建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:blus95
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  摘要:建筑物建造时的结构设计,将是直接影响建筑物的抗震能力的重要因素。建筑物想要建造合格并具有较好的抗震效果,必须使建筑物的建筑设计、结构设计以及抗震设计进行协调合作才能得以实现。因此,建筑设计是建筑抗震设计结构的基础。
  关键词:建筑设计;建筑抗震;设计问题
  中图分类号:文献标识码: A TU2
  引言
  一个成功的建筑抗震设计,必须建立在建筑设计和结构设计相互协调配合的基础上才能实现建筑物的抗震性能。因此,对于建筑物的抗震性能,一定要对建筑设计在建筑抗震设计的重要性给高度重视起来,才能保证在建筑抗震设计中能更好地发挥建筑设计应有的作用。
  一、建筑抗震设计的意义 
  近几年来,我国地震灾害频发,四川汶川地震(图一),青海玉树地震(图二),给人们的财产和生命造成重大损失。面临一次次的地震灾害,无论是普通民主还是建筑界专业人士,都越来越重视建筑的抗震和防震性能。在地震中,造成人员伤亡的直接原因就是因为地表的破坏和建筑物的破坏及倒塌所造成的。在世界上130余次的较大地震中,据统计约有95%以上的伤亡都是由于建筑物倒塌、破坏所致。为了避免在地震中造成人身伤亡,我国在建筑工程的抗震设防中明确规定:新建、扩建、改建的建筑工程,必须要进行抗震设防,必须要达到抗震设防的要求。建筑工程必须要按照抗震设防要求和抗震规范来进行抗震设计,并根据抗震设计来组织施工。 
  
  图一四川汶川地震
  
  图二青海玉树地震
  二、我国建筑抗震设计的现状
  在建筑抗震设计领域,虽然我国在近年来有了长足的发展,但是,相比西方发达国家而言,发展缓慢,尤其是在抗震设计上,没有能够正确的处理好建筑设计和抗震设计的关系,虽然引进了一些西方欧美抗震设计理念,但缺乏符合本国实际的理论技术创新。很大方面存在着缺陷,主要表现在以下几个方面。
  1、设计中,没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序,难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。
  2、建筑抗震设计中缺乏科学规范的理论指导,缺乏实际经验的积累;我国对地质地震的认识尚不够完善,对地震的成因,预测,防治研究不够深入,地震防治规范不够科学。因此,在进行建筑结构抗震设计时候,缺乏一定的科学依据,或依据的是不完善的理论。因此,难以在建筑结构设计中完美融合防震设计理念。
  3、设计探讨不够深入。设计中,没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序,难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。
  三、建筑抗震设计应注意的问题
  1、建筑的体型设计
  建筑体型设计主要包括建筑的平面形状设计和立体空间构型设计两种,现在多数地震灾害研究表明,大多数平面形状复杂,侧翼伸悬过多,布置不对称等的建筑在地震中都遭受到了不同程度的破坏。而那些平面设计形状简单、构造简单地建筑在地震中受到的破坏则较轻,甚至有的完好无损。因此,在进行建筑体型设计时,要尽量采用平面形状、构造简单的设计方案,尽量减少建筑体型上凸起和下凹的部分以及不对称或者过长的侧翼,尽可能使建筑的质量和密度均匀分布,以免建筑因质量不对称而引起裂缝、扭曲等,给建筑带来极大的安全隐患。一般来说,在平面形状方面,方形、圆形、扇形、矩形等都是很好的抗震体型。在建筑设计中,尤其是高层建筑的建筑设计中,有时候出于外表美观、艺术创意的考虑,会无法避免地设计一些复杂的体型,值得注意的是,在设计时,一定要把建筑的抗震功能放在第一位,将建筑的抗震安全与建筑艺术和使用功能有效的结合在一起。
  2、建筑平面布置设计
