探讨房建结构设计体系选型及抗震设计

摘 要：在建筑行业，结构设计体系选型以及抗震设计一直是关注的重点，因为这两种要素直接关系着房屋建筑的质量，因此如何综合考虑这两点，同时满足业主的要求是设计师的重要任务。本文从房建概况入手，综合分析房建结构设计和抗震设计的要点，以期为同类设计提供借鉴，并促进建筑行业的健康快速发展。

关键词：房建；结构设计；体系选型；抗震设计

引 言

随着城市化规模的日益扩大，房建项目正如火如荼的展开，尤其是高层建筑物。但是目前国内的建筑设计存在的种种弊病，严重阻碍着其发展步伐。建筑设计师过分关注建筑物的美观性，对建筑结构问题理解不够深入，导致一部分建筑物存在安全隐患。结构设计体系选型及抗震设计作为建筑设计中的两大要素，应引起设计人员的高度关注。

1 房建设计概况

1.1 房建结构设计体系选型应考虑的因素

1.1.1 综合考虑周围环境

建筑物的周围环境对其结构和选型也有着非常重要的影响，这种情况下，有关部门应该根据现有的已经掌握的相关的建筑物周边环境以及自然环境的特点，对其基本的设计方案的合理性进行评估。此外，还要根据建筑物的急促结构的位置所处的环境即相关的地质条件和地貌特点对其将结构的合理性进行分析，然后在对建筑物内部的结构布置进行确定，因为周围环境影响着总体的建筑选型，而建筑选型又间接的决定了建筑物内部的结构的布置情况，所以要在建筑结构的形式确定的过程中充分的发挥周边环境的优势，将其设计同周围环境和谐统一。

1.1.2 结构设计满足建筑功能要求

不同的建筑物在使用的过程中，根据其功用的不同，也应该对建筑设计和选型进行调整，即根据不同的建筑使用需要对不同的建筑结构进行区别布置，可以有效的实现对建筑结构的资源的充分利用。目前，我国的建筑的功能逐渐的趋于多样化，用户对于建筑工程的使用功能的多样化需求也在不断的增加，所以为了更好的实现对功能的划分，应该注重对建筑内部的空间的合理规划。在建筑选型的过程中充分的考虑建筑功能的要求和需要，不仅可以有效的提高建筑的使用效率，还能够实现对建筑结构的费用的节约。

1.1.3 充分考虑结构材料的特性和功能

建筑物的结构材料也是影响其结构选型的一个非常重要的方面，即在建筑结构的选型的过程中，要充分的考虑不同材料的使用特性，对材料的使用功能和特点进行分析，以更好的实现对材料的使用，并且应该在结构的选型和结构的布置的过程中充分的发挥建筑结构的优势和特点，实现更好的建筑结构调整。现代建筑的基本结构材料主要是钢铁，但是随着建筑的不断发展，钢铁的成分和性质的变化也为建筑的结构调整提出了更加多样化的选择。

1.2 房建抗震设计存在的问题

近些年来，我国建筑抗震技术有一定程度的改进。但是和国外先进技术相比，我国建筑抗震设计行业发展速度缓慢，还不能妥善处理建筑设计和抗震设计之间的关系；虽然我国引用了西方发达国家抗震设计的先进理念，但是在实际设计施工过程中未能充分考虑建筑自身的实际情况，抗震设计理论技术的存在以下问题：①未能充分考虑实际的设计施工情况。在实际的建筑抗震设计过程中，抗震设计从固有参数出发，未能充分考虑实际情况，设计按照“计算设计”这一思路来完成，对于一定抗震和力学参数统一规范。例如在我国建筑抗震设计中，将地震降级系数固定为2.81，把小级别的地震固定了统计学意义。许多小级别地震被用于构造设计中，构造截面的实际承载力设计以及变形检测计算未能结合实际情况。②没有合理规范的设计理论作指导，实际经验不足。仅我国目前的形式而言，我国研究地质地震的投入力度不够，对地震的认识不够全面，对地展成因和预测的研究力度不足，防御地震的规范不够合理、科学。建筑地震设计没有合理规范的设计理念作指导，缺乏科学依据，使得建筑设计未能满足抗震目标。

2 高层建筑结构设计体系选型的要求和特点

2.1 竖向承重结构的选型

竖向承重结构的最重要的特点就是在建筑的结构设计的过程中，对于材料的强度和刚度的要求比较高，即为了更好的实现结构功能的发挥，要严格的控制竖向结构中的承重能力。这种结构形式主要应用于建筑层数比较少和抗烈能力低的建筑设计中，由于该种建筑形式的承重点都处于较低的位置，所以在采用这种结构选型的过程中，不适合应用于高层建筑中。

2.2 水平承重结构的选型

所谓水平承重结构，就是在建筑的应用过程中，重力的承载主要是由相关的水平结构来实现的，一般来说主要包括平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖几种，这些结构的最大的应用优势就是可以实现对楼层层数的增加。

