住宅结构设计(6篇)

住宅结构设计篇1

【关键词】建筑结构；住宅建筑；钢结构；建筑设计

【abstract】thispapertheauthorfromthemaincharacteristicsofthesteelstructurehousing,andanalysesitscharacteristicsofadvantagesanddisadvantagescoexistcharacteristics,andtoexplorethecorrespondingdesign,hopeinordertoimprovethereliabilityofthesteelstructurehousingconstruction,soastorealizethesustainabledevelopmentoftheconstructionindustryinourcountrygoals.

【keywords】buildingstructure;Residentialconstruction;Steelstructure;Architecturaldesign

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

随着城市化进程的不断加快，一座座高层民用住宅拔地而起，现代化高层住宅中应用最普及的便是各式各样的“钢结构”——轻钢结构、重型钢结构、混组合钢结构等，在现代化高层住宅中得到了重要的运用。尤其是随着人们对绿色节能环保意识的提升，建筑钢结构应用在住宅建筑主体结构中已显出了大势所趋的势头。随着钢产量的逐步提升，钢结构专用的热轧H型钢、特厚板等均在我国建筑行业市场得到了大力发展。我国目前正在以迅猛的势头发展钢结构住宅产业化进程。二通过研究钢结构住宅设计，将直接影响着我国住宅产业的发展前途及发展水平。基于此，笔者仅就我国高层住宅钢结构设计展开了如下探讨：

1钢结构住宅的主要特点

要想将钢结构更加科学有效的运用到住宅建筑设计中，首先必须对其所特有的优缺点进行全面的了解：

1.1钢结构住宅的优点可参见表-1所示：

优点分析

施工周期短钢结构构件可以实行工厂化的生产，所以在施工现场的构件都是成材，可以直接安装

空间大钢材的抗压能力和抗侧弯强度比混凝土大，因此，在相同的强度下，可以增大有效空间

可循环利用建筑物在拆除后，可以实现二次利用

表-1钢结构住宅优点分析

1.2钢结构住宅的缺点：

（1）钢材的耐火性能低于混凝土结构，当在600摄氏度的时候，钢材就会失去它的强度和刚度。

（2）有的钢材的耐腐蚀性能也差，在一定的环境下，容易和空气中的氧分子进行化学反应，生成氧化铁，同时当氧化铁的含量达到一定的程度时，就会因应力集中，而造成钢结构损坏，影响钢结构的使用。

2设计步骤及思路

基于以上优缺点分析，笔者以为高层住宅设计中必须按照以下步骤进行：

2.1判断钢结构是否适用于该建筑结构

钢结构一般适合用于一些跨度大、高层、建筑结构体型复杂、吊车或荷载重量大、密封性要求高、经常可装拆或能活动的建筑结构。

2.2结构的布置及选型

钢结构设计中，必须将“概念设计”融入到整个设计过程当中，它在结构的选型及结构布置阶段显得更加重要。通过“概念设计”的融入，可在工程设计早期迅速有效的进行比较、构思和选择。所得的结构方案也比较易于进行正确的定性、易于手算，并有效避免结构分析阶段出现的不必要繁琐运算。

2.3预估截面

建筑结构选型布置结束以后，还需要对构建的截面进行初步的估算。该估算步骤主要是对支撑和梁柱等断面的尺寸及形状进行的假定。通常可选择焊接H型钢、轧制或槽钢截面的钢梁等。根据支座和荷载的基本情况，通常截面高度在跨度的1/20-1/50之间进行选择。根据梁间侧向支撑间距同时按1/b限值来去顶翼缘宽度，通过该方法可有效回避钢梁整体稳定的繁琐复杂计算。该过程一旦将截面的高度和翼缘宽度确定以后，即可将按照规范中局部稳定的构造来预估板件厚度。

柱截面按照长细比进行预估。一般情况下，，简单选择值在100附近。同时结合双向受弯、轴心受压或单向受弯等不同，可选择H星钢截面或钢管等。

2.4结构分析

结构分析在当前钢结构设计中，一般为线弹性分析，如果相应条件允许，可考虑。目前一些新近有限元软件可通过部分考虑钢材弹塑性能和几何非线性问题，来为更精确的分析钢结构提供有利的条件。

2.5钢结构各构件的设计

钢结构构件的设计首先解决的是材料选择问题。一般情况下，为便于工程的管理，往往为使用较为单一的钢种作为主结构，结合其经济分析，也可选择强度不同钢材的组合截面。目前在现行规范中，构件设计所使用的是弹塑性方法来实现的截面预算，这与结构内力计算弹性方法不相匹配。随着程序技术的不断更新，一些软件可将验算时未能通过的构件，从所给定的截面库里选择加大一级，然后进行自动重新分析验算，直到验算通过。这就是我们常说的截面优化设计的其中之一的功能，大大减少了结构式的工程作业量。

