【摘要】隨著城市化規(guī)模的日益擴大,房建項目正如火如荼的展開,尤其是高層建筑物。但是目前國內(nèi)的建筑設(shè)計存在的種種弊病,嚴(yán)重阻礙著其發(fā)展步伐。建筑設(shè)計師過分關(guān)注建筑物的美觀性,對建筑結(jié)構(gòu)問題理解不夠深入,導(dǎo)致一部分建筑物存在安全隱患。結(jié)構(gòu)體系設(shè)計及抗震設(shè)計作為建筑設(shè)計中的兩大要素,應(yīng)引起設(shè)計人員的高度關(guān)注。本文就房建結(jié)構(gòu)體系設(shè)計及抗震設(shè)計問題進行了探討。
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)體系設(shè)計;選型;抗震;
引言:我國有關(guān)建筑工程,特別是高層建筑工程的設(shè)計水平還沒有緊跟發(fā)展的步伐。一些設(shè)計師對建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)軟件中各類基本的假設(shè)及適用范圍理解得還不深入,在設(shè)計中過分考慮建筑美觀性,而忽略建筑自身質(zhì)量和安全隱患。建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計和抗震設(shè)計是房屋建筑設(shè)計中的兩個關(guān)鍵問題,其設(shè)計的安全性和時代性要引起相關(guān)工作人員的特別關(guān)注與重視。
1、房建結(jié)構(gòu)體系設(shè)計中需要注意的問題
1.1 建筑的安全性
各中建筑結(jié)構(gòu)的體系設(shè)計與平面和豎向布置要符合有關(guān)規(guī)范的要求,禁止結(jié)構(gòu)單元出現(xiàn)及其不規(guī)則的現(xiàn)象,對結(jié)構(gòu)不規(guī)則、體型較復(fù)雜的建筑要通過不斷調(diào)整設(shè)計方案和設(shè)置防震縫等方法來達到規(guī)范的要求;各類建筑結(jié)構(gòu)高低可以反映其承載力和抗震抗風(fēng)能力,為此要在適用的最大高度范圍內(nèi)進行各類結(jié)構(gòu)的體系設(shè)計;通用鋼結(jié)構(gòu)銹蝕、木材腐爛及蟲蛀、砌體的風(fēng)化等都有可能給結(jié)構(gòu)的安全性造成嚴(yán)重威脅,所以對各中建筑要根據(jù)材質(zhì)來考慮其耐久性進而滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全。
1.2施工水平
對于建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的影響因素有多種,但是首先應(yīng)當(dāng)考慮的就是施工水平因素。某一時間段的建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計在很大程度上都受到當(dāng)時的施工技術(shù)水平的左右,在大型起重機及各類建筑機械先后出現(xiàn)之后,才使高層建筑的各種結(jié)構(gòu)型式成為現(xiàn)實。一般來說,施工水平對建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的主要影響包含以下三項。首先,先進的施工技藝為建筑體系設(shè)計提供必要的基礎(chǔ);其次,建筑結(jié)構(gòu)的體系設(shè)計必須要符合當(dāng)前的施工條件,不能超過當(dāng)前的能力范疇;其三,在進行建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)注重將施工工藝因素與工程的具體施工條件相結(jié)合,這是由于很多情況下同一種結(jié)構(gòu)型式可以對應(yīng)不同的施工工藝,但不同的施工工藝對材料消耗以及結(jié)構(gòu)的受力性和抗震性能都具有重要的影響,為此在結(jié)構(gòu)選型時要做到對施工工藝連帶其他元素都被納入考慮內(nèi)容的范疇。
1.3經(jīng)濟因素對建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的制約
在考慮經(jīng)濟問題的過程中一定要將經(jīng)濟效益與結(jié)構(gòu)安全性結(jié)合起來考慮,不能為了節(jié)省成本而忽略了質(zhì)量、使用壽命等問題。首先,進行經(jīng)濟分析時要有大局觀,不能因為我們考慮的是經(jīng)濟因素對建筑結(jié)構(gòu)的影響就單純?nèi)シ治鼋Y(jié)構(gòu)方案施工所需要的費用,我們還應(yīng)該考慮到在結(jié)構(gòu)使用過程中所需要的費用。其次,在結(jié)構(gòu)選型過程中還要考慮投資費用以及建筑施工期的要求。
2、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計概述
當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論可分成擬靜力理論、動力理論以及反應(yīng)譜理論三大類,首先,基于擬靜力理論的,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本上是對地震力參數(shù)大小進行相應(yīng)核算,根據(jù)結(jié)構(gòu)自重與地震系數(shù)的乘積來計算該參數(shù);其次,基于動力理論的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重點在于把地震整體看作一個獨立的過程時間,在這其中將特征十分顯著的地震動加速度看作變量參數(shù),而建筑結(jié)構(gòu)是整體計算系統(tǒng)中的自由體系,當(dāng)精確地得出各時刻建筑地震的反應(yīng)時實現(xiàn)抗震的設(shè)計;最后,基于反應(yīng)譜理論建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計重點在于地震在震動過程中具有加速度的特性。
