孙红林
(贵州省建筑设计研究院 贵州贵阳 550001)
房屋建筑结构选型分析及抗震设计
孙红林
(贵州省建筑设计研究院 贵州贵阳 550001)
我国建筑业的发展,要求在设计房屋建筑时必须重视建筑结构的科学选型,从而保证建筑工程的整体质量,尤其针对多地震地区,必须重视房屋建筑的抗震设计,以达到保障人们居住安全的目的。本文探讨了房屋建筑的设计过程中,建筑结构的选型以及具体的抗震设计措施,以供参考。
房屋建筑;结构选型;抗震设计
建筑业是现代城市化进程的重要组成部分,对于城市的经济与社会发展而言,具有重要的影响。由于经济技术的不断发展,建筑规模的不断扩大,房屋建筑的设计过程中,日益重视结构选型的功能性、稳固性与安全性,尤其是房屋建筑抗震设计的重要性逐渐凸显出来,逐渐形成建筑工程新时期的发展方向。
2.1 影响因素
2.1.1 使用功能
房屋建筑的主要用途,包括居住、办公、酒店、医院等,而为了满足房屋建筑的这些功能特点,需要结合实际情况,设计建筑平面、立面布置,科学合理地选择结构形式,通过对房屋建筑实际用途的调查与了解,才能够选择合适的结构形式,保证建筑工程的功用性,筛选相适应的结构体系。
2.1.2 经济因素
房屋建筑项目所涵盖的范围较广、规模较大,所需要花费的成本较高。建筑工程的经济指标,即是指建设项目是否可以达到预期效益,设计阶段保证结构安全,实现结构的优化,以获取最大效益。通过对结构方案的综合经济分析,作为重要参考,充分考虑长期运营的经济因素,从而确定最终结构方案的经济性。
2.1.3 受力准确性
房屋建筑结构设计时应考虑整体的工作性能,不同的结构形式,其受力特点也不尽相同。设计时要注意提高其延性,如强柱弱梁,强剪弱弯等。针对常见的剪力墙结构体系,布置时应集中相邻墙体尽可能拉通并对齐,可提高结构的抗侧移能力。
2.1.4 施工技术水平
技术的发展有助于推动新结构体系的出现,在建筑项目中高水平的施工技术及工艺可完成复杂且高要求的标准,因此,施工技术水平的高低决定了最终建筑的整体性能,同时也对选型有重要的影响。
2.2 房屋建筑常见结构选型
2.2.1 框架结构
梁、楼板与柱等构件构成了建筑框架结构,其优点是延展性好,建筑空间大,结构的自重比较轻等。建筑框架结构中填充墙多采用轻质隔墙,其有着良好的经济性和轴向稳定性。
2.2.2 框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构,简称为框剪结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。
2.2.3 剪力墙结构
剪力墙结构具有良好的整体性,并且较大的侧向刚度,水平力的作用下侧移量比较下,对房间内部的布置有利。
3.1 科学选址
科学选择房屋建设地房屋的选址极为关键,在进行结构设计之前需要考虑周围外部环境,尽量避开泥石流、滑坡以及自然灾害频发的区域。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.3.1条针对建筑场地的选择专门作出了规定。
3.2 选取合理的平面和立面布置
建筑物遭受水平地震作用的状况下,建筑物结构设计要具双向性,在实施建筑结构设计抗震的构造布置上,建筑结构要能够抵抗所有方向的地震,在设计之初,应与建筑师密切配合,确定合理的平面和立面布置。
3.3 选取合理的结构形式
选取合理的抗震结构系统:①要有多道抗震防线,防止由于部分结构或构件破坏而造成整个系统丧失抗震能力;②要具有优良的耗能、变形能力与必要的强度。一个没有充足延性,只有相对高的抗侧力强度的抗震构造系统,在地震时非常容易遭到破坏;③结构刚度与强度分布要合理。结构系统要具备合理的刚度与承载力分布,防止由于部分削弱或突变产生薄弱位置,形成太大的塑性变形集中,对可能会发生的薄弱位置,要使用措施把抗震能力提高。以上均为《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.5.2条的要求。
3.4 保证房屋刚度
提高房屋抗震能力的另外一个举措就是保证房屋有足够的刚度。①要对房屋建筑材料进行筛选,尽量使用混凝土材料,有效提升房屋的稳定性。②对于一些年老失修的房屋而言,不能二次建造,但可以通过进一步加固的方式提高房屋的稳定性。此外,还要加大对房屋材料使用的研究力度,寻找最优的房屋建筑材料,以提高房屋的抗震性能。
房屋建筑结构设计作为综合性技术工作其实用性非常强,由于房屋结构体系日益复杂,建筑平面的功能也日益提高,在房屋建筑的结构设计与选型方面,相应的要求也不断提高。因此,基于房屋建筑稳定与安全的基础上,对房屋建筑的结构进行科学设计与合理选型,加强抗震设计,对于不断推动建筑设计发展而言至关重要。
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TU352.1+1
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1004-7344(2016)23-0301-01
2016-7-19