汪天恩+張文

摘 要：作為我國經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的房地產(chǎn)行業(yè)近些年來發(fā)展迅速的同時(shí)也帶給了建筑行業(yè)很大的挑戰(zhàn)。目前由于我國房建規(guī)模的不斷擴(kuò)展給房屋建筑的設(shè)計(jì)帶來了很大的困擾，尤以結(jié)構(gòu)體系與抗震方面為主。本文則以房建設(shè)計(jì)為探討對(duì)象，將從三個(gè)方面進(jìn)行探討，第一方面是房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，第二是房建結(jié)構(gòu)體系，第三是房建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，希冀對(duì)同類建筑設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：房建；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系；選型；抗震設(shè)計(jì)

前言：在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系正被越來越多的因素影響著。雖然已經(jīng)發(fā)展了很長一段時(shí)間，但是我國的房屋設(shè)計(jì)還處于較弱的階段。就好比目前有很多設(shè)計(jì)由于重心多放于美觀而忽略了結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了建筑的結(jié)構(gòu)和抗震的功能較差，存在很多的安全隱患。所以房建的抗震設(shè)計(jì)必須被重視起來，無論是在地震的高發(fā)區(qū)亦或者是低發(fā)地帶都要重視，這樣才能確保建筑結(jié)構(gòu)的安全與可靠。

一.房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

（一）水平荷載。房屋建筑相比于其他的建筑對(duì)水平荷載的要求更高，要考慮的因素也有很多。因?yàn)樗胶奢d影響的不僅僅是抗震能力，同樣它也是選型的重要參考對(duì)象。據(jù)相關(guān)理論研究發(fā)現(xiàn)建筑所形成的高度和建筑自身重力、軸力設(shè)計(jì)等一些參數(shù)成正比。而且房建所形成的傾覆力矩參數(shù)和豎直構(gòu)件的軸力參數(shù)和層高二次方值也成正比，所以對(duì)固定高度的建筑而講，豎直荷載是恒定不變的，但是風(fēng)荷載與地震的參數(shù)卻是變化的，房建結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性選型會(huì)影響它們，所以當(dāng)建筑高度達(dá)到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，房屋建筑的豎直荷載參數(shù)會(huì)保持在一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，我們要注意這個(gè)問題并給予一定的重視[1]。

（二）軸向因素變形。對(duì)高層的房屋建筑而言，其所承受的主要荷載是豎向的荷載且一般數(shù)值都比較大，這就容易造成房屋建筑的梁柱位置發(fā)生軸向變形，最后使得連續(xù)梁彎矩?cái)?shù)值也發(fā)生變化進(jìn)而導(dǎo)致最后建筑梁部位的負(fù)彎矩下降。除了這以外，豎直荷載較大的情況下同樣會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件下料長度發(fā)生變化，這就表明施工設(shè)計(jì)人員要按照實(shí)際的要求來測(cè)量軸向變形下料的長度而不要主觀臆斷。

（三）側(cè)向位移。在傳統(tǒng)中，因?yàn)榻ㄖ母叨纫约翱缍炔粫?huì)太大所以對(duì)側(cè)向位移的要求并不高。但是在高層建筑發(fā)展迅速的今天，側(cè)向位移對(duì)建筑的影響卻不可忽略甚至是至關(guān)重要的。當(dāng)建筑的層高較高時(shí)，它們的側(cè)向位移會(huì)隨之增大，建筑會(huì)在水平方向發(fā)生擺動(dòng)現(xiàn)象。所以有時(shí)候建筑為了減小建筑的側(cè)向位移會(huì)在立面上開出一個(gè)“洞”以減少在水平方向的擺動(dòng)。通過這我們可以看出高層建筑在水平荷載的影響下會(huì)發(fā)生不同程度的側(cè)向位移，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致建筑倒塌，所以設(shè)計(jì)人員一定要注意將建筑的側(cè)向位移參數(shù)控制在一定的區(qū)域中。

（四）建筑結(jié)構(gòu)的延展性。高層建筑相比較于低層建筑而言，高層建筑對(duì)結(jié)構(gòu)柔性的要求更高一些，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)柔性參數(shù)會(huì)影響地震作用在房屋建筑上的作用力。所以為了使建筑在受到較大作用力時(shí)還能夠有較避免發(fā)生倒塌事件的發(fā)生，設(shè)計(jì)人員要做出一定的相關(guān)措施去穩(wěn)固房屋建筑的結(jié)構(gòu)延展性從而確保建筑一定的安全性。

二.房屋建筑的結(jié)構(gòu)體系

（一）工程概況。某工程項(xiàng)目，地上共47層，高174.1m，標(biāo)準(zhǔn)層均為3.6m，地下設(shè)2層整體地下室?？偨ㄖ娣e約8.8萬m2。擬采用人工挖孔樁地基，筏型基礎(chǔ)；上部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)體系。

（二）剪力墻結(jié)構(gòu)體系。作為在建筑中用鋼筋混凝土來替代框架結(jié)構(gòu)的梁柱形成的剪力墻結(jié)構(gòu)，它使得控制結(jié)構(gòu)水平力更有效，同樣也是外部荷載承受的主要部分。在房屋建筑體系中，單片的剪力墻承受了近乎所有的水平力和豎直方向上的力，這種剛性結(jié)構(gòu)體系具有一定程度的結(jié)構(gòu)延展性，從而使得受到的作用力能夠有效的進(jìn)行傳導(dǎo)。正因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的完整性，所以才能有效的抵御地震帶來的作用力使得建筑能夠向更高處發(fā)展。

