试述建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用

(整期优先)网络出版时间:2020-05-26
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试述建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用

杨静

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摘要:建筑设计与建筑抗震设计相辅相成,两者必须相互融合,相互促进,才能将建筑物的抗震能力得以加强,建筑设计从业人员必须重视建筑抗震设计的功能,平时多加强理论学习,并不断积累设计经验,为建筑业的发展做出贡献。

关键词:建筑设计;建筑抗震设计;重要作用

1建筑抗震设计中的主要问题

1.1建筑体型设计问题

在整体的形状设计上要遵循简洁与规则的要求。建筑物平面形状的设计上,会使用矩形、圆形和方形等对称规则的形状,这些都是较好的结构体型(结构形心与重心比较接近重合,地震反应以平动为主,扭转效应小)。而在整个结构的设计上,要尽量减少外凸和内凹的设计形状,尽量减少不规则形状的出现(结构形心与重心难重合,地震时扭转效应大)。同时在建筑物的设计上,需使用对称侧翼,若出现不对称侧翼或不规则的情况,容易出现相关的质量问题。同时在建筑设计上,为保证建筑物的整体美观性和艺术性,需进行创意的有效提高,设计上要对复杂的建筑物形状进行有效的规划,提升建筑物的艺术性,同时增加相关的使用功能,使建筑物的整体抗震性和艺术性与功能性进行有效的结合。

1.2建筑平面布置设计问题

建筑物的平面设计有着重要的作用,通过良好的平面布置可提升整体结构的稳定性,建筑物设计上,首先要通过平面设计来确定建筑物的整体形状,通常的设计过程中,可优先选择进行矩形、方形、圆形等有利于结构的合理平面设计,同时建筑物的抗震能力与其结构布置有着重要的关系,通过合理的设计能保证建筑物的抗震能力得到提升,抗震能力提升的关键即质量和刚度问题,如果建筑物平面布置能使结构的质量和刚度均匀、对称,避免局部突变的出现,将抗震时的扭转效应降到最低。对结构抗震设计而言,高层结构常用的主要水平力抗侧构件为剪力墙,剪力墙的合理均匀、对称布置能提升建筑物的整体抗震性能,避免受到地震时引起较重的人员伤亡和财产损失,因此在建筑结构的设计上,要注重剪力墙等抗侧构件的合理布置和设计,将建筑平面设计与结构抗震墙布置设计融合在一起,做到建筑物的平面布置方案合理,从体系上保证建筑物的抗震能力。

1.3建筑竖向布置设计问题

完成平面设计后,就要进行建筑物的竖向设计,即立体设计,立体设计与平面设计有较多的不同,平面设计是保证建筑物形状的重要设计,但立体设计是建筑物的主体,负责将建筑物的整体空间搭建起来,所以建筑物立体的设计上,要考虑支撑力和相关的空间布置,通过合理分布使建筑物的竖向刚度均匀无突变,使建筑物整体抗震性得到提升,防止在建筑物局部楼层出现薄弱层或软弱层。上部平面收进较多,造成竖向刚度突变,不利于建筑整体抗震能力的提升。

2建筑设计中需重视的抗震问题

2.1建筑构件设计及建筑连接节点构造设计问题

建筑物是由多个构件逐渐搭建和连接而成的个体,所以在实际的设计上,要考虑相关的节点连接问题,但是随着建筑物立面和室内空间装饰标准的提高,整个建筑构件的品种和材料都会逐渐增加。而在建筑物的整体设计和研究上,立面一般使用立体贴砖和外贴与外挂大理石的设计,大部分建筑物还会使用幕墙设计,如玻璃幕墙和铝制材料幕墙等。内饰分为地面摆设和空间吊挂等,空间吊挂要完成空间吊灯和艺术造型的有效设计,这些都是建筑物本身不具备的,需要外挂到实际的空间上,而在实际的管理过程中,要考虑相关非主体构件的抗震问题,防止地震时出现整体脱落、破碎伤人等危害,应从与主体结构连接的节点处进行合理的处理。

