建筑设计在抗震中发挥的作用
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刍议建筑设计在抗震中发挥的作用
摘要:要想使建筑物得到优秀的抗震性能,就应该从建筑设计和建筑结构设计的协作配合入手,来进行建筑物的抗震性能的设计。本文立足于建筑结构抗震性能的加强,对建筑的体型设计、平面布置设计、竖向布置设计、屋顶建筑的设计等方面的抗震作用进行了探讨,并且对设计师在进行建筑设计的过程中应该注意的要点做了简单的分析。
关键词:建筑设计;抗震;抗震设计
中图分类号:tu2文献标识码: a 文章编号:
随着社会经济的进步,我国的建筑行业在处于高速发展的状态,人民对建筑的质量和安全性的要求也越来越高,其中对于建筑抗震性能的重视程度也越来越高。建筑物保持良好的抗震性,能够在地震发生时对用户的生命和财产安全起到保护作用,因此在建筑设计中对建筑的抗震性能进行加强,有着重要的意义。
建筑设计的抗震作用概述
在建筑设计的过程中能否对其抗震的要求进行考虑,在某种程度上决定了建筑的抗震性能。如果在建筑设计时没有考虑建筑在抗震方面的需求,就会对建筑接下来的抗震功能设计造成一定的阻碍,使得建筑结构的抗震设计受到建筑整体设计的限制,甚至可能造成抗争性能的不合理。在这样的情况之下为了提高建筑结构的抗震承载力,在建筑的施工中不得不使其配筋用量或者结构的界面继续拧增加。因此建筑设计师应该在建筑的初步设计阶段,就对其抗震性
能进行多方面的考虑,就能够使结构构件合理进行布置,使建筑的抗震性能得到保证。
建筑各方面设计对抗震功能的影响
建筑体型设计
建筑体型的设计包括了建筑主体的空间设计以及平面上的设计。之前的地震灾害中的统计数据表明,建筑的形体构造对其抗震能力有着重要的影响,在平面设计方面,许多平面形状较为复杂,建筑面出现凹进或者外凸,侧翼的布置不对称等形状的机构都会在地震中受到较为剧烈的破坏。而平面形状较为规则的建筑则受到的破坏较小。在空间设计方面来说,在立体空间的形状较为不规则、结构较为复杂的建筑物在地震时受到的影响较大,特别是某些结构刚度有突变构造的建筑,更容易遭受到地震的破坏。因此,在进行建筑体型的设计时,应该尽量将建筑的平面和空间结构更加整洁规则。平面形状的设计方面,圆形、矩形、方形等都有着较好的抗震能力,而尽量避免内凹或者外凸的平面形体设计,侧翼的设计应该保持对称,而且不应该使侧翼过长。在整体形体的的设计中,应该保持建筑结构刚度以及质量的均匀分布,以避免刚度和质量不对称而导致的扭转反应和刚度突变。
平面布置设计
在建筑设计中,平面的布置设计是重要的部分之一,能够直接反映建筑物的设计要求和使用功能。由于不同楼层有着不同的使用功能,因此每个楼层之间的的布置设计可能有着很大的差异,平面中
的内隔墙、外围的填充墙、非承重的内隔墙等墙体没有进行对称的布置,墙柱分布的不协调不对称,使建筑物在发生地震时容易出现扭转的现象,不利于建筑物的抗震。有些建筑物的平面布置中,将有着较大刚度的电梯井筒在建筑平面一角或者一侧进行布置。由于电梯井筒的抗侧力刚度较大,一旦发生地震,将吸收大部分的侧力,这样很容易导致建筑在地震中出现电梯一侧的及建筑物被严重破
坏的现象。某些建筑物平面布置中一侧的墙体较多而另一侧较少,导致了平面刚度的不均匀以及质量重心发生了一定的偏移致使建
