房屋建筑結(jié)構(gòu)選型分析及抗震設(shè)計(jì)

孫紅林

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院 貴州貴陽 550001）

房屋建筑結(jié)構(gòu)選型分析及抗震設(shè)計(jì)

孫紅林

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院 貴州貴陽 550001）

我國建筑業(yè)的發(fā)展，要求在設(shè)計(jì)房屋建筑時(shí)必須重視建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)選型，從而保證建筑工程的整體質(zhì)量，尤其針對多地震地區(qū)，必須重視房屋建筑的抗震設(shè)計(jì)，以達(dá)到保障人們居住安全的目的。本文探討了房屋建筑的設(shè)計(jì)過程中，建筑結(jié)構(gòu)的選型以及具體的抗震設(shè)計(jì)措施，以供參考。

房屋建筑；結(jié)構(gòu)選型；抗震設(shè)計(jì)

1 引言

建筑業(yè)是現(xiàn)代城市化進(jìn)程的重要組成部分，對于城市的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展而言，具有重要的影響。由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，房屋建筑的設(shè)計(jì)過程中，日益重視結(jié)構(gòu)選型的功能性、穩(wěn)固性與安全性，尤其是房屋建筑抗震設(shè)計(jì)的重要性逐漸凸顯出來，逐漸形成建筑工程新時(shí)期的發(fā)展方向。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)的選型分析

2.1 影響因素

2.1.1 使用功能

房屋建筑的主要用途，包括居住、辦公、酒店、醫(yī)院等，而為了滿足房屋建筑的這些功能特點(diǎn)，需要結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)建筑平面、立面布置，科學(xué)合理地選擇結(jié)構(gòu)形式，通過對房屋建筑實(shí)際用途的調(diào)查與了解，才能夠選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，保證建筑工程的功用性，篩選相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系。

2.1.2 經(jīng)濟(jì)因素

房屋建筑項(xiàng)目所涵蓋的范圍較廣、規(guī)模較大，所需要花費(fèi)的成本較高。建筑工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，即是指建設(shè)項(xiàng)目是否可以達(dá)到預(yù)期效益，設(shè)計(jì)階段保證結(jié)構(gòu)安全，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以獲取最大效益。通過對結(jié)構(gòu)方案的綜合經(jīng)濟(jì)分析，作為重要參考，充分考慮長期運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)因素，從而確定最終結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)性。

2.1.3 受力準(zhǔn)確性

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮整體的工作性能，不同的結(jié)構(gòu)形式，其受力特點(diǎn)也不盡相同。設(shè)計(jì)時(shí)要注意提高其延性，如強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎等。針對常見的剪力墻結(jié)構(gòu)體系，布置時(shí)應(yīng)集中相鄰墻體盡可能拉通并對齊，可提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移能力。

2.1.4 施工技術(shù)水平

技術(shù)的發(fā)展有助于推動(dòng)新結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)，在建筑項(xiàng)目中高水平的施工技術(shù)及工藝可完成復(fù)雜且高要求的標(biāo)準(zhǔn)，因此，施工技術(shù)水平的高低決定了最終建筑的整體性能，同時(shí)也對選型有重要的影響。

2.2 房屋建筑常見結(jié)構(gòu)選型

2.2.1 框架結(jié)構(gòu)

梁、樓板與柱等構(gòu)件構(gòu)成了建筑框架結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是延展性好，建筑空間大，結(jié)構(gòu)的自重比較輕等。建筑框架結(jié)構(gòu)中填充墻多采用輕質(zhì)隔墻，其有著良好的經(jīng)濟(jì)性和軸向穩(wěn)定性。

2.2.2 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，簡稱為框剪結(jié)構(gòu)，它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗側(cè)力性能。框剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻可以單獨(dú)設(shè)置，也可以利用電梯井、樓梯間、管道井等墻體。因此，這種結(jié)構(gòu)已被廣泛地應(yīng)用于各類房屋建筑。

2.2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的整體性，并且較大的側(cè)向剛度，水平力的作用下側(cè)移量比較下，對房間內(nèi)部的布置有利。

3 房屋建筑的抗震設(shè)計(jì)

3.1 科學(xué)選址

科學(xué)選擇房屋建設(shè)地房屋的選址極為關(guān)鍵，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前需要考慮周圍外部環(huán)境，盡量避開泥石流、滑坡以及自然災(zāi)害頻發(fā)的區(qū)域。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）第3.3.1條針對建筑場地的選擇專門作出了規(guī)定。

3.2 選取合理的平面和立面布置

建筑物遭受水平地震作用的狀況下，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具雙向性，在實(shí)施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震的構(gòu)造布置上，建筑結(jié)構(gòu)要能夠抵抗所有方向的地震，在設(shè)計(jì)之初，應(yīng)與建筑師密切配合，確定合理的平面和立面布置。

3.3 選取合理的結(jié)構(gòu)形式

選取合理的抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：①要有多道抗震防線，防止由于部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而造成整個(gè)系統(tǒng)喪失抗震能力；②要具有優(yōu)良的耗能、變形能力與必要的強(qiáng)度。一個(gè)沒有充足延性，只有相對高的抗側(cè)力強(qiáng)度的抗震構(gòu)造系統(tǒng)，在地震時(shí)非常容易遭到破壞；③結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度分布要合理。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要具備合理的剛度與承載力分布，防止由于部分削弱或突變產(chǎn)生薄弱位置，形成太大的塑性變形集中，對可能會(huì)發(fā)生的薄弱位置，要使用措施把抗震能力提高。以上均為《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）第3.5.2條的要求。

3.4 保證房屋剛度

提高房屋抗震能力的另外一個(gè)舉措就是保證房屋有足夠的剛度。①要對房屋建筑材料進(jìn)行篩選，盡量使用混凝土材料，有效提升房屋的穩(wěn)定性。②對于一些年老失修的房屋而言，不能二次建造，但可以通過進(jìn)一步加固的方式提高房屋的穩(wěn)定性。此外，還要加大對房屋材料使用的研究力度，尋找最優(yōu)的房屋建筑材料，以提高房屋的抗震性能。

4 結(jié)語

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為綜合性技術(shù)工作其實(shí)用性非常強(qiáng)，由于房屋結(jié)構(gòu)體系日益復(fù)雜，建筑平面的功能也日益提高，在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型方面，相應(yīng)的要求也不斷提高。因此，基于房屋建筑穩(wěn)定與安全的基礎(chǔ)上，對房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)與合理選型，加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，對于不斷推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)發(fā)展而言至關(guān)重要。

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TU352.1+1

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1004-7344（2016）23-0301-01

2016-7-19