劉群杰（貴州省建筑設(shè)計研究院　貴州貴陽　550001）

建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的重要作用

劉群杰
（貴州省建筑設(shè)計研究院貴州貴陽550001）

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球每年所發(fā)生的地震次數(shù)高達40萬次，我國地震災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)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(shè)施受損，嚴(yán)重者房屋建筑被摧毀交通系統(tǒng)癱瘓，極大影響了社會經(jīng)濟及社會生活的良性發(fā)展。為此，世界各國都加大了房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)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(shè)計做了具體探討。

建筑設(shè)計；建筑抗震設(shè)計；重要作用

引言

當(dāng)前，建筑行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)蓬勃生機，人們對工程建筑的質(zhì)量也有著愈發(fā)嚴(yán)格的要求。在進行工程項目的建設(shè)過程中，要想進行建筑抗震設(shè)計，首先就要打好建筑設(shè)計這一基礎(chǔ)，設(shè)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(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的重要作用分析

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

建筑設(shè)計是建筑抗震設(shè)計的基礎(chǔ)，一定要實現(xiàn)二者的相互協(xié)作，如此才能實現(xiàn)最佳的抗震效果；確定項目建設(shè)設(shè)計方案后，就難以再進行大范圍改動，若是在此基礎(chǔ)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(gòu)件設(shè)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(shè)計過程中，對建筑物的抗震性加以充分考慮，做好材料設(shè)置和構(gòu)件安排等方面的準(zhǔn)備，才能確保建筑物的抗震性能。

2　地震作用下建筑結(jié)構(gòu)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(xiàn)不均勻沉降，進一步導(dǎo)致其上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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(xiàn)房屋損壞；④若是建筑結(jié)構(gòu)基本周期和場地自振周期相近，則會因為共振效應(yīng)導(dǎo)致破壞程度進一步加重。

2.2結(jié)構(gòu)體系問題

①使用“填墻框架”結(jié)構(gòu)的建筑，其鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)平面內(nèi)柱上端極易出現(xiàn)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(xiàn)短柱型剪切型破壞；②使用“框架-抗震墻”結(jié)構(gòu)的建筑，破壞程度通常較輕；④使用“底框”結(jié)構(gòu)的建筑，其底層剛度較弱，破壞程度頗為嚴(yán)重；④使用“填墻框架”結(jié)構(gòu)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(yán)重。

2.3扭轉(zhuǎn)振動問題

①矩形平面布置的建筑結(jié)構(gòu)，若是電梯井等抗側(cè)力構(gòu)件的布置存在偏心問題，則易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動現(xiàn)象，加重震害；②三角形、L形等不對稱平面布置的建筑結(jié)構(gòu)，也會因為扭轉(zhuǎn)振動，加重震害。

2.4構(gòu)件破壞問題

①框架結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(shù)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(shè)計中幾個抗震設(shè)計要點

3.1建筑場地的選擇

地震的實質(zhì)即為不規(guī)則的、破壞性的地質(zhì)運動，在其影響下建筑地基也會產(chǎn)生不規(guī)則運動，進而造成房屋建筑上部結(jié)構(gòu)破壞。因此，建筑場地的合理選擇是建筑抗震設(shè)計中的一大重點。①盡可能地選擇地勢開闊、土質(zhì)堅硬的場地進行房屋建設(shè)，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(jié)構(gòu)受到破壞。②避開軟弱地基以及地震頻發(fā)的地段，如果無法避開，應(yīng)采取必要的地基加固處理技術(shù)以及抗震措施，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體性及牢固性。④避開易發(fā)泥石流、山體滑坡地段，否則地震來臨時往往會引發(fā)泥石流及山體滑坡等災(zāi)害，加劇了房屋建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(chǔ)設(shè)計

①進行建筑設(shè)計時，必須遵循同一建筑單元建設(shè)在同一性質(zhì)的地基上的原則，且結(jié)構(gòu)相同的房屋建筑應(yīng)采用同樣的地基處理方式。②在進行地基設(shè)計時，應(yīng)盡量增加基礎(chǔ)的埋設(shè)深度，重視基坑回填夯實，以實現(xiàn)建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定。④房屋建筑主要分為上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)。因此，為了提高建筑的整體性，通?；A(chǔ)室外地坪下不設(shè)內(nèi)外交圈的基礎(chǔ)圈梁；建筑上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)部分設(shè)構(gòu)造柱；若是建筑剛度不夠，則設(shè)相應(yīng)的圈梁。