2.2建筑上应满足的设计限值控制问题

建筑物的设计上,各单位都会考虑建筑物的实际抗震能力,通过设计和相关的研讨之后,依据GB50011—2010《建筑抗震规范》,设计出符合规范要求的建筑设计方案,以此提升建筑物的整体设计效果。在建筑物的设计过程中,要根据所在的抗震区,确定抗震等级等相关抗震参数。建筑设计的总高度和具体的层数应满足规范要求。如6度、7度区采用砌体结构的普通住宅层数限值为7层,整个设计高度不可以超过21m。所以对当前的普通住宅来说,如果6度、7度区层数设计为7层,就要控制整体的高度在21m以内。如果是在7度区,砌体结构最高层数为6层,高度不能超过18m。一般来说,设防烈度越高,房屋的层数和总高限制越小。高层建筑要采用钢筋混凝土结构、钢结构或混合结构。钢筋混凝土框架结构,7度区最大适应高度50m;如果7度区房屋高度超过50m,住宅房屋一般采用剪力墙结构,但不超过120m。但是在目前的实际设计时,相关企业为了追求利益最大化,往往会要求进行超规超限设计,而又不愿增加相应的超限设计成本,使建筑达不到规范要求的抗震性能目标,导致在地震发生时,产生较为严重的后果,如果出现整体倒塌,将造成严重的财产损失和大量的人员伤亡。建筑物进行建筑设计时,要提升相关的抗震质量,就要遵循规范要求,对抗震横墙间距和局部墙体尺寸进行有效的控制。例如在抗震设防烈度为8度的地区,多层砌体房屋采用现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖时抗震横墙间距不可以超过11m。在底部框架–抗震墙砌体房屋砖房的设计上,底部抗震横墙的间距不能超过15m,如果横墙的实际距离过大,就会造成水平抗侧刚度的不足,地震时受到水平地震作用后,水平抗震力不能得到有效的抵抗和传递,造成结构发生较为严重的形变和扭转。所以在实际的建筑设计过程中,要按相关规范的要求进行合理的设计,使其能符合实际的建筑功能和抗震设防安全的要求,防止地震时出现整体或局部倒塌的情况,提升房屋整体的抗震能力。

3建筑初步设计中应考虑的其他因素

3.1科学进行建筑物的选址

建筑物选址是进行建筑抗震设计的最基本前提,在建筑物选址时,要科学避开抗震不利的山嘴、山包、陡坡、泥石流及滑坡等地段,要本着首先选用地基坚硬、承载力高、平坦、开阔的选址。利用先进技术设备,进行地质勘探,取得山、石、水、土的长期监测数据,科学论证,严谨分析。力求选用地质稳定无软弱层、无液化、无洞穴、无暗河、无熔岩、无火山活动,从基础上保证建筑物整体承载能力和抗震能力的提高。

3.2确保结构的整体性

在建筑结构抗震设计中,一般而言,要尤其注意其由诸多构件共同组合在一起而承担某种功能。因此,要从整体化考虑,充分利用好各个构件的效能,完成整体建筑的抗震效果。当建筑物的主要传力构件在地震作用下失效时,易使整体的建筑结构丧失对地震的抵抗能力,从而使整个建筑物坍塌,因此,要保证结构构件能协调工作,确保结构构件能在地震作用下有较高的承载力和较好的延性,增强建筑结构的整体抗震能力。抗震设计时,要进行建筑结构的抗震性能化设计。传统建筑结构设防目标可概括为:小震不坏、中震可修、大震不倒。衡量房屋的抗震能力,大震不倒是重中之重;小震不坏、中震可修事关金钱,大震不倒却事关生命,所以这是最根本的抗震设计要求。在建筑设计时要合理确定结构设计的抗震性能目标,从而提高结构的抗震能力和水平。

4结束语

总的来说,通过对当前我国建筑工程情况进行分析,发现地震灾害是导致建筑物发展严重破坏的主要因素,因此在实际的建筑物施工中,要注重抗震设计工作的开展,只有增强建筑物整体稳定性、安全性等,才能为建筑物使用寿命的提升提供保障。

参考文献

[1]梁碧云.建筑结构设计中抗震设计的探讨[J].住宅与房地产,2018(18):12–14.

[2]王楠.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].居舍,2018(35):92+106.