建筑設計在抗震設計中的作用探討

■謝 強 ■荊州市城市規劃設計研究院，湖北 荊州 434000

隨著建筑行業的不斷發展，抗震設計已成為現代建筑設計的重點內容，并在建筑設計中得到體現。建筑的抗震設計，直接關乎到民生、經濟及社會穩定，是保證人們生命財產安全的關鍵。建筑結構設計主要包括建筑物的總體結構、高度、承載力以及各個部件的性能等因素，要求對建筑整體及各構件規劃的前提下，不僅能滿足人們安全生活居住的要求，也能具備一定的美學價值。建筑結構的抗震設計，必須要對地基、結構體系及綜合布局等因素進行綜合考慮，是一項專業性、技術性、系統化的工作。

1 建筑設計與抗震設計的關系

建筑設計與抗震結構設計之間有著緊密的聯系，只有在設計階段充分考慮抗震因素，才能為建筑后期的抗震設計打好基礎。建筑設計是抗震設計的基礎，在建筑結構設計中，對建筑設計的改動較小。當建筑設計已初步形成后，建筑結構就應根據原則遵照設計的要求。在建筑設計方案中，設計師應充分考慮到建筑的抗震設計要求，設計人員必須根據建筑方案合理、科學布置結構部件，保證建筑結構剛度的均勻分布，使建筑結構的受力與變形能相互協調，從而提高建筑結構的承載能力及抗震性能。在建筑設計若不考慮到建筑的抗震性能要求，就會導致建筑布局設計限制抗震布局設計。通常情況下，為了提高建筑結構部件的承載能力與抗震性能，則要增加結構的截面面積，但會造成不必要的浪費。因此在建筑抗震設計時必須要建筑的體型、平面布置、豎向布置及屋頂抗震性能等問題進行分析。

2 建筑設計在抗震設計中的主要設計問題

2.1 體型設計

建筑體型設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計。建筑的平面形狀較為復雜，若平面上的凹進、外凸、伸懸及不對稱的側翼布置等情況在地震中最容易出現破壞。而平面形狀簡單的建筑在地震中的破壞程度較輕。因此在建筑體型設計時，應盡量保證簡潔、規則的平面與空間形狀，如矩形、圓形、方形、扇形的體型。盡可能減少內凹或外凸體型，也需盡量減少不對稱的側翼及過長的伸翼。在建筑體型設計中應使結構的質量與剛度均勻分布，以防出現因體型不對稱引起的扭轉反應。

2.2 平面布置設計

作為建筑設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系密切。在建筑平面設計過程中，必須要保證建筑結構的質量與剛度的分布均勻，以防建筑出現扭轉效應。建筑墻體的布置必須要均勻對稱，且抗震墻的布置也要與結構抗震要求之間相一致。對于剛度較大的樓層，電梯井的布置應居中、簡要，以防產生偏心扭轉地震效應。建筑平面布置要為建筑結構抗側力構件的布置提供基礎，使建筑的使用功能和抗震性能要求能融合一體，從而充分發揮建筑抗震設計中建筑設計的基礎作用。

2.3 豎向布置設計

建筑設計中的豎向布置設計能直接反映出建筑高度結構的質量及剛度分布。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量與剛度均出現一定程度的不協調、不均勻狀態，主要的問題為沿上下相鄰樓層的質量與剛度之間的分布不均，容易產生突發變形。在質量與剛度最差的樓層容易產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。在建筑設計中，由于建筑的使用功能不同，容易出現上下相鄰樓層的墻體不對齊、柱子、齊墻體不連續、上層墻多有柱、下層墻少無柱等請情況，從而導致地震力的傳遞受阻，使剪力墻設置無法直通到底層，再加上剪力墻布置不對稱，都會導致建筑物的抗震作用產生不均勻、不對稱的情況，容易產生扭轉作用，從而影響建筑的抗震性能。因此在建筑豎向布置設計中，應盡量使剪力墻均勻分布，以使其能沿豎向直通到底部，且具有連續性與到底性，以防地震時產生扭轉效應。

2.4 建筑設計的限值控制

根據我國近年來地震災害經驗，現行的《建筑抗震設計規范》(GBJll-89)對建筑設計中一些必須考慮抗震要求的限值控制提出了明確的規定。因此在建筑設計過程中必須要遵守以下兩點:(1)建筑的層數及總高度;(2)對建筑抗震的橫墻問題及局部墻體尺寸的限值控制問題。

2.5 建筑屋頂的抗震設計

屋頂設計是建筑設計中的一項重要設計內容，尤其是在現代高層與超高層建筑設計中，屋頂設計問題更為重要。根據近年來高層建筑抗震設計的審查結果可以看出，在建筑屋頂設計中主要存在過高或過重兩個問題。當建筑屋頂設計過高或過重時，不僅會使建筑的變形量較大，還會使地震作用加大，都會影響建筑屋頂及其下建筑物的抗震性能。當屋頂建筑與下部建筑的重心不處于同一條線時，尤其是當屋頂建筑的抗側力墻和下部建筑的抗側力墻體不連續時，就容易產生地震的扭轉作用，從而影響建筑的抗震性能。因此在屋頂建筑設計過程中，應盡可能降低其高度，并采用一些高強輕質材料，通過保證建筑結構剛度的均勻分布，使屋頂與下部建筑的重心點相一致，從而減少屋頂建筑的變形量及地震作用，提高建筑的整體抗震性能。

3 結束語

綜上所述，抗震設計作為建筑設計中的重要組成部分，與建筑設計之間有著密切的聯系。良好的建筑抗震設計，必須要在建筑與結構設計相同配合共同考慮抗震設計要求的前提下完成的。因此，必須要重視抗震設計中建筑設計的重要性，以充分發揮出抗震設計的優勢，從而提高建筑的抗震性能。

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