論商業(yè)建筑室內(nèi)地震應(yīng)急避難場(chǎng)所空間設(shè)計(jì)

尹耿　朱麗婭

摘要：地震災(zāi)害是對(duì)人類造成殺傷性最大的自然災(zāi)害之一，尤其是對(duì)于人口密集的城市商場(chǎng)來(lái)說(shuō)，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，如果不能做好建筑物的抗震設(shè)計(jì)來(lái)抵御，那么后果將不堪設(shè)想，近些年隨著高層建筑的不斷涌現(xiàn)，讓抗震設(shè)計(jì)顯得更加重要，只有做好超高層的隔震方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，才能避免在地震中最大程度的減少受影響程度，甚至可以避免受到災(zāi)害波及。在此主要淺談一下商業(yè)建筑室內(nèi)地震應(yīng)急避難場(chǎng)所空間設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)類問(wèn)題，以供參考。

關(guān)鍵詞：超高層;隔震;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)城市化進(jìn)程不斷加加快，各種商業(yè)建筑層出不斷，而近幾年高層建筑，特別是商業(yè)建筑中的地震等突發(fā)事件和災(zāi)害給人們帶來(lái)很大危害，考慮到建筑的抗震性能，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，建筑高度超過(guò)54m，應(yīng)該設(shè)置應(yīng)急避難間。

1抗震設(shè)計(jì)概述

地震也被人們稱之為地動(dòng)，是地殼快速釋放能量的過(guò)程中所造成的振動(dòng)現(xiàn)象，在這期間極容易產(chǎn)生一定的地震波，進(jìn)而形成自然災(zāi)害。由于我國(guó)位于太平洋地震帶和歐亞地震帶上，因此我國(guó)每年都有大量的地震發(fā)生，其中更是產(chǎn)生了許多讓人難以忘記的血腥事件，給我們帶來(lái)了沉痛的記憶。如唐山大地震、汶川地震和玉樹(shù)地震等。

2隔震技術(shù)

隔震技術(shù)不僅在新建工程中獲得應(yīng)用，而且已用于現(xiàn)有建筑的抗震加固改造。隔震裝置可安裝在結(jié)構(gòu)的防火層或設(shè)備層，隔震層可設(shè)置在結(jié)構(gòu)的不同部位，如基礎(chǔ)、中間層等，也可設(shè)置在房屋的頂層，同時(shí)起到結(jié)構(gòu)加層和抗震加固的目的。由于傳統(tǒng)的加固改造技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)震后的性能和不可靠程度缺乏準(zhǔn)確地了解，故較難達(dá)到強(qiáng)度和延性的合理匹配。采用隔震技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造，通過(guò)在隔震層設(shè)置剛度很小的隔震裝置，將地震變形集中到隔震裝置上，相對(duì)于依靠結(jié)構(gòu)本身的較高強(qiáng)度和較低變形來(lái)吸引地震能量而言，隔震結(jié)構(gòu)的周期和阻尼都有很多的提高，故加速度和位移反應(yīng)明顯降低。

3商業(yè)建筑隔震層設(shè)計(jì)

隔震結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)是隔離地震，最佳的解決辦法是使建筑物懸浮起來(lái)，以避免地震的干擾，顯然這種辦法操作并不容易。因此，出現(xiàn)了隔震層這一概念。隔震層是通過(guò)疊層橡膠墊將建筑主體與地面分割起來(lái)，以粘滯性阻尼器抑制地震的水平位移。為了設(shè)計(jì)應(yīng)急避難場(chǎng)所，需要對(duì)商業(yè)建筑隔震層進(jìn)行設(shè)計(jì)。隔震層具有較強(qiáng)的抗震性能，比較適合用于高烈度地區(qū)的商業(yè)等建筑。

首先對(duì)隔震層的層數(shù)進(jìn)行確定，隔震層的層數(shù)不能過(guò)高，過(guò)高對(duì)結(jié)構(gòu)安全性能存在影響，并且需要的建筑資金也會(huì)過(guò)高，同樣不能過(guò)低，過(guò)低會(huì)導(dǎo)致日后的檢查和維修。在本文中將隔震層的梁底和地面之間的距離設(shè)計(jì)為不超過(guò)8m。

然后對(duì)隔震層的位置進(jìn)行設(shè)定，商業(yè)建筑一般都會(huì)有地下室或地下車庫(kù)，將隔震層設(shè)置在負(fù)一層，將隔震支座放于隔震層內(nèi)墻的任意位置，具體還要根據(jù)負(fù)一層的實(shí)際使用功能，對(duì)隔震層支座的位置進(jìn)行確定。依據(jù)相關(guān)的建筑資料和經(jīng)驗(yàn)得知，將隔震層支座放在股一層的墻頂，這樣可以避免單獨(dú)支墩的物力和財(cái)力支出，可以保證建筑的經(jīng)濟(jì)性，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注重負(fù)一層的墻需要承擔(dān)隔震層的剪力，還有負(fù)一層上不整體結(jié)構(gòu)豎向荷載和隔震層發(fā)生位移引發(fā)的P?△效應(yīng)。若將隔震層支座放置在墻頂，這樣會(huì)導(dǎo)致支墩變得粗大，對(duì)負(fù)一層的空間使用率造成影響，因此需要將墻體下部支墩做成牛腿形狀，或是在墻體底部支墩頂端設(shè)置拉梁。

下一步將對(duì)人防工程隔震層的位置進(jìn)行確定，應(yīng)相關(guān)要求，人防工程隔震層的位置需要設(shè)置在人防地下室的上一層，隔震體系和人防體系之間互不干擾。