2.6节点设计

钢结构设计中的连接节点设计是设计的重点之一，结构分析前，必须充分思考节点的形式。钢结构节点设计包括梁-柱节点、梁-梁节点、柱-柱节点、柱脚节点等。实际工作中，很容易出现最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致的情况，这种现象必须严格避免。设计过程中必须确保节点安全可靠，同时选择一些稳定性好、简捷、可靠性好的施工工艺，避免或减少现场出现焊缝连接的现象。按传力特性一般讲钢节点特性分为以下三类：刚性节点、半刚性节点和绞节点。目前由于刚性节点和绞节点具有施工工艺成熟、受力性强等优点，在工程中得到了较为广泛的推广应用。

2.7编制图纸

钢结构设计出图主要分为两个阶段：设计图和施工详细图。设计图主由设计单位进行提供，而施工详细图则是由钢结构制造企业提供，钢结构制造企业根据设计图来完成相应的而变质工作，有时施工详细图也会由设计单位代为编制。近年来随着钢结构工程师的缺乏和钢结构项目的不算增多的矛盾冲突，使得有设计能力的钢结构企业参与到工程施工详细图编制的现象十分普遍。

2.8高层钢结构住宅设计中的结构形式

目前框架体系在多层钢结构住宅中得到了广泛的应用。其结构的纵横向均设置成为钢框架，同时又十分灵活的门窗设置，为住宅结构提供了较大的开间，以便后期用户的二次设计，满足住宅用户的各种生活需求。

2.9厨房、卫生间的设计

厨房和卫生间的设计同样是钢结构住宅设计中的重点。由上述中钢结构的特点我们可知，钢结构材料的防腐能力相较混凝土等材料较弱，而住宅中的厨房和卫生间又是用水较多的提防，因此厨房和卫生间的防水处理在设计环节中非常重要。其他建筑体系中，通常运用材料防水和结构防水两种方法。钢结构中，结构防水要比其他防水效果好。总之要结合工程的实际情况来确定结构体系。

总而言之，随着高科技的不断发展，人们的生活方式及生活观念将不断变化和更新，同时对住宅的功能、质量等也提出了更为严格的要求，为此，钢结构住宅设计必须综合考虑这些不断发生变化的因素，将其按照相互适应、相互协调的原则，进行整体化布局设计。钢结构同时又是最合适当前住宅弹性设计的结构体系，符合我国住宅产业化发展的根本目标，同时符合可持续发展的战略目标，对提高城市建设、保护耕地等均有十分重要的重要，只要我们设计中注意将其优缺点科学合理的分析利用，钢结构住宅将是最值得广泛推广应用的建筑结构形式。

【参考文献】

[1]王宏，欧阳超，徐聪，叶光伟，严小霞.深圳大运中心体育场钢结构安装关键技术[J].施工技术2011，（14）：145-146.

[2]宁增根，杨政.多高层建筑钢结构工程工地现场焊接技术探讨[J].城市建设理论研究（电子版）2011，（21）：45-46.

住宅结构设计篇2

关键词：建筑住宅；结构设计；概念设计；基础设计

1概念设计的意义

概念设计的应用面非常广泛，几乎组含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。

概念设计的重要性，主要体现在三方面：一是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。为了弥补计算理论的缺陷，或实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要用概念设计来满足结构设计的目的。二是由于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案。概念设计在设计人员中提得比较多，但往往被人们片面地理解，认为其主要是用于一些大的原则，如确定结构方案、结构布置等。其实，在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。三是由于计算机计算结果的高精度，容易给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，过分地依赖于计算机和设计软件，进行习惯性、传统的结构设计，对计算结果明显不合理、甚至错误的地方不能及时发现，使许多的建筑结构留下安全隐患。因此，概念设计在结构设计中具有重要的地位。

2总体指标控制

计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中，总体指标对建筑物的总体判别十分有用。若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。合理的刚度是多少，建议对于小高层住宅取μ/H=1/2500～1/3500，刚重比在10～15之间是比较合理的。周期约为层数的0.06倍～0.08倍之间。而对结构布置扭转的控制：在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。建议对于顶层构件可不考虑在内，否则很难满足上述指标。

另外，地震效应是与建筑物质量成正比，减轻房屋自重是高结构抗震能力的有效措施。高层建筑中质量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，P-效应造成附加弯矩更大。

因此，在小高层建筑房屋中，结构构件宜采用高强度材料，非结构构件和围护墙体应用轻质材料。减轻房屋自重，既减小了竖向荷载作用下构件的内力，使构件截面变小，又可减小结构刚度与地震效应，不但能节省材料，降低造价，还能增加使用空间。

3基础设计

研究地基基础对建筑抗震能力的影响，作出恰当的选择，已成为高层建筑结构设计的重要部分，基础是房屋的根基，是房屋中极为重要的组成部分，一幢房屋如果没有一个坚实可靠的基础，再好的上部结构也不可能正常发挥其作用，甚至可能导致上部结构的破坏与倾斜。

目前的小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。如何对基础进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如，某工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用φ400预应力管桩，桩长25m，单桩承载力特征值Ra=900kN，桩长34m，单桩承载力特征值Ra=1300kN。采用25m桩需要290根，采用34m桩需要200根。从桩本身比较两种方案．总的桩延米数量相当，但采用25m桩为满堂布置，筏板厚需l000mm，而采用34m桩为墙下布置，筏板可减至700mm，经济性明显。因此，认为基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，则应考虑桩冲切、角桩冲切、墙冲切及板配筋等多方面的因素。

