建筑设计在抗震设计中的作用及路径

2021-01-06齐金涛

河南建材 2021年9期

关键词：抗震稳定性建筑设计

齐金涛

庆阳职业技术学院（745000）

0 前言

地震是诸多自然灾害中对建筑物损害最大的。建筑物因地震倒塌，不仅带来了经济损失，也有可能导致生命安全事故发生。因此，在建筑设计时，设计师必须根据实际情况，进行建筑抗震设计，以提高建筑抗震能力，减缓地震可能造成的危害。

1 建筑抗震设计的重要性

在法律层面上，我国的《防震减灾法》明确要求，相关建设工程必须严格遵守抗震设防管理规定，政府及相关管理部门必须加强管理职责，做好抗震设防工作。地震灾害以其突发性强、破坏性强、容易引发各类严重次生灾害等特点，被称为“群灾之首”。由于科学技术的局限性决定了地震的无法预测性，因此，通过加强建筑结构的抗震能力来减轻地震灾害损失是十分必要的，这也是当前抗震方式中最有效的手段之一。

建筑设计是整个施工过程最重要也是最基础的组成部分。在建筑设计时，必须从实际出发，结合建筑需求以及实际的建筑环境，充分融入建筑抗震设计，确保建筑工程的安全性和稳定性。

2 建筑抗震设计中存在的问题

2.1 建筑物高度问题

建筑物高度问题是当前建筑工程施工过程中较为普遍的问题。我国对于建筑物的高度有着明确的规定，但在实际情况中，一些企业为了取得自身的利益，在修建建筑时，往往违反有关规定，使得建筑高度不达标。比较常见的问题是建筑物高度超出所允许的最大高度。高层建筑在施工过程中若超出相关的建筑标准，将严重影响建筑物结构的稳定性以及抗震能力[1]，因此，为了保证安全性，在建筑时必须避免超高问题，根据实际需求和相关规定为建筑工程确定合适的高度。

2.2 建筑抗震设计缺乏科学性

在实际情况中，许多建筑设计者在专业水平方面、对相关技术法规了解方面，还存在着很大的不足，因此，在设计时无法将建筑物的抗震性、安全度和牢固度等参数纳入到结构设计范围之内，这十分不利于建筑结构抗震设计的进行。

为了规避建筑设计中可能存在的问题，尽可能提高建筑抗震能力，设计师必须从实际出发，结合多方面进行考虑，做好建筑结构抗震设计工作。

2.3 建筑地基选择过程中存在弊端

可用于建筑工程的土地资源是十分有限的，尤其是当前，随着建筑行业不断发展，越来越多的建筑涌现出来，但是并不是所有的土地资源都适合用于建筑地基。一些房地产开发商为了牟取利益，在选择建筑地基时，并没有遵从建筑地基选择原则，不对地基的平坦程度、地质结构以及周围环境进行检测，这就导致在后续建筑过程中，建筑地基不稳，抗震性比较差[2]。

2.4 建筑材料选择不合理

建筑材料是建筑工程的基本组成，材料的好坏对建筑的稳定性也有很大的影响。在选择建筑材料时，除了要注重建筑的需求，设计师也要充分考虑材料对建筑抗震性的影响，从而确保整个建筑结构的稳定性。

3 改善建筑抗震设计问题策略分析

3.1 确保建筑基础的稳定性

建筑抗震设计的最基础部分就是建筑的整体框架以及其抗震性能。在设计过程中，必须做好最基础的建筑结构，才能继续进行后续的建筑抗震设计以及抗震性能测试等工作。

建筑结构抗震设计要遵循的建筑原则是建筑的根本功能——建筑自身的承载力和稳定性，因此，在设计过程中，设计师要根据建筑的实际需求以及其所处的环境进行设计，确保在满足外观、性能等需求时，也能确保建筑的基本稳定性。当确保建筑的承重能力和稳定性良好后，设计师再继续对建筑结构进行优化设计，要根据建筑的基础框架，对建筑材料的材质、位置等进行进一步调整。如在设计抗震能力强的建筑结构部分时，由于钢结构十分符合抗震材料的要求，从已有的地震震害实例来看，钢结构的抗震性很强，因此，在设计优化时，设计师要利用钢结构对抗震结构进行构建[3]。

