试论房建结构设计体系选型及抗震设计

试论房建结构设计体系选型及抗震设计

李元平

贵阳建筑勘察设计有限公司贵州市贵阳市550081

摘要：建筑业属于各城市现代化建设推进的关键组成部分，其直接影响城市的经济发展水平。近些年来我国处于高速发展阶段，由此促进了建筑行业的发展与进步，无论是建筑类型还是建筑规模都出现较大转变，城市现代化建设迈入全新的发展阶段，高层建筑模式越来越普遍。与此同时，房间结构设计体系选型和抗震设计的重要性越发凸显，有关人员需要结合当前阶段房屋建造的基本特征提升其结构设计体系选型和抗震设计的有效性，旨在提高房建的质量并促进我国建筑行业的进一步发展。

关键词：房建结构；设计体系选型；抗震设计

随着我国建筑行业的进步和房屋建筑项目的快速发展，其结构设计体系选型和抗震设计等方面受到各施工单位的高度关注和重视。于选型而言，需要对建筑结构设计体系和城市发展的统一性进行保证；于抗震设计而言，需要结合地区地震发生频率和建筑地的地质结构提升抗震标准，进而切实增加房屋建筑的安全性。所以说，后续开展房屋建筑设计时需要保证结构设计体系选型与抗震设计的协调性。

一、简单分析房建结构设计体系选型

1.分析房建结构设计体系选型需要考虑的各项因素

第一，环境因素。就房建结构的类型和选型而言其受到周围环境的直接影响，所以说，有关部门要对基本设计方案进行合理评估，并对建筑物选型于建筑物内部结构布置的间接影响进行评估，确保建筑结构形式时可将周边环境的优势充分发挥。基于建筑物基础结构所处环境、所处地质状况需求、地貌特征的科学合理分析上保证建筑结构设计、建筑造型及周围环境的和谐性和统一性。

第二，建筑功能因素。不同的建筑物其功能存在一定差异，因此建筑设计和选型需要随之做出相应的调整，将建筑物的实际使用需求作为依据进行布置，并区分不同建筑结构的有效功能，完美结合建筑结构资源和建筑功能。当前阶段我国建筑功能向多样化、综合化以及复杂化趋势发展，用户对于建筑物的使用需求不断提升。所以说，要确保将建筑物的使用功能科学划分，并保证建筑物内部空间划分的合理性，然后基于建筑结构、建筑结构设计等有关规范要求综合考虑的基础上开展建筑结构的科学选型工作，在对建筑物功能需求进行满足的同时提升其使用率。此外，有利于建筑建造与运营成本的降低，建筑企业的经济效益随之提升。

第三，材料特性和功能因素。

对于建筑结构选型而言，需要对众多因素进行考虑，其中建筑结构材料是需要考虑的基本因素，需要结合建筑功能全面且细致的对有关材料基本特性、材料功能和特征进行分析，并且于建筑选型和布置过程中对建筑结构所具有的优势及弊端进行充分考虑，进而做到对建筑结构的合理调整。综合来看当前阶段的建筑基本结构主要材料是水泥和钢铁，随着建筑材料科学性的不断提升，钢铁材料成分与性质随之发生相应变化，为建筑结构的调整提供了更加多样化的选择。所以，选择材料时可对具有多种选择的不同方案进行执行，使其可与不同造型方案进行配套使用。

2.分析不同结构的选型

第一，竖向承重结构选型分析。综合来看竖向承重结构，其主要特征是设计房建结构时需要高度重视材料强度和刚度的要求，并有效控制房建结构的实际承重能力，以便于建筑结构功能的充分发挥。通常情况下此类结构形式会在建筑层数相对较少以及抗裂能力较差的建筑建设中应用。此类建筑形式的承重点所处位置相对较低，所以说高层建筑中无法对此类结构选型进行应用。

第二，水平承重结构选型分析。对建筑物进行应用时需要通过相关水平结构对重力承载的建筑结构进行实现，也将其称之为水平承重结构。通常情况下此类结构会包含无梁楼盖结构、密肋楼盖结构、肋形楼盖以及平板体系集中类型，应用此些结构的最大优势是可有效增加楼层层数。