另外，筏板长度的设置也须研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达100m以上，中间就设置几条后浇带,也没有其他措施，这样是不妥当的。

4剪力墙设计

1)布置：剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且x，y两向的刚重比接近。结构布置应避免一字形剪力墙，若出现则应布置成长墙(h／ω>8)；应避免楼面主梁平面外搁置在剪力墙上，若无法避免，则剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚的2.5倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件两个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短肢墙的界定是墙高厚比8倍以下为短墙，大于8倍则为普通墙，这就引起高厚比为7.9倍及8.1倍的两种墙的受力特性截然不同，而配筋亦大相径庭，这显得比较机械而不合理，因此建议布置长墙时高厚比能大于8.5。

2)配筋及构造：对于小高层住宅来说，剪力墙是面广量大的，因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全及工程的经济性具有十分重要的作用。

剪力墙墙体配筋(以200厚墙体为例)一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。建议加强区(φ10@200，非加强区φ8@200双层双向即可，双排钢筋之间采用φ6@600×600拉筋，但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多由水压力、土压力产生的侧压力控制，而由于简化计算经常由竖向筋控制，此种情况下为增大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水平钢筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定：迎水面保护层应大干50mm，且在保护层内按《混凝土结构设计规范》第9.2.4条规定增设双向钢筋网片。在这种情况下，很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm计算是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度至少可按30mm来取值，这对节省墙体配筋效果相当明显。

剪力墙按规范应设置边缘构件，一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件；其余剪力墙应按《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.17条设置构造边缘构件。现就构造边缘构件的配筋作一点讨论。

首先要区分剪力墙的受力特性及类别，即：普通剪力墙(长墙)，短肢剪力墙，小墙肢和一个方向长肢墙而另一方向属短肢墙来区别对待配筋。对于普通剪力墙，其暗柱配筋满足规范要求的最小配筋率，建议加强区0．7％，一般部位0.5％；对于短肢剪力墙，应按高规第7.1.2条控制配筋率加强区1.2％，一般部位1.0％；对于小墙肢其受力性能较差，应严格按高规控制其轴压比，宜按框架柱进行截面设计，并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2％，一般部位1.0％；而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋，这并不妥当，建议采取以下两种方法：

1)计算中另一方向短肢不计入刚度，则配筋可不考虑该方向短肢影响；

2)计算中短肢计入刚度，则配筋中应考虑该方向短肢的不利影响。建议该短肢配筋率适当加强，可参考短肢墙加强区1.0％，一般部位0.8％。

剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，在地震作用下弯矩、剪力很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述所示情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。建议连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加一根梁，两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。

目前，各设计院在剪力墙的楼层处均设置暗梁，而对暗梁的作用及配筋亦各有理解。对于框架一剪力墙结构，如剪力墙周边仅有柱而无梁时，则设置暗梁，并且要求剪力墙两端是明柱，这是因为周边有梁柱的剪力墙，抗震性能比一般剪力墙要好。剪力墙结构则没有这方面的要求，在墙板交接处设置暗梁对加强墙体整体性作用还是有的，但究竟有多大则无从确定。因此认为，就目前而言，在楼层位置设置暗梁是可行的，但没有必要设置太大断面及配筋，建议底部加强区断面可取墙厚×300，配筋上下各2φ16，一般部位断面可取墙厚×250，配筋上下各2φ14即可。

5结束语

小高层设计时，做好概念设计，根据房屋的建造地点，平立面体形，层数多少，在满足安全性、耐久性与舒适性要求的前提下采用合理的结构体系。在构件设计中精打细算，严格执行规范构造要求对于整个建筑物，保证安全，降低造价影响巨大，这也是在今后设计中应该不断提高和改进的。

住宅结构设计篇3

【关键词】钢结构；装配式；住宅；优化

装配式住宅诞生于20世纪初期，这种建筑设计标准定型，构件在自动化生产线上加工，现场采用螺栓、自攻螺钉等连接件和密封材料干式组装，无湿作业，施工安装便捷。近30年来在欧美等国家（地区）逐步发展起来。装配式住宅不仅改变了传统住宅的结构模式，而且完全替代了砖、混凝土、石材、木材，真正实现了标准化设计、工厂化生产、机械化施工，从而大大降低了施工现场的劳动强度，缩短了施工工期，这种方式已在国外得到了推广。为推广钢结构装配式住宅在我国的利用，本文对钢结构装配式住宅在我过的发展现状进行总结，并从我国钢结构装配式住宅的设计思路及其优化方案等方面进行了探讨。

1我国钢结构装配式住宅的现状

1.1设计方法落后

传统是住宅设计和预装装配式钢结构住宅的设计无论从结构体系的设计、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别。在方案阶段，通用结构体系和专用结构体系没有区分，数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视；在施工图阶段，缺少对于构件及装配节点的深化探讨，没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计，这些问题或多或少阻碍了预制装配式钢结构住宅的发展。

