房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及抗震設(shè)計(jì)

武彥章

山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司, 山西太原 030012

0 引言

如今對(duì)于建筑行業(yè)來(lái)講，其建設(shè)的規(guī)模日益加大，城市的人口也增加迅速。在這種情形下，土地資源的占用問(wèn)題顯得尤為緊張。高層建筑可以有效的解決土地資源占用過(guò)多的情況，所以其已經(jīng)成為在現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。在這過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于我國(guó)的建筑工程而言，尤其是高層建筑工程的設(shè)計(jì)水平，并不能跟上時(shí)代的發(fā)展。許多的設(shè)計(jì)人員對(duì)于在建筑工程中應(yīng)用到的軟件并不是全部的了解，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，只為了注重視覺(jué)感受，較少的對(duì)房建工程的質(zhì)量情況以及其安全效果進(jìn)行考慮。所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及抗震設(shè)計(jì)在我國(guó)的房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中被列為兩大重要工程項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)中的諸多因素都應(yīng)該受到工作人員的重視。

1 房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求探討

1.1 水平荷載作用探討

對(duì)于房屋建筑工程項(xiàng)目的層高高度而言，它在房建過(guò)程中，房建自身的重力參數(shù)和樓面應(yīng)用荷載在豎向構(gòu)件中所形成的彎矩及軸力設(shè)計(jì)參數(shù)構(gòu)成了正相關(guān)的關(guān)系。并且在此時(shí)，房建結(jié)構(gòu)所形成的傾覆力矩參數(shù)以及豎向構(gòu)件的軸力參數(shù)會(huì)與房建層高高度的二次方值也呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。所以在建筑施工的過(guò)程中，值得注意的是對(duì)于固定高度的房建來(lái)說(shuō)，豎向荷載的參數(shù)是恒定的。但是風(fēng)荷載與地震參數(shù)卻不是恒定的，它們會(huì)受到房建結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性差異性選型的影響，這是值得我們注意的問(wèn)題。

1.2 軸向變形探討

在進(jìn)行高層房建的施工過(guò)程中，對(duì)于其承受的豎向荷載參數(shù)自始自終的數(shù)值都很大，這就會(huì)進(jìn)一步造成在房建結(jié)構(gòu)的梁柱位置處，其軸向開(kāi)始明顯的發(fā)生變形，由于軸向變形也會(huì)帶動(dòng)連續(xù)梁彎矩參數(shù)出現(xiàn)明顯的波動(dòng)，最后使得房建結(jié)構(gòu)中連續(xù)梁中部支座位置的負(fù)彎矩參數(shù)也有所下降。除此之外，如果豎向的荷載作用力很大，這時(shí)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度也會(huì)發(fā)生變化。這一連串的問(wèn)題說(shuō)明了在進(jìn)行房建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該按照測(cè)定的軸向變形參數(shù)來(lái)決定下料的長(zhǎng)度，而不應(yīng)該憑自己的想法對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行控制。

1.3 側(cè)向位移探討

在這一點(diǎn)不同于傳統(tǒng)，在高層房建結(jié)構(gòu)中，其側(cè)向位移也直接影響著房建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，并且成為至關(guān)重要的影響因素。當(dāng)房建層高進(jìn)行增加的同時(shí)，在水平荷載下的側(cè)移變化參數(shù)也會(huì)突然變大。這就告訴我們房建結(jié)構(gòu)在水平向的荷載作用影響下，應(yīng)該將側(cè)向位移控制在固定的區(qū)域之內(nèi)。

1.4 結(jié)構(gòu)延性探討

將高層房建項(xiàng)目與底層相比，較為明顯的是高層的結(jié)構(gòu)柔性參數(shù)，由于這種參數(shù)的影響，高層房屋建筑對(duì)地震的作用力反應(yīng)較為明顯，變形相對(duì)嚴(yán)重。為了加強(qiáng)變形參數(shù)，以防房屋建筑在遇到地震時(shí)受到破壞，這時(shí)我們就需要做出相應(yīng)的措施，來(lái)保證能夠穩(wěn)固房建結(jié)構(gòu)延性。

2 房建結(jié)構(gòu)體系探討

2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)探討

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指在房建的過(guò)程中，主要的受力部分都是由平面剪力墻構(gòu)件承受的。在整個(gè)的體系中，房建所要承受的水平方向的力和垂直方向的荷載作用力都依賴于單片的剪力墻結(jié)構(gòu)之中。正是由于這種體系，才使其具有獨(dú)特的特點(diǎn)，有一定的結(jié)構(gòu)延性。并且在受到作用力的情況下傳力的存在形式仍然較為均勻。由于整體性較高，這樣對(duì)于地震的抵抗能力較強(qiáng)，提高了能建度。

