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

林逸風(fēng) 楊嘉偉

摘 要：房建結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)是房屋建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，對房屋建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量及其設(shè)計(jì)水平提升都有著十分重要的作用和影響。本文將結(jié)合房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，對房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及其抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以促進(jìn)房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)的合理性提升，推動房屋建筑施工與建設(shè)的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型抗震設(shè)計(jì)研究

隨著城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，使得當(dāng)前城市建設(shè)中的建筑工程數(shù)量及規(guī)模也不斷增加，另一方面，為緩解城市化發(fā)展中城市人口數(shù)量快速增長與土地資源嚴(yán)重不足之間的矛盾問題，作為城市建筑主要形式的高層建筑，在當(dāng)前我國的建筑行業(yè)發(fā)展中越來越受關(guān)注。值得注意的是，結(jié)合當(dāng)前我國高層建筑工程的施工建設(shè)與設(shè)計(jì)情況，由于其設(shè)計(jì)水平并不能滿足當(dāng)前的時(shí)代發(fā)展需求，導(dǎo)致高層建筑工程設(shè)計(jì)中存在的質(zhì)量和安全問題較為突出，對建筑行業(yè)發(fā)展以及城市建設(shè)的不斷推進(jìn)都形成了較大的制約影響。此外，房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型與抗震設(shè)計(jì)作為房屋建筑工程設(shè)計(jì)中的兩大重要項(xiàng)目和內(nèi)容，對建筑工程設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和水平存在著重要的影響，因此，圍繞房建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型與抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究討論，從而推動我國建筑工程設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展和提升，具有十分積極的作用和意義。

1房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型分析

1.1房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型的影響因素

結(jié)合房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型的具體內(nèi)容和情況，在實(shí)際設(shè)計(jì)與分析中，需要從以下幾個(gè)方面對其主要影響因素進(jìn)行分析和考慮。

首先，進(jìn)行房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型時(shí)，需要從工程地區(qū)的施工環(huán)境與周圍條件等因素層面，對其建筑結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)與體系型式進(jìn)行分析思考，從而確保其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)體系形式的選擇合理，提高房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。一般情況下，對房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為確保設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果，需要對施工地區(qū)的地質(zhì)/水文條件以及周圍環(huán)境進(jìn)行綜合分析/評估，并根據(jù)評估結(jié)果進(jìn)行房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以避免各種施工環(huán)境與條件對房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不利影響。此外，在進(jìn)行房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對其結(jié)構(gòu)類型的選擇也需要結(jié)合施工地區(qū)的周圍環(huán)境和條件進(jìn)行綜合分析，由此可見，施工地區(qū)的環(huán)境與條件對房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型存在重要的影響。

其次，房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型還需要從建筑功能性要求和標(biāo)準(zhǔn)因素層面出發(fā)，根據(jù)建筑的功能性要求和標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇和調(diào)整房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，從而確保建筑的結(jié)構(gòu)布局與功能特征能夠符合實(shí)際應(yīng)用需求。在房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型中，針對結(jié)構(gòu)功能具有差異性的建筑工程，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要對建筑的結(jié)構(gòu)體系與功能劃分進(jìn)行明確，從而確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)資源條件能夠充分利用，進(jìn)而對建筑工程的結(jié)構(gòu)與功能要求進(jìn)行滿足。

此外，房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型還需要對建筑結(jié)構(gòu)材料的功能性及特征進(jìn)行考慮。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)材料的功能與特征是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素之一，并且其在建筑結(jié)構(gòu)與功能上的作用和影響具有直接性。針對這一情況，在進(jìn)行房間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型時(shí)，需要對建筑結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行合理選擇，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)材料的功能和特征進(jìn)行充分考慮，并將其融合到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，從而通過經(jīng)濟(jì)/合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對建筑結(jié)構(gòu)的整體性和功能完整性進(jìn)行保障，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平提升。

1.2房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系類型分析

房建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其常見結(jié)構(gòu)體系主要包括剪力墻結(jié)構(gòu)與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)等不同類型。其中，剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程，其結(jié)構(gòu)主要受力部分表現(xiàn)為平面剪力墻構(gòu)件，并且對建筑結(jié)構(gòu)中的水平荷載與垂直方向荷載都是由單片剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載。與其他建筑結(jié)構(gòu)型式相比，剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程不僅具有相對較好的結(jié)構(gòu)延性，而且建筑結(jié)構(gòu)在受力作用下的傳力形式表現(xiàn)也比較均勻，此外，再加上剪力墻結(jié)構(gòu)建筑的整體性相對較好，在地震作用下的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力表現(xiàn)也比較強(qiáng)，在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用表現(xiàn)較為廣泛。