1.2设计规范缺失

钢结构装配式住宅由于在我国发展的时间较短，在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多，与之相关的施工工艺、工法和安全规程还未建立，相对于国外发达国家的装配式住宅发展，我国在某些方面远远落后与国外的发展，甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容，使得装配式住宅在设计、审批、验收等方面无标准可依。这对于工业化住宅的大规模推广是一个障碍。

1.3部件发展滞后

钢结构体系住宅成套技术，由于缺乏技术引导及自主创新，市场需求并没有达到产业化的程度。因此，我国的相关产品功能性单一，工厂化程度不高，产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前，该技术零散而不系统，技术水平及标准参差不齐，不配套，需进一步研究创新并进行整合。我国钢结构住宅在建材和部品方面，目前建造钢结构住宅方面的所学材料大部分需要从国外运来，甚至有些外商在中国大陆委托加工的部件，往往也只能到国外去采购，在国内市场上一时还找不到，这严重制约了钢结构住宅的发展及推广。

1.4环保节能意识落后

一项调查数据显示，我国每年新建建筑中95%属于高能耗建筑，产生的建筑垃圾每年高达数亿吨，其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。钢结构装配式住宅相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势，但是在另外一方面，环保节能的钢材在整个钢结构住宅中的使用率很低，根据2012年的统计数据，在10%左右，绝大部分的钢结构装配式住宅中使用的钢材仅仅是一般材质的钢材，在节能、环保、安全性能方面满足不了当前的需要。安全性能低、使用寿命较短，而且钢材制造过程中对环境的污染较严重。

2我国钢结构装配式住宅的设计思路

2.1以建筑结构为主导，结构专业为辅助

钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计中的一般原则，这是建筑设计的最重要原则，在满足这个要求的前提下，才能更多地关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保以及建筑效果等，然后是发挥钢结构的优势。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性，不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的，必将影响钢结构住宅在我国的大量推广应用。

2.2户型设计标准化、定型化

目前在钢结构装配式住宅方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准，大多住户住宅户型设计随意，规格多种多样，这样会导致钢结构装配式住宅现场施工的不确定性，严重拖延整个工程的现场施工周期，对整个工程造成严重的不利影响。因此，针对标准化生产的板材尺寸统一的特点，房间的深入设计要遵循一定的原则要求，房间开间的尺寸满足模数制的要求，尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量，以提高生产效率，提高生产周期。

2.3厨卫设计标准化、定型化

住房的心脏是厨房和洗手间，由于内部管道多，功能复杂，在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式住宅设计过程中，一定要遵循复杂问题简单化的原则，对于厨房、卫生间的设计执行标准化，定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪，住宅民户设计一套标准化、定型化的程序，减少施工过程中不确定因素影响，以提高整个工程的施工周期。

2.4平面布置系列化、模块化和灵活化

在钢结构装配式住宅设计过程中，以住宅间、套型或单元为单位模块，以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现住宅平面功能的开放设计，充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。

3我国钢结构装配式住宅的优化方案

3.1建立功能需求明确、结构合理的住宅户型

一套功能需求明确的户型必须遵守，合理布局、动静分区、充分利用的原则，合理布局就是根据集体条件将特性相近的行为单元组合在一起，动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰，充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅，在房屋的柱梁方面数量要尽量少，结业钢材用量，设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型，

3.2环保节能

“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化，减量化优先的循环经济发展原则，是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。高科技是指建筑设计和建造环节突出节水、节电、节材、节能的设计理念。钢结构是典型的环保绿色建筑，仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在钢结构装配式住宅中广泛应用环保节能的钢材，可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术，可以很好达到环保节能的目的。

3.3追求户型造型的美观

户型的美观是现代人对生活的追求，钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式，必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧，动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开，重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计，有利于家具摆放提高使用面积，也符合中国人的消费心理。

参考文献：

[1]叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D].南昌大学硕士论文.2012，11-17

[2]卢俊凡，王佳，李玮蒙.等.装配式钢结构住宅建筑体系的发展和应用[J].城市住宅.2014（6）：23-26

[3]陈以一，王伟，童乐为.等.装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J].住宅产业，2012（12）：15-18

住宅结构设计篇4

【关键词】小区住宅；结构设计；建筑节能

进入21世纪以来，能源问题一直备受人们的关注，同时也是人们面临的生存问题之一。随着我国人民生活水平的不断提高，住房面积也在不断的增加，随之能源的消耗也在增加。住宅是人们日常生活的重要场所，所以其结构设计是否科学、合理也是直接影响人们生活质量的重要因素之一。

以往的住宅只要具备客厅、卧室、厨房、卫生间等基本功能即可，但现在的住宅设计出来要具备以上几种基本功能之外，还要求设计的美观、合理、节能。除此之外，由于我国的能源比较短缺，所以怎样有效的利用能源，提高住宅结构设计的性价比，成了我国住宅设计的最主要的发展趋势。下面就针对我国小区住宅的这种情况，谈一下如何对小区住宅的结构进行设计，从而使能耗最小化，做到建筑节能。

