李 黎扈青素

(1濮陽市建設工程質量監(jiān)督站，河南 濮陽 457000 2河南省建設工程質量監(jiān)督總站，河南省鄭州市 450003)

建筑抗震設計研究

李 黎1扈青素2

(1濮陽市建設工程質量監(jiān)督站，河南 濮陽 457000 2河南省建設工程質量監(jiān)督總站，河南省鄭州市 450003)

建筑是人們?yōu)榱藵M足社會生活需要，利用所掌握的物質技術手段，并運用一定的科學規(guī)律和美學法則創(chuàng)造的人工環(huán)境。一個良好的建筑抗震設計，不僅是結構設計的一部分。它還應該從建筑設計入手，充分重視抗震設計在建筑設計中的重要性。本文從建筑設計、立面設計、豎向布置設計、抗震縫設置等角度分析建筑設計中應注意的幾個問題，分析了建筑抗震設計的機理，分析建筑抗震的實際效果，以提高建筑抗震性能。

建筑設計；抗震；結構；性能提升

1 引言

近些年我國地震頻發(fā)，特別是2008年之后，我國接連發(fā)生汶川（四川）、玉樹（青海）的大地震。地震給人們的生活帶來了不可挽回的破壞，使人們的身心、財產(chǎn)受到巨大的損失。特別是一旦發(fā)生強地震，引起房屋的倒塌，不但造成財產(chǎn)的隨時，還會因為房屋的倒塌造成房屋中的人二次受傷的可能。因此，無論是普通老百姓，建筑專業(yè)人士都越來越關注建筑的抗震性能。歷次地震災害都表明，建筑物的破壞是城市地震災害的主要形式，也是造成人員傷亡、經(jīng)濟損失的主要原因。建筑抗震性能直接關系到人們的生命財產(chǎn)安全，因此建筑設計人員應高度重視建筑抗震設計，確保人們生命財產(chǎn)的安全。

2 建筑抗震設計的意義

傳統(tǒng)的建筑抗震設計是結構工程師的工作。它是結構設計的一部分，經(jīng)過精確的力學分析和結構計算，而建筑師只是參與建筑物的結構、建筑形態(tài)的設計，并沒有考慮建筑物抗震設計。如果建筑師在設計建筑時不考慮建筑物的抗震性能，只是考慮建筑物的建筑形態(tài)，那么就可能提供的建筑設計方案沒有考慮到建筑物的抗震要求，甚至違背了抗震概念設計的基本原則，就會導致嚴重的地震易損性點的設計，給抗震設計帶來更多的困難。它們會造成更高的成本，不必要的投資，或使建筑布局受到限制，甚至導致設計不合理。一旦發(fā)生地震就會造成無法挽回的后果。相反，建筑師在施工方案設計和初步設計階段，考慮建筑功能、空間組合、立面造型及周圍環(huán)境，結構工程師就會使得設計的建筑物的構件系統(tǒng)更加合理，就會使得質量和剛度分布以及由此產(chǎn)生的地震作用和結構應力和變形更加均衡，使建筑結構和抗震性能得到改善和增強。要想解決建筑的抗震，應該從最開始著手，建筑設計時就應該考慮建筑的抗震。

3 地震破壞建筑的因素

只有了解地震是怎樣破壞建筑物的，才能明白在哪一方面加強建筑物的抗震設計，才能使結構能夠有效地抵抗地震破壞。

地震是由深部地下的巖石斷裂引起的，這會導致長期累積能量突然釋放。能量會以地震波的形式向各個方向傳播，從而產(chǎn)生某些區(qū)域的振動。建筑物位于地球的表面，在地震作用下，建筑物受到破壞的方式主要是地震波傳播方式的影響。地震波的傳播方式有三種：縱波、橫波和表面波。其中，縱波使地面向上和向下振動，處于地球表面的建筑物也會隨著上下震動，底層承重柱或墻壁荷載會突然急劇增加，再加上建筑物自身上半部的重量，如果重量超出了底層承重柱或墻壁的承載能力，底層承重柱或墻壁就會倒塌，導致上層建筑逐漸崩潰。橫波是可以使地面的間距和擺動。表面波是一種在縱波和橫波在地面上相遇時產(chǎn)生的混合波，具有大的波長和高的振幅。它只能沿著地面?zhèn)鞑?。這兩種波會使建筑物的晃動，相當于沿水平方向反復地施加來回的力量到一個建筑物。如果底部的柱或墻沒有足夠的強度或變形能力，整個建筑將彎曲或傾倒向同一方向。這種破壞模式在地震災區(qū)較為常見，是使建筑受到嚴重破壞的主要因素。在許多情況下，三種波同時發(fā)生，造成建筑物的破壞。建筑的扭轉性能往往是很差的，所以建筑物很容易發(fā)生嚴重扭轉。在地震災區(qū)，部分建筑的倒塌，主要是由于這類問題。

