試論房建結(jié)構(gòu)設(shè)計體系選型及抗震設(shè)計

何炳橙

摘 要 近年來，我國的城市化進(jìn)程有了很大進(jìn)展，房建工程建設(shè)越來越多。人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和抗震設(shè)計提出了更多要求。文章針對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，在明確結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系選型和抗震設(shè)計進(jìn)行深入分析，為保證設(shè)計質(zhì)量與水平提供有效方法與可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞 房建結(jié)構(gòu);設(shè)計體系選型;抗震設(shè)計

引言

目前，房屋建筑工程快速發(fā)展，在設(shè)計中可根據(jù)建筑的類型、性質(zhì)與用途選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系，同時在設(shè)防地區(qū)還應(yīng)重視并做好抗震設(shè)計，保證設(shè)計滿足與抗震有關(guān)的所有要求和限值，進(jìn)而從根本上保證抗震設(shè)計質(zhì)量。

1結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的作用

房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計，以保障房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震效果。抗震設(shè)防三個水準(zhǔn)目標(biāo)，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作的作用就是，保證建筑在較高強(qiáng)度的地震中可以具有一定的地震抵抗能力，不會立即坍塌，從而保證建筑在一段時間內(nèi)和一定強(qiáng)度的震動作用下的完整狀態(tài)，進(jìn)而保障建筑物的進(jìn)一步使用，保證人們的生命安全、財產(chǎn)安全。21世紀(jì)以來，國內(nèi)地震呈現(xiàn)了高發(fā)的趨勢，許多城市在地震中受到了嚴(yán)重的影響，這對于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生命財產(chǎn)安全而言是致命的損害，而地震的威脅重點(diǎn)就在于建筑物坍塌的危害上。因此，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作是十分重要和必要的[1]。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系選型內(nèi)容

2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)

對剪力墻結(jié)構(gòu)而言，它指的是在建筑中，其受力結(jié)構(gòu)為由剪力墻構(gòu)成的。針對這一體系，建筑結(jié)構(gòu)受到的水平荷載與垂直荷載都能由剪力墻來承擔(dān)。通過對這種具有一定剛性的結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用，能使結(jié)構(gòu)具有良好延性，受力后，可保證荷載傳遞的準(zhǔn)確性與均勻性。但剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻不能拆除或破壞，有空間布置不靈活，長支墻體影響使用等缺點(diǎn)，剪力墻結(jié)構(gòu)常用于固定布局的建筑中。

2.2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框架剪力墻結(jié)構(gòu)也被稱之為框剪結(jié)構(gòu)，框剪結(jié)構(gòu)本身也會布置相應(yīng)的剪力墻，強(qiáng)化室內(nèi)空間的靈活性，使不同建筑功能需求得到滿足。由于剪力墻的布置，讓結(jié)構(gòu)具備明顯的側(cè)向剛度特點(diǎn)。另外，框架剪力墻結(jié)構(gòu)之中的剪力墻水平荷載承受能力較強(qiáng)，剪力墻主要承擔(dān)水平荷載，豎向荷載主要由框架承擔(dān)，但這種結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過程中能夠展示出明顯的局限性特點(diǎn)，而且只能在10～20層房屋建筑之中得到應(yīng)用。

2.3 房建項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計選材的優(yōu)化

由于房建項(xiàng)目的主要結(jié)構(gòu)通常都是承載需求較高的結(jié)構(gòu)，針對其進(jìn)行設(shè)計時必須做好選材規(guī)劃及設(shè)計，必須根據(jù)房建項(xiàng)目的總體需求進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)承載要求的計算，并根據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分布情況進(jìn)行做好結(jié)構(gòu)應(yīng)力分配，根據(jù)應(yīng)力需求對各結(jié)構(gòu)進(jìn)行選材設(shè)計，優(yōu)化選材工作的效率及穩(wěn)定性，為項(xiàng)目總體安全性優(yōu)化創(chuàng)造條件[2]。

3房建結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計內(nèi)容

3.1 優(yōu)化圖紙設(shè)計的科學(xué)性、規(guī)范性、合理性

設(shè)計人員需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況來繪制設(shè)計圖，保障設(shè)計圖的科學(xué)性以及合理性。首先，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建筑和設(shè)備專業(yè)的要求進(jìn)行設(shè)計，并按照制圖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行繪制設(shè)計圖紙。其次，施工圖審圖人員需嚴(yán)格審查、核實(shí)設(shè)計圖紙是否符合建筑結(jié)構(gòu)的需求，是否滿足設(shè)計規(guī)范要求，是否能保障建筑質(zhì)量等。

