吳文波

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東廣州 510630）

0 引言

不斷增強(qiáng)我國建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)是當(dāng)前建筑行業(yè)需要面臨的問題之一，提高抗震水平不僅能夠促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)增長，同時(shí)與人們的日常生活相關(guān)。在進(jìn)行建筑物的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師要牢牢把控抗震設(shè)計(jì)水平，同時(shí)要認(rèn)真考慮建筑物的承載能力、高度與總體結(jié)構(gòu)，在詳細(xì)考慮各個(gè)部件的性能的前提下，才能設(shè)計(jì)出外形美觀具有觀賞性并具備較高抗震能力的建筑物。因此，抗震設(shè)計(jì)在建筑方案設(shè)計(jì)過程中具有舉足輕重的作用。

1 建筑設(shè)計(jì)與建筑抗震設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系

建筑施工過程中，建筑項(xiàng)目中的所有細(xì)節(jié)都體現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)方案中，因此建筑設(shè)計(jì)工作在建筑工程施工前就應(yīng)該準(zhǔn)備好。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)工作前，設(shè)計(jì)師要全面了解建筑項(xiàng)目所處的地址位置、環(huán)境、施工隊(duì)伍的專業(yè)技術(shù)等情況，保證在建筑項(xiàng)目施工的過程中能夠按照設(shè)計(jì)好的方案有條不紊地進(jìn)行，從而保證建筑項(xiàng)目最終的質(zhì)量和外觀能夠達(dá)到要求。建筑設(shè)計(jì)工作是一個(gè)建筑項(xiàng)目的開始，在設(shè)計(jì)的過程中將抗震的技術(shù)都應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，才可以保證建筑物的穩(wěn)定和安全。

建筑設(shè)計(jì)與建筑抗震設(shè)計(jì)相互協(xié)調(diào)，只有在建筑設(shè)計(jì)的過程中將抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)去才可以建設(shè)出有安全保障的建筑物。當(dāng)建筑設(shè)計(jì)完成后再發(fā)現(xiàn)建筑防震設(shè)計(jì)存在較大的漏洞，此時(shí)很難再重新對(duì)建設(shè)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整和完善。在后期的建設(shè)施工的時(shí)候，只能利用構(gòu)件進(jìn)行加固提高建筑項(xiàng)目的抗震能力，但是這樣也無法很好地解決建筑物抗震性差的問題。因此，在建筑設(shè)計(jì)開始的時(shí)候，設(shè)計(jì)者就要充分考慮建筑的抗震要求，除此之外還要嚴(yán)格把控建筑材料和構(gòu)件結(jié)構(gòu)的質(zhì)量等問題，才可以保證建筑施工的進(jìn)度。

2 建筑設(shè)計(jì)中方案設(shè)計(jì)的重要性

2.1 對(duì)城市面貌和空間的重要性

在對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)者要將城市的中軸線以及周邊建筑等元素都考慮進(jìn)來，保證建筑項(xiàng)目能夠融入城市建筑風(fēng)格的同時(shí)還要體現(xiàn)城市的特色。優(yōu)質(zhì)的建筑設(shè)計(jì)能夠提升城市建筑的面貌和空間利用，使城市的景觀的關(guān)鍵的組成部分都得到優(yōu)化。

2.2 對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目塑造中的影響

即使是同一個(gè)建筑，經(jīng)過不同施工隊(duì)伍的建設(shè)就會(huì)產(chǎn)生不同的內(nèi)涵和含義。這種內(nèi)涵和含義的存在是從建筑方案的設(shè)計(jì)中就體現(xiàn)出來的，將建筑物以抽象的方式表現(xiàn)出來，在建設(shè)的過程中融入自己的個(gè)性和性能，同時(shí)表現(xiàn)出建筑方與用戶的精神面貌和形象，最后體現(xiàn)建設(shè)單位對(duì)建筑精神與文化方面的定義。

3 建筑方案設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要設(shè)計(jì)問題

3.1 建筑體型設(shè)計(jì)問題

對(duì)以往地震災(zāi)害之后的建筑物受損程度分析，顯示與具有不規(guī)則側(cè)翼、凹凸結(jié)構(gòu)的平面狀建筑物相比，簡(jiǎn)單規(guī)則的平面狀建筑其損壞程度較輕。當(dāng)建筑物在高度設(shè)計(jì)方面存在較大差異時(shí)，例如相鄰建筑物之間的高度存在較大差異以及出屋面建筑過高時(shí)，在建筑物的剛度顯著變化的位置更容易出現(xiàn)損害，所以在進(jìn)行建筑物方案設(shè)計(jì)的過程中要盡量將建筑體型設(shè)計(jì)的更加簡(jiǎn)約，平面和空間的設(shè)計(jì)上要更加規(guī)則。尤其處于地震區(qū)的建筑平面，其在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)多采用方形、矩形、圓形、扇形等規(guī)則的形狀減少使用外凸和內(nèi)凹的情況出現(xiàn)。由于三角形平面在主軸方向上是不對(duì)稱的，因此會(huì)導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等現(xiàn)象。帶有較長伸翼以及不對(duì)稱的側(cè)翼的體型，例如L 型、T 型、V 型、Y 型等結(jié)構(gòu)的建筑在地震災(zāi)害中更容易受損害。相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)一側(cè)的尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%”的平面是凹凸不規(guī)則的（見圖1）。進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候要最大限度地使建筑平面保持規(guī)則，保證讓剛度與質(zhì)量分布呈對(duì)稱分布。然而在實(shí)際生活中，部分高層且復(fù)雜的建筑物設(shè)計(jì)過程中，要考慮建筑外觀的美觀性等因素?zé)o法保證建筑物的體型簡(jiǎn)單規(guī)則，此時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)盡可能兼顧建筑外觀的美觀性以及抗震性。