1我国小区住宅的结构设计的现状

虽然我国是一个能源大国，但是由于我国人口众多，人均储量很少，同时又是一个能源非常紧缺的国家。预计十年之后，我国的能源需要还会不断的上升，可能会是2000年的一到两倍。出现这种状况的原因主要有几下几点：

1.1城市的快速化发展

随着经济的迅速增长，人民生活水平的不断提高，许多农村人口不断的涌入城市，使得我国的城市化的发展速度也在不断的加大。显而易见，这给能源带来的压力也是前所未有的。

1.2大规模的对住宅进行建设

近些年来我国的住宅建设出现了大规模的增长，我国同时也正处于住宅建设的高峰期。而且根据专家预测，这种增长还会持续一段时间。与此同时，这种状况就会造成对能源的消耗也在持续的增长。

1.3住宅建筑节能存在的问题

首先，在对建筑的总体规划的设计方面没有达到技能的要求。目前许多的住宅建筑在规划的时候都很少的去考虑节能问题，而更多的是考虑如何能够把小区住宅设计的别具一格，吸引更多人，从而能够赚取更大的利益。所以，往往就忽略了对环境、节能等方面的考虑。由于住宅的建设要按照规划的方案来实施的，方案中没有涉及到节能的方面，所以在建好的住宅也就很少能早到节能了。由此可见，要想实现建筑节能，就得在规划中充分的考虑到建筑与能源、环境等方面的关系，从而设计出具有节能思想的方案、规划。

其次，很多住宅的建筑设计大体是相同的，很少因地制宜的去考虑当地的地理环境和文化特色等。这就使所有的住宅建筑的结构和设计等都非常的相似。有的方案的设计目标是追求视线的开阔，把室内的窗户设计的过大，从而忽视了建筑的气密性。有的设计人员甚至，从不对该地进行具体的勘探，只是一味的抄袭。

2户型结构的节能设计

正如前面提到的那样，如何合理的利用现有的能源，设计出科学、合理的住宅已经成为了现如今建筑业的发展趋势。接下来，就根据这一理念谈一谈如何把它付诸于具体的实践中来。

2.1建筑节能的概念

所谓的建筑节能主要是指通过事先合理、科学的规划布局，结合先进的设计理念，从而做到提高建筑对能源的利用率，降低能耗。对于建筑师而言建筑技能就是如何在对住宅进行设计的时候，根据设计方案做到降低对采暖、空调、通风等方面的消耗，从而实现建筑节能设计的理念。

2.2传热方程

由于建筑物的传热是非常的复杂的，主要包括对流、辐射和导热等三种方式综合作用的结果。所以对建筑的传热方面的方程进行一定的了解和掌握也是非常重要的，是保证建筑节能的关键因素。稳态的传热方程式如下所示：

Q=K・A・(tl-t2)

=l/[(1/a1)+(d/x)+(1/a2)】・A・(tl-t2)

式中：

Q一单位时间通过建筑围护结构的热量；

K一传热系数；

A一围护结构的外表面积；

tl、t2―围护结构内外表面的空气温度；

a1、a2―围护结构内外表面的热转移系数；

d一围护结构的厚度；

x一围护结构的导热系数。

根据该方程我们可以分析出来当K、A、(t1-t2)，也就是围护结构的传热系数、外表面积和内外温差越小的时候，Q，也就是整个住宅的传热量也就越小，只有保证传热量较小，才能保证对建筑能源的节约。下面，就根据这个方程的原理，来谈一下如何具体的减小热能的消耗。

2.2.1减少围护结构表面的热传移系数，即a1和a2

虽然影响热传移的系数的因素有很多，但是主要包括风速和表面形状这两种因素。因此，要想降低热传移系数，就要减小风速，表面尽可能光滑。所以这就要求在设计建筑物的时候能够在避风的基础上，做到形状规整。

2.2.2增加围护结构的厚度，即d

虽然增加围护结构的厚度能够起到很好的保暖作用，但是由于对建筑物增加围度的厚度会同时也增加了建筑物的自重。所以增大围护结构的面积，就能避免上述问题。与此同时，其节能效果也是非常好的。尤其是在像东北、内蒙这些冬季比较寒冷的地方，其围度的厚度不能太薄。

2.2.3减少围护结构的内外表面温度差t1-t2

由于太阳辐射是决定室外热环境的主要条件，所以怎样利用太阳能来合理的设计建筑，减少室内外的温差也是作为建筑工作者的我们所关注的问题。主要是根据不同的季节、纬度、时间等，太阳辐射的强度也不相同。冬季做到对太阳能的合理利用，尽量使用更多的外表面向阳。而在夏天，尽量减少太阳对建筑物的照射，从而使室内的温度降低。

