建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用

吴宇宇

（贵州中建建筑科研设计院有限公司 贵州 贵阳 550006）

建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用

吴宇宇

（贵州中建建筑科研设计院有限公司 贵州 贵阳 550006）

本文阐述了建筑设计和抗震设计之间的关系，并且分析了当前建筑设计中建筑抗震设计存在的问题，提出了在建筑抗震设计中建筑设计需注意的问题，使建筑设计的抗震能力达到一定的标准。

建筑设计；抗震设计；作用

引言

地震引起建筑事故的频繁发生，使得建筑行业不得不对建筑的抗震性能格外重视。可以说如何使建筑具有良好的抗震性能是建筑行业发展过程中的一大难题，建筑设计师需要对此问题加深研究。在建筑工程中抗震设计和建筑设计是不可分开的，如果设计师单独的进行抗震设计必然不能达到建筑需要的抗震性能标准，所以在设计中一定要思考二者之间的联系，将建筑设计充分的融入到抗震设计中。在工程设计中设计师往往走入设计的误区，认为抗震性能只关乎建筑结构，是结构设计师的责任，与建筑设计并没有太大的联系，其实不然如果不能在建筑设计中结构抗震技术，只依靠结构上采取一定的措施抵抗地震带来的不良力，这个建筑的抗震性必然是不合格的。

1　建筑设计与抗震设计的关系

建筑设计和建筑抗震设计之间有着紧密的联系，在设计阶段，需要对各抗震因素进行综合考量，才能为建筑后期的抗震设计打好基础。建筑设计是抗震设计的基础，在建筑结构设计中，对建筑设计的改动较小。当建筑设计已初步形成后，建筑结构就应根据原则遵照设计的要求。在建筑设计方案中，设计师应充分考虑到建筑的抗震设计要求，设计人员必须根据建筑方案合理、科学布置结构部件，保证建筑结构刚度的均匀分布，使建筑结构的受力与变形能相互协调，从而提高建筑结构的承载能力及抗震性能。在建筑设计若不考虑到建筑的抗震性能要求，就会导致建筑布局设计限制抗震布局设计。通常情况下，为了提高建筑结构部件的承载能力与抗震性能，则要增加结构的截面面积，但会造成不必要的浪费。因此在建筑抗震设计时必须要建筑的体型、平面布置、竖向布置及屋顶抗震性能等问题进行分析。

2　建筑抗震设计的现存问题

近年来，我国建筑行业的发展迅猛，已经跻身社会各行业领域的前列，然而建筑抗震设计的发展仍相对较为缓慢，没能正确处理建筑设计和建筑抗震设计的关系，在抗震设计理念和实际技术的应用方面存在着较多问题，主要包括以下几个方面：

2.1不能与实际相结合

建筑抗震设计应遵循其相关的规定和标准，以固定参数为基准，但这并不意味着一成不变，完全依据固定参数进行计算和设计，那样就会脱离实际。在抗震设计中没有对地震破坏建筑的层次和顺序进行深入的分析，因而难以将主体设计和细节问题同时兼顾。由于对实际情况的了解不详细，使得在抗震设计过程中不能根据实际情况，灵活地使用各项设计准则。

2.2理论指导和实践经验的缺乏

由于我国在地震发生原因、预测以及防治方面的研究体系尚且不是很完善，对地质地震的认识不够深入，也欠缺更加科学的地震防治规范和措施，故而在建筑抗震设计时没有整套的科学依据和完善的理论体系，从而增加了将建筑设计和建筑抗震设计完美融合在一起的难度。因此，在建筑抗震设计中缺乏科学的理论指导和丰富的实践经验也是制约我国抗震设计发展的重要原因。

2.3设计研究仍停留在较浅层面

在建筑抗震设计中，设计探讨不够深入，没有对地震破坏建筑的层次和顺序进行全面分析，无法很好地做到在注重建筑主体设计的同时又兼顾细节问题。由于对实际建设情况进行系统的分析，因此在设计时也没能根据实际情况灵活的应用抗震设计的相关准则，导致建筑抗震设计的抗震效果无法达到预期的结果。

3　建筑设计在抗震设计中问题的解决对策

3.1体型设计

建筑体型设计主要涉及到建筑平面形状与主体空间形状两个方面的设计。建筑的平面形状较为复杂，若平面上的凹进、外凸、伸悬及不对称的侧翼布置等情况在地震中最容易出现破坏，如图1所示。平面形状简单的建筑在地震中的破坏程度较轻。因此在建筑体型设计时，应尽量保证简洁、规则的平面与空间形状，如矩形、圆形、方形、扇形的体型。尽可能减少内凹或外凸体型，也需尽量减少不对称的侧翼及过长的伸翼。在建筑体型设计中应使结构的质量与刚度均匀分布，以防出现因体型不对称引起的扭转反应。

图1　建筑体型设计示意图

3.2整体布局

建筑的整体布局设计，主要是指建筑的平面和立体空间上的设计。在建筑的整体布局中，要使建筑平面和建筑空间在形状上，既规则又简洁。建筑的平面形状可以是圆形、矩形、方形等，这样的形状能够提高建筑抗震的水平。在建筑的整体布局设计中，要避免凹凸行的设计，这样的设计对建筑抗震起到了一定的制约作用。严重是还会出现扭转效应。要设计出具有立体美和具有艺术性的建筑，就一定要将建筑艺术和建筑所具备的功能，与建筑抗震设计结构结合到一起。例如：某大厦高位268m，其框架是核心筒结构，对该建筑的抗震设计，在建筑2/3出，东西里面内凹，其内凹部分的荷载通过结构柱支撑在41层与43层之间的跨悬臂转换墙上。其整体结构设计融入了新年功能化设计的思想，并对建筑结构进行小震下的反谱计算，以及中震弹性复核。

