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摘要：文章分别从结构效应、整体安全度、安全系数的选取、实际模型与计算模型的对照关系等几个反面论述了高层住宅的安全性优化设计。并就地基基础、平面设计、层数及层高的选取等阐述了高层住宅经济性优化设计的思想。
关键词：安全性；经济性；优化设计
中图分类号：TU2 文献标识码：A文章编号：
Abstract: the article separately from the structure effect, overall safety degree, safety coefficient of selection, the actual model and the calculation model comparison relationship for the opposite discusses the optimization design of high-rise residential safety. And the foundation, plane design, layer and layer, describes the selection of optimum design of high-rise residential economy thoughts.
Keywords: safety; Economy; Optimization design
伴隨着经济的快速发展和城市化步伐的加快，“高层时代”正向中国悄然走来。通常情况下把建筑高度超过24m而未超过100m的建筑称为高层建筑，建筑高度超过100m为超高层建筑。高层建筑是城市化、工业现代化的产物。随着城市不断发展，土地的稀缺性等因素，必然会使越来越多的新开发建筑、楼盘定位在小高层和高层上。高层住宅既可节约土地又能增加住房和居住人口，如同样的地基建六层住宅与建12层住宅，土地利用率、住房和居住人口可以提高一倍。可以说，高层时代是经济发展、城市建设与发展的必然产物，高层住宅的崛起，也反映了一个城市的总体经济实力、现代化程度和科技水平。因此如何更好的适应建筑发展的潮流，使结构设计成为满足安全、可靠、经济、耐久的最优方案已成为亟待解决的问题之一。
1.高层建筑安全性优化设计
1.1不规则建筑平面布置形成规则的结构效应
规则的建筑结构，传力路径明确，受力状态简单，具有较好的经济性。但为了满足不同使用功能的需要，建筑的平面布置和型体总是多种多样的。可以通过调整结构墙、柱等的布局和墙体的长短，在满足不同使用功能要求的前提下，使得不规则的建筑型体、平面布置产生规则的结构效应，达到结构安全、耐久等预定目标。
1.2注重建筑结构整体安全度
《建筑抗震设计规范》(GB50011—2o01)规定的抗震设计标准是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在进行优化设计时，应从整体结构出发，确保结构整体的安全度与可靠性，以达到建筑设计规范中规定的设计标准，实现建筑结构安全性、经济性、耐久性的总体目标。
1.3不同构件采用不同的安全系数
现浇钢筋混凝土楼板具有一定的约束作用，使得楼盖梁的承载能力在相当程度上得到提高，最高时可达到约1.5倍，而这一约束作用无法在现行的通用结构电算软件中实现。因此，如果以力学计算结果作为依据进行结构设计，对于现浇楼盖梁而讲，其安全系数就过高；另一方面，大量工程事故调查显示：除去错误的结构计算诱发的事故外，由于楼盖或楼盖梁出现问题，而引起结构破坏的工程案例颇少；地震中首先出现破坏的主要是墙、柱等一系列竖向构件，进而引起建筑结构倒塌。现行的设计理念中为了确保建筑结构的整体安全性，往往不对构件的实际承载能力加以区分，对所有构件均采用相同的安全系数。因此，在结构设计时，对于独立构件、静定结构以及竖向构件等的安全系数应当予以适当提高，而对楼板、楼盖梁等可采用较小的安全系数，这样可以达到降低工程造价，提高结构综合安全度的目的。
1.4关注实际结构与计算模型的不同
在电算的过程中，计算机按照输入的程序进行计算，但却不会做出分析判断，如果结构工程师过分依赖于计算机，不加以判断的将其计算结果应用于结构分析，会给结构的安全留下颇多隐患。现行的应用软件对于墙板等构件是通过假定予以实现的，但在一些特定的结构布局下却是不符合预设假定条件的。这样的计算结果很容易产生一系列问题。因此，除了对于整体的电算需要进行人工调整外，很多采用手算的局部构件也面临同样的问题，可见实际结构的受力状态与计算模型并非全然一致，设计时务须予以特别关注。
