試論房建結構設計體系選型及抗震設計

（國昇設計有限責任公司，安徽 合肥 230041）

房屋建筑結構設計工作能夠展示出較強的綜合性，主要涉及的內容有巖土地質、地基基礎以及風載荷等問題，對于整個結構設計要求極高。我國部分城市地處太平洋地震帶，地震災害的發生概率較高，對于建筑結構沖擊力較大，容易導致房屋建筑結構出現扭曲和變形等風險。抗震設計作為房屋建筑結構設計中的重要環節，與實際建筑質量存在密切聯系。

1 房屋建筑結構設計體系選型內容

主體房屋建筑結構是房屋在建設過程中所構成的空間和造型內容，它可以承受自然和人為施加在建筑結構之中的各種荷載力，確保建筑安全骨架的有效應用。最為常見的建筑結構有框架剪力墻、剪力墻以及筒體結構。

1.1 剪力墻結構

剪力墻結構主要指通過鋼筋混凝土墻板對之前框架結構中的梁柱進行替代，而鋼筋混凝土墻板能夠承受的建筑結構荷載，以及新的應力和水平作用力，維護剪力墻結構的穩定性。在剪力墻結構應用過程中，主要具備以下幾方面特點：第一，具備較高的承載力和整體性空間作用，而且抗側力效果極為明顯，因此，在高層建筑應用效果良好。第二，剪力墻結構和樓板之間能夠形成受力結構，整個剪力墻不能隨便進行拆除操作，即用戶無法對房子進行改造。隨著建筑行業的不斷發展，短肢剪力墻結構的應用變得越來越廣泛，該類剪力墻可以在寬度較小的剪力墻上得到應用，用戶可以在小范圍之內進行室內空間改造操作，強化房屋室內設計的靈活性。第三，實際剪力墻結構樓蓋一般使用平板，在不設置梁的情況下依然能夠發揮作用，主體空間利用率很高。

1.2 框架剪力墻結構

框架剪力墻結構也被稱之為框剪結構，框剪結構本身也會布置相應的剪力墻，強化室內空間的靈活性，使不同建筑功能需求得到滿足。由于剪力墻的布置，讓框架結構具備明顯的側向剛度特點。另外，框架剪力墻結構之中的剪力墻水平荷載承受能力較強，其中，豎向荷載由基本的框架結構組成，但這種結構在應用過程中能夠展示出明顯的局限性特點，而且只能在10～20層房屋建筑之中得到應用。

1.3 筒體結構

筒體結構一般是由一個或者是多個筒體組合在一起，實現對稱重結構的全面操作，筒體結構是在框架剪力墻和全剪力墻基礎上發展起來的，可以將剪力墻和密柱框架集中設計在房屋建筑內部和外部，從而形成一個密閉式空間筒體結構。也正是由于這種結構，能夠幫助工作人員布置出十分復雜的結構平面，讓高層建筑水平荷載動力越來越大。

2 房建結構設計中的抗震設計內容

2.1 抗震設計理論

在理論分析角度來說，最為常見的理論設計形式包括以下幾種：第一，反應譜基本理論；第二，動力理論；第三，擬靜力理論。其中，反應譜基本理論主要指在實際抗震設計操作過程中，對于地震相關的加速特性進行充分考慮。而動力基本理論則是在結構抗震設計過程中，將地震荷載作用當作一種完整的時間過程，再將明顯特征的加速度作為輸入變量，讓建筑結構變成自由度體系，得出不同時間段之中的地震反應，接下來進行全面的抗震設計操作。另外，在擬靜力基本理論實施基礎上，需要對抗震設計中的地震力參數進行全面核算，根據最終的核算結果，對參考結構自重等因素進行有效審核，能夠為后續抗震設計提供有效依據，使設計質量得到全面強化。

2.2 抗震設計基本步驟

在實際房屋建筑體系設計時，主要步驟包括以下幾方面：第一，確定適宜的地震參數，將房屋整體結構受到彈性作用力后所產生的地震效應呈現出來，之后對風載荷和自重載荷等進行確認，明確其影響系數，根據承載力情況對抗震系統進行有效調整，確保實際水準的基本要求得到滿足，完成后續的截面設計操作。第二，利用上述步驟中相同的地震動參數，對整個結構之中的位移量等參數進行全面分析，讓參數始終處于抗震技術規范要求內，與此同時，人們也可以通過實際構造情況，讓主體房屋建筑結構具備良好的延伸性和變形能力，滿足建筑設計過程中的基本要求。第三，選擇和第三水準相匹配的震動參數內容，計算房屋建筑整體結構數據，尤其是在薄弱層的位移計算上，相關工作人員一定要提高重視程度，讓最終的計算結果與房屋整體結構內容相符，尤其是在薄弱層間的位移計算上，需要與設計規范保持完全相符的態勢，只有這樣，第三水準基本要求才能得到滿足。

2.3 磚混結構的建筑設計

對于磚混結構的房屋建筑，應沿著實際樓板標高位置設置水平圈梁，這樣一來，內墻和外墻之間的聯系性也會有所提升，提升主體房屋建筑結構的設計水準。除此之外，工作人員也可以通過對水平圈梁的有效布置，避免預制板產生散落情況，將磚墻出平面概率降到最低。另外，水平圈梁本質屬于邊緣性構件，能夠提升樓蓋水平剛度，當地震問題出現之后，墻體裂縫產生概率也會進一步降低，倘若墻體上已經出現斜裂縫，工作人員應采取合理措施，避免其繼續延伸和發展，否則將會導致房屋建筑整體不均勻沉降問題的出現。在構造柱設計過程中，需要將合理性和科學性特點呈現出來，維護房屋建筑結構整體性作用，同時改善結構脆弱性，確保結構延展性特點不會受到任何影響。另外，各個開間在構建過程中，需要采用構造柱墻體，將整個結構的抗變形能力提升，即便墻體結構會出現開裂問題，可以消耗塑性變形或者摩擦操作將地震所產生的能量。但從構造物布置過程中能夠看出，如果磚混建筑樓層數較多，整體抗裂能力不會得到本質性改善。所以，相關工作人員還要對設計工作提高重視程度，盡量不要使用水平圈梁。

2.4 抗震性能的提升

在我國高層建筑抗震規范之中，各個建筑結構設計需要滿足“小震不壞、中震可修、大震不倒”的要求。但為了達到上述要求，在設計過程中必須結合房屋建筑工程的抗震烈度，將彈性狀態下的地震作用力計算出來，明確風載荷、雪載荷等內容，做到對抗震參數的有效調整。為了確保鋼筋混凝土結構在地震作用下得到有效的延伸，在實際建筑結構設計過程中，需要遵守抗剪弱彎和強底層柱的基本原則，讓梁柱橫截面積顯得更加科學，確保建筑結構要求得到有效滿足。如果出現地震問題，房屋建筑結構能夠對抗震沖擊力進行抵抗，避免主體結構出現嚴重破壞。

3 結語

綜上所述，整個房屋建筑結構設計具備較強的綜合性和專業性特點，而且在設計過程中，相關結構工程師需要與具體建筑工程實際情況相結合，經過科學嚴謹的分析和計算，得出切實可靠的設計模型，進而提升房屋建筑結構的合理性，強化建筑工程設計質量，這也是對人民生命和財產安全負責任的基本表現。