王菁菁
(中土大地國際建筑設(shè)計(jì)有限公司,河北 石家莊 050021)
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是依據(jù)房屋建筑施工圖進(jìn)行內(nèi)力分析、驗(yàn)算各截面的強(qiáng)度和剛度,并確定具體的工程做法所進(jìn)行的工作。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在現(xiàn)有技術(shù)條件下,通過一系列的手段滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人類居住等一些類的功能要求,首先,要有一定的耐久性和安全性,這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最為基本的要求,設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)體系與材料的選擇上要下功夫,充分考慮抗風(fēng)、抗震、抗洪等一切防范自然災(zāi)害的不利因素,更要考慮使用周期滿足國家對房屋建筑的要求,還要考慮后期使用過程中利于維護(hù),在穩(wěn)固性與耐用性上多做功課;其次,滿足使用的便捷性與舒適性要求,這也是當(dāng)前快節(jié)奏生活的必然需求,設(shè)計(jì)師在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,要滿足這一要求,并促進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)向更加智能化、自動化方向發(fā)展;最后,達(dá)成經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益的統(tǒng)一,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)建筑的建造地點(diǎn)、規(guī)模大小、高度多少等核算成本,即達(dá)到結(jié)構(gòu)的優(yōu)化又實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,在材料選擇上盡量選擇環(huán)保新型材料,加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理,在保障質(zhì)量的前提下,為維護(hù)環(huán)境與生態(tài)做出貢獻(xiàn)。
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系主要分為剪力墻結(jié)構(gòu)體系與框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。
剪力墻結(jié)構(gòu)主要是采用鋼筋混凝土墻板建筑圍成的一種框架,這種墻板不僅代替了傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)中的梁柱,還能夠承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力,并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。剪力墻在建筑中能承受豎向的重力和水平的拉力,布置的結(jié)構(gòu)具有很大的剛度,更具有一定的空間整體性,在建筑的房間內(nèi)隱藏了梁面、柱棱角等,更方便于室內(nèi)裝修裝飾設(shè)計(jì),利于使用。剪力墻結(jié)構(gòu)主要用于高層房屋建筑建設(shè)中,屬于剛性體系,結(jié)構(gòu)也具有一定的延展性,在施工過程中也具有很強(qiáng)的整體性,這種結(jié)構(gòu)具有一定的抵御災(zāi)害的功能,在受到一次損傷后,不會給房屋建筑帶來太大影響。
又稱框剪結(jié)構(gòu),在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,水平的荷載由剪力墻承受,豎向的荷載由框架承擔(dān),其有以下的優(yōu)勢:首先,在同樣設(shè)防烈度地區(qū),框剪結(jié)構(gòu)因剪力墻抗震能力較強(qiáng),建筑物的高度遠(yuǎn)比正常的框架結(jié)構(gòu)高很多;其次,框架剪力墻結(jié)構(gòu)相對于單一的剪力墻結(jié)構(gòu),其建筑空間布置更自由,易于滿足建筑工程在建設(shè)過程中使用區(qū)域的空間需求;然后,框架剪力墻結(jié)構(gòu)在水平荷載下的整體側(cè)向變形介于彎曲型與剪切型之間,在用料、舒適度等各方面都比較適中;最后,由于框架剪力墻結(jié)構(gòu)在水平荷載下,大部分剪力由剪力墻承擔(dān),底層的框架柱截面尺寸可以做得不必過大,不僅節(jié)約了使用空間,還節(jié)約了建筑材料,為建筑企業(yè)減少了成本支出,更大程度的提升了企業(yè)的效益。
由于環(huán)境不斷惡化以及我國地形的復(fù)雜性,房屋建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中必然要考慮的因素就是建筑的抗震能力,這就要求設(shè)計(jì)師進(jìn)行必要的抗震設(shè)計(jì)。首先,對房屋建筑場地的選擇上,應(yīng)充分考慮建筑的地質(zhì)、氣候等自然條件,必要時要進(jìn)行實(shí)地考察,地勢是否開闊平坦,土質(zhì)是否堅(jiān)硬,是否易于發(fā)生泥石流等自然災(zāi)害,更應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,針對地震等災(zāi)害發(fā)生可能出現(xiàn)的位移、下沉等問題,做出相應(yīng)的解決方案,比如加固建筑物或是增加防護(hù)等,以免地震等自然災(zāi)害發(fā)生時給房屋建筑造成更大傷害,盡可能保護(hù)使用者的人身安全與財(cái)產(chǎn)安全;其次,對房屋建筑地基等基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時,應(yīng)著重考略結(jié)構(gòu)的整體性與剛性,保障地基與結(jié)構(gòu)性質(zhì)相同,尤其在施工方面盡量保持一致,在地基填埋上要求必須達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范回填夯實(shí)技術(shù),合理規(guī)劃房屋的高度與寬度,簡化并協(xié)調(diào)各部分結(jié)構(gòu)體系,尤為注意的是構(gòu)造柱的施工質(zhì)量控制,不僅要處理好縱向鋼筋的搭接與捆綁,還要以先進(jìn)后退的方式處理馬牙搓,更要按照實(shí)際要求對混凝土進(jìn)行攪拌、混合與澆筑,使房屋建筑結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)固的抗震性;最后,對防震縫進(jìn)行設(shè)計(jì)時,應(yīng)先對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的劃分,分成若干個規(guī)則獨(dú)立的小單位,在提升抗震能力的同時,保證防震縫與上部結(jié)構(gòu)分離出來,然后根據(jù)房屋建筑實(shí)際高度,設(shè)置等高的防震縫,加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)的牢固性。
在城市迅速發(fā)展的當(dāng)下,超高層建筑成為城市房屋建筑的主流趨勢,但質(zhì)量是人們關(guān)注的永恒焦點(diǎn)。在今后房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系的選項(xiàng)與抗震設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師應(yīng)通過不斷的實(shí)踐摸索,利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的問題,并通過技術(shù)要點(diǎn)的掌握與質(zhì)量的有效控制,來實(shí)現(xiàn)房屋建筑更快、更好地發(fā)展,為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提高做出巨大貢獻(xiàn)。