建筑物抗震中建筑方案設計起到的作用分析

吳文波

（廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東廣州 510630）

0 引言

不斷增強我國建筑設計中的抗震設計是當前建筑行業需要面臨的問題之一，提高抗震水平不僅能夠促進我國的經濟增長，同時與人們的日常生活相關。在進行建筑物的設計過程中，設計師要牢牢把控抗震設計水平，同時要認真考慮建筑物的承載能力、高度與總體結構，在詳細考慮各個部件的性能的前提下，才能設計出外形美觀具有觀賞性并具備較高抗震能力的建筑物。因此，抗震設計在建筑方案設計過程中具有舉足輕重的作用。

1 建筑設計與建筑抗震設計之間的聯系

建筑施工過程中，建筑項目中的所有細節都體現在建筑設計方案中，因此建筑設計工作在建筑工程施工前就應該準備好。在進行建筑設計工作前，設計師要全面了解建筑項目所處的地址位置、環境、施工隊伍的專業技術等情況，保證在建筑項目施工的過程中能夠按照設計好的方案有條不紊地進行，從而保證建筑項目最終的質量和外觀能夠達到要求。建筑設計工作是一個建筑項目的開始，在設計的過程中將抗震的技術都應用到設計中，才可以保證建筑物的穩定和安全。

建筑設計與建筑抗震設計相互協調，只有在建筑設計的過程中將抗震設計應用進去才可以建設出有安全保障的建筑物。當建筑設計完成后再發現建筑防震設計存在較大的漏洞，此時很難再重新對建設設計進行調整和完善。在后期的建設施工的時候，只能利用構件進行加固提高建筑項目的抗震能力，但是這樣也無法很好地解決建筑物抗震性差的問題。因此，在建筑設計開始的時候，設計者就要充分考慮建筑的抗震要求，除此之外還要嚴格把控建筑材料和構件結構的質量等問題，才可以保證建筑施工的進度。

2 建筑設計中方案設計的重要性

2.1 對城市面貌和空間的重要性

在對建筑項目進行設計的過程中，設計者要將城市的中軸線以及周邊建筑等元素都考慮進來，保證建筑項目能夠融入城市建筑風格的同時還要體現城市的特色。優質的建筑設計能夠提升城市建筑的面貌和空間利用，使城市的景觀的關鍵的組成部分都得到優化。

2.2 對設計項目塑造中的影響

即使是同一個建筑，經過不同施工隊伍的建設就會產生不同的內涵和含義。這種內涵和含義的存在是從建筑方案的設計中就體現出來的，將建筑物以抽象的方式表現出來，在建設的過程中融入自己的個性和性能，同時表現出建筑方與用戶的精神面貌和形象，最后體現建設單位對建筑精神與文化方面的定義。

3 建筑方案設計在建筑抗震設計中的幾個主要設計問題

3.1 建筑體型設計問題

對以往地震災害之后的建筑物受損程度分析，顯示與具有不規則側翼、凹凸結構的平面狀建筑物相比，簡單規則的平面狀建筑其損壞程度較輕。當建筑物在高度設計方面存在較大差異時，例如相鄰建筑物之間的高度存在較大差異以及出屋面建筑過高時，在建筑物的剛度顯著變化的位置更容易出現損害，所以在進行建筑物方案設計的過程中要盡量將建筑體型設計的更加簡約，平面和空間的設計上要更加規則。尤其處于地震區的建筑平面，其在設計過程中應多采用方形、矩形、圓形、扇形等規則的形狀減少使用外凸和內凹的情況出現。由于三角形平面在主軸方向上是不對稱的，因此會導致扭轉振動等現象。帶有較長伸翼以及不對稱的側翼的體型，例如L 型、T 型、V 型、Y 型等結構的建筑在地震災害中更容易受損害。相關建筑標準規定“結構平面凹進一側的尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%”的平面是凹凸不規則的（見圖1）。進行建筑設計的時候要最大限度地使建筑平面保持規則，保證讓剛度與質量分布呈對稱分布。然而在實際生活中，部分高層且復雜的建筑物設計過程中，要考慮建筑外觀的美觀性等因素無法保證建筑物的體型簡單規則，此時在設計的過程中應盡可能兼顧建筑外觀的美觀性以及抗震性。