2.3 下部结构的选型

对建筑物而言，尤其是高层建筑物，其基础是重要组成部分。它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。高层建筑基础形式选择的好坏，不但关系到结构的安全，而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。高层建筑基础形式通常有以下几种：①柱下独立基础：适用于层数不多、土质较好的框架结构。当地基为岩石时，可采用地锚将基础锚固在岩石上，锚入长度≥40d。②交叉梁基础：即双向为条形基础。适用：层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架-剪力墙结构。③片筏基础：适用于层数不多土质较弱或层数较多土质较好时用。当基岩埋置深度很深，水下水位又很高，但是在距地表浅处有一定承载力和一定厚度的持力层时，选用片筏基础比选用桩基础可以节省投资和缩短工期。但片筏基础的刚度较弱，应注意对基础不均匀沉降、变形和裂缝进行验算。当地下水位很高时，还要进行抗浮验算。

3 房屋建筑结构抗震设计分析

3.1 建筑构件和连接节点的处理

建筑立面和建筑室内空间布置出现了更高层次的要求，使得建筑设计中采用的建筑构件种类、样式不断增多。立面利用外贴大理石、瓷砖等，室内装饰采用吊顶、人工藝术造影、悬挂的装饰图画等。在实际施工设计过程中要充分考虑这些材料、构造的抗震能力以及和建筑物结构的连接问题。外贴的大理石、瓷砖必须要保证其和建筑物主体结构锚拉的牢固性，保证在地震时不会坠落；保障悬吊的灯具、悬挑的人工艺术造景和建筑主体的连接点的强度，防止地震时坠落砸伤人。

3.2 满足设计限值要求

在实际设计及施工过程中，要严格遵循《建筑设计抗震规范》中相关抗震要求限值的规定，在8度的防烈度情况下，粘土砖多层建筑物的高度不能大于18m，建筑层数不能大于6层等，超过相关规定时，会影响建筑抗震能力。此外对于建筑局部的墙体尺度要控制在最小限值，保证墙体截面的抗地震程度能满足抗震要求，从而避免墙体出现开裂或是倒塌等破坏问题。

3.3 顶部建筑抗震设计要点

顶部建筑不能过高过重。过高、过重的顶部建筑会增大变形，增加自身地震能力，相对削弱下部建筑物的抗震能力。要保证建筑重心和下部建筑重心的一致。顶部建筑较高，顶部建筑抗震稳定性能良好，变形会变小，从而不会出现扭转地震的情况。所以在实际的建筑抗震设计过程中，要选择强度高、刚度均匀、轻质的结构材料，保证不会阻碍建筑结构的抗震能力。

3.4 房建的体型设计要点

建筑物体型设计也是房建设计的重要环节，建筑物的体型设计主要包括建筑物的平面形状、立体空间布置的设计。在实际的建筑物体型设计过程中，要尽量保证建筑物平面和空间形状的简单、整洁、规则，利用矩形、方形、圆形的平面形状可以有效地抗震：尽量利用外凸、内凹的体型：尽可能地避免建筑物侧翼的不对称或过长；体型结构布局方面要保证建筑物构造的刚度能均衡分布，防止由于体型的不对称造成构造质量和刚度的不对称，从而导致建筑物在抗震过程中出现扭转情况。

3.5 房建的平面设计要点

建筑的平面设计作为建筑设计过程中的重要环节，直接体现着建筑物的用途和使用要求，也关系着建筑物的抗震能力。因此建筑平面的设计要充分考虑到结构质量和刚度的均匀分布；针对剪力墙的设计要尽可能地和构架抗震目标相结合；对较大刚度的电梯、楼层要采用居中布置的设计方式，防止重心偏离出现的扭转地震反应。建筑物平面设计要充分考虑建筑结构抗侧力构架的合理设计问题，保证建筑物的用途和抗震要求相结合，发挥建筑设计在抗震设計过程中的基本作用。

3.6 房建的竖向设计要点

建筑物的竖向设计主要体现在建筑物的沿高度建筑构造刚度和质量的设计中。在工业建筑和民用建筑的设计施工过程中，单层建筑和多层建筑都存在竖向布置的设计问题。在实际设计施工过程中，要尽量保证建筑沿竖向的刚度和质量分布均衡，高度关注剪力墙的设计均匀问题，保证剪力墙可以沿着竖直方向贯穿到建筑物的底部中，从而防止建筑楼层的刚度过小。

4 结束语

综上所述，在建筑物建设中，要把结构设计体系选型和抗震设计有机结合，充分发挥建筑设计在抗震上的基础作用。充分考虑建筑设计要求，保证建筑结构的质量和刚度的均衡分布，从而防止扭转地震效应的出现，保证建筑设计在建筑抗地震设计中能发挥有效作用，提高建筑物的稳定性和性能。

参考文献

[1]王海翠.我国高层建筑抗震结构设计初探[J].科技传播，2011（10）：87.

[2]康珍珍.高层建筑结构体系分析及结构选型模糊决策研究[D].辽宁工程技术大学，2006：102～108.

[3]刘建文.高层建筑结构选型与布置及剪力墙合理数量研究[D].湖南大学，2006：236～239.

作者简介：符勇（1979-），男，仡佬族，贵州省务川县人，本科，工程师，从事方向为结构设计。