建筑設(shè)計(jì)的抗震策略探究

摘要：地震是一種具有破壞力大、突發(fā)性強(qiáng)和次生災(zāi)害多等特點(diǎn)的自然災(zāi)害。建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)充分考慮抗震因素，采取合理的減輕地震災(zāi)害的規(guī)劃。本文從建筑場地選址、建筑布局、建筑場地交通流線規(guī)劃和周圍場地環(huán)境四個(gè)方面探討有效的建筑抗震設(shè)計(jì)策略，并提出一些觀點(diǎn)以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；抗震；策略

引言

近年來的汶川地震和玉樹地震給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳?cái)產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的損失，并敲響了建筑抗震設(shè)計(jì)的警鐘。理論上地震是可以預(yù)測、預(yù)報(bào)的，但是在實(shí)際操作中由于各種因素的限制，很難做到準(zhǔn)確地預(yù)防。因此制定合理的抗震減災(zāi)規(guī)劃，盡量減少在地震發(fā)生時(shí)的生命和財(cái)產(chǎn)損失顯得尤為重要。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)的抗震規(guī)劃，應(yīng)當(dāng)側(cè)重于建筑場地的選址、震后疏散、震后救災(zāi)等工作。

1、建筑場地的選址策略

場地選址是建筑設(shè)計(jì)抗震策略的首要環(huán)節(jié)。建筑場地應(yīng)當(dāng)選擇發(fā)生地震概率較小的地段或地區(qū)。場地選址是抗震減災(zāi)中效果較好的重要措施之一，能夠使抗震減災(zāi)工作由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。在有條件的情況下，建筑場地應(yīng)當(dāng)選擇非地震區(qū)或地震發(fā)生概率小的地區(qū)，盡量避開高烈度區(qū)。無法選擇較好的建設(shè)場地時(shí)，必須針對建筑場地存在的問題做出相應(yīng)的處理。建筑場地抗震設(shè)計(jì)選址的原則是：第一，選擇地震災(zāi)害相對較小的地段。第二，選擇工程結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)相對較小的地段。不同的建筑結(jié)構(gòu)在同一個(gè)場地上表現(xiàn)出來的地震反應(yīng)有著較大的差別。建筑選址應(yīng)當(dāng)根據(jù)土層和建筑結(jié)構(gòu)相互作用的原理，合理地選取對建筑結(jié)構(gòu)反應(yīng)較小的場地，或是根據(jù)場地的特性選擇適合建造的建筑結(jié)構(gòu)類型，從而減輕發(fā)生地震時(shí)建筑物的結(jié)構(gòu)反應(yīng)。在較為軟弱的地基上設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意保持建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性以防止地震引發(fā)的不均勻變形，在較為穩(wěn)定的地基上設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮地基和建筑結(jié)構(gòu)的震動(dòng)特性以避免地震引發(fā)的共振反應(yīng)。第三，選擇建筑場地地震反應(yīng)相對較小的地段。局部地形、土質(zhì)條件和地質(zhì)構(gòu)造是建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)著重考慮的場地因素。建筑選址時(shí)應(yīng)當(dāng)以地震小區(qū)劃結(jié)果為依據(jù)，盡量選擇發(fā)生地震反應(yīng)相對較小的地段。盡量避開在地震時(shí)地基可能失效的松軟場地，如山谷河邊、山坡、河道等地段，應(yīng)當(dāng)盡量選擇土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的堅(jiān)硬場地。第四，選擇發(fā)生地震概率相對較小的地區(qū)。建筑場地應(yīng)當(dāng)盡量選擇非地震區(qū)或地震危險(xiǎn)性較低的地區(qū)，盡量避開高烈度區(qū)。建筑場地的地震基本烈度應(yīng)當(dāng)按照國家頒布的地震烈度區(qū)劃圖進(jìn)行確定。重要的建筑工程應(yīng)當(dāng)進(jìn)行選取場地的地震基本烈度復(fù)核，必要時(shí)進(jìn)行單獨(dú)的地震危險(xiǎn)性分析。

2、建筑布局的抗震策略

2.1對稱式布局抗震策略

對稱式是建筑群體空間常用的布局方式，對稱式布局具有統(tǒng)一、有序、穩(wěn)定和均衡的特點(diǎn)，而且容易形成公正、權(quán)威、莊嚴(yán)和肅穆的氣氛。對稱式布局中的中軸線可以是連續(xù)幾幢建筑物或是主體建筑物的中心線，還可以是綠化、道路等形成的中心線。在軸線的兩側(cè)均勻地分布著各種次要建筑和環(huán)境設(shè)施。位于山地的建筑在采用對稱布局時(shí)常常順應(yīng)建筑群設(shè)置一個(gè)大臺(tái)階以營造出莊嚴(yán)敬慕的氣氛。然而有的位于平整場地的建筑為了烘托威嚴(yán)宏偉的氣氛，認(rèn)為將入口抬高，在下不設(shè)計(jì)出車庫或是其他輔助功能的房間。這種建筑布局方式在發(fā)生地震時(shí)樓梯平臺(tái)坍塌的可能性很大。因此在采用這種設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)再設(shè)計(jì)出其他直達(dá)室外場地的開口。

