建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用

劉群杰（貴州省建筑設計研究院　貴州貴陽　550001）

建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用

劉群杰
（貴州省建筑設計研究院貴州貴陽550001）

據有關數據統計，全球每年所發生的地震次數高達40萬次，我國地震災害發生的次數更是驚人達到近10萬次。地震所到之處輕者房屋建筑、交通設施受損，嚴重者房屋建筑被摧毀交通系統癱瘓，極大影響了社會經濟及社會生活的良性發展。為此，世界各國都加大了房屋建筑結構的抗震設計的研究，以期能夠通過提高房屋建筑抗震能力，減少地震帶來的危害。本文即主要就建筑抗震設計做了具體探討。

建筑設計；建筑抗震設計；重要作用

引言

當前，建筑行業的發展呈現蓬勃生機，人們對工程建筑的質量也有著愈發嚴格的要求。在進行工程項目的建設過程中，要想進行建筑抗震設計，首先就要打好建筑設計這一基礎，設計方案是否能夠抵抗地震的侵襲，是否能夠滿足人們的需要，是施工單位要重點解決的問題。

1　建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用分析

建筑設計作為項目建設的基本參照和框架，需要在施工前就完成。在建筑設計的過程中，需要對環境、地理、氣候等因素加以充分考慮，其發揮的指導作用往往是非常重要的。在工程項目建設中，最關鍵的一步就是建筑設計這項工作。只要能夠保證建筑設計的科學合理、安全性過關，后續工作就能很好地展開。因此，在建筑設計中融入抗震理念是重要的一環，可以有效地提高建筑項目的抗震性。

建筑設計是建筑抗震設計的基礎，一定要實現二者的相互協作，如此才能實現最佳的抗震效果；確定項目建設設計方案后，就難以再進行大范圍改動，若是在此基礎上，未能對建筑物的抗震性能加以考慮，只是通過在具體施工中通過構件設置的加固來提高建筑抗震性，就無法很好地解決抗震問題；只有在建筑設計過程中，對建筑物的抗震性加以充分考慮，做好材料設置和構件安排等方面的準備，才能確保建筑物的抗震性能。

2　地震作用下建筑結構的破壞特點

2.1地基問題

①存在較厚的軟弱沖積土層場地，建筑破壞率明顯提高；②地基土液化容易造成地基出現不均勻沉降，進一步導致其上部結構出現損壞或是整體傾斜；④建造于不利或是危險地段的建筑物，極易因為地基的破壞出現房屋損壞；④若是建筑結構基本周期和場地自振周期相近，則會因為共振效應導致破壞程度進一步加重。

2.2結構體系問題

①使用“填墻框架”結構的建筑，其鋼筋混凝土框架結構平面內柱上端極易出現剪切破壞，外墻框架柱則是在窗洞處由于受窗下墻約束出現短柱型剪切型破壞；②使用“框架-抗震墻”結構的建筑，破壞程度通常較輕；④使用“底框”結構的建筑，其底層剛度較弱，破壞程度頗為嚴重；④使用“填墻框架”結構的建筑，若是其底層為敞開式框架間未砌磚墻，則底層破壞程度十分嚴重。

2.3扭轉振動問題

①矩形平面布置的建筑結構，若是電梯井等抗側力構件的布置存在偏心問題，則易出現扭轉振動現象，加重震害；②三角形、L形等不對稱平面布置的建筑結構，也會因為扭轉振動，加重震害。

2.4構件破壞問題

①框架結構中，柱的破壞程度通常重于梁、板；②鋼筋混凝土多肢剪力墻窗下墻容易產生斜向或是交叉裂縫；④配置螺旋箍筋的混凝土柱，若是層間位移角達較大數值時，核心混凝土依舊保持完好，柱仍具有較大抵抗力。

3　建筑設計中幾個抗震設計要點

3.1建筑場地的選擇

地震的實質即為不規則的、破壞性的地質運動，在其影響下建筑地基也會產生不規則運動，進而造成房屋建筑上部結構破壞。因此，建筑場地的合理選擇是建筑抗震設計中的一大重點。①盡可能地選擇地勢開闊、土質堅硬的場地進行房屋建設，可有效地防止地震來臨時因地基土層的位移、沉降而使房屋建筑上部結構受到破壞。②避開軟弱地基以及地震頻發的地段，如果無法避開，應采取必要的地基加固處理技術以及抗震措施，提高房屋建筑結構的整體性及牢固性。④避開易發泥石流、山體滑坡地段，否則地震來臨時往往會引發泥石流及山體滑坡等災害，加劇了房屋建筑結構的破壞程度。④建筑場地的土層的強度和剛度也對房屋建筑結構的抗震能力有一定影響，土層越厚越堅硬房屋建筑受震害的程度越小。