最后對(duì)隔震層整體進(jìn)行調(diào)整，隔震層支座盡量放置在高處，以避免隔震支座造成相關(guān)構(gòu)造的復(fù)雜，給整體設(shè)計(jì)和操作帶來(lái)麻煩。對(duì)于商業(yè)建筑而言，可以將每個(gè)隔震支座的頂部都設(shè)置在同一個(gè)高度上。總體來(lái)看，隔震層的位置還是要依據(jù)具體實(shí)際情況進(jìn)行分析，按照結(jié)構(gòu)形式、有無(wú)地下室和周邊環(huán)境以及建筑內(nèi)業(yè)主的要求來(lái)設(shè)定。

4商業(yè)建筑室內(nèi)應(yīng)急避難所的室內(nèi)防震規(guī)劃設(shè)計(jì)

根據(jù)相關(guān)規(guī)定分析，城市應(yīng)急避難所的室內(nèi)布局應(yīng)該遵循如下規(guī)則：以人為本、安全性能、可操作性、可通達(dá)性、綜合備災(zāi)性和平災(zāi)原則。設(shè)計(jì)出商業(yè)建筑室內(nèi)應(yīng)急避難所的空間設(shè)計(jì)如下：

4.1避難所功能區(qū)的劃分

一方面運(yùn)用簡(jiǎn)潔規(guī)整的平面和立體布局，將多元入口的理念結(jié)合到住區(qū)空間的設(shè)置中，在住區(qū)室內(nèi)留出較安全的通道，可以擺脫傳統(tǒng)的箱式格局。將傳統(tǒng)的磚結(jié)構(gòu)隔墻轉(zhuǎn)變成隔板、低柜或屏風(fēng)等靈活的空間設(shè)計(jì)，將休息區(qū)安置在住區(qū)室內(nèi)三角支撐結(jié)構(gòu)的墻角，這樣可以保證相對(duì)安全。另一方面可以按照國(guó)內(nèi)古代建筑的格式，采用常見(jiàn)的矩形平面進(jìn)行分區(qū)，令中間區(qū)域較大、兩側(cè)的區(qū)域依次減小，這樣可以有效地減少在地震時(shí)發(fā)生扭矩的現(xiàn)象。由于地震后會(huì)發(fā)生一些次生災(zāi)害，尤其是火災(zāi)，因此在電氣管線開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注重防火。可以在住區(qū)室內(nèi)的開(kāi)闊處設(shè)計(jì)一個(gè)較明顯聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，這樣在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，居住的人們可以及時(shí)的切斷電源。

4.2避難所家具的布局

在避難所的抗震防范設(shè)計(jì)中，還需要注重家具的設(shè)計(jì)和布局。運(yùn)用國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的榫卯結(jié)構(gòu)，采用實(shí)木等天然有機(jī)材料設(shè)計(jì)出斗拱式框架結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)不僅能夠承受的荷載較大，還能在一定范圍內(nèi)允許變形，在發(fā)生地震時(shí)，可以通過(guò)變形吸收地震能量，降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。將該結(jié)構(gòu)運(yùn)用在家具的設(shè)計(jì)中，可以增強(qiáng)家具整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。采用實(shí)木材料構(gòu)成的梁架結(jié)構(gòu)和避難所室內(nèi)的柱基礎(chǔ)相結(jié)合的方式，可以有效地降低結(jié)構(gòu)之間的摩擦力，從而起到隔震作用。

4.3避難所室內(nèi)設(shè)計(jì)材料的選用

根據(jù)防震建筑中的基礎(chǔ)隔震理念，設(shè)計(jì)室內(nèi)隔斷，將避難所室內(nèi)的隔墻設(shè)計(jì)成鋼骨架結(jié)合橡膠的柔性結(jié)構(gòu)，可以增加整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，控制結(jié)構(gòu)變形以滿足抗震的要求。運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)的目的是為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，在主受力墻面和柱體添加斜向支撐，在結(jié)構(gòu)的頂部做水平拉結(jié);采用鋼板和碳素纖維包裹室內(nèi)柱體可以增加控制整體結(jié)構(gòu)的力度。

結(jié)束語(yǔ)

地震是目前最為常見(jiàn)的自然災(zāi)害和破壞性隱患之一，而我國(guó)又地處太平洋地震帶附近，因此有著很強(qiáng)、很頻繁的地震隱患。因此，在目前的建筑工程項(xiàng)目中，做好建筑防震設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵和重要，是保證建筑結(jié)構(gòu)整體性安全中最為關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 賈紅霞，譚術(shù)利.淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的隔震減震措施[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013.

[2] 吳星海.建筑結(jié)構(gòu)隔震與減震設(shè)計(jì)問(wèn)題分析與措施探討[J].科技風(fēng)，2014.

[3] 王瀅，曾堅(jiān)，王強(qiáng).日本城鎮(zhèn)海嘯避難所規(guī)劃策略研究[J].國(guó)際城市規(guī)劃，2017，32（6）：84-90

[4] 顧惠娜，唐波.基于GIS的應(yīng)急避難場(chǎng)所空間布局及優(yōu)化——以河源市中心城區(qū)為例[J].華南地震，2017（3）：35-40.

[5] 武田艷，宋璐璐，梁坤宇.基于SA算法的應(yīng)急公共服務(wù)設(shè)施布局優(yōu)化研究——以上海市長(zhǎng)寧區(qū)應(yīng)急避難場(chǎng)所為例[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2018，48（24）：34-42

[6] 於家，溫家洪，陳蕓，等.基于應(yīng)急疏散智能體模型模擬的城市避難所空間配置——以上海市靜安區(qū)為例[J].地理學(xué)報(bào)，2017，72（8）：1458-1475

（作者單位：云南省地震局）