其次，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑，是針對建筑結(jié)構(gòu)的框架體系剛度相對較低，再加上其建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也表現(xiàn)較弱等，不能滿足當(dāng)前建筑工程施工建設(shè)中的結(jié)構(gòu)要求和規(guī)范，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程施工中，需要結(jié)合建筑平面設(shè)計(jì)情況，對建筑結(jié)構(gòu)中的一些部位采用剪力墻結(jié)構(gòu)形式對傳統(tǒng)的框架建筑結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行替換，從而促進(jìn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)型式出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程，在建筑結(jié)構(gòu)受到水平方向的荷載作用影響時(shí)，就可以通過剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)之間的梁柱連接，并且在這種連接形式的較高剛度性能支持下，對建筑結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度與剛度要求進(jìn)行滿足，從而促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的整體性能與質(zhì)量提升。此外，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程中，其建筑結(jié)構(gòu)在受到樓板作用影響時(shí)，就會促使建筑結(jié)構(gòu)的較為全面結(jié)構(gòu)體系形成，并由建筑結(jié)構(gòu)中的框架結(jié)構(gòu)部分對垂直方向荷載進(jìn)行主要承擔(dān)，而剪力墻結(jié)構(gòu)部分則主要進(jìn)行水平方向的荷載承受，從而形成較為完整的建筑結(jié)構(gòu)受力承載體系。

2房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析

抗震設(shè)計(jì)作為房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容和要素，結(jié)合房建工程的抗震設(shè)計(jì)要求，為滿足建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，對房建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)原則和要求。

首先，在房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，對房建結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件布置與設(shè)計(jì)，需要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的功能性要求，進(jìn)行均勻與規(guī)則的布置，從而確保房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)符合要求，提高房建結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和性能水平。房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對結(jié)構(gòu)單元應(yīng)按照有效分離與牢固連接原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，對結(jié)構(gòu)單元之間的連接方式進(jìn)行合理選擇，避免獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元中存在應(yīng)力過于集中情況，同時(shí)注意對建筑結(jié)構(gòu)中的抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行合理布設(shè)，以避免對建筑結(jié)構(gòu)整體性能與質(zhì)量的影響;對地震作用下建筑結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)問題及影響，需要在建筑結(jié)構(gòu)中的樓梯與電梯布置中，盡量避開端部與凹角部位，以豎向布置方式進(jìn)行建筑樓梯與電梯設(shè)置，并且避免設(shè)置過程中存在較多的內(nèi)收結(jié)構(gòu)和外挑結(jié)構(gòu)情況，從而確保結(jié)構(gòu)剛度能夠沿著建筑房屋的高度進(jìn)行均勻分布。

其次，房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能符合有關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)，不僅需要保證所設(shè)計(jì)應(yīng)用的構(gòu)件承載能力較高/穩(wěn)定性相對突出，并且對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)按照“強(qiáng)柱弱梁/強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件以及強(qiáng)剪弱彎的基本原則設(shè)置，對建筑結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)相對薄弱的構(gòu)件部位與區(qū)域，應(yīng)注意采取相應(yīng)的保護(hù)措施進(jìn)行有效防護(hù)，以避免地震作用下該結(jié)構(gòu)部位的受力強(qiáng)度與抗拉能力等相對薄弱導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體抗震性能較低，從而對建筑結(jié)構(gòu)的整體性能與質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

最后，在進(jìn)行房建結(jié)構(gòu)的抗震防線布置與設(shè)計(jì)中，由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其結(jié)構(gòu)的抗震體系是由多個(gè)延性相對較好的結(jié)構(gòu)單元體系共同構(gòu)成，并且各構(gòu)成單元體系之間的相互協(xié)調(diào)性表現(xiàn)較好，因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)中的抗震防線設(shè)計(jì)時(shí)，對抗震體系的各構(gòu)成單元及其協(xié)調(diào)性也需要進(jìn)行充分考慮，從而確保建筑結(jié)構(gòu)的整體性能良好，滿足其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求。

3結(jié)束語

總之，對房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及抗震設(shè)計(jì)研究，有利于促進(jìn)房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平提升，從而推動房建工程的施工建設(shè)發(fā)展與設(shè)計(jì)進(jìn)步，為我國建筑事業(yè)發(fā)展提供良好的支持。

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