2.高层建筑经济性优化设计
在设计中要严格按照规范中的构造要求，综合各种因素，采用合理的结构形式，精心设计，切忌出现无意义的铺张浪费。
2.1地基基础的经济性优化设计
对于地基基础的设计，尤其要注意对方案的经济型优化，因为是否合理的对地基基础进行设计，将对房屋造价产生严重影响。例如在高烈度地区采用的基础隔震的设计方案，所谓基础隔震即是在建筑物基底处安置橡胶材质的隔震垫, 借由橡胶垫的大变形和阻尼隔离并耗散掉地震能量,使上部结构不受或较少受到地震作用的影响。采用基础隔震技术的方案所增加的费用主要有：隔震支座及其连接构件的费用、隔震层上托梁及楼板的费用。
2.2平面的经济性优化设计
高层住宅平面的经济性直接影响到住宅整体的性价比。其主要包括以下几个方面：（1）提高使用面积系数。作为衡量住宅设计平面经济性的重要指标之一，使用面积系数的提高途径主要有两种。首先，在保持同等标准的公共面积的前提下，增大户内总体使用面积；其次，减小公共面积。（2）采用经济且合理的结构形式。在高层建筑中，竖向体系结构墙、柱等的截面积较大，采用更为合理的结构形式，可以释放出更多的室内使用面积，以提高住宅平面的整体经济性。（3）采用预制单元及标准构件。在高层住宅中，由于其竖向的多层次叠加特性，具有很多相同的单元和构件。如采用预制单元及标准构件可以缩短建设工期，并在一定程度上降低住宅的造价。
2.3层数和层高的经济性优化设计
层数的多少，直接影响到房屋单位建筑面积分摊到的占地面积的大小。但是，房屋层数的提高，房屋间距势必随之加大。但对于超过五六层的房屋来讲，其用地节约的效果就减弱了。除此之外，层数的多少对房屋每平米的造价也有直接的影响。如随层数的提高，屋盖及基础的每平米造价将降低，墙体楼板、水电设备、交通等的造价将提高。
层高的降低可以减小建筑物日照的间距，节约用地面积。降低层高还能够在一定程度上减小墙柱等材料用量、内外装饰的工程量等，并节约采暖费用，降低整体造价。
参考文献
［1］建筑抗震设计规范(GB50011- 2001) [S]. 京:中国建筑工业出版社,2002.
［2］混凝土结构设计规范(GB 50010- 2002) [S]. 北京:中国建筑工业出版社,2002.
关键词：安全性；经济性；优化设计
中图分类号：TU2 文献标识码：A文章编号：
Abstract: the article separately from the structure effect, overall safety degree, safety coefficient of selection, the actual model and the calculation model comparison relationship for the opposite discusses the optimization design of high-rise residential safety. And the foundation, plane design, layer and layer, describes the selection of optimum design of high-rise residential economy thoughts.
Keywords: safety; Economy; Optimization design
伴隨着经济的快速发展和城市化步伐的加快，“高层时代”正向中国悄然走来。通常情况下把建筑高度超过24m而未超过100m的建筑称为高层建筑，建筑高度超过100m为超高层建筑。高层建筑是城市化、工业现代化的产物。随着城市不断发展，土地的稀缺性等因素，必然会使越来越多的新开发建筑、楼盘定位在小高层和高层上。高层住宅既可节约土地又能增加住房和居住人口，如同样的地基建六层住宅与建12层住宅，土地利用率、住房和居住人口可以提高一倍。可以说，高层时代是经济发展、城市建设与发展的必然产物，高层住宅的崛起，也反映了一个城市的总体经济实力、现代化程度和科技水平。因此如何更好的适应建筑发展的潮流，使结构设计成为满足安全、可靠、经济、耐久的最优方案已成为亟待解决的问题之一。
1.高层建筑安全性优化设计
1.1不规则建筑平面布置形成规则的结构效应