（三）框架-剪力墻體系。對(duì)于一些必須使用框架結(jié)構(gòu)的房屋建筑而言，有時(shí)候由于框架結(jié)構(gòu)體系的剛度與強(qiáng)度較低，不足以滿足房建規(guī)范使建筑很難達(dá)到既定的要求，所以在現(xiàn)場工作的施工人員會(huì)按照相應(yīng)的需求將建筑一些框架結(jié)構(gòu)用剪力墻替換掉，所以就“誕生”了所謂的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。對(duì)于建筑而言，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在受到水平力的情況下仍能夠和梁柱形成連接并且剛度不低。而存在樓板的作用力時(shí)，梁柱和樓板則會(huì)形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系。在這個(gè)體系中，房屋建筑的豎直方向的荷載主要由框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)，剪力墻則承擔(dān)水平作用力。在進(jìn)行剪力墻的布置替換中，設(shè)計(jì)人員可以通過增大側(cè)向剛度以減小水平位移，同時(shí)還能夠減小框架結(jié)構(gòu)的水平剪力來使所受內(nèi)力在豎直方向分布更加的均勻。綜上所述我們可以看出，相比較單獨(dú)的框架結(jié)構(gòu)與剪力墻，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)更能滿足建筑的需求，同樣的更加適應(yīng)建筑的發(fā)展。

（四）筒體體系。顧名思義就是通過筒狀結(jié)構(gòu)來抵御側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。一般分為兩種方式，其一為實(shí)腹筒，其二為空腹筒。相比于其他的結(jié)構(gòu)體系，筒體體系有較強(qiáng)的強(qiáng)度與剛度，而且不同構(gòu)件之間的受力更為合理使得其具有了較強(qiáng)的抗震能力。較常用于跨度大、空間大的超高層建筑中。

三.抗震設(shè)計(jì)分析

（一）房建抗震存在的問題。第一，不能充分的考慮實(shí)際施工情況。建筑抗震設(shè)計(jì)很多時(shí)候抗震的參數(shù)并不是通過計(jì)算得出的，而是沿用固有的參數(shù)，這就容易導(dǎo)致建筑的實(shí)際抗震能力和所得出的不相匹配。假設(shè)將來發(fā)生地震，建筑明面上能抵御7級(jí)地震，實(shí)際只能抵御5級(jí)，那這就容易出大問題。第二，沒有合理規(guī)范的設(shè)計(jì)理論作為指導(dǎo)[2]。由于我國對(duì)抗震的不夠重視導(dǎo)致了我們對(duì)地震的不夠了解，所以我們很多的建筑設(shè)計(jì)中防御地震的規(guī)范不夠全面、不夠合理，建筑容易存在安全隱患。

（二）房建抗震理論分析。大致可以分為反應(yīng)譜理論、動(dòng)力理論、擬靜力理論等。對(duì)反應(yīng)譜理論而言，要把抗震的重心放在地震時(shí)其加速度的特征方面。對(duì)動(dòng)力理論來說，要把重心放在計(jì)算方面，要把地震的過程看作是獨(dú)立的時(shí)間過程。對(duì)于擬靜力理論，抗震的核心在于地震參數(shù)大小的計(jì)算，通過地震系數(shù)與房建結(jié)構(gòu)重量乘積來進(jìn)行計(jì)算[3]。

（三）房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)容。根據(jù)要求分為“三水準(zhǔn)、兩階段”，“三水準(zhǔn)”指小地震不能使建筑被破壞、中型地震后建筑還可以通過修繕而完整、大地震后建筑不能倒下。“兩階段”第一階段，用合適的地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算房建結(jié)構(gòu)在彈性作用下的地震效應(yīng)。第二階段，同樣采用第一階段中計(jì)算地震動(dòng)參數(shù)的方式去分析房建結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)內(nèi)容。

（四）對(duì)于那些形體較為奇怪的亦或者是高度有一定限制的建筑而言，它們的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要采取時(shí)程分析法，主要對(duì)多遇地震的補(bǔ)充計(jì)算。

四.結(jié)束語：從上文看來，在建筑設(shè)計(jì)以及施工過程中，不僅要將結(jié)構(gòu)體系的選型與抗震設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合起來，同時(shí)還要充分的考慮建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范以及要求，切不能憑借主觀的判斷行事。而在考慮設(shè)計(jì)的同時(shí)還要保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性以及質(zhì)量和剛度的均衡分布以防止扭轉(zhuǎn)地震效應(yīng)的情況出現(xiàn)。在確保建筑結(jié)構(gòu)具有合格抗震性能的同時(shí)也給人們的生活安全提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]張翀.房屋建筑結(jié)構(gòu)體系選型及抗震設(shè)計(jì)[J].四川建材.2016（6）：44—45

[2]武彥章.房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及抗震設(shè)計(jì)[J].科技傳播.2013（5）：89

[3]符勇.探討房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及抗震設(shè)計(jì)[J].中華民居.2014（10）：117—118endprint