圖1 建筑結(jié)構(gòu)平面凹凸不規(guī)則的示例

3.2 建筑平面布置設(shè)計(jì)問題

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國兩成以上的城市建筑平面布置存在明顯的缺陷。在對(duì)建筑物平面設(shè)計(jì)過程中，建筑物的房間位置和數(shù)目、樓梯的走向和內(nèi)墻的布置等均要在設(shè)計(jì)好的平面布置中有所體現(xiàn)。由于不同的建筑物其最后的功用也是不同的，所有建筑物設(shè)計(jì)過程中樓層間的布置等方面會(huì)存在顯著的差異。怎樣才能夠在適應(yīng)建筑平面布置多樣化的基礎(chǔ)上提高建筑的抗震性是一個(gè)關(guān)鍵又棘手的問題。當(dāng)墻體的布置、墻體以及柱子的布置等方面的設(shè)計(jì)出現(xiàn)不對(duì)稱的現(xiàn)象時(shí)，會(huì)增加建筑物剛度的不對(duì)稱性，在地震發(fā)生的時(shí)候出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況。

在建筑物上部樓層相對(duì)下部樓層收進(jìn)的過程中，要嚴(yán)格把控收進(jìn)的尺寸，收進(jìn)的部位越高平面尺寸越小則導(dǎo)致地震引起的影響就越嚴(yán)重。在上部結(jié)構(gòu)樓層比下部樓層挑出時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和豎向地震效應(yīng)顯著增大，其尺寸同樣受到一定的限制（見圖2）。相關(guān)的地震防范規(guī)定：“側(cè)向剛度應(yīng)不超過相鄰層的70%，或不超過相鄰的三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除了頂層之外的樓層，局部收進(jìn)的水平尺寸不小于相鄰下一層的25%，上述情況均屬于不規(guī)則的側(cè)向剛度。因此要選用恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系，并且保證建筑過程中建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)體系從始至終保持一致，才能保持建筑物建筑抗側(cè)立構(gòu)件連續(xù)、抗側(cè)剛度均衡。

3.3 地展力存在問題

圖2 高層建筑結(jié)構(gòu)豎向收進(jìn)與外挑

在建筑物設(shè)計(jì)過程中，地展性是設(shè)計(jì)者需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵條件。建筑物抗震功能設(shè)計(jì)方面，最主要的是水平地震力所造成的內(nèi)力。在地震等級(jí)小于Ⅷ級(jí)的時(shí)候，鋼筋混凝土框架適用于低于九層高度且體型合理、剛度以及質(zhì)量勻稱分布的建筑。在建筑項(xiàng)目施工的時(shí)候，高層建筑結(jié)構(gòu)體系存在較強(qiáng)的韌性，由于一些必要的商業(yè)因素等會(huì)導(dǎo)致建筑的設(shè)計(jì)中存在不恰當(dāng)?shù)那闆r，因此高層建筑其本身就具有較差的抗震性。在臨街的建筑中，臨街的一面底層側(cè)移剛度與第二層相比較小，鋼筋混凝土狂架柱是主要的地震傾覆力矩的承載體。當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)后，由于建筑物上剛下柔的特性無法承擔(dān)較強(qiáng)的抗震性，因此會(huì)導(dǎo)致在地震時(shí)建筑物嚴(yán)重倒塌。

3.4 缺少專業(yè)的理論指導(dǎo)與經(jīng)驗(yàn)

與世界發(fā)達(dá)國家對(duì)于自然災(zāi)害的防護(hù)能力相比，我國在預(yù)防和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害方面的發(fā)展水平較低。與此同時(shí)，我國的地質(zhì)地震科學(xué)的研究水平相對(duì)比較落后，科學(xué)家們還沒有更深入地了解地震方面的知識(shí)，因此在地震預(yù)防方面存在較大的欠缺。在建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)方面缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致防震設(shè)計(jì)無法完美的貼合建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，在開展地震設(shè)計(jì)工作的過程中，對(duì)地震災(zāi)害導(dǎo)致的房屋受損如何防范方面沒有一個(gè)科學(xué)系統(tǒng)的次序，因此設(shè)計(jì)者在開展工作的過程中無法統(tǒng)籌考慮多方面的設(shè)計(jì)因素。

4 結(jié)束語

由上可知，建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中抗震設(shè)計(jì)是其中不可或缺的一部分。建筑物的抗震設(shè)計(jì)不但影響著建筑物最終的抗震性能，同時(shí)還關(guān)系到建筑物是否實(shí)用。因此抗震設(shè)計(jì)對(duì)于建筑物的質(zhì)量和使用年限等十分關(guān)鍵。一個(gè)質(zhì)量好、外觀具有觀賞性的建筑物必需具有成功的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)，同時(shí)還有良好的抗震能力。這就要求設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候能夠綜合三方面的要求，將建筑物的抗震有關(guān)的技術(shù)都很好地加入建筑方案設(shè)計(jì)中，保證我國建筑物的質(zhì)量和水平。