高层混凝土建筑抗震结构设计研究

马良

摘    要：经济的不断发展，带动了社会的进步，建筑行业也在不断前进。对于高层建筑而言，其抗震性能无疑是人们关注的重点之一。地震来临时，由于高层建筑的稳定性相对低层建筑而言较弱，因此非常容易受到影响。混凝土结构是我国大部分高层建筑施工过程中使用的结构。基于此，高层混凝土建筑更应该重视抗震结构的设计工作，以提高高层混凝土建筑的稳定性。本文首先分析了高层混凝土建筑进行抗震设计的重要性，进而对开展建筑抗震结构设计的相关措施进行深入探究。

关键词：高层混凝土建筑;抗震结构;设计

1  引言

随着国民经济的不断发展，城市人口不断增加，为了实现人居环境的要求，不断涌现很多高层建筑。高层建筑在实现人类居住需求的同时也存在不少需要解决的问题，其中之一是存在的抗震结构设计问题。由于高层建筑受到较大的振动或地震影响，为了确保人居环境的舒适以及建筑安全，务必高度重视其抗震结构设计。

2  高层混凝土建筑抗震结构设计的必要性

高层建筑中应用混凝土结构是比较常见的形式。高层混凝土建筑结构往往需要重点考虑到整体安全性和稳定性，对于整体结构体系的抗震性能同样也需要加大关注力度，避免在该方面存在严重安全隐患。因此，在高层混凝土建筑设计中就需要充分考虑到抗震设计方面的要求。高层混凝土建筑抗震结构设计的必要性首先表现在后期建筑物的长期应用中。因为高层建筑物往往涉及大量的使用人员，如果在应用过程中存在着明显安全隐患，势必会带来较为恶劣的隐患，人民群众的生命财产安全得不到较好保护。所以，地震灾害作为不容忽视的一个危险来源，需要引起高层建筑设计人员的高度重视，在结构设计中充分考虑抗震设计需求，提升高层建筑物整体抗震性能。另外，对于未来我国高层混凝土建筑工程的发展而言，其结构往往更为复杂多样，这种创新性发展不仅仅需要得到技术层面的支持，往往还需要重点从设计层面予以适应性调整，促使结构设计方案同样也能够紧跟整体高层建筑工程发展步伐。抗震设计作为其中重要组成部分，同样也應该加大关注力度，以求较好推动整个高层混凝土建筑行业的创新发展，避免该方面形成阻碍因素。

3  高层混凝土建筑的抗震结构设计策略

3.1  正确选择建筑场址

高层建筑的安全受到其周边地基、场地环境等要素的制约。为此，在选择建筑场地时，开展环境和地质灾害评估显得非常关键，特别是应该积极地避免使建筑物面临地震断裂带、滑坡、泥石流等自然环境。如果在进行建设时不能够避开特殊（软弱性、液化性、湿陷性）的土层或土壤，应事先根据地基处理技术的有关规范，科学地设计与加固地基。除此之外，务必明确建筑物下面土层的性状、厚度、分布和类别等，做好高层建筑的地质勘查报告，对于经过地基处理的高层建筑而言，还需要整体性地巩固与强化其上部结构以及基础部分，且结合分项系数法在建筑物的一系列受力构件中适度地模拟地震力，从而实现一系列构件抗震性能的综合性提升。

3.2  恰当选择结构体系

在高层混凝土建筑抗震结构设计中，设计人员往往需要首先关注结构体系的恰当选择，不同结构体系表现出了不同的抗震性能机制，在后续具体抗震优化设计过程也需要针对性地处理。总的来看，为了较好地确保高层混凝土建筑结构具备较强抗震性能，需要确保建筑结构平面布置相对规则，体现较强对称性特点，竖向受力构件能够在整体结构应用上具备较为理想的传力效果，避免存在较为严重的传力间断问题，如此也就可以较好提升其整体结构抗震性能。在高层混凝土建筑结构抗震设计中选择结构体系还需要考虑到抗侧力构件的有效连续布置。抗侧力构件往往在高层建筑结构体系中发挥着重要抗震性能，应该结合不同结构区域的抗震需求，予以合理布置和运用。比如在框架剪力墙结构体系应用中，剪力墙构件是主要的抗侧力构件，属于第一道抗震防线。应该从高层混凝土建筑结构的各个不同组成部分入手进行深入分析，确保楼梯间、主体结构、电梯间等都能够得到有效兼顾，且剪力墙之间的间距应该适宜合理，避免间距过大带来严重威胁。此外，在剪力墙结构的具体布置中，往往需要优先设置为L型、T型或者是[型，进而促使其具备更强的整体作用效果，抗震性能得到提高。针对不同结构体系中的楼盖也需要满足构造要求，确保楼盖结构整体性与竖向构件协调有序，能够作为水平隔板传递水平力，更好地提升高层混凝土建筑结构抗震效果。

3.3  优化抗震结构设计方案

建筑结构设计的科学性，从很大程度上决定了建筑的性能情况，尤其是对抗震性能的影响是不容忽视的。因此，在正式施工开始前，要做好建筑结构设计。通过优化设计方案，来达到提升抗震性能的目的。在合理的结构布局下，即使发生地震等地质灾害、建筑遭受外力影响，建筑的抗震性能能够正常发挥，那么受到的损坏程度也将减轻。目前常常采用分层设计的方式，对高层建筑的布局进行设计，调整建筑结构的承重情况，并进行不断地优化，从而达到最优设计效果。此外，设计人员要充分掌握施工现场的地质情况，结合各种实地勘测数据，为设计工作提供强大的依据和指导。针对重点抗震部位，进行结构承载能力的强化，以提高建筑整体的抗震能力。

3.4  设计多道抗震防线

在地震出现时，一般会形成次生灾害问题，例如水患、火灾、余震等，在瞬间受到破坏冲击荷载的影响下，为了确保高层混凝土建筑物的安全，只构建一道安全防御体系难以实现应有的效果，有些情况下会造成整体体系失去效能，为了避免或降低由于个别位置、构件受到破坏而影响整体建筑物的安全性，一般会选择至少2个结构的防震体系，从而大大地强化实现建筑物防护效能。针对地震出现时会形成比较大的作用力问题，需要确保建筑结构设计具备相应的变形性能，以此对地震作用力进行消减，并且尤为关注建筑物薄弱之处的抗震性能，不能由于损坏薄弱之处而使整体建筑的抗震性能受影响。事实上，有效统一建筑设计与建筑抗震设计的方式即为了确保结构的整体性，这样，结构间形成一种整体效应，各个部件间的共同作用可以很好地防范和减小地震破坏性，从而实现满意的抗震成效。当然，各部件间的稳定连接也可以提升建筑抗变形性能与抗震性能。与此同时，在设计高层建筑时，作为竖向受力构件的剪力墙可以确保构件的冗余度，较为适宜地选用“小集中和大分散”模式。除此之外，还需要主受力构件具备较为理想的刚度与延性，为此，非常有必要创建完善的结构屈服体系，这样一来，在受到地震损坏首道防线时，还具备保护作用的第二道和第三道防线。

4  结束语

综上所述，高层建筑混凝土结构的应用要想表现出较强的稳定效果，需要在前期设计工作中充分关注抗震性能的优化，抗震设计工作的开展需要重点考虑到高层建筑混凝土结构的整体性，同时关注各个细节和薄弱环节，利用适宜合理的抗震手段和抗震装置，提升高层建筑混凝土结构抗震性能。

参考文献：

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