建筑设计在建筑抗震设计中的探讨

李阔　桑云飞

摘 要：在建筑的设计标准中，抗震性是其中比较重要的一项设计指标，抗震性能的好坏直接影响到建筑结构的稳定性。文章对建筑在抗震设计方面的若干问题进行了探讨，为建筑结构的稳定性提供了理论基础。

关键词：建筑设计；抗震；设计

建筑的抗震结构设计和建筑设计有重要的联系，只有在建筑设计阶段充分的考虑到抗震因素，才能够为后期的抗震结构设计奠定良好的基础。所以说建筑师在进行设计时，应该考虑到结构的抗震设计，这样在后期进行结构施工中，结构设计师就能够对建筑进行合理的布置，然后结合结构的质量和刚度分布，在充分的计算好地震作用力后，制定出详细的抗震结构设计方案，提高建筑整体的抗震性能和承载力。如果在前期的建筑设计中设计师没有考虑到结构抗震性的话，那么在结构施工中，就会有很大的局限性，因为受到了原有设计的影响，还不能改变原有的设计结构，所以可以采用的方法就比较有限，在不得已的情况下，为了提高建筑的承载力就必須扩大截面或者是增加配筋量，这样就会提高了工程造价，造成了不必要的浪费。所以说在建筑设计阶段是否考虑到抗震需求是非常重要的，对于整个建筑的结构性能有重要的影响，那么在对建筑进行抗震设计的过程中有一些问题需要注意，下文将会对此做出阐述。

1 建筑体型设计问题

建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则；在平面形状上，矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。

2 建筑平面布置设计问题

在建筑的平面设计中，平面布置对建筑的抗震性有重要的影响。在建筑的平面设计中，涉及到柱子的间距、墙体的空间按布置、楼梯的位置、电梯井的位置以及房间的数量等等都会对建筑的刚性和质量有很大的影响。由于建筑的使用性质不同，可能每层的布置都会不一样，所以在对称性上就会出现失衡。这些构件的布置不同，会造成受力的不均，由此在地震时，可能会发生扭转作用，对建筑结构十分不利。对于建筑中这些构件的布置都要在施工图中有明确的标注，方便施工。有些建筑在设计时将电梯井设置在了角落的位置，因为电梯井筒是刚度很大的构体，所以在发生地震时就会形成抗侧力，将地震作用中的力度吸引过来，对电梯一侧的建筑物造成了严重的损坏。在有些建筑的墙体设计中，出现了严重的偏移，在平面布置中一侧的墙体较多，另一侧的墙体较少，对于建筑平面的刚度出现了严重的失衡，质量重心不均匀，在地震中，由于结构受力的不均，出现了扭转地震作用的效应，使局部墙体受到严重破坏。在有些临街的商服建筑中，临街的一侧通常都不设置墙体，而在另一侧则设置刚度很强的墙体，这样两侧在刚度上出现很大的差异，在地震时会发生严重的扭转效应。还有的建筑内，在墙体的布置上不对齐或者中断的现象，这样在发生地震时，就会出现地震力传递受阻，不利于抗震，容易造成局部的严重损坏。为了有效的防止建筑在地震时的破坏，在对建筑进行设计时，应该充分的考虑到建筑内刚度和质量的均匀性，尽量保持构件的对称，保持重心的平均分布，合理布置各个构件。尽量的使建筑的使用功能和抗震要求协调统一，在对建筑进行设计的同时充分的考虑到建筑的抗震性。

3 建筑竖向布置设计问题

建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度（楼层）结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层，还是高层建筑或超高建筑，这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是，由于建筑使用功能的不同要求，如底层或下面几层是商场、购物中心，建筑上要求是大柱距、大空间；而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼，低层设柱、墙很少，而上面则是以墙为主，柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅，在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大，形成突变。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中，在建筑使用功能不同的情况下，很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐，柱子不对齐，墙体不连续，不到底；上层墙多，下层墙少；上层有柱，下层无柱等，使地震力的传递受阻或不通；抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。

4 建筑上应满足的设计限值控制问题

根据大量震害的经验总结，现行《建筑抗震设计规范》（GBJll-89）对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定，建筑设计应予遵守：一是房屋的建筑总高度和层数；二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。

5 屋顶建筑的抗震设计问题

在高层和超高层建筑设计中，屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看，屋顶建筑存在的主要问题，一是过高，二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形，也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上，且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时，更会带来地震的扭转作用，对建筑物抗震更不利。为此，在屋顶建筑设计中，宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅，使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致；当屋顶建筑较高时，要使其具有较好的抗震定性，使屋顶建筑的地震作用及其变形较小，而且不发生扭转地震作用。

6 结束语

建筑的质量好坏直接关系到人们的生命财产安全，所以要对建筑质量给予足够的重视。在建筑的设计阶段对建筑的质量有百分之七十的影响，所以建筑设计非常重要，在进行建筑设计时，要充分的考虑到建筑结构的抗震性，只有充分的满足抗震性才能在地震时减少建筑的损坏。在建筑设计时应该将抗震性考虑其中，这样在进行结构设计时，才能够充分的发挥建筑结构的抗震性能。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》（CBJll-89），中国建筑工业出版社，2005.

[2]包世华，方鄂华.高层建筑结构设计[M].清华大学出版社，2003.

[3]赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构设计[M].中国建筑出版社，2005.

[4]魏涟.建筑结构抗震设计[M].万国学术出版社，2001.