浅析建筑设计对抗震设计的重要性

潘新，李智平

浅析建筑设计对抗震设计的重要性

潘新，李智平

(昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明650051)

基于建筑设计中的抗震设计问题，阐述了建筑设计中抗震与隔震的基本设计概念，探讨了建筑方案设计阶段及建筑施工图设计阶段的抗震与消能减震设计的重要性及直接的控制作用。关键词:建筑抗震设计;隔震设计;消能抗震

0 引言

地震是人类社会面临的最严重的自然灾害之一。全世界平均每年都有数以万计的人在地震中丧生，大量灾民无家可归。“减轻地震灾害”已经成为一项世界关注的问题。

1 抗震与隔震设计概念

建筑抗震是指建筑物上部结构和基础牢牢地连接在一起，地震时，地面运动能量经过基础到房屋结构，由房屋的刚度来抵御地震作用，但对于高烈度地区，强大的地震力将会造成房屋结构发生振动、变形，甚至倒塌。

2001年7月20日国家颁布《GB 50011－2001建筑抗震设计规范》，首次提出了房屋隔震、消能减震设计规定。

房屋隔震、消能减震设计方法是在建筑物基础与上部结构之间设置由隔震器、阻尼器等组成的隔震层，隔离地震能量向上部结构传递，减少输入到上部结构的地震能量，降低地震对上部结构的影响，达到预期的抗震要求。

隔震器的类型很多，目前在我国比较成熟的是“橡胶隔震支座”。地震时，橡胶隔震垫产生变形，建筑物上部保持相对静止，达到消除或有效地减轻地震对结构和非结构的损坏，提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性，从而使建筑物与人的安全得到更可靠的保证。

2 建筑方案设计阶段中抗震、消能减震设计的重要性

2010年5月31日国家颁布《GB 50011－2010建筑抗震设计规范》定义了“建筑抗震设计概念:根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程”(2.1.9条)及“抗震措施:除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施”(2.1.10条)，建筑设计必须根据建筑抗震设防烈度进行抗震设计。

建筑设计方案从项目选址开始就应当根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，尽量避开山体滑坡、悬崖、陡坎、地震断裂带等不利地段的场地，为抗震设计提供较好的设计基础。

(1)建筑平面布置。在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱距的合理性、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置等。由于建筑使用功能不同，每个楼层的布置有可能差异很大，建筑平面上的墙体，包括外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称，墙体与柱子分布的不对称、不协调，使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利;另外，电梯井筒的布置如果在建筑平面的角部或是平面的一侧，其较大的刚度在地震中会造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。

(2)建筑竖向布置。在建筑使用功能不同的情况下，要尽可能让不同楼层柱子上下连续、上下贯通墙体均匀布置、层与层之间刚度变化不大，发挥建筑设计在建筑抗震中作用，为结构布置创造条件。

(3)建筑装饰构件。建筑立面上构件、屋顶屋檐、构架等装饰构件，常常能丰富建筑立面，创造不同的建筑风格，达到建筑设计效果。但往往会使屋顶的重量增加，加大了地震的扭转作用，对建筑抗震更为不利。为此，在建筑设计中，尽量减少各种装饰构件尺度，采用轻质高强的建筑材料，尽量让建筑构件均匀布置或与结构刚度中心一致，减小地震作用对建筑的影响。

因此建筑平面布置要尽可能做到结构质量和刚度分布均匀、对称;尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。

3 建筑施工图设计阶段中隔震、消能减震设计的重要性

按《GB 50011－2010建筑抗震设计规范》要求，抗震设防烈度为6～9度，地震活动频繁，所有建筑都需做抗震设防处理，特别对于高烈度地区的建筑，有必要进行隔震处理，隔震处理后，隔震层以上抗震设防烈度可降低1～2度，它不仅可以使隔震层以上结构梁柱界面及配筋减少，提高建筑利用率，还提高抗震效果，减少地震带来的损失。

建筑物基础与大地紧密结合为一个整体，在隔震设计中，为了真正实现上部结构与地面的“隔离”，隔震支座以上建筑物周边与地面相交处的建(构)筑物关键部位的构造处理也不容忽视，如主体结构与建筑物室外台阶、花池、散水、散水沟、地下室出入口坡道、电梯基坑连接处的隔离处理以及上下水、煤气、供暖及配电管道穿越隔震层时的柔性连接问题等，稍有疏忽就可能在地震中对建筑物产生干扰和约束，造成建筑物不同程度破坏。

地震力是一种破坏性极大的水平力，根据对地震力及建筑层高的分析、计算，通过隔震层合理释放罕遇地震作用力，减少建筑物上部结构水平位移，其最大位移一般为300～400 mm，这就要求建筑物必须与周边构筑物留出一定距离，形成一条沟——隔震沟，才能保证建筑物不受周边物体约束而变形。

当建筑物周边设置隔震沟后，根据隔震垫设置位置与室外标高的关系，便出现了一系列特殊建筑构造节点，2003年2月15日实施的《03SG 601－1建筑结构隔震构造详图》，近1/2的内容是建筑构造，其中对给排水管、电缆、电线等连接均有处理。在《建筑结构隔震构造详图》中对地下架空层、隔震层散水、入口踏步、室外踏步、花坛和地下室出入口等不同于传统设计的特殊构造做了通用详图，但对无障碍坡道、坡地建筑等的隔震构造设计有所欠缺，在实际工程中，为确保地震时建筑物的上部位移无阻挡，有效地提高隔震效果，同时能方便对隔震支座进行检查、维修和更换，还需配合结构设计做出详细施工大样图。

4 建筑设计在隔震、消能减震设计中的经济效益和社会效益

按地震动区划图设置隔震:虽然隔震体系要增加一层隔震层，似乎造价有所提高，但随上部结构设防烈度的降低，结构构建截面、配筋减少，使得建筑空间加大，利用率提高而节约的造价，可用于建造隔震层。因此，对整个隔震建筑的工程造价来说，和同类非隔震建筑相比，基本持平或略有降低。如果把地震时建筑结构的破坏、内部财产的损失、人员伤亡以及建筑物损坏造成的停工停产所带来的损失加起来，该基础隔震体系的经济效益和社会效益显著，是一种极具推广和应用的新技术。

5 结语

从项目选址到可行性研究、建筑设计方案、初步设计都必须考虑到抗震的要求，建筑设计方案确定后，结构设计原则上只能在已确定建筑方案的基础上合理布置结构构件，而很难对项目选址、建筑平、剖面做大的调整。一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的基础上完成，建筑设计从总体上起着直接的控制作用。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。

［1］张海建.对建筑抗震设计的几点思考［J］.中国新技术新产品，2011(20):183.

［2］蔡振勇.浅谈建筑抗震设计［J］.商情，2011(16):147.

［3］李莹，王云峰.浅谈建筑抗震概念设计的重要性［J］.中国外资，2009(14):264.

Analysis on Importance of Architectural Design for Aseismic Design

PAN Xin，LIZhi－ping
(Kunming Engineering and Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.Ltd，Kunming 650051，China)

Based on some aseismic design problems in the architectural design，the basic design concepts on earthquake resistant and aseismic isolation in the building design were set forth.Moreover，the importance of anti－seismic design and energy dissipation design for the design phases of architecture scheme and building construction drawing，and their direct control action were discussed.

aseismic design for buildings;aseismic isolation design;energy dissipation

TU2

A

1004－2660(2012)03－0047－03

2012－04－19.

潘新(1967－)，女，云南人，工程师.主要研究方向:建筑设计.