2.2.4尽量减少围护结构的外表面积A

建筑物虽然在体积上相同，但是由于设计的方式不同，其表面积的差异还是很大的。所以没要对建筑物进行合理的设计，尽量坚守围护结构的表面积，同时也是建筑节能重要体现。

2.2.5减少围护结构的导热系数x

减少围护结构的导热系数主要体现在选择合理的绝热材料，随着近些年来科学技术的不断发展和提高，相继开发出了许多节能型的绝热材料。如延绵、玻璃棉、泡沫聚氨酯、吸热玻璃、反射玻璃等很多良好、优质的绝热材料。这些材料的开发和广泛使用大大的减少了围护结构的导热系数。

2.2.6增加建筑的气密性

建筑物的门窗、各种缝隙和孔洞，都会使室内的温度下降，从而造成能源的损失。所以加强对建筑的气密性也是非常重要的。主要采用加强对门窗的密封程度，采用一些导热系数大于墙体的导热系数的玻璃。

3对住宅建筑节能的改造技术

3.1对墙体进行改造

对墙体的改造技术主要包括以下两点，即单一墙体的节能技术和复合墙的节能技术。但随着人们对墙外保温性能的标准、要求逐渐的提高，使得单一墙体的节能技术很难满足这些标准和要求。所以现今对墙外进行保温所使用的通常是复合墙节能技术。而复合墙节能技术主要包括外墙保温、外墙内保温和内外混合保温，以及墙体夹心保温技术和墙外保温技术。这些保温技术足够满足现今人们对墙内外的保温要求，从而轻而易举的达到节能保温的效果。

3.2对门窗节能进行改造

门窗是建筑物的重要组成部分，同时也是影响室温的重要因素之一。所以合理的对门窗进行改造，使门窗的面积占到整个建筑面积的10%到15%之间。这样不仅能够起到良好的通风作用，室内的光线也比较宽阔，同时也能够起到节能的作用。除此之外，为了保持室内的温度，也可以在窗框与外墙连接的部分填充一些保暖材料，如泡沫、玻璃棉等。这样就可以保证风不会从缝隙之间吹进来，保证了施工的质量。

3.3对屋面进行改造

相对于其他构件而言，屋面是最直接的受到太阳辐射的构件，同时对顶层的居民的影响最大。所以对屋面进行改造，以保证室内的温度是非常必要的。在选择保温隔热材料的时候一定要根据材料的性质、特点等来进行慎重的选择。一般而言，为了避免屋面的厚度和重量过大，保温层不适合选择密度比较大、导热率比较高的材料。综上所述，一般会选择如挤塑性聚苯板、聚苯乙烯泡沫塑料板、水泥聚苯板等。但往往由于地域、气温条件的差异性，采取的改造措施也是不同的。比较常见的改造方式有蓄水屋面、平屋顶改坡屋顶、倒置式屋面等。在东北根据其地理环境和气候的特点，通常采用将平屋面改为坡屋面。这样不但能够提高室内的温度，同时还能起到提升城市形象的作用。

4优化结构设计

影响住宅的结构设计和建筑节能的因素有很多，主要包括建筑的形体，日照距离、室内的平面设计等。接下来，从节能的基本原理出发，充分结合以上几点因素来谈一谈怎样对住宅的结构设计进行优化，从而达到建筑节能的要求。

4.1合理设计建筑的长与宽

建筑物的长与宽之间的比例对节能有很大的影响，所以合理的设置长与宽之间的比例也是非常重要的。一般都尽量的增加这个比例系数，因为系数越大，冬季的得热就越多，而夏天却恰恰相反，从而就做到了节能的效果。

4.2朝阳的选择

由于太阳能是建筑能源中的重要来源，所以合理的设计建筑的朝阳方向也是非常必要的。一般朝阳的方向的选择都要满足冬季能够有适量的阳关，夏季要减少阳光的直射。

4.3合理的对住宅功能进行分区

对住宅进行分区时要根据人们日常生活的规律来进行划分，要满足人们的具体需求。一般都将客厅、主卧和书房等在朝南或朝东的方向，这样能够保证房间内有充足的阳光。而像洗手间、厨房等就可以选择阳光不是很充足的朝西或朝北的方向。

5结束语：

本文通过对现今可持续发展的观念，以及对能源的节约等方面的充分考虑，阐述了如何对小区进行合理、科学的设计，从而满足节能建筑的思想，符合时展的需求。希望可以给住宅开发商一定的启发和帮助，同时也希望我国的小区住宅能够早日的达到节能建筑的标准。

参考文献：

[1]邹经宇、许溶烈、金德钧，第五届中国城市住宅研讨会论文集，北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2]建设部住宅产业化促进中心，全国节能省地型住宅设计竞赛获奖作品集，北京：中国建筑工业出版社，2007．1.

[3]民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)JGJ26―95，北京：中国建筑工业出版社，1996.

[4]中华人民共和国建设部，GB50096―1999《住宅设计规范》，北京：中国建筑工业出版社，2003.

[5]中华人民共和国建设部，民用建筑热工规范GB50176―93，北京：中国建筑工业出版社，1993.

[6]《节能住宅设计实例图集》编委会，节能住宅设计实例图集，北京：中国建筑工业出版社，2000.

[7]涂逢祥，21世纪初建筑节能展望．建筑节能，北京：中国建筑工业出版社，2002．1.