  建筑物的平面布置在建筑设计中有着非常重要的地位,它能够非常直观地反映出建筑的要求和使用功能。建筑的空间面积、内墙的布置、楼道和通道的位置、房间的数量以及柱子的距離等都要在平面布置图上明确地标注出来,但是由于受建筑使用功能的影响,每个楼的布置可能会有很大的差异,这就要求在布置建筑多样化的同时必须要考虑建筑结构抗震的问题。目前大多数建筑中的一个共性问题是,对外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等多种建筑平面上的墙体的布置都不对称,并且墙体与柱子的分布也不均匀、不协调,导致建筑中的承受点的承受力不均匀,在地震中无法起到抗震的作用。相关抗震设计的审查结果统计表明,有的城市的建筑在建筑平面布置上不合理的达17%,在墙体设置上不符合抗震要求的则高达24%。对此,在进行建筑平面设计时,要尽可能的使建筑的质量和密度分布均匀,墙体结构要对称,严格按照抗震要求来布置建筑平面,把建筑的使用功能和抗震要求有效地结合起来,充分发挥建筑设计在建筑抗震中的基础作用。
  3、建筑竖向布置
  建筑竖向布置就是指建筑高度结构上刚度和质量分布问题,竖向布置主要运用在单层或者多层建筑。就建筑的使用功能来讲,每层都会可能具有不同的用途,因此为了满足使用用途,在设计时很容易会造成各楼层之间的刚度和质量的不均匀,易形成扭转效应。在现实生活中这样的建筑物大有存在,比如一个多功能用途的大厦,地层或者下面几层一般都是当做商场用途,由于商场注重的是空间范围的开阔,那么在设计过程中一般都会设计成大柱距,如果商场上层是居住区的,通常是墙体设计的比较多,基于此就造成了建筑物竖向分布的严重失衡,很容易引起刚度突变,形成扭转效应。更应该注意的是有的楼层在施工时使用较少的钢筋混凝土结构,使得刚度性过差,一旦发生地震这个楼层将是最为薄弱的环节,很可能因此部位刚度的不够造成整个建筑物的大面积坍塌,造成不必要的经济损失与人员伤害。
  剪力墙在整个建筑的抗震设计中也是不容小觑的,在设计中根据实际情况尽量把剪力墙设计的到底,从上到下贯穿整个建筑体,避免因设计过程剪力墙结构中断、剪力墙分布不均或者剪力墙在设计中设计的较少,造成地震灾害来临时起不到抗震效果。因此,在建筑抗震设计过程中,一定要注意竖向布置的重要性,避免因建筑物竖向刚度悬殊过大造成重大损害。在2008年的四川汶川大地震中,大部分的高层建筑物坍塌都是由中间楼层部分的坍塌造成的,因此,在设计的过程中,尽量把剪力墙在建筑设计时设计到底,不能中断,同时要注意分布均匀,避免造成扭转地震效应。
  4、注意抗震要求的限值控制
  通过近年来国内外发生的重大地震案例,我们要得到深刻的经验和教训,避免或者减少因此类灾害对我们造成人身伤害与经济方面的损失。基于此,我国的有关部门依据我国的经济现状和工程实践,并在全国范围内广征有关设计、勘察、科研、教学单位的意见,经反复讨论、修改最终经审查拟定《建筑抗震设计规范》,规范中很明确地指出在在抗震建筑设计时应遵循以下两点:(1)房屋的建筑总高度和层数;(2)对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。
  5、注意屋顶建筑
  屋顶建筑是高层和超高层建筑设计中的重要组成部分,屋顶建筑过高、过重是影响建筑物抗震效果主要因素之一,屋顶建筑过高或过重会增大其形变,起不到避震的效果。因此,在屋顶建筑的设计时要注意好重心设计,即屋顶建筑的重心与下层建筑的重心设计在一条线上,如屋顶建筑的抗侧力墙和下层的扛侧力墙要设计成不连续的,防止扭转地震效应。同时,在设计过程中还要注意屋顶建筑的用材问题,尽量选择重量轻、刚度分布均匀且刚度大的材料,目的是为了减轻刚度突发和变形,避免地震产生的扭转效应。 
  结束语
  综上所述,建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定,关系到国民的生命财产安全,加强建筑抗震设计,提高抗震能力,是促进社会和谐稳定的客观要求。因此,在进行建筑的抗震设计时候,必须要将建筑的建筑设计和结构设计综合协调起来,实现二者的配合,共同为建筑整体的抗震设计发挥出更强大的作用。
  参考文献
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