2.2自由式布局抗震策略

自由式布局的建筑的形式變化多樣、朝向與位置較為靈活，建筑物的性格特征較為鮮明，容易營造出活潑、輕松和親切的氣氛。自由式布局的建筑在地形和功能等方面的適應(yīng)性較強(qiáng)，顯著優(yōu)于對稱式布局，在建筑設(shè)計(jì)中被廣泛采用。自由式布局靈活易于場地地形建立有機(jī)的聯(lián)系，能夠在不規(guī)則地形情況下發(fā)揮優(yōu)越性。自由式布局應(yīng)用于游覽建筑、博覽建筑、交通建筑和醫(yī)療建筑等當(dāng)中。在設(shè)防烈度較高的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)降低建筑的高度從而利于地震時(shí)的疏散自救。

2.3庭院式布局抗震策略

庭院式建筑布局是由建筑物為何形成的院落形式。一座庭院可以沿著對角方向、橫向或縱深方向發(fā)展成多個(gè)比例不同、大小不一的庭院組合，既可以采用自由式布局，又可以采用對稱式布局，采取靈活的錯(cuò)接能夠適應(yīng)建筑場地的曲折或起伏等地形。庭院式布局能夠和環(huán)境較好的融合。建筑群通常由不同功能的房間及交通聯(lián)系體共同構(gòu)成，如觀覽廳、休閑廳、過廳、連廊等聯(lián)系不同的房間。由于流線的復(fù)雜曲折，所以出于抗震、避震的需求應(yīng)當(dāng)設(shè)置直通出口、室外的通道。在部分地方設(shè)置緊急救援出口，從而有利于地震時(shí)的人群疏散。

3、建筑場地交通流線的抗震策略

建筑場地的交通流線組織是避震疏散、抗震減災(zāi)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是確保建筑場地合理設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。場地交通流線設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足建筑場地內(nèi)不同功能活動(dòng)的交通需求，在建筑場地與外部、場地的各個(gè)分區(qū)之間建立科學(xué)合理的交通聯(lián)系，從而建立良好的內(nèi)外交通結(jié)構(gòu)，為避震疏散、抗震救災(zāi)的設(shè)備、車輛、人力的進(jìn)出提供保障。

建筑場地內(nèi)外的交通銜接點(diǎn)是場地的出入口，出入口的設(shè)置對場地的布置與流線組織有著直接的影響，對避震疏散、抗震救災(zāi)的效率也有著間接的影響。建筑場地出入口應(yīng)當(dāng)根據(jù)周圍環(huán)境和交通流線特點(diǎn)、場地的分區(qū)進(jìn)行設(shè)置。交通量不大的場地一般設(shè)置一個(gè)出入口就能夠滿足交通的需求。設(shè)置一個(gè)出入口時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮其在地震時(shí)被堵塞、阻斷的可能性，盡量將出入口設(shè)置在和建筑場地外銜接安全的地方，如無不良地質(zhì)情況的地方、城市道路良好的地方等，從而保證場地出入口的安全可靠。功能復(fù)雜的建筑場地應(yīng)當(dāng)設(shè)置多個(gè)出入口以滿足不同流線進(jìn)出的需求。設(shè)置多個(gè)場地出入口有利于人流疏散、抗震救災(zāi)的進(jìn)行。多個(gè)出入口之間應(yīng)該有路徑能夠互通，是各個(gè)出入口相互呼應(yīng)，從而提高救災(zāi)人員、救災(zāi)設(shè)備的輸送效率。建筑場地出入口的位置通常以相鄰城市道理情況和用地分區(qū)進(jìn)行確定。如果建筑場地同時(shí)毗鄰主干道與次干道時(shí)，往往將主入口設(shè)置在主干道上，此入口設(shè)置在次干道上。

場地的交通流線可以采取盡端式流線結(jié)構(gòu)或通過式流線結(jié)構(gòu)。盡端式流線結(jié)構(gòu)具有各個(gè)部分流線的獨(dú)立性較強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠有效地避免流線的交叉，然而對于抗震救災(zāi)、避震減災(zāi)而言，盡端式結(jié)構(gòu)不是理想的流線結(jié)構(gòu)。通過式流線結(jié)構(gòu)是從一端進(jìn)入場地，從另一端離開，各個(gè)流線之間相互連同，不明確的區(qū)分起點(diǎn)和終點(diǎn)，場地進(jìn)出的方向是互逆的。通過式流線結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了不同出入口之間的連通，有效地保證的不同流線進(jìn)出的通暢，大大提高了交通組織的效率。這種流線結(jié)構(gòu)在設(shè)置時(shí)應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大流線的節(jié)點(diǎn)，設(shè)置緩沖空間以方便不同流線方向的調(diào)度。

4、周圍場地的抗震策略

建筑外部環(huán)境設(shè)計(jì)的抗震策略通常包括集散廣場設(shè)計(jì)、活動(dòng)場地設(shè)計(jì)、停車場地設(shè)計(jì)等。建筑總體布局應(yīng)當(dāng)考慮與室外環(huán)境相融合，充分利用周圍場地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。建筑周圍盡量設(shè)置集散廣場，廣場的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)空間構(gòu)圖的需要和不同流線的通行能力進(jìn)行布局形式與規(guī)模的確定。學(xué)校、醫(yī)院、工業(yè)等建筑增設(shè)活動(dòng)場地能夠?yàn)槿藗兲峁┍苷鹗枭⒖臻g。廣場、停車場地等的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)有利于人流的疏散以提高地震發(fā)生時(shí)的通行能力。

5結(jié)束語

綜上所述，建筑應(yīng)當(dāng)從選址、空間布局、場地交通流線組織、周圍環(huán)境等方面進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。建筑抗震設(shè)防不能只依靠工程設(shè)計(jì)這一個(gè)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)合理的控制好選址、規(guī)劃、設(shè)計(jì)與施工等各個(gè)環(huán)節(jié)。

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