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摘要：随着建筑用地的逐渐紧缺，小高层住宅也随之逐渐普及，如何使结构设计方案经济合理已成为当务之急。完善的结构受力体系，合适的构件尺寸，不仅对结构的受力和抗震有利，还可以防止人力和经济上不必要的浪费。
关键词：小高层；住宅；结构设计
Abstract: with the shortage of land for construction gradually, residential building is then grew in popularity, how to make the structure design is reasonable in economy has become a top priority. Perfect structure stress system, appropriate component size, not only to the stress of the structure and seismic advantage, still can prevent human and economic unnecessary waste.
Keywords: small high; Residential; Structure design
中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
随着建筑用地的逐渐紧缺，小高层住宅也随之逐渐普及，如何使结构设计方案经济合理已成为当务之急。目前的小高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置，先假定好结构模型和构件尺寸，然后通过电算，调整超限的指标，完善结构受力体系。然而，住宅的布局設置，往往侧重于考虑建筑立面和内部空间的整体协调，这就容易使结构设计产生诸多的不合理之处。因此我们在设计时还必须强调建筑方案与结构体系通盘考虑的原则，使结构设计更趋合理。
1、结构设计的整体技术控制
1.总体信息的设置与控制。电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。总体信息的设置对这几组电算限值的影响是十分明显的。因此，合理设置总体信息的数值，才能正确地判别结构体系及构件截面尺寸是否可行。譬如说建筑物刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，就会造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，又会影响建筑物的使用。这里以小高层住宅常用的剪力墙结构设计为例，有以下几组数值值得注意：
1.1 抗震设计时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于 15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的 9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的 90%。
1.2 计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减，当非承重墙体为填充砖墙时，剪力墙结构可取 0.9 ～ 1.0，框架剪力墙结构可取 0.7 ～ 0.8。
1.3 在内力与位移计算中，抗震设计的框架剪力墙结构和剪力墙结构中的连梁刚度可予折减，节减系数不宜小于 0.5。
1.4 楼层层间最大位移与层高之比的限值 u/h 不宜小于1/1000 且第一自振周期为平动周期，周期大小约为层数的 0.06～ 0.08 倍之间。
2.高层结构的平面及竖向布置。在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单，规则，刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。竖向体形宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。
2.1 结构平面布置应减小扭转的影响，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是A 级高度高层建筑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 1.5 倍。
2.2 当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的 30%；在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于 5m，且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于 2m。
2.3 高层建筑结构伸缩缝的最大间距现浇框架结构为 55m，现浇剪力墙结构为 45m。
2.4 抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的 80%。
3.高层建筑的基础设计。高层建筑的基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况、上部结构的类型、施工条件、使用要求，确保建筑物不致发生过量的沉降或倾斜，满足建筑物正常使用要求。还应注意与相邻建筑物的影响，避免因基坑降水而影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等的正常使用与安全。常用的高层建筑基础类型有筏形基础，箱形基础，桩基础等。笔者所在地区的浅层土体承载力较低，持力层埋深一般大于 25m，较多选用预应力钢筋混凝土预制桩基础。桩基承台可选用：柱下单独承台、双向交叉梁、筏板承台、箱型承台。目前的剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用 400 预应力管桩，可选桩长有桩长 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 桩为满樘布置，筏板厚需 1200mm，而采用 34m 桩为墙下布置，筏板可减至 900mm，经济性明显。可见，基础的选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。
4.剪力墙结构的设计。抗震设计的剪力墙结构中，剪力墙应沿主轴或其他方向双向布置，避免单向有墙的结构布置形式。剪力墙布置必须均匀合理，自下到上连续布置，避免刚度突变，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且X，Y两向刚重比接近。
4.1 在结构布置上应避免一字形剪力墙和短肢剪力墙，若出现则尽量布置成长墙（h/w>8）。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为 5 ～ 8 的剪力墙，一般的剪力墙是指墙肢截面高厚比大于 8 的剪力墙。短肢墙的厚度不应小于 200mm，7、8 度抗震设计时，宜设置翼缘。
4.2 剪力墙墙体配筋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，即一、二、三级抗震设计时均不应小于0.25%，四级抗震设计和非抗震设计时不应小于 0.20%，双排钢筋之间采用 6@600x600 拉筋。
4.3 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按《高层建筑混凝土结构技术规程》第 7.2.16 条设置约束边缘构件；其余剪力墙应按第 7.2.17 条设置构造边缘构件即可。由于规范中已有十分详细的规定，这里不再重复了。
结语：
总之，要全面掌握小高层住宅设计的要领，除了要全面理解规范的规定外，还要将理论与工程实际充分结合，在实践中学习，不断积累更多设计的经验。
参考文献：
[1]饶远文 结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程.2010(9).
[2]王光远 工程结构与系统抗震优化设计的实用方法[M].北京：中国建筑工业出版社.2007.
[3]王磊 张伯林 钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题[J].煤炭工程.2007(9).
