建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的作用分析

王健

【摘 要】為了減輕建筑物的地震破壞，避免地震所導致的人員傷亡，減少經(jīng)濟損失，應該加強建筑抗震的設(shè)計研究。由于建筑方案通常存在抗震的薄弱環(huán)節(jié)與薄弱位置，因此，有時抗震處理顯得非常被動。為了提高建筑物的抗震能力，因此從設(shè)計出發(fā)，針對建筑設(shè)計在建筑物抗震設(shè)計中的重要性與影響進行分析討論是非常必要的。

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計；建筑抗震設(shè)計；作用

一、建筑抗震的基本概念

1、建筑抗震的分布與災害

地震是一種常見的自然現(xiàn)象，指的是地球內(nèi)部緩慢積累的能量突然釋放所導致的地層振動。地震通?？梢苑譃槲宸N類型，即構(gòu)造地震、陷落地震、火山地震、人工地震與誘發(fā)地震。其中，構(gòu)造地震最為常見，是建筑抗震設(shè)計所需考慮的對象。地震主要發(fā)生在裂谷與脊骨、轉(zhuǎn)換地層、海溝及大陸內(nèi)部的古板塊邊緣等區(qū)域。地震災害是一種破壞能力很大的自然災害，主要分成直接災害與次生災害。其中，地震導致的直接災害主要破壞建筑物，如房屋倒塌、鐵軌變形、橋梁斷落等。次生災害主要有火災、水災、瘟疫等。

2、建筑抗震設(shè)計的方法與目的

2.1建筑抗震設(shè)計的內(nèi)容

建筑抗震設(shè)計主要包含概念設(shè)計、計算設(shè)計與構(gòu)造設(shè)計三個方面。針對地震區(qū)的建筑工程，在考慮非地震設(shè)計的準則的基礎(chǔ)上，還需要考慮特定的地震設(shè)計準則，由于對于場地的選擇、建筑的造型與結(jié)構(gòu)的體系需要進行詳細的規(guī)定。

2.2建筑抗震設(shè)計的目的

抗震設(shè)計的目的是進行建筑設(shè)計首先需要進行考慮的問題。通常情況下，相關(guān)規(guī)范有如下要求：地震發(fā)生后，經(jīng)過一般修理或者不進行修理建筑物仍然可以繼續(xù)使用；地震發(fā)生后，建筑物并不要求完整無損，可以具備一定程度的損壞；建筑物的損壞程度不危機人與生產(chǎn)設(shè)備的安全，不需要進行修理，即使需要修理，規(guī)模也不能很大。

二、建筑設(shè)計融入建筑抗震設(shè)計后應注意的細節(jié)

1、建筑的平面布局設(shè)計

建筑設(shè)計的中心設(shè)計部分就是建筑平面布局，平面布局的好壞對建筑功能和使用的要求有一定的影響，并且平面布局還與抗震設(shè)計有著必要的聯(lián)系，所以，想要將建筑設(shè)計融入到建筑抗震設(shè)計中，首先要保證建筑的剛度和結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布勻稱，具有對稱性，避免建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。在建筑的墻體設(shè)計上，一定要保持對稱性和均勻性，抗震墻的布局，一定要與抗震結(jié)構(gòu)相結(jié)合，剛度較大的樓層語電梯都要布置在中心位置，以免發(fā)生建筑扭轉(zhuǎn)效應。在進行平面布局的時候，要為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)建的合理布局制造出有利的條件，從而使得建筑的使用功能與建筑的抗震結(jié)構(gòu)需求相結(jié)合，使建筑抗震設(shè)計發(fā)揮出最大的效果。

2、建筑的縱向布局設(shè)計

建筑的縱向布局主要是建筑物巖的高度、建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及建筑物的剛度分布。不管是在工業(yè)建筑還是民用建筑，不論建筑的層數(shù)是多還是少，都會存在這樣的問題。在進行建筑設(shè)計的時候，盡可能的將建筑物沿與建筑的剛度設(shè)計成相近的系數(shù)，剪力墻的布局不僅要布局均勻，還要使其能沿著建筑縱向一直貫穿到建筑的底部，不要中途中斷或者是不到達建筑的底部。在設(shè)計過程中，一定要避免樓層之間剛度不均勻的現(xiàn)象，同時還要避免在地震中，建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

3、建筑的整體布局設(shè)計

建筑的整體布局設(shè)計，主要是指建筑的平面和立體空間上的設(shè)計。在建筑的整體布局中，要使建筑平面和建筑空間在形狀上，既規(guī)則又簡潔。建筑的平面形狀可以是圓形、矩形、方形等，這樣的形狀能夠提高建筑抗震的水平。在建筑的整體布局設(shè)計中，要避免凹凸行的設(shè)計，這樣的設(shè)計對建筑抗震起到了一定的制約作用。嚴重是還會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應。要設(shè)計出具有立體美和具有藝術(shù)性的建筑，就一定要將建筑藝術(shù)和建筑所具備的功能，與建筑抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起。例如：某市某大廈，該建筑的高位268m，其框架是核心筒結(jié)構(gòu)，對該建筑的抗震設(shè)計，在建筑三分之二出，東西里面內(nèi)凹，其內(nèi)凹部分的荷載通過結(jié)構(gòu)柱支撐在41層與43層之間的跨懸臂轉(zhuǎn)換墻上。其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計融入了新年功能化設(shè)計的思想，并對建筑結(jié)構(gòu)進行小震下的反譜計算，以及中震彈性復核。

