收规范》GBJ134—90 1.3.25《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》JGJ3—2002 1.4与本工程有关的文件。 1.5施工现场实地勘察。 1.6集团公司ISO-9001程序文件质量保证手册，