建筑物抗震中建筑方案设计起到的作用分析

吴文波

（广东省电信规划设计院有限公司，广东广州 510630）

0 引言

不断增强我国建筑设计中的抗震设计是当前建筑行业需要面临的问题之一，提高抗震水平不仅能够促进我国的经济增长，同时与人们的日常生活相关。在进行建筑物的设计过程中，设计师要牢牢把控抗震设计水平，同时要认真考虑建筑物的承载能力、高度与总体结构，在详细考虑各个部件的性能的前提下，才能设计出外形美观具有观赏性并具备较高抗震能力的建筑物。因此，抗震设计在建筑方案设计过程中具有举足轻重的作用。

1 建筑设计与建筑抗震设计之间的联系

建筑施工过程中，建筑项目中的所有细节都体现在建筑设计方案中，因此建筑设计工作在建筑工程施工前就应该准备好。在进行建筑设计工作前，设计师要全面了解建筑项目所处的地址位置、环境、施工队伍的专业技术等情况，保证在建筑项目施工的过程中能够按照设计好的方案有条不紊地进行，从而保证建筑项目最终的质量和外观能够达到要求。建筑设计工作是一个建筑项目的开始，在设计的过程中将抗震的技术都应用到设计中，才可以保证建筑物的稳定和安全。

建筑设计与建筑抗震设计相互协调，只有在建筑设计的过程中将抗震设计应用进去才可以建设出有安全保障的建筑物。当建筑设计完成后再发现建筑防震设计存在较大的漏洞，此时很难再重新对建设设计进行调整和完善。在后期的建设施工的时候，只能利用构件进行加固提高建筑项目的抗震能力，但是这样也无法很好地解决建筑物抗震性差的问题。因此，在建筑设计开始的时候，设计者就要充分考虑建筑的抗震要求，除此之外还要严格把控建筑材料和构件结构的质量等问题，才可以保证建筑施工的进度。

2 建筑设计中方案设计的重要性

2.1 对城市面貌和空间的重要性

在对建筑项目进行设计的过程中，设计者要将城市的中轴线以及周边建筑等元素都考虑进来，保证建筑项目能够融入城市建筑风格的同时还要体现城市的特色。优质的建筑设计能够提升城市建筑的面貌和空间利用，使城市的景观的关键的组成部分都得到优化。

2.2 对设计项目塑造中的影响

即使是同一个建筑，经过不同施工队伍的建设就会产生不同的内涵和含义。这种内涵和含义的存在是从建筑方案的设计中就体现出来的，将建筑物以抽象的方式表现出来，在建设的过程中融入自己的个性和性能，同时表现出建筑方与用户的精神面貌和形象，最后体现建设单位对建筑精神与文化方面的定义。

3 建筑方案设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题

3.1 建筑体型设计问题

对以往地震灾害之后的建筑物受损程度分析，显示与具有不规则侧翼、凹凸结构的平面状建筑物相比，简单规则的平面状建筑其损坏程度较轻。当建筑物在高度设计方面存在较大差异时，例如相邻建筑物之间的高度存在较大差异以及出屋面建筑过高时，在建筑物的刚度显著变化的位置更容易出现损害，所以在进行建筑物方案设计的过程中要尽量将建筑体型设计的更加简约，平面和空间的设计上要更加规则。尤其处于地震区的建筑平面，其在设计过程中应多采用方形、矩形、圆形、扇形等规则的形状减少使用外凸和内凹的情况出现。由于三角形平面在主轴方向上是不对称的，因此会导致扭转振动等现象。带有较长伸翼以及不对称的侧翼的体型，例如L 型、T 型、V 型、Y 型等结构的建筑在地震灾害中更容易受损害。相关建筑标准规定“结构平面凹进一侧的尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%”的平面是凹凸不规则的（见图1）。进行建筑设计的时候要最大限度地使建筑平面保持规则，保证让刚度与质量分布呈对称分布。然而在实际生活中，部分高层且复杂的建筑物设计过程中，要考虑建筑外观的美观性等因素无法保证建筑物的体型简单规则，此时在设计的过程中应尽可能兼顾建筑外观的美观性以及抗震性。