3.2 增加建筑中的抗震设计，提高建筑抗震能力

地震一旦发生，就存在持续时间较长、多次往复发生的可能。根据震害调查显示，地震后倒塌的建筑物往往是因地震的往复作用破坏了其内部结构，而内部结构被破坏后，建筑也就丧失了承重能力以及稳定性。因此，适当处理建筑内部结构的强弱关系，增加抗震防线，可以有效帮助建筑结构增加自身的抗震能力。

单一的框架结构是建筑唯一的抗侧力构件。一旦地震发生，整个框架就会倒塌，而如果采用“强柱弱梁”型延性框架，在地震发生时，由于“梁”比较脆弱，因此会先倒下，这个时间段内，“梁”可以消耗一部分地震能量，这时，支撑能力较强的“柱”成为了第二道抗震防线。由于“柱”抗震能力较强，且地震已经持续一段时间可能接近尾声，因此，建筑的抗震能力相比于单一框架更强，地震导致生命财产安全损失的可能性也就更低。这样的设计结构可以有效减少地震反复为建筑带来的伤害。通过布置多层抗震防线，增加建筑中的抗震设计，建筑抗震能力就可以得到有效提升。

3.3 注重建筑设计的一体性

建筑结构设计错综复杂，由多个部分组成，每个建筑部分的性能不同，所需要的材料也不同。作为整体建筑的组成部分，每一部分之间都是息息相关的，都有着紧密的联系。因此，在进行建筑结构的抗震设计时，设计师必须注重建筑设计的一体性，重视各个部分的相互关联，对各个部分进行协调设计，保证各部分不会相互影响，降低建筑的抗震能力[4]。

在建筑设计中，基础是建筑最下部的承重构件,承担建筑的全部荷载,并下传给地基，支撑地面物体。墙体是建筑物的承重和围护构件，是十分重要的竖向承重构件，而墙体又支撑着屋顶。因此，在设计时，设计师必须循序渐进，做好最基础的地基设计，然后根据地基设计以及抗震需求，对墙体布局进行设计，进而完成总体建筑设计。做好建筑的每一部分设计，可以让建筑的内部结构更加紧密，有利于抗震能力的提高。

4 建筑抗震设计方法分析

4.1 做好建筑结构设计工作

建筑结构的抗震设计必须符合建筑的基本标准，要具备合理性与科学性。设计师必须做好建筑设计工作，确保最基本的建筑设计没有差错，才能进行更深入的抗震设计。在设计过程中，设计师需要结合实际情况对建筑结构进行分析、设计。如设计师需考虑到墙体、支撑柱和层面等架构之间强弱关系的设计。

在设计过程中，设计师要确保建筑各部分之间的协调性，使得建筑整体重心与刚度中心重合，以增强建筑稳定性及抗震能力。设计师还要适当地将建筑竖直面方向的重心降低，以此减少建筑错落率。除此之外，设计师还要注重抗震材料的选择，比如镶嵌在墙体内的钢筋刚度一定要符合相关要求，达到抗震设计需求。

4.2 注意建筑地理位置的选择

同样的建筑在不同的区域，抗震能力不同，这并不是建筑自身质量造成的，而是由于建筑所处地域不同，地质条件不同，发生地震的频次以及强度不同，而导致建筑物的抗震能力有差异。地震导致建筑物倒塌主要是由于建筑的地基受地面板块运动的影响，结构被挤压变形，失去了荷载能力以及稳定性，从而使得上层建筑物的稳定性遭到破坏。因此，为了提高建筑的抗震能力，在进行建筑设计时，设计师要注意建筑地理位置的选择。

设计师在设计之前要对施工现场进行地质勘察，查看地质结构、地形地貌等。根据查看结果，设计师要筛选出地质承载能力比较强的区域，尽可能选择辽阔、平坦的地段。平坦的地段有利于建筑地基的稳定性，较为辽阔的建筑场地也能在地震发生时起到一定的缓冲作用。