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摘要:随着经济的发展和科技的进步,人们对建筑质量要求逐渐提高,特别是是在汶川地震以后,人们更是加强了对建筑抗震能力的重视。提高建筑物抗震设计水平成为建筑企业必须面对和解决的课题,要求设计人员准确把握建筑设计和建筑抗震设计的关系,对两者进行科学的结合,全方位多角度的提升建筑物抗震水平。本文将对抗震设计和建筑设计的关系进行分析,总结目前建筑设计中存在的问题,探索建筑设计在抗震设计中的有效应用。
关键词:建筑设计:抗震设计;应用
我国是一个地震多发的国家,相对于其它自然灾害,地震具有更强的破坏力,严重威胁居民的人身和财产安全。因此,提高建筑物的抗震水平具有重要意义。完善建筑抗震设计,并将其建设设计进行紧密结合是当前提升建筑抗震能力的根本途径。
一、抗震设计和建筑设计的关系
建筑设计是设计人员进行抗震设计施工的主要依据,一旦建筑设计被确定,建筑构造设计就难以对建筑设计进行大面积的变动,建筑构造设计必须依据建筑设计进行。设计师若在进行建筑设计的过程中充分考虑抗震要求,相关建筑构架就会被合理设置,进而有效保障了建筑整体的质量;如果设计师在进行建筑设计时未能充分考虑抗震要求,就会造成建筑抗震设计存在问题,建筑结构难以满足抗震需要。可见,合理的建筑设计是抗震设计的前提。进行建筑抗震设计时应遵循国家的相关技术规范,严格遵守有关的设计施工标准。设计师应当在建筑的具体设计中,遵循多级防震的设计原则,确保建筑物的抗震水平。另外,设计人员要将建筑设计理念融入到抗震设计中,对实地进行考察了解相关情况,进行全面系统的分析,进而制定合理的设计方案[1]。
二、建筑设计中抗震设计存在的问题
随着建筑业的发展,我国建筑抗震设计取得一定进步,但同发达国家相比,我国建筑抗震水平仍然较低,设计人员在处置抗震设计和建筑设计的关系上存在一定问题。虽然很多设计人员借鉴了外国先进抗震设计理念,但设计中未能有效结合建筑的实际情况,抗震设计理论技术的创新度不足。具体包括以下两个方面的问题:第一,设计人员没有全面系统的考虑设计施工情况。在实际的建筑抗震设计中,设计人员只以固有参数为基础进行,没有综合全面考虑实际情况,“计算设计”成为抗震设计的主要方式。第二,缺乏科学的设计理论指导和实际应验。当前,我国在地质地震研究方面的投入明显不足。地震成因等相关理论不够完善,缺少科学规范的设计理念对抗震设计进行指导。
三、建筑设计在抗震设计中的应用
(一)建筑体型设计问题
建筑体型分为建筑主体的空间形状和平面形状。通过对地震后建筑物的分析表明,许多平面形状不规则,如平面上存在凹进和凸出、侧翼不对称的建筑在地震中都损毁比较严重。在汶川地震中,平面形状简单的建筑损坏较轻,而沿高度立体空间形状复杂和不规则的建筑物都损毁严重。因此,设计人员进行建筑体型设计时,应最大限度的保证空间和平面形状规则简洁,平面形状应多采用方形、矩形、圆形等利于抗震的图形。尽可能少用不对称侧翼或过长侧翼的图形的应用。进行体型布置时应尽量保证建筑物的刚度和质量的均匀分布,防止因体型不对称产生的刚度和质量不对称的扭曲反应[2]。
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(二)建筑平面布置设计问题
建筑物的平面布置是整体设计的关键部分,它直接体现该建筑的使用要求和功能。柱子的位置,内墙的设置,通道和电梯的规划,房间的个数等都要在平面布置中加以明确。同时,因为具有不同的使用功能,各楼层的布置也会有很大不同,会使外围填充墙、内隔墙、非承重墙的位置不对称,柱子和墙体不对称,进而使得建筑物在地震时发生扭转地震作用,降低抗震能力。有的建筑将刚度较大的电梯井设置在建筑物的角落或者集中在某一侧,而电梯井筒的抗侧力刚度大,集中了地震作用的主要部分,使得在地震中电梯一边的结构损毁严重。另外一些建筑物在底层没有布设墙体,相对应的另一侧则是刚度较大的墙体,两边刚度严重不对称,在地震时易引发扭转地震的作用,降低抗震能力。可见建筑平面布置设计严重影响建筑整体的抗震能力,因此设计人员进行建筑设计时,应当最大限度保证建筑结构在刚度和质量上的均匀分布,防止突变,进而发生扭转作用。进行布置总体设计时,应当为结构抗侧力构件的科学设置提供条件,让建筑结构抗震和使用功能进行有机结合,有效发挥建筑设计在抗震设计中的作用。
