房屋建筑结构体系选型及抗震设计探讨 徐养材

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:徐养材
[导读] 摘要:在我国社会不断发展,国民生产总值不断攀升的背景下,国民的生活水平与生活质量也正在逐年提升。
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        摘要:在我国社会不断发展,国民生产总值不断攀升的背景下,国民的生活水平与生活质量也正在逐年提升。人们越来越重视居住质量的提升,还对其中的民用建筑提出了更高的要求,特别是抗震结构等规划设计水平的提高更是备受关注。
        关键词:房屋建筑;结构体系选型;抗震设计
        引言
        我国经济建设取得了巨大成就,科技领域取得高速发展的过程中,建筑结构愈加复杂,在设计时会出现很多问题,因此提高结构设计的稳定性与抗震性能会有一定难度。在混凝土建筑抗震结构设计时,还要以设计为出发点,如果抗震性能得不到保证就会影响到整个建筑施工质量。因此,需要提高设计单位混凝土建筑结构的抗震设计质量,确保建筑的使用功能与应用效果。
        1房屋建筑结构体系选型
        1.1筒体结构的概述
        筒体结构又分为框筒及筒中筒两种结构,框筒结构中心为抗剪薄壁筒或密柱框架围成的框筒,外围为普通框架所组成的结构。筒中筒结构中央为薄壁筒,外围为框筒组成的结构。筒体结构具有造型美观、使用灵活、受力合理,以及整体性强等优点,适用于较高的高层建筑。目前全世界最高的100幢高层建筑约有2/3采用筒体结构;国内100m以上的高层建筑约有一半采用钢筋混凝土筒体结构。
        1.2框架剪力墙结构
        框架剪力墙结构也被称之为框剪结构,框剪结构本身也会布置相应的剪力墙,强化室内空间的灵活性,使不同建筑功能需求得到满足。由于剪力墙的布置,让框架结构具备明显的侧向刚度特点。另外,框架剪力墙结构之中的剪力墙水平荷载承受能力较强,其中,竖向荷载由基本的框架结构组成,但这种结构在应用过程中能够展示出明显的局限性特点,而且只能在10~20层房屋建筑之中得到应用。
        1.3剪力墙结构概述
        剪力墙结构所指的是用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构。也就是说剪力墙结构体系的抗侧力构件都是由剪力墙组成。剪力墙结构具有如下特点,第一,其墙身平面内的抗侧移刚度很大,而其墙身平面外刚度却很小,因此比框架结构有更好的抗侧力能力。第二剪力墙结构有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,在房间内隐藏了梁、柱棱角等,便于室内布置,方便使用。第三,剪力墙结构属于刚性体系,结构也具有一定的延性,具备较好的抗震性能。
        2建筑结构的抗震设计
        2.1提高建房标准强化抗震意识
        提高建筑抗震性能需要利用国家法律效用,在一开始就强化建筑各个阶段的抗震意识。首先,我国应该向日本等地震多发国家学习抗震经验,在相关法律法规上,严格制定抗震设计要求,强制设计人员严格按照要求进行结构设计。其次,应该制定较为严苛的设计审查和施工审查,严格把控建筑建设的各个环节,最大限度的提高建筑安全性和有效性。最后,应该建立较为严格的追责制度,一旦因为结构设计出现安全事故或是造成巨大的经济人员损失,需要对建筑设计和施工人员进行追责处理,最大限度的提高设计人员和施工人员的抗震意识。
        2.2材料选择
        从抗震设计的角度来看,材料的结构应轻巧,高强度且表面均匀。结构构件之间的连接应具有良好的环境完整性,一致性和延展性,并能充分发挥材料的强度。根据这一原理,不同材料和整体结构的抗震性能如下:钢筋混凝土的基本结构和掺钢的混凝土。现浇钢筋混凝土的结构;钢绞线混凝土板的整体结构;预制钢水泥结构形式;在钢筋砌体墙的结构中,钢的结构可以最好地满足抗震材料和材料的明确要求。从许多大地震破坏的实例来看,钢基本结构的性能非常好,但是目前的成本和主动维护的成本却很高。

