建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的重要作用

余波 芮紹輝

【摘要】本文分析了建筑設(shè)計與建筑抗震設(shè)計的關(guān)系、抗震設(shè)計的主要問題、抗震設(shè)計的方法，以供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計；抗震設(shè)計；關(guān)系；問題；方法

一、前言

當(dāng)前，我國的建筑行業(yè)發(fā)展迅速，人們對工程質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格。在建筑項目的建設(shè)中，要做好建筑抗震設(shè)計，保證建筑的使用安全。

二、建筑設(shè)計與建筑抗震設(shè)計之間的關(guān)系

建筑設(shè)計作為項目建設(shè)的基本參照和框架，需要在施工前就完成。在建筑設(shè)計的過程中，需要對環(huán)境、地理、氣候等因素加以充分考慮，其發(fā)揮的指導(dǎo)作用往往是非常重要的。在工程項目建設(shè)中，最關(guān)鍵的一步就是建筑設(shè)計這項工作。只要能夠保證建筑設(shè)計的科學(xué)合理、安全性過關(guān)，那么后面的具體工作就能很好地展開。因此，在建筑設(shè)計中融入抗震理念是重要的一環(huán)，可以有效地提高建筑項目的抗震性。

建筑設(shè)計是建筑抗震設(shè)計的基礎(chǔ)，一定要實現(xiàn)二者的相互協(xié)作，如此才能實現(xiàn)最佳的抗震效果；在剛確定項目建設(shè)設(shè)計方案時，就難以再進行大范圍改動，若是在此基礎(chǔ)上，未能對建筑物的抗震性能加以考慮，只是通過在具體施工中通過構(gòu)件設(shè)置的加固來提高建筑抗震性，這樣并未能將抗震問題很好地解決；若是在建筑設(shè)計過程中，對建筑物的抗震性加以充分考慮，做好材料設(shè)置和構(gòu)件安排等方面的準(zhǔn)備，這樣才能確保建筑物的抗震性也會得到保障。

三、建筑設(shè)計在抗震設(shè)計中的主要設(shè)計問題

1、體型設(shè)計

建筑體型設(shè)計主要涉及到建筑平面形狀與主體空間形狀兩個方面的設(shè)計。建筑的平面形狀較為復(fù)雜，若平面上的凹進、外凸、伸懸及不對稱的側(cè)翼布置等情況在地震中最容易出現(xiàn)破壞。而平面形狀簡單的建筑在地震中的破壞程度較輕。因此在建筑體型設(shè)計時，應(yīng)盡量保證簡潔、規(guī)則的平面與空間形狀，如矩形、圓形、方形、扇形的體型。盡可能減少內(nèi)凹或外凸體型，也需盡量減少不對稱的側(cè)翼及過長的伸翼。在建筑體型設(shè)計中應(yīng)使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與剛度均勻分布，以防出現(xiàn)因體型不對稱引起的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

2、平面布置設(shè)計

作為建筑設(shè)計中的重要組成部分，建筑平面布置能直接反映出建筑的使用功能。而且，建筑平面布置與建筑的抗震性能之間的關(guān)系密切。在建筑平面設(shè)計過程中，必須要保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與剛度的分布均勻，以防建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。建筑墻體的布置必須要均勻?qū)ΨQ，且抗震墻的布置也要與結(jié)構(gòu)抗震要求之間相一致。

3、豎向布置設(shè)計

建筑設(shè)計中的豎向布置設(shè)計能直接反映出建筑高度結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及剛度分布。由于建筑使用功能的要求并不完全相同，若較低的樓層主要是商場、購物中心，在建筑設(shè)計上要求大柱距、大空間；而較高的樓層主要是寫字樓、公寓樓等，其低層設(shè)柱、墻均比較少。由于建筑使用功能各異，使建筑物沿高度分布的質(zhì)量與剛度均出現(xiàn)一定程度的不協(xié)調(diào)、不均勻狀態(tài)，主要的問題為沿上下相鄰樓層的質(zhì)量與剛度之間的分布不均，容易產(chǎn)生突發(fā)變形。在質(zhì)量與剛度最差的樓層容易產(chǎn)生變形量較大或抗震承載力不足的薄弱層，從而影響建筑的抗震性能。在建筑設(shè)計中，由于建筑的使用功能不同，容易出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對齊、柱子、齊墻體不連續(xù)、上層墻多有柱、下層墻少無柱等請情況，從而導(dǎo)致地震力的傳遞受阻，使剪力墻設(shè)置無法直通到底層，再加上剪力墻布置不對稱，都會導(dǎo)致建筑物的抗震作用產(chǎn)生不均勻、不對稱的情況，容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用，從而影響建筑的抗震性能。因此在建筑豎向布置設(shè)計中，應(yīng)盡量使剪力墻均勻分布，以使其能沿豎向直通到底部，且具有連續(xù)性與到底性，以防地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、建筑設(shè)計過程中要考慮到的抗震設(shè)計