[4]纪荣洋 王文可 潘可明 建筑结构设计经验探讨[J].低温建筑技术，2008(5)
关键词：小高层；住宅；结构设计
Abstract: with the shortage of land for construction gradually, residential building is then grew in popularity, how to make the structure design is reasonable in economy has become a top priority. Perfect structure stress system, appropriate component size, not only to the stress of the structure and seismic advantage, still can prevent human and economic unnecessary waste.
Keywords: small high; Residential; Structure design
中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
随着建筑用地的逐渐紧缺，小高层住宅也随之逐渐普及，如何使结构设计方案经济合理已成为当务之急。目前的小高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置，先假定好结构模型和构件尺寸，然后通过电算，调整超限的指标，完善结构受力体系。然而，住宅的布局設置，往往侧重于考虑建筑立面和内部空间的整体协调，这就容易使结构设计产生诸多的不合理之处。因此我们在设计时还必须强调建筑方案与结构体系通盘考虑的原则，使结构设计更趋合理。
1、结构设计的整体技术控制
1.总体信息的设置与控制。电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。总体信息的设置对这几组电算限值的影响是十分明显的。因此，合理设置总体信息的数值，才能正确地判别结构体系及构件截面尺寸是否可行。譬如说建筑物刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，就会造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，又会影响建筑物的使用。这里以小高层住宅常用的剪力墙结构设计为例，有以下几组数值值得注意：
1.1 抗震设计时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于 15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的 9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的 90%。
1.2 计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减，当非承重墙体为填充砖墙时，剪力墙结构可取 0.9 ～ 1.0，框架剪力墙结构可取 0.7 ～ 0.8。
1.3 在内力与位移计算中，抗震设计的框架剪力墙结构和剪力墙结构中的连梁刚度可予折减，节减系数不宜小于 0.5。
1.4 楼层层间最大位移与层高之比的限值 u/h 不宜小于1/1000 且第一自振周期为平动周期，周期大小约为层数的 0.06～ 0.08 倍之间。
2.高层结构的平面及竖向布置。在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单，规则，刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。竖向体形宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。
2.1 结构平面布置应减小扭转的影响，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是A 级高度高层建筑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 1.5 倍。
2.2 当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的 30%；在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于 5m，且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于 2m。
2.3 高层建筑结构伸缩缝的最大间距现浇框架结构为 55m，现浇剪力墙结构为 45m。
2.4 抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的 80%。
3.高层建筑的基础设计。高层建筑的基础设计，应综合考虑建筑场地的地质状况、上部结构的类型、施工条件、使用要求，确保建筑物不致发生过量的沉降或倾斜，满足建筑物正常使用要求。还应注意与相邻建筑物的影响，避免因基坑降水而影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等的正常使用与安全。常用的高层建筑基础类型有筏形基础，箱形基础，桩基础等。笔者所在地区的浅层土体承载力较低，持力层埋深一般大于 25m，较多选用预应力钢筋混凝土预制桩基础。桩基承台可选用：柱下单独承台、双向交叉梁、筏板承台、箱型承台。目前的剪力墙体系小高层由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础则采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性产生重要影响。例如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用 400 预应力管桩，可选桩长有桩长 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 桩为满樘布置，筏板厚需 1200mm，而采用 34m 桩为墙下布置，筏板可减至 900mm，经济性明显。可见，基础的选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。
4.剪力墙结构的设计。抗震设计的剪力墙结构中，剪力墙应沿主轴或其他方向双向布置，避免单向有墙的结构布置形式。剪力墙布置必须均匀合理，自下到上连续布置，避免刚度突变，使整个建筑物的质心和刚心趋于重合，且X，Y两向刚重比接近。
4.1 在结构布置上应避免一字形剪力墙和短肢剪力墙，若出现则尽量布置成长墙（h/w>8）。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为 5 ～ 8 的剪力墙，一般的剪力墙是指墙肢截面高厚比大于 8 的剪力墙。短肢墙的厚度不应小于 200mm，7、8 度抗震设计时，宜设置翼缘。
4.2 剪力墙墙体配筋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，即一、二、三级抗震设计时均不应小于0.25%，四级抗震设计和非抗震设计时不应小于 0.20%，双排钢筋之间采用 6@600x600 拉筋。
4.3 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按《高层建筑混凝土结构技术规程》第 7.2.16 条设置约束边缘构件；其余剪力墙应按第 7.2.17 条设置构造边缘构件即可。由于规范中已有十分详细的规定，这里不再重复了。
结语：
总之，要全面掌握小高层住宅设计的要领，除了要全面理解规范的规定外，还要将理论与工程实际充分结合，在实践中学习，不断积累更多设计的经验。
参考文献：
[1]饶远文 结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程.2010(9).
[2]王光远 工程结构与系统抗震优化设计的实用方法[M].北京：中国建筑工业出版社.2007.
[3]王磊 张伯林 钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题[J].煤炭工程.2007(9).
[4]纪荣洋 王文可 潘可明 建筑结构设计经验探讨[J].低温建筑技术，2008(5)