三、建筑設(shè)計過程中應重視的抗震設(shè)計問題

1、建筑體型設(shè)計問題

通常情況下，建筑體型包括建筑體的平面形狀以及立體空間形狀。在對建筑進行體型設(shè)計時，應該在平面和空間體型簡潔規(guī)則的情況下，盡可能的設(shè)計一些矩形、圓形或者方形等結(jié)構(gòu)元素。通過實驗表明，這些形狀體型都可以在很大程度上承受地震或者其他外力帶來的影響。其次，應特別注意一些外凸或者內(nèi)凹的體型，避免不對稱結(jié)構(gòu)的設(shè)計，只有在整個體型結(jié)構(gòu)中使整體質(zhì)量和剛度均勻的分布，才能避免建筑體因受到外力而產(chǎn)生扭曲反應。但是在一些追求美感的建筑物中，復雜的結(jié)構(gòu)體型無法避免，這就要求設(shè)計師在追求藝術(shù)感的同時，更多的去考慮抗震能力，使兩者更好的結(jié)合在一起。

2、建筑物屋頂抗震設(shè)計

屋頂太高或太重，是目前建筑設(shè)計最主要的問題。屋頂過高或者過重，會加重地震的作用，導致建筑變形，對建筑物自身的抗震能力有所制約。建筑屋頂?shù)闹匦暮徒ㄖ撞康闹匦牟辉谝粭l線上，那么就會導致建筑抗側(cè)力不能連續(xù)，從而加劇建筑的扭轉(zhuǎn)效應，制約建筑的抗震水平。所以，設(shè)計師在進行設(shè)計的時候，一定要避免屋頂超高超重的現(xiàn)象，使得整個建筑的結(jié)構(gòu)與剛度均勻的分布下來，讓屋頂與建筑的重心保持在同一條線上。如果建筑物的屋頂設(shè)計的過高，那么就一定要保證建筑具有良好的抗震穩(wěn)固性，降低建筑扭轉(zhuǎn)效應。

3、連接點和建筑構(gòu)件的設(shè)計

隨著人們對建筑體的要求不斷提高，建筑設(shè)計中所采用的建筑構(gòu)件種類和樣式也在不斷增多，例如大理石和瓷磚等材料被廣泛的利用，以及一些室內(nèi)裝飾吊頂、懸掛物、人工藝術(shù)品等。而在施工設(shè)計過程中要充分的考慮這些材料與建筑物結(jié)構(gòu)的連接問題，只有這樣才能保證整體的抗震水平。比如墻面外貼的大理石或瓷磚必須要保證其與建筑物主體結(jié)構(gòu)的連接錨拉的牢固性，確保發(fā)生地震時不會墜落；對懸吊的燈具以及其他人工藝術(shù)材料，也要保證與主體結(jié)構(gòu)的連接輕度，避免因地震時掉落對人身安全造成危害。

4、設(shè)計限值控制

相關(guān)文件規(guī)定，在建筑設(shè)計過程中，要考慮抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和樓層的數(shù)量。在實際設(shè)計當中，有的建筑高度超標，有的建筑層數(shù)超標，有的建筑高度沒有超標，但是其寬度超標。這些超標，都將會給建筑抗震帶來一定的安全隱患，特別是一些高度和寬度超標的建筑，因此，在建筑設(shè)計中，只要完全融合建筑抗震設(shè)計，就能夠有效的進行限值控制。

例如：防裂度為8的時候，粘土磚等對稱建筑的總高度要低于18m，建筑的層數(shù)一不能超過6層；底層框架為磚房的建筑高度應該保持在16m，層數(shù)保持在5層以內(nèi)；建筑材料為鋼筋混泥土框架房屋的時候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墻高度應該保持在100m以內(nèi)。

除了在設(shè)計過程中要考慮抗震要求的限值控制之外，還要考慮房屋抗震橫墻之間的間距以及局部墻體尺寸的限值控制。

抗震墻限值控制，就是避免橫墻的間距超過了原有的額定值，從而導致建筑平面的剛度下降，遇到水平地震力時，影響了建筑水平地震力的傳遞，因此，導致了建筑縱墻發(fā)生形變，制約了建筑抗震的承載力度，致使建筑倒塌。對局部墻體尺寸的限值控制，是因為這些局部墻體能夠增強建筑抗震強度，如果局部墻體尺寸的限值小于規(guī)定的值，那么就不能夠滿足建筑抗震設(shè)計的要求，就會出現(xiàn)墻面裂開或者是倒塌的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計過程中要注意建筑設(shè)計限值控制。

結(jié)束語

建筑物杭震設(shè)計是建筑物設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，它是建筑物抗震能力關(guān)鍵所在。因此，我們需要十分重視建筑設(shè)計抗震能力，建筑物的抗震能力一定要在建筑物設(shè)計時與布局設(shè)計相互配合協(xié)作，共同考慮抗震的設(shè)計根本上完成。因此，在今后的建筑物設(shè)計中，我們要在兼顧建筑物造型和功能要求的情形下，將建筑物抗震因素融入進建筑物設(shè)計中。

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