1、形狀設(shè)計

建筑物的形狀設(shè)計也就是針對建筑進行的“體型”設(shè)計，具體包括了各部分施工技術(shù)、建筑物平面布局和立體空間等的設(shè)計。在建筑行業(yè)發(fā)展的新時代，很多方面都有所創(chuàng)新就建筑物思維整體外觀而言亦是如此。由此有諸多樣式的建筑外形出現(xiàn)，所以，在形狀設(shè)計的過程中，需要對不同外形的不同特點予以充分考慮，不同的建筑外形，也會有不同的建筑特色和實際需求，施工單位應(yīng)該加以充分考慮。通常情況下，凸凹形狀的建筑體型，通常可以使建筑物的抗震性得到大大提升，然而在實際的建筑建設(shè)過程中，原有的常規(guī)形狀的建筑物已無法滿足現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展需求，所以，建筑物整體抗震性的提高，首先需要對建筑的形狀進行科學(xué)、合理的設(shè)計。

2、建筑物的平面設(shè)計

在建筑物施工，平面設(shè)計是重要的環(huán)節(jié)，對建筑物日后的使用將起到?jīng)Q定作用。例如，分別作商務(wù)和居住用途的建筑物，它們在平面設(shè)計上必然存在很大差別，為了使使用需求得到進一步滿足，就一定要按照用途，來對平面構(gòu)造進行科學(xué)設(shè)計；另外，為了將抗震元素融入到平面設(shè)計之中，不僅要對施工材料的堅固性加以重點考慮，還需要對構(gòu)架安裝的合理性、內(nèi)部各因素的協(xié)調(diào)性加以綜合考量。要想完美地實現(xiàn)平面設(shè)計和抗震設(shè)計的結(jié)合，就對設(shè)計者提出了很高的要求，不但要工作經(jīng)驗豐富，要需要深入地研究審美觀念和抗震技術(shù)，前提還得不對內(nèi)部美觀產(chǎn)生不利影響，在此基礎(chǔ)上再確?？拐鹦阅艿淖畲蠡?/p>

3、空間設(shè)計

對建筑物進行空間設(shè)計，是在三維空間內(nèi)進行的關(guān)于建筑物的豎向設(shè)計方案。因為日益加快的城市化進程和急劇增加的城市人口，增加了城市的人口壓力，所以出現(xiàn)的建筑物樓層愈發(fā)高。為了使土地占有面積盡量減少，在現(xiàn)代社會中愈發(fā)流行高層建筑，如此就對建筑物的空間設(shè)計有了更嚴(yán)格的要求。通常說來，建筑物層數(shù)越低，穩(wěn)定性就越高，受到地震的損害也就會越?。环粗€(wěn)定性越差，受到地震的傷害也就越大。所以，融合建筑物的空間設(shè)計和抗震設(shè)計在一起，這樣建筑物的整體抗震性才能得到保證。

五、抗震設(shè)計方法

1、以結(jié)構(gòu)中的基本構(gòu)造為依據(jù)

通常我們?nèi)绻凿摻罨炷量蚣茏鳛榻ㄖ饕慕Y(jié)構(gòu)，那么其進行設(shè)計時，就需要充分的考慮影響鋼筋混凝土的構(gòu)建因素，如鋼筋截面尺寸大小、最小配筋率等，通過對這些進行充分的計算，從而對抗震性能進行有效的設(shè)計。大多數(shù)情況下，如果我們選擇對房屋高度、樓層以及整個建筑的高度進行限制的構(gòu)造方法，這種方法一般用于對磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計。

2、以建筑規(guī)劃和場地為依據(jù)

穩(wěn)定性較強的建筑場地，是在進行建筑結(jié)構(gòu)良好的抗震性能設(shè)計時需要充分考慮的問題?？拐饘拥脑O(shè)置是建筑物抗震性能設(shè)計優(yōu)劣的重要因素之一。建筑結(jié)構(gòu)的外部空間進行設(shè)計時，要對與相鄰樓棟間的距離、建筑物外觀、樓棟之間的舒適度以及建筑物的安全性能進行充分的考慮。建筑結(jié)構(gòu)場地進行規(guī)劃時，主要需要考慮的因素有建筑物結(jié)構(gòu)上部位移特點、位移性能、結(jié)構(gòu)整體移動范圍內(nèi)無障礙物等。

3、以建筑結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)為依據(jù)

抗震設(shè)計主要的目的就是在遇到地震時，能夠有效的保證建筑物的安全。因此，建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計需要考慮的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是遵循建筑區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)的大地震烈度機構(gòu)性?？拐鹦阅苤笜?biāo)是以建筑物受到地震影響時其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)不會受到破壞。同時，還要保證建筑結(jié)構(gòu)中沒有抗震性能的結(jié)構(gòu)以及建筑物結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)部位也具有較強的抗震能力。除了對建筑物抗震性能的考慮之外，我們還要充分考慮建筑物的抗風(fēng)性能。在大風(fēng)或者臺風(fēng)的影響下，建筑物的結(jié)構(gòu)會發(fā)生水平振動從而導(dǎo)致建筑物安全性能的降低，同時還會影響建筑物本身的抗震構(gòu)造的耐久性。因此，建筑物抗震設(shè)計的要求得到滿足就需要將建筑結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)達到制定的標(biāo)準(zhǔn)。

六、結(jié)束語

總之，抗震設(shè)計是建筑設(shè)計的重要部分，和建筑設(shè)計關(guān)系緊密。要保證良好的建筑抗震設(shè)計，就要與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計緊密結(jié)合，才能保證良好的抗震效果。

參考文獻

[1]代應(yīng)君.試論建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的作用[J].門窗，2013，11（08）：203，206.