3.2.1平面布置设计

作为建筑设计中的重要组成部分，建筑平面布置能直接反映出建筑的使用功能。而且，建筑平面布置与建筑的抗震性能之间的关系密切。在建筑平面设计过程中，必须要保证建筑结构的质量与刚度的分布均匀，以防建筑出现扭转效应。建筑墙体的布置必须要均匀对称，且抗震墙的布置也要与结构抗震要求之间相一致。对于刚度较大的楼层，电梯井的布置应居中、简要，以防产生偏心扭转地震效应。建筑平面布置要为建筑结构抗侧力构件的布置提供基础，使建筑的使用功能和抗震性能要求能融合一体，从而充分发挥建筑抗震设计中建筑设计的基础作用。

3.2.2竖向布置设计

建筑设计中的竖向布置设计能直接反映出建筑高度结构的质量及刚度分布。由于建筑使用功能的要求并不完全相同，若较低的楼层主要是商场、购物中心，在建筑设计上要求大柱距、大空间；而较高的楼层主要是写字楼、公寓楼等，其低层设柱、墙均比较少。由于建筑使用功能各异，使建筑物沿高度分布的质量与刚度均出现一定程度的不协调、不均匀状态，主要的问题为沿上下相邻楼层的质量与刚度之间的分布不均，容易产生突发变形。在质量与刚度最差的楼层容易产生变形量较大或抗震承载力不足的薄弱层，从而影响建筑的抗震性能。在建筑设计中，由于建筑的使用功能不同，容易出现上下相邻楼层的墙体不对齐、柱子、齐墙体不连续、上层墙多有柱、下层墙少无柱等请情况，从而导致地震力的传递受阻，使剪力墙设置无法直通到底层，再加上剪力墙布置不对称，都会导致建筑物的抗震作用产生不均匀、不对称的情况，容易产生扭转作用，从而影响建筑的抗震性能。因此在建筑竖向布置设计中，应尽量使剪力墙均匀分布，以使其能沿竖向直通到底部，且具有连续性与到底性，以防地震时产生扭转效应。

3.3建筑设计的限值控制

相关文件规定，在建筑设计过程中，要考虑抗震要求的限值控制。房屋的建筑高度和楼层的数量。在实际设计当中，有的建筑高度超标，有的建筑层数超标，有的建筑高度没有超标，但是其宽度超标。这些超标，都将会给建筑抗震带来一定的安全隐患，特别是一些高度和宽度超标的建筑，因此，在建筑设计中，只要完全融合建筑抗震设计，就能够有效的进行限值控制。例如：防裂度为8的时候，粘土砖等对称建筑的总高度要低于18m，建筑的层数一不能超过6层；底层框架为砖房的建筑高度应该保持在16m，层数保持在5层以内；建筑材料为钢筋混泥土框架房屋的时候，其高度要保持在45m以下，而框架的抗震墙高度应该保持在100m以内。

3.4建筑屋顶的抗震设计

屋顶设计是建筑设计中的一项重要设计内容，尤其是在现代高层与超高层建筑设计中，屋顶设计问题更为重要。根据近年来高层建筑抗震设计的审查结果可以看出，在建筑屋顶设计中主要存在过高或过重两个问题。当建筑屋顶设计过高或过重时，不仅会使建筑的变形量较大，还会使地震作用加大，都会影响建筑屋顶及其下建筑物的抗震性能。当屋顶建筑与下部建筑的重心不处于同一条线时，尤其是当屋顶建筑的抗侧力墙和下部建筑的抗侧力墙体不连续时，就容易产生地震的扭转作用，从而影响建筑的抗震性能。因此在屋顶建筑设计过程中，应尽可能降低其高度，并采用一些高强轻质材料，通过保证建筑结构刚度的均匀分布，使屋顶与下部建筑的重心点相一致，从而减少屋顶建筑的变形量及地震作用，提高建筑的整体抗震性能。

4　结束语

建筑的稳固性关系到社会的稳定和人民的安全，加大对建筑抗震设计的重视度，深入了解和分析建筑设计在建筑抗震设计的作用以及当前建筑抗震设计中存在的缺陷，注意建筑设计在建筑抗震设计中的应用原则，是提高建筑抗震性能的关键，也是在建筑抗震设计中体现建筑设计价值的前提。

[1]杨杰，张敏，李红培.概念设计在建筑抗震设计中的重要性和实现方法[J].四川建筑，2010，30：75～76.

[2]贾昭，王云.概念设计在建筑抗震设计中的体现及应用[J].中国新技术新产品，2009，20：169.

[3]王春娥.建筑设计中提高建筑抗震性能的意义及策略[J].山西建筑，2012，1：32～33.

TU351.1+1

A

1673-0038（2015）42-0083-02

2015-9-29

吴宇宇（1993-），女，贵州遵义人，本科，主要从事建筑设计工作。