基本结构具有良好的整体感,低成本,较高的侧向强度和刚度,良好的细节设计可以充分确保整体结构的延展性,增加局部塑性区的强度不会在相反方向上产生对角裂纹,从而不会破坏水泥混凝土。预应力混凝土的结构和混凝土结构可以在稳定状态下承受较大的变形而不会产生裂纹。因此,当力大时,结构破坏小,强度不高。因此,弹性挤压变形的储能要比水泥钢筋高,但是预应力钢筋混凝土整体结构磁滞能量消耗很小,因此预应力构件通常在局部压缩区域的钢筋较少。混凝土板可能会被压缩,其承载强度会迅速上升并继续下降。因为在高强度的南部地区,有必要采取各种措施来降低疲劳强度,并采用预应力构件水泥混凝土的整体结构。
        2.3对建筑结构抗震性能进行最有效的设计
        我国现在高层建筑非常的多,而且高层建筑的建筑高度也比较高,一般都在一百米以上,所以是在设计时都会采取双筒结构,这样在施工的过程中利用筒中筒以及框架结构可以最大化的保证其抗震性,但是这还是需要相关设计人员在设计高层建筑时多考虑一些因素,与建筑的实际情况结合,保证整个高层建筑设计的稳定性和安全性,充分地考虑到每一个支撑体系的稳定性,不断地改善设计方案,使得高层建筑的抗震性达到最大,降低地震能量对高层建筑的破坏。确保从设计环节就提升高层建筑整体的抗震性,使得房屋能够最大化的在地震中保持结构稳定性,减少不必要的损失,保证住户的安全,同时也要兼顾高层建筑的美观性。
        2.4加强非结构构件设计
        ①在保证女儿墙、挑檐、门斗及雨棚等重要附属构件完整性的基础上,还需加强附属构件与主体结构的连接稳固性;②非结构墙体抗荷载力与抗剪切力等基本条件,也会在很大程度上影响主体结构的抗震性能。为此,设计人员既要优化调整主体结构的受力状态,又要改善主体结构的刚度条件,削弱非结构墙体的不利影响;③针对顶棚、天棚、吊顶等非结构构件,应结合实际情况,采取刚度连接或柔性设计等方式,增强其安全稳固性。
        2.5平面与竖向布局中的抗震设计要点
        ①竖向与平面构件应整齐简洁;②刚度重心必须与质量中心相重合。但是在竖向设计时应预防出现“头重脚轻”的情况,尽可能地降低建筑的刚度重心,同时尽可能地将错向的建筑竖向结构减少,从而通过对建筑结构的竖向高度、刚度和强度的控制确保其具有较强的均匀性,而且高出屋面的部分必须对其进行严格的控制,才能预防出现“鞭梢效应”。所以在建筑设计时应尽可能地采用规则的设计方案,否则就需要采取相应的补救方式,例如通过设置抗震缝而划分建筑,从而将其分成多个独立的个体,从而在确保造型的同时兼顾其使用功能的发挥。
        2.6提升薄弱部位的抗震水平
        民用建筑其实是一个整体,任何局部出现不确定问题,均会影响整个结构。所以,必须针对薄弱部位,加强抗震设计。具体而言,在设计目前的民用建筑时,应综合考量以下方面:首先,在设计楼层时,算出承受力和楼层承载力之比,确保足够均匀。其次,针对薄弱部分,加强变形能力的提升,以保证建筑的防震力足够强。而在民用高层建筑中,还应注意整个建筑承载力与刚度的整体协调性。最后,基于对结构设计的规范化,在保障材料质量基础上,提升民用建筑的结实程度。
        结语
        综上所述,在房建工程中,结构的抗震性作为诸多性能中极其关键的内容之一,必须引起足够的重视。为了充分保障抗震结构的性能,则必须适当提升抗震设计水平,以确保房建工程的总体抗震性满足要求,打造出真正安全、舒适的建筑。
        参考文献
        [1]冀婧.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用分析[J].砖瓦世界,2019, 000(008):37.
        [2]任向鑫.建筑结构设计中抗震结构设计技术分析[J].消费导刊,2019 (35).
        [3]张玉军,苏日飞.高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析[J].建材发展导向,2019,017(006):79.
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