规则的建筑结构，传力路径明确，受力状态简单，具有较好的经济性。但为了满足不同使用功能的需要，建筑的平面布置和型体总是多种多样的。可以通过调整结构墙、柱等的布局和墙体的长短，在满足不同使用功能要求的前提下，使得不规则的建筑型体、平面布置产生规则的结构效应，达到结构安全、耐久等预定目标。
1.2注重建筑结构整体安全度
《建筑抗震设计规范》(GB50011—2o01)规定的抗震设计标准是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在进行优化设计时，应从整体结构出发，确保结构整体的安全度与可靠性，以达到建筑设计规范中规定的设计标准，实现建筑结构安全性、经济性、耐久性的总体目标。
1.3不同构件采用不同的安全系数
现浇钢筋混凝土楼板具有一定的约束作用，使得楼盖梁的承载能力在相当程度上得到提高，最高时可达到约1.5倍，而这一约束作用无法在现行的通用结构电算软件中实现。因此，如果以力学计算结果作为依据进行结构设计，对于现浇楼盖梁而讲，其安全系数就过高；另一方面，大量工程事故调查显示：除去错误的结构计算诱发的事故外，由于楼盖或楼盖梁出现问题，而引起结构破坏的工程案例颇少；地震中首先出现破坏的主要是墙、柱等一系列竖向构件，进而引起建筑结构倒塌。现行的设计理念中为了确保建筑结构的整体安全性，往往不对构件的实际承载能力加以区分，对所有构件均采用相同的安全系数。因此，在结构设计时，对于独立构件、静定结构以及竖向构件等的安全系数应当予以适当提高，而对楼板、楼盖梁等可采用较小的安全系数，这样可以达到降低工程造价，提高结构综合安全度的目的。
1.4关注实际结构与计算模型的不同
在电算的过程中，计算机按照输入的程序进行计算，但却不会做出分析判断，如果结构工程师过分依赖于计算机，不加以判断的将其计算结果应用于结构分析，会给结构的安全留下颇多隐患。现行的应用软件对于墙板等构件是通过假定予以实现的，但在一些特定的结构布局下却是不符合预设假定条件的。这样的计算结果很容易产生一系列问题。因此，除了对于整体的电算需要进行人工调整外，很多采用手算的局部构件也面临同样的问题，可见实际结构的受力状态与计算模型并非全然一致，设计时务须予以特别关注。
2.高层建筑经济性优化设计
在设计中要严格按照规范中的构造要求，综合各种因素，采用合理的结构形式，精心设计，切忌出现无意义的铺张浪费。
2.1地基基础的经济性优化设计
对于地基基础的设计，尤其要注意对方案的经济型优化，因为是否合理的对地基基础进行设计，将对房屋造价产生严重影响。例如在高烈度地区采用的基础隔震的设计方案，所谓基础隔震即是在建筑物基底处安置橡胶材质的隔震垫, 借由橡胶垫的大变形和阻尼隔离并耗散掉地震能量,使上部结构不受或较少受到地震作用的影响。采用基础隔震技术的方案所增加的费用主要有：隔震支座及其连接构件的费用、隔震层上托梁及楼板的费用。
2.2平面的经济性优化设计
高层住宅平面的经济性直接影响到住宅整体的性价比。其主要包括以下几个方面：（1）提高使用面积系数。作为衡量住宅设计平面经济性的重要指标之一，使用面积系数的提高途径主要有两种。首先，在保持同等标准的公共面积的前提下，增大户内总体使用面积；其次，减小公共面积。（2）采用经济且合理的结构形式。在高层建筑中，竖向体系结构墙、柱等的截面积较大，采用更为合理的结构形式，可以释放出更多的室内使用面积，以提高住宅平面的整体经济性。（3）采用预制单元及标准构件。在高层住宅中，由于其竖向的多层次叠加特性，具有很多相同的单元和构件。如采用预制单元及标准构件可以缩短建设工期，并在一定程度上降低住宅的造价。
2.3层数和层高的经济性优化设计
层数的多少，直接影响到房屋单位建筑面积分摊到的占地面积的大小。但是，房屋层数的提高，房屋间距势必随之加大。但对于超过五六层的房屋来讲，其用地节约的效果就减弱了。除此之外，层数的多少对房屋每平米的造价也有直接的影响。如随层数的提高，屋盖及基础的每平米造价将降低，墙体楼板、水电设备、交通等的造价将提高。
层高的降低可以减小建筑物日照的间距，节约用地面积。降低层高还能够在一定程度上减小墙柱等材料用量、内外装饰的工程量等，并节约采暖费用，降低整体造价。
参考文献
［1］建筑抗震设计规范(GB50011- 2001) [S]. 京:中国建筑工业出版社,2002.
［2］混凝土结构设计规范(GB 50010- 2002) [S]. 北京:中国建筑工业出版社,2002.