图1 建筑结构平面凹凸不规则的示例

3.2 建筑平面布置设计问题

据统计，在我国两成以上的城市建筑平面布置存在明显的缺陷。在对建筑物平面设计过程中，建筑物的房间位置和数目、楼梯的走向和内墙的布置等均要在设计好的平面布置中有所体现。由于不同的建筑物其最后的功用也是不同的，所有建筑物设计过程中楼层间的布置等方面会存在显著的差异。怎样才能够在适应建筑平面布置多样化的基础上提高建筑的抗震性是一个关键又棘手的问题。当墙体的布置、墙体以及柱子的布置等方面的设计出现不对称的现象时，会增加建筑物刚度的不对称性，在地震发生的时候出现扭转的情况。

在建筑物上部楼层相对下部楼层收进的过程中，要严格把控收进的尺寸，收进的部位越高平面尺寸越小则导致地震引起的影响就越严重。在上部结构楼层比下部楼层挑出时，会导致其结构的扭转效应和竖向地震效应显著增大，其尺寸同样受到一定的限制（见图2）。相关的地震防范规定：“侧向刚度应不超过相邻层的70%，或不超过相邻的三个楼层侧向刚度平均值的80%；除了顶层之外的楼层，局部收进的水平尺寸不小于相邻下一层的25%，上述情况均属于不规则的侧向刚度。因此要选用恰当的结构体系，并且保证建筑过程中建筑项目的结构体系从始至终保持一致，才能保持建筑物建筑抗侧立构件连续、抗侧刚度均衡。

3.3 地展力存在问题

图2 高层建筑结构竖向收进与外挑

在建筑物设计过程中，地展性是设计者需要考虑的一个关键条件。建筑物抗震功能设计方面，最主要的是水平地震力所造成的内力。在地震等级小于Ⅷ级的时候，钢筋混凝土框架适用于低于九层高度且体型合理、刚度以及质量匀称分布的建筑。在建筑项目施工的时候，高层建筑结构体系存在较强的韧性，由于一些必要的商业因素等会导致建筑的设计中存在不恰当的情况，因此高层建筑其本身就具有较差的抗震性。在临街的建筑中，临街的一面底层侧移刚度与第二层相比较小，钢筋混凝土狂架柱是主要的地震倾覆力矩的承载体。当地震出现后，由于建筑物上刚下柔的特性无法承担较强的抗震性，因此会导致在地震时建筑物严重倒塌。

3.4 缺少专业的理论指导与经验

与世界发达国家对于自然灾害的防护能力相比，我国在预防和应对自然灾害方面的发展水平较低。与此同时，我国的地质地震科学的研究水平相对比较落后，科学家们还没有更深入地了解地震方面的知识，因此在地震预防方面存在较大的欠缺。在建筑设计中的抗震设计方面缺乏系统的理论指导和实践经验，导致防震设计无法完美的贴合建筑物的结构设计。与此同时，在开展地震设计工作的过程中，对地震灾害导致的房屋受损如何防范方面没有一个科学系统的次序，因此设计者在开展工作的过程中无法统筹考虑多方面的设计因素。

4 结束语

由上可知，建筑项目的设计过程中抗震设计是其中不可或缺的一部分。建筑物的抗震设计不但影响着建筑物最终的抗震性能，同时还关系到建筑物是否实用。因此抗震设计对于建筑物的质量和使用年限等十分关键。一个质量好、外观具有观赏性的建筑物必需具有成功的结构设计和建筑设计，同时还有良好的抗震能力。这就要求设计师在建筑设计的时候能够综合三方面的要求，将建筑物的抗震有关的技术都很好地加入建筑方案设计中，保证我国建筑物的质量和水平。