3.2地基和基礎設計

①進行建筑設計時，必須遵循同一建筑單元建設在同一性質的地基上的原則，且結構相同的房屋建筑應采用同樣的地基處理方式。②在進行地基設計時，應盡量增加基礎的埋設深度，重視基坑回填夯實，以實現建筑基礎的穩定。④房屋建筑主要分為上部結構與基礎。因此，為了提高建筑的整體性，通常基礎室外地坪下不設內外交圈的基礎圈梁；建筑上部結構與基礎部分設構造柱；若是建筑剛度不夠，則設相應的圈梁。

3.3建筑規則性設計

3.3.1建筑高度與寬度

在建筑的設計過程中，必須重視其高度與寬度比，該項參數直接影響了建筑的抗震性能。一般情況下，建筑的高度與寬度比越大，則受到地震的影響越大，側移與傾斜問題嚴重。對此，為了提高建筑的抗震性能，必須根據相關規范要求與建筑實際使用功能，嚴格控制建筑高度與寬度。

3.3.2建筑結構體系

在進行建筑抗震設計時，還應重視建筑結構的剛度與質量均勻分布，確保建筑平面結構與立體結構規則狀。例如：若是建筑的平面結構太過復雜，剛度與質量均勻分布，則會導致建筑在地震的作用下，出現扭轉現象，加重建筑的破壞程度。其次，當建筑層數較多時，會由于上面各層偏心產生的扭轉效應對下層形成積累，更易產生破壞。所以，進行結構布置時，除了要求各向對稱外，還希望能具有較大的抗扭剛度。因此，圖1（a）、圖1（b）所示的抗震墻沿房屋周邊布置的方案，就優于圖1（c）、圖1（d）所示在房屋內部布置的方案。

圖1　抗震墻的布置示意圖

3.3.3防震縫的合理處理

在房屋建筑結構抗震設計中，對于那些結構不規則的房屋建筑，應根據實際情況合理地在房屋建筑結構中設置防震縫。遇到下列情況，應設置防震縫：①平面形狀、局部尺寸或者立面形狀不符合規范的有關規定，而又未在計算和構造上采取相應措施時；②房屋長度超過規范規定的伸縮縫最大間距，又無條件采取特殊措施而必需設置伸縮縫時；④地基土質不均勻，房屋各部分的預計沉降（包括地震時的沉陷）相差過大，必須設置沉降縫時；④房屋各部分的質量或結構抗側移剛度大小懸殊時。值得注意的是，為防止相鄰建筑物在地震中發生碰撞，防震縫的寬度不宜小于兩側建筑物在較低建筑物屋頂高度處的垂直防震縫方向的側移之和。對于鋼筋混凝土結構房屋的防震縫最小寬度，一般情況下應符合規定：①框架房屋，當高度不超過15m時，可采用70mm；當高度超過15m時，Ⅵ度、Ⅶ度、Ⅷ度和Ⅸ度相應每增高5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm；②框架抗震墻房屋的防震縫寬度，可采用第一條數值的70%，抗震墻房屋可采用第一條數值的50%，且均不宜小于70mm；④防震縫兩側結構類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結構類型和較低房屋高度確定縫寬。例如：某高層建筑為框架-剪力墻結構，抗震設防烈度為Ⅶ度，高45m，其群房為框架結構，高20m，主樓和群房間設防震縫，其最小縫寬應根據群房框架結構極其高度確定：3.3.4抗震墻的布置

在進行建筑設計時，應重視墻體的設置，其是建筑的主要承重結構，直接影響到建筑整體抗震性能。對此，應重視建筑縱橫墻設計，遵循“分布均勻”原則，確保各縱墻與橫墻均承擔建筑上部結構的重量；嚴格控制墻體數量，其直接影響到建筑結構的剛度，若是縱橫墻數量過少，則會導致墻體間隔過大，建筑剛度相對較弱。因此，必須根據相應的設計規范設置縱橫墻，確保建筑剛度達到相應要求。

3.4墻體與屋蓋的抗震設計

經實踐表明，建筑的質量越輕，其結構穩定性越高，抗震性能也就越好。因此，在進行建筑抗震設計時，應選用新型防震砌塊，減輕墻體重量；屋蓋方面，也應使用質量較輕的建筑材料，不要在屋頂布設過多裝飾性建筑。

4　結語

綜上所述，抗震設計作為建筑設計中的重要組成部分，與建筑設計之間有著密切的聯系。良好的建筑抗震設計，必須要在建筑與結構設計相配合、共同考慮抗震設計要求的前提下完成的。因此，必須要意識到抗震設計中建筑設計的重要性，以充分發揮出抗震設計的優勢，提高建筑的抗震性能。

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TU352.11

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1673-0038（2015）06-0010-02

2015-1-25