建筑設計在建筑抗震設計中的探討

李闊　桑云飛

摘 要：在建筑的設計標準中，抗震性是其中比較重要的一項設計指標，抗震性能的好壞直接影響到建筑結構的穩定性。文章對建筑在抗震設計方面的若干問題進行了探討，為建筑結構的穩定性提供了理論基礎。

關鍵詞：建筑設計；抗震；設計

建筑的抗震結構設計和建筑設計有重要的聯系，只有在建筑設計階段充分的考慮到抗震因素，才能夠為后期的抗震結構設計奠定良好的基礎。所以說建筑師在進行設計時，應該考慮到結構的抗震設計，這樣在后期進行結構施工中，結構設計師就能夠對建筑進行合理的布置，然后結合結構的質量和剛度分布，在充分的計算好地震作用力后，制定出詳細的抗震結構設計方案，提高建筑整體的抗震性能和承載力。如果在前期的建筑設計中設計師沒有考慮到結構抗震性的話，那么在結構施工中，就會有很大的局限性，因為受到了原有設計的影響，還不能改變原有的設計結構，所以可以采用的方法就比較有限，在不得已的情況下，為了提高建筑的承載力就必須擴大截面或者是增加配筋量，這樣就會提高了工程造價，造成了不必要的浪費。所以說在建筑設計階段是否考慮到抗震需求是非常重要的，對于整個建筑的結構性能有重要的影響，那么在對建筑進行抗震設計的過程中有一些問題需要注意，下文將會對此做出闡述。

1 建筑體型設計問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設計。震害表明，許多平面形狀復雜，如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規則的建筑在地震中未出現較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜和不規則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結構剛度發生突變的部位更易產生破壞。因此在建筑體型的設計中，應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體型，盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結構的質量和剛度比較均勻地分布，避免產生因體型不對稱導致質量與剛度不對稱的扭轉反應。

2 建筑平面布置設計問題

在建筑的平面設計中，平面布置對建筑的抗震性有重要的影響。在建筑的平面設計中，涉及到柱子的間距、墻體的空間按布置、樓梯的位置、電梯井的位置以及房間的數量等等都會對建筑的剛性和質量有很大的影響。由于建筑的使用性質不同，可能每層的布置都會不一樣，所以在對稱性上就會出現失衡。這些構件的布置不同，會造成受力的不均，由此在地震時，可能會發生扭轉作用，對建筑結構十分不利。對于建筑中這些構件的布置都要在施工圖中有明確的標注，方便施工。有些建筑在設計時將電梯井設置在了角落的位置，因為電梯井筒是剛度很大的構體，所以在發生地震時就會形成抗側力，將地震作用中的力度吸引過來，對電梯一側的建筑物造成了嚴重的損壞。在有些建筑的墻體設計中，出現了嚴重的偏移，在平面布置中一側的墻體較多，另一側的墻體較少，對于建筑平面的剛度出現了嚴重的失衡，質量重心不均勻，在地震中，由于結構受力的不均，出現了扭轉地震作用的效應，使局部墻體受到嚴重破壞。在有些臨街的商服建筑中，臨街的一側通常都不設置墻體，而在另一側則設置剛度很強的墻體，這樣兩側在剛度上出現很大的差異，在地震時會發生嚴重的扭轉效應。還有的建筑內，在墻體的布置上不對齊或者中斷的現象，這樣在發生地震時，就會出現地震力傳遞受阻，不利于抗震，容易造成局部的嚴重損壞。為了有效的防止建筑在地震時的破壞，在對建筑進行設計時，應該充分的考慮到建筑內剛度和質量的均勻性，盡量保持構件的對稱，保持重心的平均分布，合理布置各個構件。盡量的使建筑的使用功能和抗震要求協調統一，在對建筑進行設計的同時充分的考慮到建筑的抗震性。

3 建筑豎向布置設計問題

建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑沿高度（樓層）結構的質量和剛度分布設計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質量和剛度的嚴重不均勻、不協調。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質量和剛度相差過大，形成突變。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設計中必須高度重視的問題。在實際設計中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現上下相鄰樓層的墻體不對齊，柱子不對齊，墻體不連續，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設置不能直通到底層、剪力墻布置嚴重不對稱或數量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉作用。

4 建筑上應滿足的設計限值控制問題

根據大量震害的經驗總結，現行《建筑抗震設計規范》（GBJll-89）對房屋建筑在建筑設計中應考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規定。這些規定，建筑設計應予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數；二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

5 屋頂建筑的抗震設計問題

在高層和超高層建筑設計中，屋頂建筑是一個重要的設計部分。從近幾年對一些高層建筑抗震設計審查結果來看，屋頂建筑存在的主要問題，一是過高，二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，且前者的抗側力墻與其下樓層的抗側力墻體上下不連續時，更會帶來地震的扭轉作用，對建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設計中，宜盡量降低其高度。采用高強輕質的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結構的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當屋頂建筑較高時，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發生扭轉地震作用。

6 結束語

建筑的質量好壞直接關系到人們的生命財產安全，所以要對建筑質量給予足夠的重視。在建筑的設計階段對建筑的質量有百分之七十的影響，所以建筑設計非常重要，在進行建筑設計時，要充分的考慮到建筑結構的抗震性，只有充分的滿足抗震性才能在地震時減少建筑的損壞。在建筑設計時應該將抗震性考慮其中，這樣在進行結構設計時，才能夠充分的發揮建筑結構的抗震性能。

參考文獻

[1]《建筑抗震設計規范》（CBJll-89），中國建筑工業出版社，2005.

[2]包世華，方鄂華.高層建筑結構設計[M].清華大學出版社，2003.

[3]趙西安.鋼筋混凝土高層建筑結構設計[M].中國建筑出版社，2005.

[4]魏漣.建筑結構抗震設計[M].萬國學術出版社，2001.