建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要作用

摘 要：文章論述了建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要作用，指明建筑設(shè)計(jì)是建筑抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，是否加入了對抗震要求的考慮，會直接對建筑物的抗震能力造成影響。建筑要實(shí)現(xiàn)抗震能力，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同建筑設(shè)計(jì)的共同配合和相互合作才能實(shí)現(xiàn)。文中提出了在建筑設(shè)計(jì)中存在的抗震設(shè)計(jì)問題。并結(jié)合震害，提出了建筑的豎向和平面布置中剛度與質(zhì)量分布均勻、建筑體型簡單對稱對建筑抗震的重要性。優(yōu)秀的建筑抗震設(shè)計(jì)，必須要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同建筑設(shè)計(jì)相互配合，共同考慮抗震設(shè)計(jì)，所以建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中具有重要作用。

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)；重要性

1 地震的基本概念

眾所周知，地球上的一切物體都處于運(yùn)動的狀態(tài)，地球表層的地殼也是如此。地震是因?yàn)榈貧r層局部破裂而引起的一種震動，是地殼構(gòu)造運(yùn)動的結(jié)果或表現(xiàn)形式。如同括打雷閃電一樣，地震是一種自然現(xiàn)象。當(dāng)局部巖層塌陷、地下某處巖石的破裂或者火山爆發(fā)發(fā)出震動，并通過波動的形式傳到地表，引起地面的震動搖晃，這種自然現(xiàn)象就是地震。三級以下的地震每年發(fā)生很多次，但它們很難被察覺，并且對社會的工程實(shí)施和人類的生命安全沒有危害。五到六級的破壞性地震每年大約發(fā)生一百多次，七級以上會對人類生命安全和社會的工程造成嚴(yán)重破壞的大地震每年平均發(fā)生十幾次。發(fā)生在遼闊的海洋里或人煙稀少的地區(qū)的大地震不會造成太大的損失，但是發(fā)生在人口稠密地區(qū)的大地震會造成毀滅性傷害。

我國地大物博、幅員遼闊，世界上的三大地震帶：環(huán)太平洋地震帶、歐亞地震帶和海嶺地震帶中有兩個(gè)地震帶，歐亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶都延伸到了我國的境內(nèi)，我國大陸處在太平洋板塊和印度板塊的擠壓之中，所以，我國是一個(gè)地震多發(fā)的國家，歷史上我國曾多次發(fā)生強(qiáng)烈地震，造成了嚴(yán)重的損失。如1976年7月28日的唐山大地震，震級為7.8級，造成死亡24.2萬人，傷16萬人，經(jīng)濟(jì)損失數(shù)百億元。2008年5月12日的汶川大地震，震級為8級，造成死亡6.92萬人，傷37.46萬人，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到數(shù)千億人民幣。

2 建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中要考慮到的問題

2.1 建筑體型設(shè)計(jì)問題

建筑體型包括建筑的立體空間形狀和平面形狀的設(shè)計(jì)。許多地震災(zāi)害表明，在地震中，許多平面形狀復(fù)雜的建筑，比如平面上的側(cè)翼的過多懸空、外凸和凹進(jìn)、布置不對稱的側(cè)翼等建筑，都遭到了或多或少的破壞。唐山地震和海城地震中有不少這樣的案例。平面形狀簡單的建，在地震中都沒有被嚴(yán)重破壞，甚至個(gè)別建筑還能保持完好。沿高度立體空間形狀上的不規(guī)則、復(fù)雜，比如超出屋面建筑部分的高度過高、相鄰單元的高差過大，這些沿高度立體空間的不規(guī)則形狀會使建筑物在地震時(shí)被破壞，尤其是在建筑物的結(jié)構(gòu)剛度變化較大的部位容易被破壞。因此，在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量保持建筑物的形狀規(guī)則、簡單。圓形、扇形、方形等在平面形狀上都是比較好的體型，能有效實(shí)現(xiàn)抗震。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)最好少不規(guī)則的體形，比如外凸和內(nèi)凹，過長的伸翼，不對稱的側(cè)翼等，在體型布置上，盡可能均勻分布建筑物的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度，避免因?yàn)閯偠群唾|(zhì)量的不對稱而引在地震時(shí)建筑物發(fā)生不利于抗震的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。在高層建筑的建筑設(shè)計(jì)中，復(fù)雜的建筑體型在所難免，因?yàn)榻ㄖ镆残枰獎(jiǎng)?chuàng)意和立面美觀，不過在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意結(jié)合建筑功能、建筑抗震和建筑藝術(shù)，切忌顧此失彼。