3.3建筑規(guī)則性設(shè)計

3.3.1建筑高度與寬度

在建筑的設(shè)計過程中，必須重視其高度與寬度比，該項參數(shù)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(cè)移與傾斜問題嚴(yán)重。對此，為了提高建筑的抗震性能，必須根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求與建筑實際使用功能，嚴(yán)格控制建筑高度與寬度。

3.3.2建筑結(jié)構(gòu)體系

在進行建筑抗震設(shè)計時，還應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的剛度與質(zhì)量均勻分布，確保建筑平面結(jié)構(gòu)與立體結(jié)構(gòu)規(guī)則狀。例如：若是建筑的平面結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜，剛度與質(zhì)量均勻分布，則會導(dǎo)致建筑在地震的作用下，出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，加重建筑的破壞程度。其次，當(dāng)建筑層數(shù)較多時，會由于上面各層偏心產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對下層形成積累，更易產(chǎn)生破壞。所以，進行結(jié)構(gòu)布置時，除了要求各向?qū)ΨQ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(yōu)于圖1（c）、圖1（d）所示在房屋內(nèi)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(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，對于那些結(jié)構(gòu)不規(guī)則的房屋建筑，應(yīng)根據(jù)實際情況合理地在房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置防震縫。遇到下列情況，應(yīng)設(shè)置防震縫：①平面形狀、局部尺寸或者立面形狀不符合規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，而又未在計算和構(gòu)造上采取相應(yīng)措施時；②房屋長度超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距，又無條件采取特殊措施而必需設(shè)置伸縮縫時；④地基土質(zhì)不均勻，房屋各部分的預(yù)計沉降（包括地震時的沉陷）相差過大，必須設(shè)置沉降縫時；④房屋各部分的質(zhì)量或結(jié)構(gòu)抗側(cè)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(fā)生碰撞，防震縫的寬度不宜小于兩側(cè)建筑物在較低建筑物屋頂高度處的垂直防震縫方向的側(cè)移之和。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的防震縫最小寬度，一般情況下應(yīng)符合規(guī)定：①框架房屋，當(dāng)高度不超過15m時，可采用70mm；當(dāng)高度超過15m時，Ⅵ度、Ⅶ度、Ⅷ度和Ⅸ度相應(yīng)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(shù)值的70%，抗震墻房屋可采用第一條數(shù)值的50%，且均不宜小于70mm；④防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，高45m，其群房為框架結(jié)構(gòu)，高20m，主樓和群房間設(shè)防震縫，其最小縫寬應(yīng)根據(jù)群房框架結(jié)構(gòu)極其高度確定：3.3.4抗震墻的布置

在進行建筑設(shè)計時，應(yīng)重視墻體的設(shè)置，其是建筑的主要承重結(jié)構(gòu)，直接影響到建筑整體抗震性能。對此，應(yīng)重視建筑縱橫墻設(shè)計，遵循“分布均勻”原則，確保各縱墻與橫墻均承擔(dān)建筑上部結(jié)構(gòu)的重量；嚴(yán)格控制墻體數(shù)量，其直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的剛度，若是縱橫墻數(shù)量過少，則會導(dǎo)致墻體間隔過大，建筑剛度相對較弱。因此，必須根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范設(shè)置縱橫墻，確保建筑剛度達到相應(yīng)要求。

3.4墻體與屋蓋的抗震設(shè)計

經(jīng)實踐表明，建筑的質(zhì)量越輕，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越高，抗震性能也就越好。因此，在進行建筑抗震設(shè)計時，應(yīng)選用新型防震砌塊，減輕墻體重量；屋蓋方面，也應(yīng)使用質(zhì)量較輕的建筑材料，不要在屋頂布設(shè)過多裝飾性建筑。

4　結(jié)語

綜上所述，抗震設(shè)計作為建筑設(shè)計中的重要組成部分，與建筑設(shè)計之間有著密切的聯(lián)系。良好的建筑抗震設(shè)計，必須要在建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計相配合、共同考慮抗震設(shè)計要求的前提下完成的。因此，必須要意識到抗震設(shè)計中建筑設(shè)計的重要性，以充分發(fā)揮出抗震設(shè)計的優(yōu)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