對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的分析

張霞 青島房地產(chǎn)建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司

在建筑初步設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面考慮建筑抗震要求，合理布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)，從設(shè)計(jì)總體上入手實(shí)現(xiàn)直接控制，增強(qiáng)建筑的抗震性能。在實(shí)際建筑過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不會(huì)在很大程度上改變建筑設(shè)計(jì)，在原則上應(yīng)在服從建筑設(shè)計(jì)的前提進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。

一、抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要價(jià)值

建筑修筑策劃是修筑預(yù)防地震實(shí)施動(dòng)工的基本條件，直接關(guān)系到整個(gè)建筑的抗震性能。建筑修筑策劃實(shí)際定稿時(shí)應(yīng)注意不能大范圍修改修筑物的構(gòu)造圖，必須以修筑圖為依據(jù)施行設(shè)計(jì)。修筑物的策劃方法若能使修筑物預(yù)防地震的要求得以有效滿(mǎn)足，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可科學(xué)規(guī)范地規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)布局，可促進(jìn)建筑物的質(zhì)量明顯提升，將建筑物受到的震力有效降低。在具體的建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)提前預(yù)留防震防災(zāi)的設(shè)計(jì)改造空間。若在建筑設(shè)計(jì)未考慮防震防災(zāi)內(nèi)容，缺少預(yù)留的數(shù)據(jù)空間，后續(xù)增設(shè)防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)面臨較大挑戰(zhàn)，甚至?xí)?yán)重影響整體建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，建筑設(shè)計(jì)是建筑抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。為保障建筑物有較好的穩(wěn)定性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，綜合性考慮各項(xiàng)影響因素。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析

（一）基于抗震設(shè)計(jì)的建筑體型設(shè)計(jì)

建筑物體型通常分為平面形狀與立體形狀，經(jīng)調(diào)查地震災(zāi)害對(duì)建筑物的破壞情況可知，建筑物若平面形狀不規(guī)則，如有比較明顯凸出或凹陷部分、有過(guò)長(zhǎng)的側(cè)翼結(jié)構(gòu)等情況，容易受到地震災(zāi)害的破壞。建筑物若是比較規(guī)則單一的平面形狀，則被地震災(zāi)害破壞的程度較小，還有可能不發(fā)生破壞情況。建筑物向上延伸的空間較為復(fù)雜，或者相鄰的建筑物高低相差較多，或者部分地方太過(guò)突出等，隨建筑物空間變化發(fā)生改變，會(huì)容易在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)對(duì)凸出部分造成較大破壞。因此，對(duì)于建筑物形狀設(shè)計(jì)，應(yīng)先考慮使用簡(jiǎn)潔規(guī)則的形狀，通常優(yōu)先選擇圓形或長(zhǎng)方形等平面，以免設(shè)計(jì)不規(guī)則出現(xiàn)凸起或凹陷，側(cè)翼最好是對(duì)稱(chēng)。對(duì)于建筑物形態(tài)部署，應(yīng)盡可能將建筑物構(gòu)造強(qiáng)度及品質(zhì)處于分布均勻狀態(tài)，預(yù)防形態(tài)不平衡及強(qiáng)度不均勻等，導(dǎo)致建筑物因地震災(zāi)害破壞出現(xiàn)扭曲變形的情況。尤其是高層建筑設(shè)計(jì)，考慮立面美觀及創(chuàng)新創(chuàng)意等復(fù)雜因素，通常會(huì)使建筑體型設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。但建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須合理結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)抗震安全、基本使用功能以及藝術(shù)創(chuàng)意等，在保障建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固的前提下實(shí)現(xiàn)藝術(shù)創(chuàng)意設(shè)計(jì)。

（二）基于抗震設(shè)計(jì)的建筑屋頂設(shè)計(jì)

建筑屋頂若設(shè)計(jì)建造過(guò)高，將會(huì)使地震災(zāi)害破壞加重，容易出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形，會(huì)影響建筑物的抗震性。因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)高度重視屋頂設(shè)計(jì)。建筑物的底部或頂部不在同一條線(xiàn)，將會(huì)導(dǎo)致建筑抗側(cè)力不能延續(xù)，扭轉(zhuǎn)變形更加明顯，制約了建筑抗震的實(shí)際能力。因此，建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)盡量避免出現(xiàn)建筑屋頂超高以及超重的情況，實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑自身結(jié)構(gòu)及剛度均勻分布，確保屋頂及建筑重心處在同一條線(xiàn)上。建筑物的屋頂若設(shè)計(jì)過(guò)高，就必須確保建筑抗震穩(wěn)固性能較好，將建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)降低。