圖1 建筑結構平面凹凸不規則的示例

3.2 建筑平面布置設計問題

據統計，在我國兩成以上的城市建筑平面布置存在明顯的缺陷。在對建筑物平面設計過程中，建筑物的房間位置和數目、樓梯的走向和內墻的布置等均要在設計好的平面布置中有所體現。由于不同的建筑物其最后的功用也是不同的，所有建筑物設計過程中樓層間的布置等方面會存在顯著的差異。怎樣才能夠在適應建筑平面布置多樣化的基礎上提高建筑的抗震性是一個關鍵又棘手的問題。當墻體的布置、墻體以及柱子的布置等方面的設計出現不對稱的現象時，會增加建筑物剛度的不對稱性，在地震發生的時候出現扭轉的情況。

在建筑物上部樓層相對下部樓層收進的過程中，要嚴格把控收進的尺寸，收進的部位越高平面尺寸越小則導致地震引起的影響就越嚴重。在上部結構樓層比下部樓層挑出時，會導致其結構的扭轉效應和豎向地震效應顯著增大，其尺寸同樣受到一定的限制（見圖2）。相關的地震防范規定：“側向剛度應不超過相鄰層的70%，或不超過相鄰的三個樓層側向剛度平均值的80%；除了頂層之外的樓層，局部收進的水平尺寸不小于相鄰下一層的25%，上述情況均屬于不規則的側向剛度。因此要選用恰當的結構體系，并且保證建筑過程中建筑項目的結構體系從始至終保持一致，才能保持建筑物建筑抗側立構件連續、抗側剛度均衡。

3.3 地展力存在問題

圖2 高層建筑結構豎向收進與外挑

在建筑物設計過程中，地展性是設計者需要考慮的一個關鍵條件。建筑物抗震功能設計方面，最主要的是水平地震力所造成的內力。在地震等級小于Ⅷ級的時候，鋼筋混凝土框架適用于低于九層高度且體型合理、剛度以及質量勻稱分布的建筑。在建筑項目施工的時候，高層建筑結構體系存在較強的韌性，由于一些必要的商業因素等會導致建筑的設計中存在不恰當的情況，因此高層建筑其本身就具有較差的抗震性。在臨街的建筑中，臨街的一面底層側移剛度與第二層相比較小，鋼筋混凝土狂架柱是主要的地震傾覆力矩的承載體。當地震出現后，由于建筑物上剛下柔的特性無法承擔較強的抗震性，因此會導致在地震時建筑物嚴重倒塌。

3.4 缺少專業的理論指導與經驗

與世界發達國家對于自然災害的防護能力相比，我國在預防和應對自然災害方面的發展水平較低。與此同時，我國的地質地震科學的研究水平相對比較落后，科學家們還沒有更深入地了解地震方面的知識，因此在地震預防方面存在較大的欠缺。在建筑設計中的抗震設計方面缺乏系統的理論指導和實踐經驗，導致防震設計無法完美的貼合建筑物的結構設計。與此同時，在開展地震設計工作的過程中，對地震災害導致的房屋受損如何防范方面沒有一個科學系統的次序，因此設計者在開展工作的過程中無法統籌考慮多方面的設計因素。

4 結束語

由上可知，建筑項目的設計過程中抗震設計是其中不可或缺的一部分。建筑物的抗震設計不但影響著建筑物最終的抗震性能，同時還關系到建筑物是否實用。因此抗震設計對于建筑物的質量和使用年限等十分關鍵。一個質量好、外觀具有觀賞性的建筑物必需具有成功的結構設計和建筑設計，同時還有良好的抗震能力。這就要求設計師在建筑設計的時候能夠綜合三方面的要求，將建筑物的抗震有關的技術都很好地加入建筑方案設計中，保證我國建筑物的質量和水平。