高层混凝土建筑抗震结构设计的相关要点探讨

摘要：地震发生有着随机性强、破坏性可大可小，同时还将伴随有余震、余震次数不定等特点，这将给社会带来不可预测的危害，这就对建筑的抗震能力有了更高的要求。为了提高高层混凝土建筑的安全性能，采用抗震结构就显得尤为重要。本文从高层混凝土建筑建筑抗震结构设计的要求出发，分析了高层混凝土建筑抗震结构设计存在的问题，并提出一些加强其抗震性能的处理对策，旨在为建筑结构在设计时提供可参考的依据。

关键词：高层混凝土建筑；结构设计；抗震

前言

混凝土结构是现代建筑中最为常见的结构形式，具有整体性好、可模性好、耐久性和耐火性好，造价低，维护成本低的优点，因此得到了非常广泛的应用。抗震结构设计作为混凝土结构建筑设计的重要内容，直接影响着建筑整体的抗震性和稳定性，需要建筑设计人员的充分重视。

1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求

高层混凝土建筑结构是一种竖向的悬臂结构，为实现良好的抗震效果，比如，在地震程度比较低的时候，整体结构保持稳定牢固不破损；遇到中等级别的地震，能够经过相关的维修仍可投入使用；地震程度比较高时，高层建筑要做到不倾倒，就需要在设计时，综合考虑刚柔配合，结构各方受力科学合理，根据具体的情况来针对性进行规划，必须按照“强剪强弯”的设计规范标准来提高建筑结构的整体稳定性。

一方面，高层混凝土建筑在设计规划时，一定要把握好结构刚度值的大小，经过精确的计算分析，充分了解地质地形条件，所用建材性能、机械设备运行参数、物理力学知识等内容，最终确定高层结构的整体刚度强弱或者某个结构设施的刚度，依靠连接设置的调节作用，力求保证抗震能力的提高，尽量让整个建筑波动受力保持在地质所能支持的范围之间。也就是说，如果其基础结构产生小幅度的变形，结构的自我调节功能就会使得整体结构不发生大幅度改变，在经过一些维护工作之后，仍然具有使用价值。

另一方面，在结构设计以及规划时，结构工程师一定要着重关键构件和连接点的受力情况，采取相关措施进行有效调节，可以达到消灾减震的目的，尽最大程度地降低地震灾害带来的损失。根据有关地震灾害统计，刚度过于柔和的高层混凝土建筑受到强大的震动作用后，其主体结构受到了一定程度的损毁，然而在余震的相继作用之下，就会受到持续损坏导致崩塌。

总之，对于高层混凝土建筑抗震结构的设计，一定要保证其结构具备适宜的刚度，还要改善其延性等特点，进而增强其整体结构的抗震性能。

2高层混凝土建筑抗震设计中经常出现的问题

2.1部分建筑物高度过高

依照我国现行高层建筑混凝土结构技术规程规定，钢筋混凝土的高层建筑都有统一的高度限制，其中强调了不同结构的设计对高度的限制，但目前许多高层建筑并未严格遵守这一限制，在遭遇震动后，使得超高建筑物受力变形后发生破坏性态并大幅恶化，建筑物的抗震能力减弱，随之而来的还有许多因素的变化，结构设计和工程预算的相应参数需要重新选取。

2.2选材中存在的问题

在地震高发的地区，对于建材的选取及其结构是否合理应予以重视。我国建

筑物的设计形式通常以钢筋混凝土核心筒为公用设计，其主要参考数据为钢筋混凝土结构位移值，但这种结构存在建筑弯曲变形侧移的幅度较大的问题，单靠刚度较小的钢框架处理，不单会大幅增加钢结构的负担，更会导致效果大大降低，常用的补救措施为对混凝土筒的刚度进一步增强同时改良设置伸臂结构，构筑加强层以其满足规范侧移限值。

3高层混凝土建筑抗震结构设计的有效策略

3.1科学选定建设位置

在进行高层混凝土建筑的建设中，应该将地震因素以及灾害情况考虑其中，所以，科学合理的选择建筑物建设的位置，将对高层混凝土建筑的抗震能力产生关键的影响。通过完善科学的理论，选择合理的位置进行工程建设，对建筑物周边的地质状况以及地形地貌进行有效的勘测探查，是十分重要的。首先高层混凝土建筑的周边不应该存在火力发电站、变电所之类的安全性指数不稳定的设施，其次选择的施工位置，应该避开陡峭山坡以及低洼沼泽之类的抗震效果差的地方。