2.2 建筑豎向布置的設(shè)計(jì)問題

在建筑設(shè)計(jì)中，建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問題主要表現(xiàn)為建筑物沿豎向建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布設(shè)計(jì)。在民用建筑和工業(yè)建筑中中，不管是多層建筑還是單層建筑和多層都存在這些設(shè)計(jì)問題，這些問題在高層建筑、超高層建筑中表現(xiàn)得更加突出突出。由于建筑要求不同的使用功能，比如：建筑物的底層是商場，建筑上要求空間大、柱距大，而高層的樓層是布置多樣化的公寓居室或?qū)懽謽牵_間較大，前者主要以墻為主，柱很少，而后者則是設(shè)柱多，墻很少。有的建筑在布置上還設(shè)有設(shè)有展廳、大會議廳、大廳、餐廳、游泳池、健身房等等，由于不同的建筑使用功能，形成了建筑物沿高度分布的剛度和質(zhì)量的不協(xié)調(diào)、不均勻。尤其是上下相鄰樓層的剛度和質(zhì)量相差過大形成突變。在剛度最差的樓層成了抗震能力不足、對抗震極為不利的在地震中變形會很大的薄弱樓層。在建筑設(shè)計(jì)中必須高度重視建筑豎向布置的設(shè)計(jì)問題。

2.3 建筑設(shè)計(jì)的平面布置設(shè)計(jì)

在建筑設(shè)計(jì)中，建筑物的平面布置設(shè)計(jì)是其重要的組成部分，是對建筑物的要求與使用功能的直接反應(yīng)。比如房間的布局與數(shù)量、樓梯和電梯井的位置、柱子之間的距離、內(nèi)墻布置、空間布置等方面，都是在建筑設(shè)計(jì)的平面布置設(shè)計(jì)中確定下來的。由于建筑物不同樓層有不同的使用功能，每個(gè)樓層的布置會有很大的不同。在進(jìn)行建筑平面多樣化布置的多同時(shí)需要考慮結(jié)構(gòu)抗震要求的問題。尤其是建筑平面上的柱與墻體分布不對稱、墻體的布置不對稱，會造成建筑結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量在分布的缺乏協(xié)調(diào)與對稱，在地震時(shí)建筑物會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用不利于抗震。

建筑平面布置設(shè)計(jì)對建筑抗震設(shè)計(jì)影響很大，要盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布協(xié)調(diào)均勻，避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用。在要均勻?qū)ΨQ地布置墻體，在抗震墻的布置上要結(jié)合結(jié)構(gòu)抗震的要求，質(zhì)量和剛度很大的樓要居中布置電梯井筒避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用。建筑平面布置設(shè)計(jì)上盡可能要使建筑結(jié)構(gòu)抗震要求和建筑功能要求融為一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的作用。

3 結(jié)語

總而言之，建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中具有重要作用，二者之間有著密不可分的關(guān)系。建筑設(shè)計(jì)對建筑的抗震起基礎(chǔ)作用，對建筑的抗震設(shè)計(jì)至關(guān)重要。好的建筑抗震設(shè)計(jì)，建立在結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)，一起考慮建筑抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上。所以，要重視建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要作用，讓建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

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作者簡介：廖建，四川資中縣人，四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，工程碩士，主要從事建筑工程專業(yè)教學(xué)與科研工作，研究方向：建筑設(shè)計(jì)、力學(xué)、施工、抗震。