筑结构在形变和受力方面不协调,在地震的作用下发生扭转效应发生,造成墙面的破坏。另外还有某些建筑平面设计中小狐仙了内隔墙的中断或者不对齐的现象,造成建筑刚度的突变以及地震力的传递受阻,建筑结构容易发生局部的破坏,也不利于抗震。
建筑在平面布置方面的设计对于建筑的抗震性能有着较大的影响,在设计中应该尽可能使建筑结构的刚度和质量能够均匀的分布,避免造成刚度的突变,以防止扭转效应的产生。另外还应该合理的进行抗侧力构件的布置,使建筑的抗震结构和功能要求得到一定的融合,使设计在抗震方面的作用得以充分的发挥。
竖向设计
在建筑结构竖向的布置设计方面,其反映的是建筑物在高度方面的刚度与质量的分布情况。在建筑中,无论是低层、高层还是超高层的建筑,其竖向布置设计的都是较为突出的问题。各楼层中刚度最小的那层会发生较大的形变,再加上较弱的抗震承载力,就会形
成抗震的薄弱层。另外在建筑的设计中,不同楼层间使用功能的不同,有可能造成相邻楼层之间的墙体和柱体不能够对齐和连续,导致不能够很好地传递地震力,另外还有建筑中设置的剪力墙不能够通到底层,在剪力墙的布置方面数量较少或者严重的不对称等现象,这些竖向布置设计方面的缺陷都有可能造成地震发生时建筑物受力不均,导致扭转作用的发生。之前的地震灾害表明建筑物在竖向结构中刚度的突变,有可能造成建筑在地震中发生较大的破坏,甚至有可能使整座建筑发生倒塌。
建筑屋顶的设计
在高层建筑中,屋顶结构是设计中应该重视的部分之一。当前高层建筑的屋顶在抗震方面存在的问题为过重、过高。体积和质量过大的屋顶结构加大了建筑的变形,也对地震的作用产生了放大的作用,不利于整体建筑在地震中的稳定性。另外屋顶结构的重心和下部建筑重心没有处于一条垂直线之上,并且上下部之间的抗侧力墙也没有实现连接,就会在地震中发生扭转的作用,不利于建筑抗震。因此在进行建筑屋顶结构的设计时应该使其高度得到尽量的降低,使用强度较高、质量较轻的材料来进行结构的施工。另外还应该使其刚度得到均匀的分布,保证地震作用力的通畅,使屋顶和下部建筑的重心保持一致。
建筑设计在抗震方面的要点
结构延性的提高
结构的延性,指的是结构在不发生承载力降低的情况下进行非弹
性形变的能力。延性是结构变形能力的反映,也是发生地震时防止建筑发生破坏或者倒塌的因素之一。良好的结构延性能够耗散和吸收地震的能量,减小地震对建筑的作用力,保证建筑的安全性。建筑结构延性的大小则取决于构件的塑化过程和破坏形态,一般来说,弯曲构件其延性要比剪切构件大,构件发生弯曲然后破坏所消耗的能量也比构件受到剪切而损耗的能量要大得多。因此在建筑设计中应该避免构件发生剪切破坏,使构件在受到地震作用时尽量发生弯曲破坏,以在最大程度上提高结构的延性。
结构整体性的确保
在建筑设计中,保持建筑结构的整体性,是提高建筑抗震能力的重要措施,建筑结构包含了众多的构件,是由构件所组成的整体,并且通过不同构件之间的协调工作来对地震危害进行有效抵抗。如果建筑结构的整体性遭到了破坏,则在地震来临之时就不能够使各个构件的抗震能力得到充分的发挥,容易导致建筑物发生破坏甚至倒塌。因此可见,建筑结构的整体性是各个构件协调实现抗震的前提和保证,在建筑设计中保持其结构的整体性,是建筑抗震的必然要求。
结语:
总而言之,建筑设计和建筑的抗震性能有着重要的联系,是建筑抗震设计的基础。建筑结构中优良的抗震设计,是建立在建筑整体设计和结构设计相合作的基础之上的。因此,建筑设计师应该对建筑设计对建筑抗震性能的作用有着足够的重视,使建筑设计能够在