浅谈建筑设计在抗震设计中的重要性

【摘 要】随着我国在2008年和2010年连续遭遇了严重的汶川地震和玉树地震后，人们对建筑的抗震性投入了越来越多的关注度，国家也对建筑的抗震性能也提出了更加严格的要求。建筑设计作为建筑结构抗震设计的基础，对建筑物的抗震能力造成了直接影响。良好的建筑抗震设计必须是通过结构设计和建筑设计之间共同协作与相互配合方能实现。本文结合工作实际，从地震导致建筑破坏的原因出发，并从抗震角度探讨了在建筑抗震设计中主要的建筑设计问题，以此论述了建筑设计在抗震设计中的重要性。

【关键字】建筑设计；抗震设计；重要性

08年的汶川地震和10年的玉树地震对整个中国而言都是重大的打击，不仅是巨大经济上的损失，更心痛那许多鲜活的生命就此永远的离开了我们。与此同时，也不得不让人们去反思我国在建筑中抗震设防上所存在的不足。建筑抗震实践证明，如果缺乏良好的建筑总体方案，仅仅依靠结构抗震计算和抗震构造措施，是无法取得较好的建筑抗震效果的，甚至不能减轻建筑的震害程度。因此，必须将建筑设计和建筑抗震要求进行有机的结合，从而使建筑抗震设计水平能达到一个新的高度。

一、地震所引发建筑破坏的原因

通过我国历年来遭受地震的经验，对地震期间高层建筑受到破坏的直接原因可分为以下三种情况：

1、因地震所导致的软土震陷和砂土液化等方式的建筑地基失效，使地基上部建筑物结构受到损坏。

2、地震所引发的自然环境大幅度破坏，如地表滑坡、山体崩陷、岩石断层、地面大幅度变形、水灾、海啸等等，而导致上部建筑受到直接破坏。

3、因地震所引起的地面剧烈震动过程中，建筑物结构构件失稳、连接破坏、变形过大、整体倾覆或者强度不足而受到的破坏。

二、在建筑抗震设计中的几个主要建筑设计问题

建筑设计是否考虑到建筑抗震的要求，将在总体上对建筑的抗震性能起到直接的控制与主导作用。在建筑抗震的设计过程中应着重注意以下几方面问题：

1、建筑体型设计方面的问题

建筑体型的设计主要包括了对建筑平面形状与立体空间形状这两个方面的设计。

（1）平面形状复杂、不规则的问题。震害实践证明，如果平面形状较为复杂，例如出现不对称侧翼布置、侧翼的伸悬过多、平面的外凸和凹进等平面形状时，往往容易在地震发生时受到损害。相反，如果是平面形状较为规则简单的建筑，在地震发生时则不易受到严重的损害。

（2）立体空间形状复杂、不规则问题。主要表现为建筑装饰悬伸过高或过大、相邻结构单元的高度差太大、出屋面建筑部分的高度过高等等，在地震发生时都易受到震害的影响，尤其是在建筑结构刚度有突变发生的部位更容易受到破坏。

为此，在建筑体系的设计过程中，应尽量保证平面与空间形状的规则与简洁。在平面形状的设计选择时，扇形、矩形、方形和圆形都是相对较好的抗震体型。同时还需尽量减少设计过长的伸翼和不对称的侧翼。在对建筑体系的布置时，应使建筑结构的刚度与质量能较为均匀的分布，防止在地震时出现扭转反应而导致抗震效果的不佳。在建筑设计时，尤其是高层建筑的设计，为了建筑在艺术上的创意和美观的考虑，往往复杂的建筑体型是无法避免的，但一定要注重将建筑艺术和建筑结构的抗震安全与建筑使用功能进行良好的结合。

2、建筑平面布置设计方面的问题

建筑平面布置的设计是建筑设计的重要组成部分，它对建筑的使用功能和使用要求进行了直接反映。包括内墙的布置、楼梯与通道的布置、建筑空间活动面积大小、柱子距离、房间的数量与布置等等，都需要明确在建筑平面布置图进行标识。同时，因为建筑的使用功能的区别，每个楼层间的布置都可能会出现较大的差异，这就使得在建筑平面布置多样化的同时也加大了建筑抗震设计的难度。建筑平面布置设计中较为常见的问题包括了：柱与墙体的分布不协调或不对称；建筑平面中的墙体布置不对称等等。以上问题的出现都导致建筑结构的刚度与质量在平面上分布不均匀、不协调，进而使得建筑物在地震时出现较大的扭转作用，对抗震效果非常不利，容易造成局部的破坏。据相关审查统计资料表明，我国部分城市在建筑平面布置设计中不合理达到了17%，在墙体设置方面不能符合抗震要求的更是高达到24%。