3、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的步驟
3.1選擇建筑場地
建筑設(shè)計之前,先進行建筑結(jié)構(gòu)選址時,要對將要施工的現(xiàn)場環(huán)境進行全面的勘測,熟悉掌握當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)的具體情況,對已有材料進行分析對比,從而選擇出合適的場地。選址要有助于抗震,做好建筑高度及負(fù)荷的計算,盡可能選擇地域廣闊、平坦、硬度大的地區(qū)。
3.2房屋建筑的地基設(shè)計
第一,在房屋建造過程中,同個房屋不可建造于不同性質(zhì)的地基之上。應(yīng)選擇均勻地質(zhì)的場地來作地基,避免在地震時造成地面的裂開和地基不均勻沉降現(xiàn)象,而導(dǎo)致的建筑傾斜問題。且在建筑地基的應(yīng)用上,應(yīng)盡可能使用樁基或天然地基,盡量避免兩類地基各半的情況。進而加強建筑整體的剛性,增強建筑抗震性。第二,在房屋建筑基礎(chǔ)埋設(shè)時,要注意控制埋置的深度。基礎(chǔ)埋置的深度太淺,會降低建筑嵌固作用,增加地震時建筑的振幅,增加了震害的發(fā)生率。所以在房屋建筑基礎(chǔ)埋置設(shè)計時,要盡可能增加埋置的深度。且認(rèn)真進行基槽的回填與夯實作業(yè),保證回填土能夠與基礎(chǔ)的側(cè)面接觸緊密,提高地基的穩(wěn)定性。第三,房屋建筑由基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)兩部分構(gòu)成。所以在建筑的室外地坪以下,不可應(yīng)用內(nèi)外交圈的基礎(chǔ)圈梁,避免對上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)整體性造成影響。另外,應(yīng)把上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱中鋼筋鑲嵌在基礎(chǔ)圈梁之內(nèi),進而增強上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)間的連接。如果建造地土質(zhì)的剛度很弱,還要在基礎(chǔ)的底部設(shè)置圈梁。
3.3進行多道抗震防線的設(shè)置
設(shè)置多道抗震防線是從認(rèn)為的角度加強一些豎向抗側(cè)力的結(jié)構(gòu),增強結(jié)構(gòu)可靠度;且有意地設(shè)置些相對較為薄弱的部位,使其在強烈的地震作用下可以退出工作。把地震作用周期及建筑自振周期進行區(qū)分,可在一定的程度上減少建筑共振,進而減輕地震對于建筑的破壞。通常情況下,抗震防線的設(shè)置應(yīng)遵循下面幾個原則:第一,優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向填充墻或支撐,或選擇軸壓較小的抗震墻、實墻筒體等構(gòu)件當(dāng)作抗側(cè)力的第一道防線。第二,建筑采用雙重抗側(cè)力體系,建筑中使用贅余構(gòu)件。若建筑受到強烈的地震作用,除了可采用結(jié)構(gòu)中的贅余構(gòu)件變形與屈服來消耗地震的能量;還可以利用贅余構(gòu)件的推出共醉實現(xiàn)結(jié)構(gòu)周期性變化,防止地震的時間較長以及持續(xù)性作用引起共振效應(yīng)。
3.4增強建筑材料的延展性
鋼和木材是代表性的建筑材料,具備一定的延展性能。我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑有著良好的抗震性,在幾次地震中,我國的文物木質(zhì)建筑雖然因為年代久也有損壞,但相對浮躁的現(xiàn)代建筑受地震的影響就曉得多了。在鋼制的鋼梁結(jié)構(gòu)中,延伸性能比較好,能夠有很大程度的變化幅度,吸收作用力。對于建筑整體來說,增強建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的強度,即使在地震中發(fā)生一次稍微偏移,地震中的能量被延展性材料吸收,短時間內(nèi)可恢復(fù)到其原本位置,這樣就可以避免建筑在地震中局部受力過大發(fā)生崩裂。
4、結(jié) 語
建筑業(yè)作為城市化進程的重要部分,對經(jīng)濟和社會的發(fā)展有著緊密的影響。隨著經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展,建筑規(guī)模不斷擴大。通過本文對房建結(jié)構(gòu)體系設(shè)計與抗震設(shè)計的有關(guān)探討知道了房建結(jié)構(gòu)體系設(shè)計對于建筑行業(yè)而言,其作用是不可替代的,在工程的設(shè)計階段建設(shè)單位應(yīng)該予以重視,使房屋建筑更加合理、舒適。同時針對房屋的安全和隱患需要進行抗震設(shè)計,只有完善的抗震設(shè)計才能讓工作人員建造出安全的抗震建筑,從而提高建筑的總體質(zhì)量。
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