房建结构设计体系选型及抗震设计探讨

发表时间:2021/7/2   来源:《中国建设信息化》2021年第4期   作者:曹元超 李竹君
[导读] 房屋结构设计体系选型及抗震设计对工程整体的质量有着至关重要的影响,需要提高对这一方面的重视性,综合考虑各方面因素,不断提高设计体系选型及抗震设计的科学性及合理性,
        曹元超  李竹君
        淄博市建筑设计研究院  山东淄博  255037
        摘要:房屋结构设计体系选型及抗震设计对工程整体的质量有着至关重要的影响,需要提高对这一方面的重视性,综合考虑各方面因素,不断提高设计体系选型及抗震设计的科学性及合理性,从而保证房屋建筑工程的整体质量。为实现这一目的,本文主要针对房屋结构设计体系选型及抗震设计进行深入分析,希望能为提高房屋建筑工程质量提供一些可靠的参考依据。
        关键词:房屋结构;设计体系选型;抗震设计
        近年来,随着我国城市建设不断加快,房屋建筑工程的建设数量不断增加,对房屋建筑工程的质量提出了更加严格的要求,需要采用合理有效的手段对工程质量进行提升,以此确保房屋建筑的长久使用,满足房屋建筑使用者的各方面要求。而房屋结构设计体系选型及抗震设计直接影响着房屋建筑的建设质量,需要加强对房屋结构设计体系选型及抗震设计的研究,在促进工程质量不断提升的同时,使房屋建筑更具有舒适性及安全性。

1.房建结构设计体系选型分析
1.1结构设计体系选择应考虑到的因素
        第一,需要对周围环境进行综合考虑。建筑物的周边环境对房屋结构的选型有着较大的影响,需要对初始的设计方案进行评估,对房屋建筑结构内部的布置受到建筑选型的影响进行科学评估,以便能够在选择房屋结构的形式后,将建筑物周围环境具有的优势发挥出来,对房屋建筑基础结构的地质地貌和所处的环境进行分析,尽可能保证房屋造型、周围环境与房屋结构设计的和谐统一。
第二,必须考虑到房屋建筑功能的要求,确保房屋结构设计的有效性。随着房屋建筑功能发生变化,那么房屋建筑的选型和设计也要做出一定的改变,按照房屋建筑的使用需求进行布置,有效划分各个房屋结构的功能,使房屋建筑功能与房屋结构资源能够有效结合。当前房屋建筑的功能越加复杂,房屋建筑的使用需求发生了较大变化,这就需要对房屋建筑的功能进行合理划分,有效规划房屋建筑的内部空间,对房屋建筑设计和房屋结构的相关要求进行综合考虑,从而提高房屋建筑选型的科学性。
第三,对房屋结构材料的功能及特性进行充分考虑。对于房屋建筑结构的选型,必须对房屋建筑结构材料的选择进行充分考虑,深入分析房屋建筑结构材料的特点、功能和基本特性,对房屋建筑结构的特点及优势进行分析,进而对房屋建筑结构进行合理调整。目前房屋建筑结构材料包括了钢铁、水泥等等,且钢铁的性质及成分出现较大变化,能够为调整房屋建筑结构提供更多的选择[1]。基于这一情况,在选择房屋建筑结构材料的时候,可以根据不同的造型方案制定不同的具有多种选择的方案。
1.2不同房建结构的选型
(1)竖向承重结构的选型。竖向承重结构是房建结构设计中的一个重要部分,需要保证材料的刚度及强度达到要求,合理控制房建结构的可承受重力,以便能够充分发挥房建结构的使用功能。一般在采用竖向承重结构的时候,房建楼层的数量不多,且抗裂能力相对较弱,使得房屋建筑承受重力的位置处于较低的地方,可以得知这一建筑结构的选型不符合高层建筑。
(2)水平承重结构的选择。水平承重结构是指以相关的水平结构实现重力承载的建筑结构,在选择水平承重结构的情况下,该结构包括了密肋楼盖、无梁楼盖等等,而增加房屋建筑的楼层是这一结构的最大特点[2]。
(3)下部结构的选型。下部结构是高层建筑中的重要部分,只有保证房建结构的选型合理,才能够保证整个结构的安全性,且可以降低工程的造价成本,缩减工程的施工时间。一般在高层房屋建筑结构的选型中,比较常见的基础形式包括了交叉梁基础、柱下独立基础、片筏基础。其中交叉梁基础是一种双向条形基础,比较适合土质条件一般、层数较低的剪力墙和框架等结构中;其中柱下独立基础比较适合土质良好、层数较少的框架结构,若是遇到岩石地质,可以利用锚杆在岩石上完成基础的锚固,且锚入的长度应大于40d;其中片筏基础比较适合土质较差、层数较多的建筑结构。

