浅谈高层混凝土建筑抗震结构设计

李碧涛

（海口市城市规划设计研究院东莞分院）

前言

在现代城市化发展进程日益推进的带动下，建筑事业实现了高效的发展。在众多的建筑工程项目中，要属高层建筑项目增长的速度最快。近几年，高层建筑项目犹如雨后春笋一般，实现了持续性的增长。在一定程度上，促进了人们生活品质的升级发展。同时，人们对高层混凝土建筑的质量问题关注度也日益提升，尤其是在目前地震频发的社会环境下，人们对高层混凝土建筑的抗震性要求逐渐提高。因而，对于我国的建筑事业来说，提高对高层混凝土建筑抗震结构的设计水准成为了目前最为重要的现实任务。那么，为了更好的提升高层混凝土建筑抗震结构的设计水准，就需要高层混凝土建筑的施工设计单位有效的把握具体的施工设计原理，提高设计技术水平，切实的提升高层混凝土建筑的抗震性。从而满足广大人民的现实要求，降低高层混凝土建筑受地质灾害影响发生坍塌等安全事故的几率，保障建筑事业的稳步发展。

1 探微高层混凝土建筑结构中抗震设计的要点

1.1 建筑物侧移的控制

在高层混凝土建筑中，在水平荷载的作用下建筑结构通常会出现侧移，而这种侧移也会随着楼层数的增加而逐渐加大。若建筑结构侧移的尺度过大，则建筑结构的本身就会产生一定的内力。在内外力的作用下，偏心力在超过一定数值时，就会导致高层混凝土建筑出现大的位移甚至倾倒。同时，建筑结构在受到地震荷载影响下，会出现水平的剪切力，也会导致建筑物产生侧移的情况。因而，在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计的过程中，要保证建筑物结构的稳定性、刚度及强度，避免出现侧移的情况。

1.2 水平刚度的控制

当地震来临时，受地面运动影响，高层混凝土建筑结构更容易受到水平作用力的影响，出现侧移甚至坍塌的情况，这对高层混凝土建筑横墙的承载力提出了一定的要求。在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计的过程中，建筑物结构的水平刚度是最为重要的设计要点。高层混凝土建筑的楼盖要把地震的作用力传递给横墙，让高层混凝土建筑结构产生抗倾覆的力矩，同时在结构的竖向构件内形成一定的轴力，从而让高层混凝土建筑结构的高度与水平力弯矩形成正比，避免发生侧移甚至坍塌的情况。因而，这就需要在对高层混凝土建筑结构进行抗震设计时，注意对水平刚度的合理控制。

2 高层混凝土建筑结构中抗震设计的主要机理

2.1 隔震

高层混凝土建筑结构隔震设计，主要是指在高层混凝土建筑的下部，设置相应的隔震层。该隔震层在地震的作用力下，产生相应的水平变化，让地震的作用力不会影响到上部的高层建筑。在一定程度上，它能够让高层混凝土建筑的上部建筑物与地基之间的共振减少，吸收更多的振动能量作用。对于隔震的主要构件，分为三个部分。①铅制的缓冲性构件。该构件主要是利用纯度较高的铅材料，在经过塑性变形后制成的构件；②钢制的缓冲性构件。该构件主要是对钢材料进行塑性变形后制成的构件，能够起到衰减震动的效果；③叠层式橡胶，它是一种把钢板与厚度数为毫米的一些橡胶重叠交互接合，在压力与热的施加下制成的弹性较高的构件。它能够防止地基出现共振情况，能够让高层混凝土建筑抗震结构保持着垂直状态。

2.2 减震

在高层混凝土建筑结构的抗震设计中，减震主要的方式有三种。①消能减震。该减震方式主要是利用高层混凝土建筑结构的附加阻力值，当阻力值达到至高点时，会导致高层混凝土建筑结构的地震作用力减弱。该方式也就是在高层混凝土建筑结构中的一些部位中，设置上相应的耗能元件，在发生振动时，形成滞回的变形，将能量耗散。该种设置目前有着较多的种类，如摩擦力的电阻器、金属的阻力器、粘滞的阻力器等；②跷动式减震。它允许上部结构和下部基础脱离，通过上部结构的晃动来隔震。与传统的隔震技术的区别在于，它放松的是转动约束而不是水平约束；③机械式的减震。该方法主要是在高层混凝土建筑内部利用钢支撑，并与外部的钢管之间不粘结；或在钢管混凝土或者外包钢筋混凝土与钢支撑之间，进行无粘结漆的涂抹，形成一定的滑移界面，从而起到减震的效果。

3 优化高层混凝土建筑抗震性结构设计的有效性策略

3.1 提升高层建筑的结构设计水准

要想切实的提高高层混凝土建筑抗震结构设计的质量，就需要先提高对场地地质勘查的水准。要在对高层混凝土建筑进行整体的结构设计前，对现场复杂的地形地质进行有效的勘察设计。要在复杂的地形环境下，对建筑物进行合理的平面布局设计。避免建筑的刚心与质心不一致，导致高层混凝土建筑出现重心不稳的情况。在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计的过程中，可以依据高层建筑现场实际的地质环境特征，及受地震破坏影响的强弱性，进行科学的、合理的设计。同时，要以平面形状的规则性、结构的对称性及竖向的均匀性为基本设计原则，依据建筑现场实际的情况进行抗震结构设计，切实的保证高层混凝土建筑结构重心的稳定性。此外，还要依据场地的抗震设防等级与地基的液化等级，做好建筑物上部结构与地基刚度的合理设计，防止高层混凝土建筑出现侧移的情况。

3.2 合理选择施工材料

施工材料选择的合理性，对于高层混凝土建筑抗震结构设计来说有着至关重要的作用。通常情况下，高层混凝土建筑受地震作用力与其结构刚度为正向的比例。若高层混凝土建筑内部结构构件的重量越大，高层混凝土建筑所受到的地震作用力也就越大。因而，需要提高对施工材料的重视程度，合理的选择施工材料，控制好高层混凝土建筑内部结构的构件重量。要尽量选择轻便性的构件，还要选择性能最佳的构件，要切实的依据高层混凝土建筑实际施工要求，进行合理的抗震结构设计。以保障高层混凝土建筑抗震结构的合理性为基础，提高高层混凝土建筑的安全性及抗震结构的稳定性。

4 结语

随着高层建筑项目数量的日益增多，建筑事业迎来了新的发展曙光。那么，为了进一步推动建筑事业在新时期的高速发展，就需要提高对高层混凝土建筑设计的重视程度，尤其是对抗震结构设计的重视度。为了有效的提高高层混凝土建筑的抗震能力，切实的保障高层混凝土建筑的稳定性，就需要对高层混凝土建筑抗震结构设计的要点及机理，进行深度的分析与研究，进而制定出最为完善的设计优化与改进措施。从而切实的提高高层混凝土建筑抗震结构设计的水准，保障高层混凝土建筑结构具有较强的抗震能力，避免相关安全事故的发生，促进建筑事业健康有序的发展。

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