3.2 設(shè)置多道抗震防線

①第一道抗震防線應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻，或選用軸壓比值較小的抗震墻與實(shí)墻筒體等構(gòu)件，不宜采用軸壓比較大的框架柱兼作第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件。②第二道抗震防線。可以采用在原本的框架位置布置鋼支撐的方式提高結(jié)構(gòu)的抗扭強(qiáng)度，并且與原本的框架結(jié)構(gòu)一起形成第二道抗震防線。鋼支撐具備很強(qiáng)的變形能力，可以在地震來臨時繼續(xù)發(fā)揮作用，耗散大量的地震能量，提升建筑工程的抗震性能。

3.3 抗震結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的設(shè)置

建筑的豎向體型設(shè)計與豎向剛度的變化也會使建筑物發(fā)生較為嚴(yán)重的變形，尤其是在設(shè)計的過程中需要控制主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的側(cè)向剛度，避免側(cè)向剛度不均勻引起出現(xiàn)軟弱層。為了減少軟弱層的影響，需要在設(shè)計中進(jìn)行多方面的優(yōu)化，采取必要的抗震措施，降低層間側(cè)向剛度的差值，盡量使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度下大上小，逐漸均勻變化，減少突變現(xiàn)象的出現(xiàn)。比如框架結(jié)構(gòu)，樓層側(cè)向剛度與其相鄰上層的側(cè)向剛度比值不宜小于0.7，與其相鄰上部三層的剛度平均值的比值不宜小于0.8。在方案設(shè)計工作和抗震布局的整體調(diào)整工作過程中，需要進(jìn)行相應(yīng)剛度計算參數(shù)的確定與合理性分析，并結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進(jìn)行試算，減少軟弱層的出現(xiàn)。

3.4 磚混結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計

對于磚混結(jié)構(gòu)的房屋建筑，應(yīng)沿著實(shí)際樓板標(biāo)高位置設(shè)置水平圈梁，這樣一來，內(nèi)墻和外墻之間的聯(lián)系性也會有所提升，提升主體房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水準(zhǔn)。另外，水平圈梁本質(zhì)屬于邊緣性構(gòu)件，能夠提升樓蓋水平剛度，當(dāng)?shù)卣饐栴}出現(xiàn)之后，墻體裂縫產(chǎn)生概率也會進(jìn)一步降低，倘若墻體上已經(jīng)出現(xiàn)斜裂縫，工作人員應(yīng)采取合理措施，避免其繼續(xù)延伸和發(fā)展，否則將會導(dǎo)致房屋建筑整體不均勻沉降問題的出現(xiàn)。在構(gòu)造柱設(shè)計過程中，需要將合理性和科學(xué)性特點(diǎn)呈現(xiàn)出來，維護(hù)房屋建筑結(jié)構(gòu)整體性作用，同時改善結(jié)構(gòu)脆弱性，確保結(jié)構(gòu)延展性特點(diǎn)不會受到任何影響。

3.5 分體柱設(shè)計合理應(yīng)用

建筑物結(jié)構(gòu)在受力的過程中，短柱容易出現(xiàn)因?yàn)榭辜裟芰Σ蛔愣a(chǎn)生的裂縫，嚴(yán)重時也可以成為建筑物倒塌的根源。地震來臨的時候建筑物的短柱分配的剪力較大，容易先達(dá)到其抗剪強(qiáng)度的極限，隨之出現(xiàn)剪切破壞的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致后續(xù)的嚴(yán)重建筑問題。采用分體柱技術(shù)是一個解決此問題的很好的方法。鋼筋混凝土分體柱技術(shù)就是利用隔板將矩形短柱截面劈分成2根或4根獨(dú)立配筋的等截面單元柱，使短柱的剪跨比擴(kuò)大一倍，直接變短柱為普通柱。

4結(jié)束語

綜上所述，整個房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具備較強(qiáng)的綜合性和專業(yè)性特點(diǎn)，而且在設(shè)計過程中，相關(guān)結(jié)構(gòu)工程師需要與具體建筑工程實(shí)際情況相結(jié)合，經(jīng)過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龊陀嬎悖贸銮袑?shí)可靠的設(shè)計模型，進(jìn)而提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的合理性，強(qiáng)化建筑工程設(shè)計質(zhì)量，這也是對人民生命和財產(chǎn)安全負(fù)責(zé)任的基本表現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭敏.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系的選型及抗震設(shè)計探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2017，（32）：84.

[2] 張皓勇.分析房建結(jié)構(gòu)設(shè)計體系選型及抗震設(shè)計[J].建材與裝飾，

2018，（30）：108-109.