探讨建筑结构设计在抗震中的重要性

张瑶

【摘要】建筑结构的抗震性能对建筑安全有着十分重要的意义，如果抗震性能不达标，一但遇到强度较大的地震，就会使得建筑物受到不同程度的损伤，对居民生命财产产生巨大的威胁。本文从现阶段建筑结构抗震設计方面存在的问题入手，只有将建筑设计和结构设计进行良好的协调处理，重视建筑物的抗震性能设计，才能发挥建筑方案设计在抗震中的重要作用，并使得建筑设计水平达到一个新的高度。

【关键词】建筑设计；建筑抗震；问题

我国是地震灾害最严重的地区之一，而对于建筑抗震设计，直到今天也还存在着一种认识上的误区，似乎建筑抗震只是结构工程师的事，与建筑师关系不大。因而，长期来只有对结构设计的抗震设计规范和规定，却没有一本专门谈建筑设计的抗震设计规范或规定。在建筑抗震的实践观察中我们发现，一个地震区的工业建设项目（建筑物），如果没有良好的建筑总体布置方案，单靠结构抗震计算和抗构造措施，在较强烈地震作用下，仍是难以取得建筑抗震的较好效果，甚至对建筑物的震害程度都起不到一定的减缓作用。而《建筑抗震设计规（GBJ1189）》的新修订内容中对建筑师建筑设计应遵守的有关规定，届此，建筑方案的防震设计功能在建筑物的安全方面也有了较大的推进。

一、建筑的抗震设计类别

1. 甲类建筑。是属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，造成的经济和社会影响损失都较大，还会出现水灾、火灾、爆炸、剧毒或强腐蚀性物质大量泄漏和其他严重次生灾害，都可能随着该类建筑物在遭受地震灾害后出现的一系列衍生反应。

2. 乙类建筑。是属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，震后都会带来重大的经济损失和社会影响，一般指的是城市的重要生命线工程和人流密集的多层的大型公共建筑等。

3. 丙类建筑。是属于除甲、乙、丁类建筑以外的建筑，介于两者之间的建筑物类型。

4. 丁类建筑。是属于抗震次要建筑一般对社会影响和地震所造成的经济损失相对不大，储存物品价值低、人员活动少、无次生灾害的单层仓库等。

二、建筑结构抗震设计中的常见问题

1. 关于建筑体型问题

建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空间形状的设计。在一些地震灾害的案例中，都呈现出了不同程度的平面形状复杂的现象，唐山地震和海城地震就是最为典型的代表，而现实的例子则是，无论在单层建筑还是多层建筑中，那些结构设计上平面形状简单单一的，经常具有很好的防震作用，表现方面就是在地震灾害中建筑物的损伤较小，所以，在建筑体型的设计中，应尽可能的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形，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼，在体型的分布上，也要注意建筑结构质量与刚度的分配问题，尤其在当今比较流行的高层建筑物中，千万不能只为了追求外表的美观设计而忽略了其防震功能的设计应用。

2. 关于平面和竖向布置设计问题

建筑的平面设计是影响和满足建筑物的使用功能和要求的基本保障，主要包括柱子的距离、通道和楼梯的位置、内墙的布置、空间活动面积的设计、电梯井的布置、房间的数量和布置等等，只有做到各个方面的协调对称，才能有效的降低建筑物在地震灾害中可能造成的损害。竖向布置方面主要体现在上下楼间的不协调对称问题上，导致建筑物的扭转功能失效，而可能引发一系列的灾害。现实的建筑问题是，表面看来都很美，但很多的城市建筑物中，都普遍存在结构设计方面的平面布置和竖向布置不合理的情况，也给地震灾害能带来的危害带来隐患。

3. 关于屋顶建筑的设计问题

在近年来的高层建筑物结构设计的调查中发现，屋顶建筑的过高和重量过重现象都较为明显，长期重压之后会引发屋顶结构的变形，并给地震发生时带来更大的潜在危险。而且很多屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上，这也加大了整个建筑物承重墙扭曲发生的可能性，只有保证了这两方面的协调，才能有效的增强建筑结构设计的防震功能。

4. 关于设计限值控制问题

根据大量震害的经验总结，现行《建筑抗震设计规范》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. 不规则结构出现问题

在现实的结构设计和施工中，除了设计者本身的问题外，还会增加业主、建筑师要求等外在因素，他们对使用功能更为关注，因而也就不可避免的会出现不规则结构问题，如何做到既保证建筑师、业主要求的同时，又能满足现实的安全防震功能需要，对设计者来着是巨大的挑战。

三、建筑结构抗震设计的意义

1. 能做好地震发生前的防御工作建筑结构抗震设计理念，就是赌地震发生前而做出的良好的地震灾害防御工作，主要包括两个方面，一是工程性的防御措施，另一种是非工程性的防御措施。而前者对于减轻地震等可能发生的自然灾害有着非常重大的决定性影响，也是在地震发生前有效做出预防措施的最积极有效的途径，能起到事半功倍的效果。

2. 能有效的减轻地震灾害的发生

工程防御措施在建筑结构抗震设计中的应用，主要是通过工程的抗震设防和抗震加固来防御建筑物在地震灾害来临时免遭破坏的一种方法，让建筑物通过好的结构设计在地震中将损失降到最小，能有效减少地震带来的建筑物坍塌和裂缝等损失，及因此而造成的人员损伤。

3. 对建筑物防震结构设计的法规制定提供依据

在一项调查中发现：在对世界上130 余次伤亡较大地震灾害进行的分类统计表明，由于建筑物、构筑物破坏、倒塌造成的人员伤亡比例达到了95% 以上，可见建筑物结构设计的防震功能在地震防御系统中的重要作用及突出矛盾。目前，相关的法规已经就新建、扩建、改建建设工程的抗震设防提出了硬性的标准要求，达到抗震设防要求。

3.1 对一般工业与民用建筑建设工程

该类工程在结构设计和施工中，须严格按照国家颁布的《中国地震动参数区划图》规定的抗震设防要求，进行抗震设防。

3.2 建设中的工程

该类工程在结构设计中的抗震设计，须严格按照抗震设防要求和抗震设计规范要求进行，施工时也应该严格按照抗震设计的要求标准进行现场施工的标准化作业。

3.3 已建成的工程及其他

对于已经建成的重大建设工程、以及可能发生严重次生灾害的建设工程，或者具有重大文物价值和纪念意义的工程，及建设在地震重点监视防御区的工程项目，如果还没有及时采取抗震设防措施的，应参照相关的国家有关规定，积极对其现有的抗震性能加以鉴定，对危险系数较高的应及时采取必要的抗震加固补强措施。

3.4 重大建设工程、可能发生严重次生灾害的建设工程、核电站和核设施等建设工程该类工程在结构设计和施工中须严格进行地震安全性评价，之后再根据国家和各建筑物项目地区省级地震行政主管部门审定，得出地震安全性评价结果对抗震设防要求进行进一步确认，最后再进行抗震设防。

四、结束语

总之，建筑结构防震设计在建筑工程安全中具有重要的意义和影响，只有充分认识到建筑结构设计在抗震中的重要性，才能将建筑结构设计与防震功能很好的结合起来，让建筑结构设计在防震功能中发挥更好的作用。但由于目前高层建筑的增多，建筑结构的防震设计工作难度也在增加，建筑设计人员还需结合建筑项目当地的客观自然地质等条件和建筑物的具体要求进行结构设计上的变化调整，才能达到抗震标准，满足结构的创意设计要求。只有将防震功能和结构设计进行完美的结合，才能成为一件成功的建筑艺术品。