(三)建筑竖向布置设计问题
建筑物的竖向布置设计问题多表现在建筑物沿高度结构的刚度和质量分布设计方面。现实中,很多建筑物的不同楼层具有不同的功能,在低层是购物场所,需要大空间、大柱距的结构,上层为居民住宅,需要墙多、柱少的结构。一些建筑物还设置了开阔的天井大厅,在不同楼层设置了不同功能的会议厅、报告室。这些结构造成了建筑物沿高度分布的刚度和质量存在较大差别,产生突变。建筑中刚度最差的楼层成为抗震承载能力严重不足的薄弱层,这一问题应当得到设计人员的足够重视。进行实际设计时,在不建筑物具有不同使用功能的条件下,极易出现相邻楼层柱子、墙体不对齐,墙体不连续;相邻楼层墙和柱的数量差距较大,阻碍了地震力的传递。以上这些问题会造成建筑物的地震受力不均匀,扭转作用。实践证明,建筑物竖向楼层刚度的急剧变化,能使建筑物在地震中遭到严重破坏。因此,设计人员应当最大限度的均匀布置剪力墙,并使其沿着竖向延伸至建筑底端,尽量减少刚度过小楼层的存在,防止因地震地作用而产生的扭转作用。
(四)屋顶建筑的抗震设计问题
现实中,屋顶建筑存在的问题包括两方面,一是过高,二是过重。具有这些问题的建筑物在加大变形的同时,也加大了地震作用。地震时不仅影响建筑物本身,还威胁相邻底层建筑物的安全。屋顶建筑和下部建筑的重心不在同一条直线上,屋顶建筑的剪力墙与下部楼层的剪力墙连接中断时,会产生扭曲作用,降低抗震能力。因此,设计人员进行建筑设计时,应尽量减小屋顶建筑的高度,使用强度高、质量轻、刚度均匀的建筑材料,让地震作用能够沿结构无阻碍的传递。同时将屋顶建筑的重心设计在下层楼层重心所在的直线上,减轻因重心不再同一条直线上而发生的变形[3]。
(五)主要抗震要求的限制控制
设计人员进行建筑设计时,应综合考虑相关抗震要求限制控制。调查对近些年国内外地震建筑损毁情况进行分析总结,利用最新的地震工程的科研成果,考虑了我国的经济条件和工程实践,并在国内广泛征求了相关单位和抗震管理部门的意见,经讨讨论、修改、充实和设计,最后经审查定稿,明确规定:建筑设计应符合以下两点,第一,房屋的建筑总高度和层数;第二对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制[4]。
结语
合理的建筑设计是建筑抗震设计的重要前提,两者之间有着密切的联系。优秀的建筑抗震设计,应当建立在建筑设计和结构设计有机配合共同考虑抗震的设计基础上。因此,应当加强对建筑设计在抗震设计中的重要性的认识,有效的在建筑抗震设计中发挥建筑设计的作用。本文对建筑设计、抗震设计、两者的关系进行了分析,对建筑设计在抗震设计中的应用进行了探索研究,以求为提升我国建筑物抗震设计水平,加强建筑抗震能力。但本文还存在一定局限,希望相关设计人员加强重视,不断完善建筑设计在抗震设计中的应用。
参考文献:
[1]王亚勇,戴国莹.《建筑抗震设计规范》的发展沿革和最新修订[J].建筑结构学报,2010,06:7-16.
[2]潘新,李智平.浅析建筑设计对抗震设计的重要性[J].有色金属设计,2012,03:47-49.
[3]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.
[4]张全震.建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].门窗,2014,09:220.
论文作者:罗琳
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签:建筑论文; 建筑设计论文; 建筑物论文; 刚度论文; 设计人员论文; 楼层论文; 作用论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;