从以上情况我们可以了解到，建筑平面的布置设计对建筑实际抗震效果影响重大，要做好平面布置设计工作，应尽量使建筑结构的刚度与质量能均匀分布，并做到布置时对称协调，避免扭转效应的发生。具体设计措施包括了：在抗震墙的布置方面应尽可能使其能与建筑结构的抗震要求相结合；在墙体的布置方面要对称、均匀；对于刚度较大的电梯井筒或楼梯需进行居中布置，以减少和避免扭转和偏心效应的发生。总而言之，在建筑平面布置的设计中，要尽量使建筑的使用功能能够与抗震要求相符合，以充分发挥出建筑设计在抗震设计中的基础作用。

3、建筑竖向布置设计方面的问题

建筑的竖向布置设计方面的问题，主要体现在建筑沿高度（沿楼层）建筑结构的刚度和质量的分布设计方面。无论是单层建筑或多层建筑，民用建筑或工业建筑中都存在着此类问题，尤其在高层或超高层建筑中，竖向布置设计方面的问题更为突出。所存在的主要问题是由于建筑楼层间使用功能的不同，而导致建筑物沿高度或沿楼层所分布的刚度和质量，出现了严重的不协调与不均匀。当前较为常见的问题是当上下相邻楼层之间的刚度或质量相差较大时，而产生了突变；亦或是在刚度最差的楼层中形成了变形很大的薄弱层，使抗震承载力严重不足，对抗震效果非常不利。

建筑竖向布置设计是建筑设计中，必须要高度重视的问题。如果在建筑竖向刚度分布上出现了不均匀或过大的现象，这都对建筑的抗震设防的实现是非常不利的。为此，在进行建筑竖向布置设计时，应尽量使沿竖向刚度的分布能比较接近，尤其是在建筑结构中没有设置较大刚度的刚度转换层的情况下，更需要加强注意。剪力墙在布置时，应注意保证其均匀和对称，并使其能够沿着竖向直接贯通到建筑的底部，防止出现不到底或者中断的现象。同时，还需尽量避免出现某一楼层的刚度过小，以使得与相邻楼层间形成变形较大的薄弱层。

4、屋顶建筑设计方面的问题

对于一些高层和超高层建筑设计中，屋顶建筑是其中的一个重要设计部分。从近年来对高层建筑抗震设计的审查结果表明，屋顶建筑在设计中往往容易出现较多问题。首先是设计过重，如亭楼式的重屋顶设计被越来越多的应用于屋顶的建筑当中；其次是设计过高，一些高层建筑的屋顶往往可能达到了20~30米。以上的所述的屋顶建筑，不仅容易导致建筑变形的加大，也间接加大了地震的影响作用，对屋顶建筑和下方的建筑结构的抗震都非常不利。因此，在屋顶建筑的设计中，宜使用轻型的屋顶造型和高强轻质的建筑材料，并尽可能的降低其高度；注重屋顶建筑结构刚度和质量的均匀分布；尽量保证建筑下部结构的重心能与屋顶建筑的重心相一致。

总结：

地震是人类所面临的最严重自然灾害之一。随着当前我国高层建筑的日益普及，建筑结构越来越复杂，不规则结构的日益增多，这都对建筑结构的抗震是十分不利的，为此，必须加强对建筑抗震设计的探讨和研究。优良的建筑抗震设计，必须是通过建筑设计和结构设计之间相互配合与协同合作，并共同考虑抗震设计的基础上所完成的。因此，必须要充分重视建筑设计在抗震设计中的重要性，以此更好的发挥出建筑设计在抗震设防中应有的作用，为保障建筑结构的抗震安全和构建当前和谐稳定的社会，作出我们应有的贡献。

参考文献

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[4] 魏涟.建筑结构抗震设计[M].北京：万国学术出版社，2001.

作者简介：

姓名：李慧 出生年月：1982.03.04 性别：女 民族：汉 籍贯：河南省新乡市 学历：专科

职称：初级 研究方向（从事工作）：建筑设计及城市规划