4 建筑抗震設計

由于建筑方案評價準則更注重造型新穎、造型奇特，投資者也更加注重建筑的外觀，許多建筑師都傾向于在建筑創(chuàng)作中追求外觀形式。雖然這些建筑作品可能會出現(xiàn)更好的視覺效果，但是在突然的地震災害的情況下，他們似乎很無力。這是因為違規(guī)設計對建筑物的抗震性能造成嚴重的影響?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》明確規(guī)定，建筑設計應根據(jù)建筑抗震概念設計的要求，指出建筑造型的規(guī)律性。應采取措施加強不規(guī)則房屋的抗震性能。特別是不規(guī)則房屋的規(guī)劃應特別研究。不得使用不規(guī)范的建筑物。本文將從以下幾個方面探討建筑師應注意的問題。

4.1 建筑面板設計

平面布置圖是整個建筑設計中非常重要的一部分，它直接反映了建筑的功能和要求。柱子之間的距離，墻的布置和空間大小會影響到建筑物的抗震性能。例如，建筑物的功能是不同的，每個樓層的房間布局可能會有所不同，導致一些外圍填充墻和分區(qū)的不對稱性。因此，這樣的建筑物將在地震中扭轉，并導致部分結構破壞。至于其他的一些建筑，電梯井是很硬的，位于一個角落，往往建筑物的一側上的電梯在地震中嚴重損壞。這是因為電梯井具有很強的抗側力剛度，吸引了地震作用的主要部分。在一些建筑中，許多墻壁都放在一邊，另一邊只有少數(shù)，或者房間的功能分布非常不同，導致平面剛度分布的不對稱性。質量分布也不同，所以對結構受力和變形不協(xié)調，地震時建筑會發(fā)生扭轉。因此，建筑平面設計對地震構造有很大的影響。從最基本的角度來解決的核心問題，所以建筑平面設計應使均勻分布和對稱協(xié)調的質量和剛度的結構，避免突變和扭轉效應。在一般情況下，應將建筑的功能與結構抗震性能進行整合，充分發(fā)揮建筑抗震設計的作用，為結構抗震設計打下基礎。

4.2 建筑立面設計

設計中的建筑立面和造型設計往往是很難的，因為它直接關系到建筑的外觀。建筑造型包括建筑平面形狀和主題空間形態(tài)設計。復雜平面形狀的許多零件在地震中受到不同程度的破壞，抗震性能較差。那些簡單、普通的平面形狀的建筑物在地震中沒有受到嚴重的破壞，有的甚至保持完好。類似地，那些具有高度復雜和不規(guī)則形狀的建筑物在地震中也被破壞了。特別是建筑物的剛度突變更容易被破壞。因此，建筑造型的設計應使平面和空間盡可能的簡單、規(guī)則化。布局應使建筑結構的質量和剛度均勻地分布，所以建筑結構的質量中心與剛性的中心是一致的，以避免扭轉效應。

4.3 豎向布局設計

在建筑設計中，垂直布局問題主要反映在建筑物高度的質量和剛度分布上。無論是單、多層或高層建筑，這是不可忽視的問題了。質量和剛度的波動不同，形成突變，甚至導致“抗震性能差薄弱層”。這是一個重要的問題，應引起高度重視。許多嚴重的地震都表明，建筑物的豎向樓層剛度的過度變化很容易造成建筑物的破壞，甚至使建筑物倒塌。因此，建筑師應盡可能設計連續(xù)墻和柱，使受力墻布置均勻，使其在建筑物底部均勻，以避免在地震時的剛度不均勻分布引起扭轉效應。

5 結論

地震是一種隨機振動，很難計算出復雜度和不確定性。到目前為止，還不可能用科學和技術手段預測短期或即將發(fā)生的地震，或者準確估計地震中建筑物的變形參數(shù)。只有通過計算是很難保證建筑物的抗震性能。因此，在建筑設計階段，建筑師應考慮到建筑創(chuàng)作中的地震問題，制定出一個優(yōu)美、實用、合理的方案，并滿足抗震標準要求。

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TU7

B

1007-6344（2016）02-0091-01

李黎（1978年6月）女，漢族，重慶大學， 土木工程專業(yè)，本科學歷，主要從事質量監(jiān)督工作。

扈青素(1970年3月)，女，漢族，中央廣播電視大學，土木工程專業(yè)，本科學歷，主要從事質量監(jiān)督工作。