對建筑結構設計中抗震設計的分析

張霞 青島房地產(chǎn)建筑設計院有限責任公司

在建筑初步設計時，應全面考慮建筑抗震要求，合理布置結構構件系統(tǒng)，從設計總體上入手實現(xiàn)直接控制，增強建筑的抗震性能。在實際建筑過程中，建筑結構設計不會在很大程度上改變建筑設計，在原則上應在服從建筑設計的前提進行設計分析。

一、抗震設計在建筑結構設計中的重要價值

建筑修筑策劃是修筑預防地震實施動工的基本條件，直接關系到整個建筑的抗震性能。建筑修筑策劃實際定稿時應注意不能大范圍修改修筑物的構造圖，必須以修筑圖為依據(jù)施行設計。修筑物的策劃方法若能使修筑物預防地震的要求得以有效滿足，建筑結構設計就可科學規(guī)范地規(guī)劃建筑結構布局，可促進建筑物的質(zhì)量明顯提升，將建筑物受到的震力有效降低。在具體的建筑設計時，應提前預留防震防災的設計改造空間。若在建筑設計未考慮防震防災內(nèi)容，缺少預留的數(shù)據(jù)空間，后續(xù)增設防震結構設計時就會面臨較大挑戰(zhàn)，甚至會嚴重影響整體建筑設計質(zhì)量。因此，建筑設計是建筑抗震設計的基礎。為保障建筑物有較好的穩(wěn)定性，建筑結構設計應與建筑設計相結合，綜合性考慮各項影響因素。

二、建筑結構設計中的抗震設計分析

（一）基于抗震設計的建筑體型設計

建筑物體型通常分為平面形狀與立體形狀，經(jīng)調(diào)查地震災害對建筑物的破壞情況可知，建筑物若平面形狀不規(guī)則，如有比較明顯凸出或凹陷部分、有過長的側翼結構等情況，容易受到地震災害的破壞。建筑物若是比較規(guī)則單一的平面形狀，則被地震災害破壞的程度較小，還有可能不發(fā)生破壞情況。建筑物向上延伸的空間較為復雜，或者相鄰的建筑物高低相差較多，或者部分地方太過突出等，隨建筑物空間變化發(fā)生改變，會容易在發(fā)生地震災害時對凸出部分造成較大破壞。因此，對于建筑物形狀設計，應先考慮使用簡潔規(guī)則的形狀，通常優(yōu)先選擇圓形或長方形等平面，以免設計不規(guī)則出現(xiàn)凸起或凹陷，側翼最好是對稱。對于建筑物形態(tài)部署，應盡可能將建筑物構造強度及品質(zhì)處于分布均勻狀態(tài)，預防形態(tài)不平衡及強度不均勻等，導致建筑物因地震災害破壞出現(xiàn)扭曲變形的情況。尤其是高層建筑設計，考慮立面美觀及創(chuàng)新創(chuàng)意等復雜因素，通常會使建筑體型設計比較復雜。但建筑結構設計，必須合理結合建筑結構抗震安全、基本使用功能以及藝術創(chuàng)意等，在保障建筑結構安全穩(wěn)固的前提下實現(xiàn)藝術創(chuàng)意設計。

（二）基于抗震設計的建筑屋頂設計

建筑屋頂若設計建造過高，將會使地震災害破壞加重，容易出現(xiàn)建筑結構嚴重變形，會影響建筑物的抗震性。因此建筑結構設計應高度重視屋頂設計。建筑物的底部或頂部不在同一條線，將會導致建筑抗側力不能延續(xù)，扭轉(zhuǎn)變形更加明顯，制約了建筑抗震的實際能力。因此，建筑設計時，設計師應盡量避免出現(xiàn)建筑屋頂超高以及超重的情況，實現(xiàn)整個建筑自身結構及剛度均勻分布，確保屋頂及建筑重心處在同一條線上。建筑物的屋頂若設計過高，就必須確保建筑抗震穩(wěn)固性能較好，將建筑扭轉(zhuǎn)效應降低。

（三）基于抗震設計的建筑平面布局設計

為使建筑設計的抗震性特點有效凸顯出來，就應保障建筑物的剛度，還應確保建筑結構質(zhì)量處于均勻分布狀態(tài)，有較好的對稱特征展現(xiàn)出來，從而確保建筑物不會出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形情況。任何種類建筑物建設都應充分考慮建筑墻面的建造技巧，掌握墻面建造符合建筑規(guī)模以及用途等，避免造成建筑資金的浪費，保障建筑作用。地震災害會對建筑物造成較大破壞，建筑物建造設計時應對有效避震進行全面考慮，結合構造設計等，使建筑物抗震功能能充分發(fā)揮出來。

（四）基于抗震設計的建筑縱向布局設計

建筑物縱向構成基本為建筑物高度、建筑物質(zhì)量以及建筑物高度相加。因此工業(yè)建筑及民用建筑結構設計，不受到建筑層數(shù)的影響，都會同時有類似的建筑縱向布局問題。在建筑正式施工的前期設計階段應盡可能使整個建筑物縱向結構和建筑項目剛度需求計劃保持系數(shù)一致。建筑物的剪力墻位置的布控應做到均勻，還應確保其能沿著建筑物整個垂直方向延伸到建筑最底部，保障整體保持較好的連貫性。在建筑縱向布局設計，必須盡量避免出現(xiàn)樓層間剛度不均勻的情況，同時還應規(guī)避地震破壞造成建筑變形扭曲。

（五）基于抗震設計的設計限值控制分析

在建筑實際設計中，有建筑出現(xiàn)高度超標或?qū)訑?shù)超標，還有建筑高度未超標但寬度超標。建筑物會因上述超標情況在抗震方面存在一定的安全隱患，尤其是高度與寬度超標建筑表現(xiàn)明顯。因此，建筑設計時，應將建筑抗震設計融合其中，對整個建筑物實施有效的限值控制。如建筑物防烈度要求達到8 時，黏土磚等對稱建筑總高度應控制在18米以內(nèi)，建筑層數(shù)控制在6 層以內(nèi)。若建筑底層框架是磚房則需將高度控制在16 米以內(nèi)，層數(shù)不能超過5 層。此外，建筑設計還應對房屋抗震橫墻間的間距及局部墻體尺寸的限值控制進行充分考慮，確保建筑有較好的整體結構布局。針對抗震墻限值控制，需將橫墻間距控制在原有額定值范圍內(nèi)，保障建筑平面剛度，以免對水平地震力在建筑水平方向的傳遞造成影響。通過控制橫墻間距，可有效避免出現(xiàn)建筑縱墻變形情況，確保建筑抗震承載力度，避免出現(xiàn)建筑倒塌的情況。針對局部墻體尺寸的限制控制，應將局部墻體尺寸控制規(guī)定值內(nèi)，使建筑抗震設計要求得以有效滿足。

三、總結

綜上，建筑設計中的建筑抗震設計關系到建筑安全，應全面考慮實際情況，科學設計建筑體型及建筑屋頂，保障建筑橫向與縱向布局設計的科學性，合理分析建筑設計限值控制，將建筑抗震作用充分發(fā)揮出來。