3.2建筑主体结构的基础设计

建筑工程的基础结构设计的合理性与否，对建筑的质量有着重要的影响，相同结构的单元应当设置在地基性质相似的地面上，并且使用一样的结构，如果地基的位置出现了橡皮土，液化土和新填土等承载力不一的土层时，要通过适当的处理措施来增强基础结构的刚度，保证地基足够的承载力。使用底框结构不仅实用性强，而且具有较强的经济性，使用范围相当广泛，但是，这种结构体系下的刚度分布不均匀，存在头重脚轻的可能，最终使得建筑物的整体结构出现不均匀变形，严重者甚至会导致房屋部分开裂，所以，不易在高设防烈度地区使用这种结构，或者在具体设计时，设计人员应当通过适当措施确保上下部分具有一致均匀的刚度，真正有效提升抗震水平。

3.3增加抗震防线

高层建筑的抗震结构是由多个延性分体系构成的，并且各个延性构件是相互协调连接的，如框剪力结构就是结合了剪力墙与框架分体而构成的多肢剪力墙结构体系，通常在大型地震出现后会发生余震，所以，若是只设置一道抗震防线，一旦该抗震防线受到余震的破坏，就会严重损伤到高层主体结构，严重者甚至出现倒塌。设计人员必须认真处理结构构件抗震设防体系，并确保同一平面内的主要构件屈服，剩余抗侧力部件处于弹性过程阶段，提高主体结构的有效屈服持续时间，保证主体结构具有加强的延性和抗侧移能力。在进行建筑的抗震设计时，可能会出现某一结构构件的抗侧移值太大的现象，最终引起其他结构构件强度不

够，所以在设计时必须适当强化构件的抗侧移能力，必须反复权衡施工中的以大带小与个别抗侧力部件的配筋率提高等设计行为。

3.4控制扭转效应

地震的产生会对建筑产生扭转效应，并且在各个方向上对建筑具有一定的综合影响，最终导致房屋发生垮塌、决裂。地震的发生具有很大的随机性，所以在进行高层混凝土建筑的设计中，应该将地震产生后所能影响的方向进行综合的分析，然后基于此，将扭转所产生的影响囊括其中，对相关的抗震结构设计应该规定位移标准、对最大、最小位移刚度进行检测，确保房屋位移的一致性，通过进行高层混凝土建筑整体性能调试，及时的发现问题解决问题，从而提高高层混凝土建筑的抗震效果。

3.5设置合理的高层混凝土建筑结构参数

通过模拟地震发生时对建筑的各种受力情况，设置合理的结构参数，计算和分析各个结构的施受力情况。在充分了解高层混凝土建筑的质量检测、施工工艺、施工材料、地形条件、建设位置等方面内容基础上，把握高层混凝土建筑抗震结构设计的要点，优化和改进抗震设计的基本框架，在高层混凝土建筑抗震结构设计的关键位置进行详细的说明，不断提高高层混凝土建筑抗震结构设计水平。

构建完善的高层混凝土建筑抗震结构设计数据库，便于设计师查找相关资料和案例，深入研究高层混凝土建筑结构的综合受力情况，确定科学合理的力学模型，利用主拉盈利和剪摩理论，科学判断高层混凝土建筑抗震结构的合理性。高层混凝土建筑结构参数包括整体结构的刚度比例、扭转角度、震动周期等，对于高层混凝土建筑抗震结构设计需要多次协调和反复研究，设置合理的结构参数。

4结语

总体而言，而随着高层建筑的大量涌现，做好建筑抗震结构的设计成为建筑设计人员重点关注的问题，在混凝土结构建筑中，做好抗震结构设计是非常重要的，直接影响着建筑整体的稳定和安全。因此有关设计人员应在全面了解建筑的施工技术、工艺流程、实用性能的基础上，采取合理有效的对策增强其结构的抗震性能，使其具有良好的抗震效果。

参考文献：

[1]孙小华，余军.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].城市建筑，2013（10）

[2]邹松贵.高层混凝土建筑抗震结构设计分析[J].产业与科技论坛，2012（23）