第三，下部结构选型分析。于高层建筑而言，基础选型是其最重要的组成部分，也将其称之为下部结构。由此可见，此类结构选型的好坏会对结构安全、建筑工程造价、施工工期等产生直接影响，所以必须重视高层建筑的基础选型，其直接关乎高程建筑的安全性、实用性以及经济性。通常情况下高程建筑的接触形式可以分为以下几种：A.柱下独立基础：此类基础通常情况下在层数较少、土质较好的框架结构进行应用。如为岩石地质地基时，需要利用地锚在岩石上将基础锚固。此处要注意锚入长度需要在40d以上。B.交叉梁基础：可理解为双向条形基础。此种基础结构使用于层数不多、土质一般的框架、剪力墙及框架-剪力墙结构。C.片筏基础：此类基础主要在层数不多、土质相对较弱或者是层数较多的一些土质应用，当埋置的岩层深度较大、地下水水位较高、地表浅处存在一定承载力和厚度持力层时，可以考虑对片筏基础进行应用，不仅可做到投资成本的有效节省，而且可以缩短施工工期。如片筏基础刚度较弱，要验算好基础的不均匀沉降、变形和裂缝；如地下水位相对较高时则需要对结构的抗浮能力进行验算。

二、探讨房建结构抗震设计

1.简述工程概况

本文以我国印江县梵山净水兴鑫印象城项目为例进行房建结构抗震设计的探讨。该高层建筑的使用功能为商业+办公楼及商业+住宅，地下2层、地上办公楼为5+21层，住宅为5+25层，地下室层高4.2M，住宅标准层层高为3米，办公楼标准层层高为3.6m，裙房层高为5.2m+3x4.2m+5.9m，超过地面的主高度是98.7米及99.3米。该建筑的总面积为74004.8㎡，地下建筑面积为10117.8㎡。该场地类别为Ⅱ类，基础类型为人工挖孔桩基础，桩长为4.5米左右，桩身直径为900mm~2800mm，单桩竖向承载力特征Ra=4500KN~23000KN，桩进入持力层程度为0.5米。地上部分主要应用现浇钢筋混凝土框支剪力墙及框架剪力墙，地下没有塔楼的地下室采用现浇混凝土框架结构。地下一层相关范围的抗震等级同地上一层主楼，地下二层抗震等级降低1级，但不低于4级。

2.分析结构性能目标

第一，结构抗震性能要求。将《高层建筑混凝土结构技术规程》作为依据，此工程等级划分为A级高度且不规则，所以将其结构性能目标选定为D级，为了将D级的性能目标进行实现，需要建筑结构可在多遇地震时满足第一抗震性能的基本水准，在防裂度地震作用下需要满足第四抗震性能，预估罕见地震作用下需要满足第五抗震性能的水准。

第二，分析地震作用下的结构设计要求。多遇地震环境下计算结构件的承载力以及复合结构变形时都需要满足弹性设计要求。经由弹性计算分析可以得出，结构沿着主轴方向产生的振动形式具有相似性，并且可保证结构振型、周期、位移形态和量值处于合理范围内；满足有效质量系数和楼层剪力大小的规范要求，而且需要保证剪力墙、连梁界面与剪应力的控制要求、配筋要求等都处于合理范围。在设防烈度作用下，底部加强区剪力墙、转换梁及转换柱等关键构件不应进入屈服阶段，但允许大部分框架梁、连梁等耗能构件进入屈服阶段，结构需要进行弹塑性分析。罕遇地震时，底部加强区剪力墙及转换梁及转换柱等关键构件不应进入屈服阶段，允许较多普通竖向构件进入屈服阶段，但同一楼层的竖向构件不宜全部屈服且竖向构件应保证抗剪截面满足《高规》第四性能水准要求；可允许部分耗能能构件（入连梁、框架梁）发生较严重的破坏，结构需要进行弹塑性分析。

结束语

综合上述所言，房建结构设计体系选型及抗震设计直接关乎建筑物的使用性能以及使用安全，所以必须给予高度重视。需要保证建筑结构设计体系选型和抗震设计的有机结合，进而提升建筑结构质量的同时可使得刚度分布更加均匀，地震效应大幅度降低，建筑使用安全性及可靠性反之提升，于使用者财产及生命安全有积极意义，而且可以进一步推动我国建筑行业的发展。

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