高层住宅兼顾经济性和使用效果的结构优化设计研究

摘要

我国城市化进程使得城市人口数量和社会资源过度集中,导致城区住宅用地紧张。为了缓解城市核心区的住宅用地短缺问题,住宅向高层发展已成为我国城市化进程的必然趋势。由于高层住宅的受力状况比多层住宅更加复杂,使得高层住宅的结构设计任务非常繁重。为了提高设计效率,设计人员往往会按经验、套路做出保守不经济的快速结构设计。因此运用相关结构优化理论与设计概念对高层住宅进行全面的优化设计,具有很大的实践意义。本文以建筑结构“安全、经济、适用”的目标为主线,对高层住宅选型和剪力墙设置进行优化设计研究,主要内容如下:
　　1.介绍高层住宅的发展背景、分类和特点,归纳住宅产品的建筑形式、使用要求和适用的结构体系,阐述结构设计优化现状和优化途径,总结混凝土高层住宅建筑中的各种抗侧力结构体系和抗侧力构件的相关理论。
　　2.选用南昌6度设防区典型高层住宅建筑方案,建立6种不同抗侧力结构体系模型。从多项整体控制指标比较各结构体系的整体性能,并进一步分析结构经济性,探讨材料优化对基础造价的影响;比较结构体系对高层住宅档次和使用效果的影响。以此选出高层住宅较为合理、经济、适用的结构体系。
　　3.全面探讨抗侧力构件剪力墙的位置、墙肢长度、厚度和混凝土强度等级对结构整体刚度的影响,总结剪力墙如何进行优化设置才能保证结构具有良好的经济性和使用效果。
　　4.选取某超高层住宅对一般剪力墙结构体系做补充优化研究,给出超高层住宅中剪力墙构件的优化布置一些可供借鉴的设计原则和方法。

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第 1 章 绪论

1.1 高层住宅建筑发展概述

1.2 高层住宅分类和建筑形式

1.3 高层住宅建筑的受力特点和结构体系

1.4 高层建筑结构优化设计现状与优化途径

1.5 本文研究的目的、意义和主要内容

第 2 章 高层住宅抗侧力结构体系相关理论

2.1 框架结构体系相关理论

2.2 剪力墙结构体系相关理论

2.3 框架—剪力墙结构体系相关理论

第 3 章 高层住宅抗侧力结构体系比选与优化分析

3.1 抗侧力结构体系的优化设计内容

3.2 高层住宅抗侧力结构体系的选择

3.3 整体控制指标对比分析

3.4 经济性能对比优化分析

3.5 使用性能优化分析

3.6 本章小结

第 4 章 高层住宅中剪力墙构件的优化设置

4.1 剪力墙优化布置原则

4.2 剪力墙位置改变对结构刚度的影响

4.3 剪力墙长度、厚度和混凝土强度对结构刚度的影响

4.4 本章小结

第 5 章 朝阳洲 D12-07 项目 1#超高层住宅结构优化对比分析

5.1 超高层建筑的定义

5.2 南昌朝阳洲 D12-07 项目 1#超高层住宅楼结构优化分析

5.3 本章小结

第 6 章 结论与展望

6.1 结论

6.2 不足与展望

致谢

参考文献