[8]《智能与绿色建筑文集》编委会编，智能与绿色建筑文集――首届国际智能与绿色建筑技术研讨会，北京：中国建筑工业出版社，2005.

[9]聂梅生、秦佑国、江亿，中国生态住宅技术评估手册(2003版)，北京：中国建筑工业出版社，2003.

[10]JoanPinkham．中式英语之鉴[M]．北京：外语教学与研究出版社，2000．

住宅结构设计篇5

关键词：现代住宅结构设计

一、卫生间的狭长采光口

当卫生间布置在户型横向的中部时，为了确保卫生间的通风和采光，建筑通常会留一个狭长的采光口。采光口的长度大于横向宽度的50%时，则形成了平面不规则的结构。此时平面内刚度就不能认为是无穷大，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的空间计算模型。同时，在缺口的端部应设梁，对于框架结构可以保证框架的连续，对于砌体结构也可起到拉结纵墙的作用。

二、楼板错层

为了追求空间的层次感，通常会在一户内设有或大或小的错层。根据抗震规范第3.4.3条及条文说明，有较大的楼层错层时，应属楼板局部不连续――平面不规则。至于较大错层，一般指超过梁高的错层，此时需按楼板开洞对待，即分层建模，并按平面不规则采用计算模型。较小的错层按同一层建模，并改梁板标高。错层处楼板在SATWE中要定为弹性楼板，因为错层处板没有布满整个结构，开孔率很大，所以它就不能用刚度无限大的刚性楼板来建模。同时要注意控制错层交接处的梁的高度，防止产生局部净高不足的情况，必要时可以做成宽扁梁。

三、轴线错位

轴线错位应该是设计人员最无可奈何的情况了，有些住宅的轴线除了分户墙南北墙在同一根轴线，其余都是错开的。对于框架结构，当轴线错开较小时，可将柱一个方向的尺寸加大，使两个轴线的梁都作用在柱上，在PKPM中建模的时候可以将两根轴线输为一根，错开的轴线按偏心输入。对于相距较远加大柱子尺寸不现实的情况，只有将横向框架梁搁在纵向的框架梁上，但要考虑主梁的抗扭。同时次梁上部钢筋伸入主梁的水平段锚固长度不应小于0.4La，所以次梁的上部钢筋要采用小直径多根数的布置。

四、阳台出挑大

阳台是家与自然沟通的场所，大阳台往往也是开发商销售时的卖点。通常，阳台都是用悬挑梁来实现的。悬臂构件在地震时是较易破坏的部分。阳台设计时一定要考虑足荷载，配筋留有一定的余地。虽然根据抗震规范5.1.1第4条的规定，8、9度才要求长悬臂构件考虑竖向地震作用，但挑梁下部仍要配置适量钢筋，以减小梁的挠度和确保梁的延性。

五、顶层退台

为了满足日照间距和用户对露台的钟爱，几乎所有的住宅都有外墙向内退的情况，从而出现梁抬柱。对于这种竖向抗侧力构件不连续的不规则结构，在计算中按规范要求将该构件传递给梁的地震内力乘以1.25～1.5的增大系数。同时，局部的楼板厚度和配筋也要适当加强一下，最好双层双向配筋；梁上部的通长负筋也要适当加大，抬柱处布置吊筋。

住宅结构设计篇6

关键词：高层住宅，结构设计，结构体系

Abstract:withthedevelopmentofChina'sconstructionbusiness,moderncityisstandingtallbuildingseverywhere,forthestructureofthehigh-riseresidentialdesignschemeisendless.Inthehigh-riseresidentialdevelopmentconstructionproject,thestructuredesignisveryimportantintheperiodofalink,andhigh-riseresidentialplanningandconstructioncloselyrelated.Theauthorcombinedwithyearsoftheworkedexperience,forhigh-riseresidenceinthedesignofstructureoftheexistingproblemsareanalyzed,andputsforwardsomecountermeasures.

Keywords:high-riseresidential,structuredesign,structuresystem

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

随着现今社会经济的发展，城市高层建筑的设计风格也各式各样，但是这也给高层住宅结构的设计带来了很多新的问题。在高层的建筑结构设计时，不仅仅要注重外形的美观，更要考虑其承担荷载的能力以及内部空间的组织。同时，也要综合考虑建筑施工和造价这方面的因素，进而设计出经济实用又符合现代化设计的城市建筑。

一、高层住宅结构抗风与抗震的设计

高层住宅结构的层数越高，其刚度就越差，其受到风力和地震力的影响也就越强。严重时，可引起高层住宅的侧位移，也就是说，虽然建筑没有完全倒塌，但是在风力和地震力的影响下，会毁坏其内部的分间墙、装修以及设备等，甚至可能导致局部倒塌或引发火灾。由此可见，抗风和抗震设计对于高层住宅结构是非常必要的。

