建筑物抗震中建筑方案设计的作用

【摘要】本次研究探讨了建筑物抗震中建筑方案设计的作用，分别从其中的几个主要问题和作用、两者之间的关系等角度进行了阐述，也提到了如何在建筑方案设计中兼顾建筑物抗震问题。

【关键词】建筑物；抗震；方案设计

1建筑方案设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题分析

1.1建筑体型设计问题

据文献研究表明，我国发生地震灾害后建筑物受损情况显示，简单规则的平面状建筑受损程度相比不规则的侧翼、具有凹凸结构的平面要轻得多。在唐山地震以及汶川地震中可以看到很多这样的例子。在高度形状上的存在的变化也容易引发震害，比如紧邻的两个单元高度差别太大、出屋面建筑太高，尤其是建筑结构刚度显著变化的地方易受到震害。因此，设计建筑体型时要追求简约化，让平面和空间规则化；抗震效果较好的平面图形有圆形、方形和扇形，这类图形没有或少有凸和内凹，其他具有较长伸翼和不对称的侧翼的体型抗震能力较差。在建筑结构的设计上尽量让刚度和质量分布对称，如果不对称那么就会导致地震中出现扭转反应[1]。但是，一些高层的复杂建筑很难做到体型单一简单，因为要考虑到美观和艺术性，所以，建筑方案设计要很好地将建筑功能、艺术性和抗震功能相结合。

1.2建筑平面布置设计问题

建筑物的平面布置设计对建筑物的使用等功能有着直接的影响。比如房间的位置与数量、楼梯走向、内墙的布置等，这些信息都要清晰地在平面布置图上展示出来；因为建筑物有着多种的使用功能，所以楼层之间的布置会有较大的区别。这种差异性就产生一个问题，即如何把抗震要求和建筑平面布置多样化更好地融合在一起。建筑平面设置不对称，比如墙体布置、墙体和柱子的布置不对称影响了建筑结构质量和刚度的对称性，容易产生扭转反应，导致抗震能力较差。据相关研究表明，我国某些城市建筑平面布置有21%不合理，这个数据与国外有一定差距。

1.3地展力问题

对高层建筑进行方案设计时，都要面临地展力的问题。在抗震方案设计控制方面主要考虑的是水平地震力产生的内力。高层建筑具有更多的建筑结构体系，在地震强度不超过8级的情况下，钢筋混凝土框架可以用于体型合理、刚度和质量匀称的不超过9层的建筑物。在实际施工过程中，高层建筑结构体系有很大的韧性，另外设计师考虑到商业因素会有设计不合理的地方，所以高层建筑先天性存在抗震能力不足之处。临街一面底层侧移刚度小于第二层，钢筋砼框架柱承担了大部分的地震倾覆力矩，地震发生后上刚下柔的结构不利于高层建筑的抗震性，这是建筑方案设计者需要解决的难题[2]。

1.4缺乏理论指导和经验

我国地质地震科学发展相比国际水平较为落后，对地震的认识欠缺，不能够深入认识地震的起因、发生和发展，对地震的防治缺乏深入研究，因此建筑抗震设计没有系统科学的理论指导，在实际经验方面没有较多的积累。因为没有足够的科学依据，所以，很难把建筑结构设计和防震设计理念很好地结合在一起。在进行设计时无法按照一定的次序对地震如何破坏建筑结构的问题进行深入研究，在进行主体设计时难以兼顾细节。

2、建筑方案设计和抗震设计的关系分析

建筑方案设计是建筑抗震的前提。当设计师完成建筑方案设计后，在施工时的建筑结构就必须要按照方案设计的要求进行建造，不会有很大的改动之处。设计师在进行建筑方案设计时需要融合抗震设计要求，之后结构设计人员应该遵循建筑方案，科学合理地布置结构部件，均匀地分布建筑结构质量和刚度，增强建筑结构抗震功能。但是，若设计师没有把抗震要求融合于建筑方案设计中，这就增加了结构抗震设计的难度。因此，要想确保结构部件具有良好的抗震承载能力，要使结构构件增大截面面积，如此一来增加了用料，间接浪费了建筑材料，增加了施工成本[3]。因此，一定要把建筑抗震设计的要求体现在建筑方案设计中，考虑到建筑体型设计、建筑平面布置设计等方面。

3、在建筑方案设计中考虑抗震问题的作用

3.1体型设计中能够避免质量和刚度分布不均

建筑物结构的质量和刚度分布不均匀导致建筑物在地震后发生扭转反应，是发生震害的原因之一。简单规则的平面状建筑受损程度相比不规则的侧翼、具有凹凸结构的平面要轻得多。因此，设计建筑体型时要追求简约化，让平面和空间规则化；抗震效果较好的平面图形有圆形、方形和扇形，这类图形没有或少有凸和内凹，其他具有较长伸翼和不对称的侧翼的体型抗震能力较差。在建筑平面布置上也要让刚度和质量分布对称，如果不对称那么就会导致地震中出现扭转反应[4]。因此建筑方案设计考虑抗震问题可以更好地避免扭转反应，保证质量和刚度均匀分布。

3.2屋顶建筑的抗震设计作用

设计师通常在做抗震设计时较多考虑建筑物的底层设计和结构设计等，而对屋顶建筑的抗震设计不够重视，这是由于屋顶不能够起到过多的结构承重作用。但在实际情况中，屋顶建筑是建筑方案设计的不可或缺的组成部分，在地震发生后屋顶建筑往往受到最为严重的破坏。所以，在设计时应该让屋顶建筑的高度降到最低，并且选择高强轻质的用料，使得建筑的结构质量和刚度分布对称，避免地震后发生扭转反应[5]。设计时要让屋顶建筑的重心和整体建筑一致，对于增强屋顶建筑抗震能力有很大作用。

结语

综上所述，建筑物抗震中建筑方案设计的作用值得设计师高度重视，建筑方案设计和抗震设计密切相关。所以，我们应该提高对建筑方案设计的重视，把它和建筑抗震设计很好地结合起来，提高建筑物的抗震功能，为人们的人身财产安全提供切实保障[6]。

参考文献

[1] 蒋山，浅谈建筑方案设计在建筑抗震设计中的作用[J]中国房地产业2011：10（08）：112-114

[2] 陆伟权，浅析建筑方案设计在建筑抗震中的作用[J]城市建设理论研究2012：14（12）：234-236

[3] 曾锐，重视建筑方案设计在建筑抗震设计中的作用[M]中国铁道学会铁路房建管理会议2010：169-171

[4] 程宇，建筑方案设计在建筑抗震设计中的分析[J]城市建设理论研究2011：36（28）：981-983

[5] Architectural acoustic teaching software Automation in Construction， Volume 8， Issue 1， November 2010， Pages 107-123 James A. Turner， Norman E. Barnet

[6] A comparison between results from a physical scale model and a computer image source model for architectural acoustics Applied Acoustics， Volume 38， Issues 2-4， 2011， Pages 245-265 M. Kleiner， R. Orlowski， J. Kirszenstein