2.2 框架—剪力墻結(jié)構(gòu)探討

因?yàn)榉拷ㄕw框架體系剛度較低，并且其強(qiáng)度也較弱，都無(wú)法達(dá)到房建結(jié)構(gòu)的中的規(guī)范要求，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的施工人員在進(jìn)行建筑施工時(shí)都要以房建平面作為載體，在有些位置用剪力墻替換部分框架的結(jié)構(gòu)，這樣框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系進(jìn)而產(chǎn)生。因此在房建結(jié)構(gòu)中，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)要受到水平方向的作用力時(shí)，這時(shí)剪力墻的結(jié)構(gòu)與框架的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行與梁柱之間的連接，并且其剛度很高。在此同時(shí)當(dāng)受到樓板的作用力時(shí)，他們之間就會(huì)形成一個(gè)較為全面的結(jié)構(gòu)體系。房建在運(yùn)行時(shí)，所受到的垂直方向的荷載載力全部由框架的結(jié)構(gòu)體系來(lái)承受，對(duì)于水平方向的剪力則由剪力墻來(lái)承受。

3 房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探討

3.1 理論探討

如今，在房建的抗震設(shè)計(jì)理論中應(yīng)用較為普遍的主要有三種理論。分別為：動(dòng)力理論、反應(yīng)譜理論與擬靜力理論。第一，以動(dòng)力理論進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是將地震看成一個(gè)單獨(dú)的時(shí)間段，在這期間比較明顯的地震動(dòng)加速度就被看成地震動(dòng)輸入變量的參數(shù)，對(duì)于房建結(jié)構(gòu)就被看成了在整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)中的自由度體系，在確準(zhǔn)算出各個(gè)時(shí)間段建筑物對(duì)于地震的作用而產(chǎn)生的一系列反應(yīng)同時(shí)合理的完成抗震的設(shè)計(jì)。第二，以反應(yīng)譜理論進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其重點(diǎn)只在于在地震發(fā)生的過(guò)程時(shí)加速度具有的特性。第三，以擬靜理論在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，它的重點(diǎn)在于對(duì)地震力的大小參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，主要用到地震系數(shù)和房建結(jié)構(gòu)的乘積對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。

3.2 步驟探討

對(duì)房建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的步驟分析主要有以下幾點(diǎn)：1）在房屋建筑結(jié)構(gòu)受到彈性的作用力時(shí)選取相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，對(duì)其產(chǎn)生的地震效應(yīng)做出準(zhǔn)確無(wú)誤的運(yùn)算，并將風(fēng)力的影響與重力荷載的作用力的影響列為此次抗震設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)考慮因素，并且要達(dá)到抗震的第一水準(zhǔn)，在有效的時(shí)間內(nèi)合理的完成房建結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作；2）用到和上處相同的步驟來(lái)選用正確的地震動(dòng)參數(shù)，并且依據(jù)此參數(shù)也充分的對(duì)房建結(jié)構(gòu)的層間位移參數(shù)進(jìn)行研究與分析，并保證其滿足房屋建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里面對(duì)此參數(shù)的有關(guān)規(guī)定，并且在抗震構(gòu)造措施對(duì)其施以作用時(shí)，能夠保證房建結(jié)構(gòu)在面對(duì)地震作用力時(shí)，自身的變形能力與延性性能的強(qiáng)度較高，可以達(dá)到抗震的第二水準(zhǔn)；3）選擇出能達(dá)到第三水準(zhǔn)的地震動(dòng)參數(shù)對(duì)房屋的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，尤其是對(duì)抗震能力相對(duì)較弱的位置的層間位移參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，能夠保證它能按照抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終達(dá)到了房建結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)的第三水準(zhǔn)的要求。

4 結(jié)論

建筑業(yè)作為城市化進(jìn)程的重要部分，對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展有著緊密的影響。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，尤其是高層建筑發(fā)展在整個(gè)建筑工程事業(yè)中的地位越來(lái)越高，逐漸凸顯出來(lái)。通過(guò)人們對(duì)建筑行業(yè)發(fā)展技術(shù)和思想的進(jìn)一步研究，規(guī)?；?、綜合化、智能化、高層化逐漸成為了建筑工程再新時(shí)期發(fā)展的新方向。通過(guò)本文對(duì)房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型與抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)探討知道了房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑行業(yè)而言，其作用是不可替代的，因此我們?cè)诎凑障嚓P(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)還應(yīng)該加入自己的創(chuàng)新與思想，使建筑設(shè)計(jì)變得越來(lái)越完善，只有這樣才會(huì)給建筑工程帶來(lái)更多的效益。所以在工程的設(shè)計(jì)階段建筑單位應(yīng)該予以重視，對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)的選型、設(shè)計(jì)也要較為重視，使房屋建筑更加合理、舒適。同時(shí)針對(duì)房屋的安全和隱患需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，只有完善的抗震設(shè)計(jì)才能讓工作人員建造出安全的抗震建筑，從而提高建筑的總體質(zhì)量。

[1]高磊.高層建筑結(jié)構(gòu)體系選型與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工關(guān)系研究科[J].技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，8(11).

[2]陳子強(qiáng).建筑結(jié)構(gòu)選型的思路及其抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].建筑設(shè)計(jì)管理，2010，4(20).

[3]朱小斌.當(dāng)前房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與檢測(cè)的主要問(wèn)題與對(duì)策研究[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2011，10(15).