混凝土建筑抗震结构设计有效对策研究

寇应科

摘要：随着我国城市化建设的不断深入，建筑工程的建设规模不断扩大，人们对建筑工程的施工质量更加关注。抗震设计是混凝土建筑结构设计的重要内容，直接影响整个建筑的安全性和稳定性。相关设计人员要结合工程实际，不断优化抗震结构设计方案，确保建筑物的安全和质量。

关键词：混凝土建筑;抗震结构设计;对策

地震灾害对于建筑物的危害性较大，为了达到提高建筑物抗震性能的目的，越来越多的抗震结构得到了研究和应用。本文简要分析了高层混凝土建筑的结构特点和破坏特点，并对抗震结构设计的有效对策进行了深入的探究，希望能为我国的高层建筑设计带来一定的工作参考。

1 地震对混凝土建筑的破坏性

1.1 地基破坏

地基破坏的情况在地震阶段当中较为少见，其仅仅发生在条件特殊的情况之下。当建筑物建立在软土层上时，土体会因为地震力的影响而出现液化的情况，并导致建筑物的地基出现不均匀沉降，而修建在地基上方的建筑结构也会出现不同程度的倾斜、裂缝等情况，一旦当地基的沉降、破坏情况达到某种程度时，建筑上部结构会出现明显的结构破坏情况，且多数无法再进行修复。

1.2 剪切破环

混凝土建筑在振动过程中受到剪切力的作用，导致发生剪切破坏。这一过程的发展会出现四个阶段：（1）当弯矩的作用达到足够大的条件时，结构物开始开裂;（2）截面出现水平弯曲的裂缝;（3）由于力的不断增大，裂缝越来越严重，高层建筑混凝土结构出现斜向的剪切裂缝;（4）抗剪钢筋的屈服使得剪切裂缝不断增大，剪切破坏随之发生。

1.3 对建筑结构的整体性破坏

现阶段我国大部分的高层建筑都是釆用混凝土框架结构进行建造的，但如果这种结构遭到了地震的袭击就会致使建筑整体的平面性受到影响，进而导致建筑平面结构发生位移。除此以外，由于高层建筑在设计期间，普遍都釆用交叉立柱体系的设计方式，就造成了其建筑主体在遭遇地震时，受到的剪切破坏会进一步的加重。

2 混凝土建筑结构设计的抗震设计措施

2.1 强化建筑地基的设计

在对建筑工程开展抗震设计的过程中，必须考虑建筑所在的地理位置，由于我国地大物博，广阔的地貌也决定了在建筑物施工之前必须要对其进行考察。尽可能的选择相对于牢固且开阔、平坦以及坚硬的地面。在开展建筑施工之前，让设计人员针对地基的设计方案，当地的地质条件进行深入分析，对当地的地质和水土有着充分的了解，做好地质的勘察，保证所有的分析和取样能够有科学依据和论证，为建筑在建设之前打下非常牢固且可靠的地基。要求建筑地基没有渗漏、其中地下暗河、熔岩、坍塌等等现象，保证建筑的地基即使在地震的时候也不会出现承载不均的现象，具有充分抵御地震破坏的能力。

2.2 优化结构设计方案

抗震结构设计的优化需要从建筑工程项目的规划阶段开展，首先，设计人员需要充分考虑建筑抗震结构的基本性能，通过合理、科学的定量分析对高层混凝土建筑的抗震体系进行优化设计，并在整体设计方案的指导之下，不断实现对于各个结构基本特点、布置方式及剪力墙的设计方案，且需要考虑到每一个抗震结构的实用性和综合性能。其次，在满足抗震性能的基础上，可以进一步追求抗震结构的美观性，要确保抗震结构整齐、对称，尽量不使建筑物的美观性受到较大的负面影响。同时，优化设计方案的过程中需要着重考虑建筑结构的抗震抗倒塌能力的提高，设计人员需要考虑到不同等级地震对于建筑结构所造成的影响，并对这一过程进行持续的计算，确保最终的计算结果能够与实际情况之间相互吻合，并在这一接触上确保各项抗震结构能够保持一定的平衡性，并侧重于建筑结构与纵向重力作用之间的关系。最后，抗震结构的设计需要具有一定的条理性和层次感，防震措施的选择需要结合施工现场的地质条件作出准确的判断，促使建筑整体结构能够满足上下力的受力均衡。实践证明，合理的结构重力设置可以有效降低地震发生时对于建筑物所造成的水平作用力和竖向作用力，确保建筑不会出现裂缝、倒塌的情况。

2.3 合理布局建筑平面与立面

在开展结构设计的相关工作时，重视建筑平面与立面的规整性，因为它是建筑物的重要且基础性的内容。进行建筑平面与立面相关规划过程中，需要注意保持其规则与简洁的特点，促使刚度中心与结构质量的中心重合。另外，在建筑平面与立面的设计中，难免会使用相对严重的不规则设计方案，基于此，要注意在合适的位置进行防震缝的设置，促使体型比较复杂并且平面不规则的建筑物可以分割成为相对规则的独立单元。充分考虑到有关建筑的造型与实现使用功能满足等相关因素之后，在进行建筑物的平面布置话语立面外观造型的设计之时一定要本着简洁与美观大方的原则，以此来促使工程的抗震性能得到有效提高。

2.4 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體系难以实现应有的效果，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，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。在设计混凝土建筑时，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，要创建完善的结构屈服体系，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。

3 结语

综合来看，在新时代的要求之下，混凝土建筑的抗震结构设计需要从建筑的实际环境出发，应用先进、科学的设计理念和抗震技术，切实提高建筑物自身的抗地震、抗倒塌能力，提高建筑物的综合性能、安全性与稳定性，尽量降低地震现象对于建筑物的破坏。

参考文献：

[1]徐军良.高层混凝土建筑抗震结构优化设计措施探讨[J].建筑知识：学术刊，2013（9）：100.

[2]燕亚勃.高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析[J].住宅与房地产，2018（27）：91.

[3]赵继东，师颖.我国建筑结构的抗震设计思路[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2019（7）：147-148.

[4]刘迎.BIM技术在高层建筑结构设计中的应用研究[J].工程技术研究，2018（5）：121-122.

[5]谈技威.高层混凝土建筑抗震结构设计有效对策探讨[J].建材与装饰，2017（51）：134.