（三）基于抗震設(shè)計(jì)的建筑平面布局設(shè)計(jì)

為使建筑設(shè)計(jì)的抗震性特點(diǎn)有效凸顯出來(lái)，就應(yīng)保障建筑物的剛度，還應(yīng)確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量處于均勻分布狀態(tài)，有較好的對(duì)稱(chēng)特征展現(xiàn)出來(lái)，從而確保建筑物不會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形情況。任何種類(lèi)建筑物建設(shè)都應(yīng)充分考慮建筑墻面的建造技巧，掌握墻面建造符合建筑規(guī)模以及用途等，避免造成建筑資金的浪費(fèi)，保障建筑作用。地震災(zāi)害會(huì)對(duì)建筑物造成較大破壞，建筑物建造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)有效避震進(jìn)行全面考慮，結(jié)合構(gòu)造設(shè)計(jì)等，使建筑物抗震功能能充分發(fā)揮出來(lái)。

（四）基于抗震設(shè)計(jì)的建筑縱向布局設(shè)計(jì)

建筑物縱向構(gòu)成基本為建筑物高度、建筑物質(zhì)量以及建筑物高度相加。因此工業(yè)建筑及民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不受到建筑層數(shù)的影響，都會(huì)同時(shí)有類(lèi)似的建筑縱向布局問(wèn)題。在建筑正式施工的前期設(shè)計(jì)階段應(yīng)盡可能使整個(gè)建筑物縱向結(jié)構(gòu)和建筑項(xiàng)目剛度需求計(jì)劃保持系數(shù)一致。建筑物的剪力墻位置的布控應(yīng)做到均勻，還應(yīng)確保其能沿著建筑物整個(gè)垂直方向延伸到建筑最底部，保障整體保持較好的連貫性。在建筑縱向布局設(shè)計(jì)，必須盡量避免出現(xiàn)樓層間剛度不均勻的情況，同時(shí)還應(yīng)規(guī)避地震破壞造成建筑變形扭曲。

（五）基于抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)限值控制分析

在建筑實(shí)際設(shè)計(jì)中，有建筑出現(xiàn)高度超標(biāo)或?qū)訑?shù)超標(biāo)，還有建筑高度未超標(biāo)但寬度超標(biāo)。建筑物會(huì)因上述超標(biāo)情況在抗震方面存在一定的安全隱患，尤其是高度與寬度超標(biāo)建筑表現(xiàn)明顯。因此，建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將建筑抗震設(shè)計(jì)融合其中，對(duì)整個(gè)建筑物實(shí)施有效的限值控制。如建筑物防烈度要求達(dá)到8 時(shí)，黏土磚等對(duì)稱(chēng)建筑總高度應(yīng)控制在18米以?xún)?nèi)，建筑層數(shù)控制在6 層以?xún)?nèi)。若建筑底層框架是磚房則需將高度控制在16 米以?xún)?nèi)，層數(shù)不能超過(guò)5 層。此外，建筑設(shè)計(jì)還應(yīng)對(duì)房屋抗震橫墻間的間距及局部墻體尺寸的限值控制進(jìn)行充分考慮，確保建筑有較好的整體結(jié)構(gòu)布局。針對(duì)抗震墻限值控制，需將橫墻間距控制在原有額定值范圍內(nèi)，保障建筑平面剛度，以免對(duì)水平地震力在建筑水平方向的傳遞造成影響。通過(guò)控制橫墻間距，可有效避免出現(xiàn)建筑縱墻變形情況，確保建筑抗震承載力度，避免出現(xiàn)建筑倒塌的情況。針對(duì)局部墻體尺寸的限制控制，應(yīng)將局部墻體尺寸控制規(guī)定值內(nèi)，使建筑抗震設(shè)計(jì)要求得以有效滿(mǎn)足。

三、總結(jié)

綜上，建筑設(shè)計(jì)中的建筑抗震設(shè)計(jì)關(guān)系到建筑安全，應(yīng)全面考慮實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)計(jì)建筑體型及建筑屋頂，保障建筑橫向與縱向布局設(shè)計(jì)的科學(xué)性，合理分析建筑設(shè)計(jì)限值控制，將建筑抗震作用充分發(fā)揮出來(lái)。