在地下水水位较高、基岩埋置深度较大的情况下,可以选择片筏基础,不仅能够降低工程的造价成本,还可以缩短房屋建筑的施工工期。

2.房建结构抗震设计要点分析
2.1结构性能目标分析
        (1)结构抗震性能要求。在房屋结构的抗震设计中,需要掌握房屋结构相关的技术规程,在房屋建筑工程属于B级的情况下,则房屋建筑结构性能可以设置为C级,为实现C级的性能目标,在房建结构面临地震问题的时候,可以满足第一抗震性能的基本水准,且需要在设了防烈度地震的时候,满足第二抗震性能的水准,在面对罕见地震的时候,需要满足第三抗震性能的水准[3]。
        (2)地震作用下结构设计要求。在房建结构面临地震问题的时候,需要保证房建结构构件的承载力和复合结构的变形情况与弹性设计要求互相满足。通过进行弹性计算分析,房建结构沿着主轴出现了相似的振动形式,确保房建结构的周期及振型等等处于合理范围,且房建结构出现的地震作用必须符合高度的分布情况。其次,需要保证连梁截面、剪力墙、剪应力的控制要求以及配筋等各方面的合理性,在设了防烈度地震的时候,部分连梁正截面和框架梁应处于屈服阶段,确保房建结构进入弹塑性。最后,在房建结构面对罕见地震的时候,大部分的消耗能量构件及竖向构件应处于屈服阶段,准确分析房建结构的弹塑性。
2.2抗震设计步骤
        为发挥抗震设计在房建工程中的作用,需要充分了解房建结构抗震设计的基本步骤,其主要体现在以下几个方面:①对地震参数进行合理选择,使房屋结构在弹性作用下的地震效应得以完整地呈现出来,之后确定自重载荷、风载荷等等,掌握这些因素带来的影响,结合工程的承载力情况来调整抗震系统,从而保证抗震设计的水准,确保房建结构的构件截面得以按时完工。②对地震振动的参数进行合理选择,依据地震振动的参数对房屋结构的位移量及其他参数进行分析,按照抗震设计的要求将参数控制在允许范围,且需要保证房屋结构的变形能力及延伸性,使建筑设计的基本要求得到满足。③选择符合第三水准的地震震动参数,对房屋整体结构的数据进行分析,比如薄弱层位移计算,确保计算结果符合设计规范,使抗震设计能够满足第三水准的要求[4]。
2.3砖混结构的建筑设计
        部分房屋建筑属于砖混结构的建筑,需要沿着楼板标高进行水平圈梁设置,以此提高外墙与内墙的联系,使房建结构设计的水准得以提升。通过合理布置水平圈梁,可以对预制板的散落问题进行有效预防,最大程度降低砖墙出平面的发生概率。由于水平圈梁是房屋建筑中的一种边缘性构件,可以对楼盖水平刚度进行提升,进而降低房屋建筑面临地震时的裂缝发生率。对于已经出现的墙体裂缝,需要及时进行有效处理,将裂缝控制在最小范围,杜绝出现建筑不均匀沉降的现象。对于构造柱的设计,需要坚持科学合理的原则,对房建结构的整体性进行有效维护,对房建结构的脆弱性进行改善,使房建结构的延展性得到保障[5]。同时,在构建各个开间的时候,应选择构造柱墙体,以此提高房建结构的抗变形性能。对于楼层数较多的砖混建筑,这一方法提高抗裂能力的效果不够理想,要求工作人员提高对这一方面的重视性,减少对水平圈梁的使用。

3.结语
        综上所述,房建结构设计的专业性及综合性较强,需要充分考虑到房屋建筑工程的实际情况,做好各方面的计算和分析,合理选择设计体系选型及抗震设计方法,从而提高房建结构设计的合理性,确保房屋建筑工程的整体质量,进一步使房屋建筑使用者的生命安全及财产安全得到充分有效地保障。
参考文献:
[1]张临康.房建结构设计体系选型及抗震设计分析[J].中华建设,2020(09):76-77.
[2]魏明.试论房建结构设计体系选型及抗震设计[J].智能城市,2019,5(24):20-21.
[3]张皓勇.分析房建结构设计体系选型及抗震设计[J].建材与装饰,2018(30):108-109.
[4]邢彬彬.房屋建筑结构设计体系的选型及抗震设计探讨[J].住宅与房地产,2018(12):75.
[5]赵玲.房建结构设计体系选型及抗震设计[J].山东工业技术,2018(08):132.
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