1．高层住宅结构抗风的设计

在高层建筑结构的设计中，首先，要保证结构具有足够的强度来承受风荷载对其产生的内力，以及很好的结构刚度，以保证在巨大的风荷载的作用下，很好地控制水平移位。其次，要选择科学合理的高层住宅结构外形，以减少风对其的作用力，选择圆形或正多边形最佳。另外，要尽量采用对称的平面形状，避免高层住宅结构由于风荷载过大而总体产生偏心扭曲。最后，要合理设计高层住宅的外墙玻璃以及其他装饰品，避免风荷载索引的局部破坏。

2．高层建筑结构抗震的设计

为了保证高层住宅的抗震性能，在进行高层住宅的结构设计时，首先，要避开不理的建筑场地，选择合适的施工地点，并采取相应的预防措施，提高低地基的稳定性。同时要选择能够有效地适用于抗震的结构体系。其次，不知高层住宅平面时，要尽量简单、有规则性以及很好的对称性，防止电梯间的偏置，减少扭转的影响。

3．提高高层住宅结构设计的抗风和抗震性能的措施

首先，如果采取的是剪力墙结构，那在高层住宅结构的顶层、底层、山墙、内纵墙的端开间的配筋率至少为0.25%。在这些易受温度影响的部位，提高其配筋率。其次，在高层住宅的顶层，比较容易受到阳光的直接照射，所以要尽可能降低屋面板的温度，将顶层局部划分为几部分，减少每段的长度。最后，在相对较长的结构单元中，留出一定距离的混凝土后浇带，以便于混凝土的自由收缩，提高其承受温度的能力，同时也以使用建筑纤维等技术措施。

二、高层住宅结构类型介绍

1．剪力墙结构体系

剪力墙结构是高层住宅结构中一种比较常用的体系，其主要是将框架结构中的梁柱用钢筋混凝土墙板来代替，一般用钢量比框剪结构少，用一系列的剪力墙相互交错，来承受竖向承重和抵抗水平力。由于受到来自竖向和横向的共同作用力，因此，剪力墙结构的平面布置通常采用平面双向或多项式布置，剪力墙的建筑材料主要有砌砖以及钢筋混凝土。墙体的刚度相对于其他结构体系来讲很比较大，非常有利于高层住宅结构的抗风和抗震性能，常用于四十层以下的高层住宅结构中。但是这种结构也有些不足之处，尽管结构有很强的整体性，但是制约了平面的布局。

2．框架剪力墙结构体系

这种体系主要是由剪力墙结构和框架结构相结合组成的。由于剪力墙结构主要受到水平侧力，而框架结构主要受到竖向的作用力，这样就可以各取其长，进行合理的分工。这种结构主要以框架结构为主，将剪力墙结构布置于高层住宅的周边、电梯间以及平面形状变化较大的位置作为辅助，主要适用于二十五层以下的高层住宅结构。剪力墙框架结构可以极大地降低建筑自身重量，同时建筑内部又有很大的空间灵活性，因此受到广泛应用。但是这种结构体系也存在不足之处，结构刚度不是很强，进而导致抗风和抗震能力就比较低。其中框架柱的应用使得在室内会有框架柱露出，影响室内美观的用户的使用。

3.筒形结构体系

在设计超过三十层以上的高层住宅结构时，要充分考虑其所受到的巨大侧力，在现有的几种高层住宅体系中，只有筒形结构的刚度比较大，中央设有井筒，同时与周围的框架很好地结合，这样就能够形成极强的抗侧力结构体系。这种高层住宅结构的内隔墙都是轻质墙，外墙为围护墙，在内外筒之间就可以对家具以及辅助设备进行自由分隔、灵活布置。

三、高层住宅的基础形式的选择

随着社会经济的快速发展，房产开发商更加注重投资成本低且经济收益较好的高层住宅，因此，结构设计方案的合理直接影响到住宅的造价。在对高层住宅的基础类型进行选择时，要从整体进行分析，选用整体性能较好的结构，以及能够充分满足建筑地基的承载能力，以便设计出具有很高的安全性以及经济的设计方案。

在选择基础形式时，要注重对地基类型、结构类型、建筑的荷载以及具体的施工情况等因素进行详细的分析，来慎重的进行选择。高层住宅的基础形式主要有箱型基础、桩基、钢筋混凝土筏形基础、十字交叉基础以及条形基础等。

通过以上的分析，静压预先灌注桩基础形式在人口相对稠密的失去和施工现场周围进行高层住宅的建筑时，具有很好的应用优势。对于其弊端可以采用局部引孔以及其他的有效施工措施进行克服。随着科学技术的迅猛发展，在高层住宅的结构设计中，会涉及到很多方面的因素，设计师要对高层建筑结构设计中的问题进行分析，并不断的探索，充分改进和完善高层住宅的结构设计。

总结：

高层住宅结构的设计相对于其他结构具有一定的复杂性，尤其是在抗风和抗震性能的设计，因此，对一些相关数据进行详细的分析和计算是非常必要的，也能为高层住宅结构提供有效的设计依据。同时，要重视结构设计的理念，结合实际情况，全面综合地考虑结构设计的安全性和可靠性，进而设计出科学合理的高层建筑结构设计方案。

参考文献：

[1]于险峰．高层建筑结构设计特点及其体系[J]．建筑技术，2009（24）.