高层混凝土建筑抗震结构设计探讨

2020-11-26苏招

建材发展导向 2020年1期

苏招

（北京清水爱派建筑设计股份有限公司太原分公司，山西太原 030000）

1 高层混凝土建筑结构设计特点

1.1 水平侧向力的有效控制

高层混凝土建筑会有一些结构特点，最为明显的一点就是，由于建筑体高度很高，受到的水平侧向力会极具增大，这是结构设计中必须有效化解的问题。水平侧向力对高层建筑的变形有很大的影响。通常高层建筑受到的水平侧向力主要由水平地震力以及风引起的荷载力所提供，相比普通的多层建筑，高层建筑受水平侧向力的影响更大，极易因水平方向的荷载而在水平方向上发生较大的位移，对建筑的稳定性、安全性以及居住的舒适性都有着较大的影响。因此，在结构设计时一定要综合考虑高层建筑体的构造、性能和自身的各方面特点，有效控制水平侧向力可能对于建筑体造成的负面影响，让建筑始终保持较好的安全性与稳定性。

1.2 结构刚度的合理布设

在结构设计中对于建筑体刚度的控制非常重要，尤其是高层混凝土建筑，就刚度的要求也会更高。有些建筑师会简单认为，刚度越高越能够保障建筑体的稳定性，其实并不然。刚度越高必然会带来建筑体自重的提升，不仅会让建筑体的建造成本急剧增大，也会之间影响到建筑体的抗震性能。因此在保证高层建筑刚度的同时还要对结构的柔性进行兼顾，避免建筑因脆性过大而在外力作用下发生倒塌。所以，设计人员在进行高层建筑结构设计时需要合理地对结构刚度进行布置，控制建筑结构刚度在合理范围内，在具有刚度的同时保证一定的柔性，以满足高层建筑在承载能力以及抗震能力方面的需求。

2 抗震设计理念在建筑结构中应用需要注意的问题

经济问题。抗震技术的应用固然重要，但是也要根据企业的实际情况，在注重技术的同时，确保经济实用型，可以采用最先进的技术、高质量的产品，但也要设计出科学合理的简化施工方案，从根本上节约成本，避免浪费。第二，设计方面。在建筑结构抗震设计的过程中，需要坚持实事求是的设计原则，根据设计目标的实际情况进行设计，还要根据设备性能、材料情况等因素进行设计，否则不仅会提高施工成本，也会造成施工难度的增加，严重的情况下，施工质量也无法保证。第三，质量方面。建筑施工的关键问题就是施工质量，在进行建筑抗震施工设计的过程中，需要保证材料设备质量合格，同时保证施工计划、施工方案符合建筑施工需求。当施工过程中出现沉降或倾斜问题时，需要施工初期对建筑结构的严格把控，做到每个施工步骤的监管，从而避免在结构设计中出现纰漏，同样能够提升建筑物的可靠性。

3 高层混凝土建筑结构设计要点

3.1 概念设计的实施

高层混凝土建筑在进行结构设计时，首先要让概念设计得到有效实施。设计人员可以充分细致的了解建筑体的多方面信息，了解建筑体周围的环境和建造场地，同时要明确建筑体的性能和特点，基于这些因素综合形成一个初步的概念设计草图。随着目前各种结构设计辅助工具的不断产生，可以让概念设计更加高效便捷的完成，并且能够提升设计的准确定和精细程度。在概念设计中还需要结合一些要点做注重考量。比如，高层建筑普遍来说有着更大的结构设计难度，且在控制建筑体的抗震性能上要做很多技术上的处理。这些问题在概念设计时都要做充分考虑，并且要形成科学合理的设计方案。概念设计的良好实施能够让建筑结构设计有基本的雏形，可以形成初步的抗震措施，是结构设计效能的体现。

3.2 结构方案的选型

结构方案的选型是很重要的设计环节，这个过程需要就一些重点问题做有效处理。首先，在结构方案选型时要确定是否存在不规则结构问题。由于现在的建筑体在外形结构上普遍追求新颖突破，各种不规则建筑体不断产生。这样的建筑体确实能够极大的吸引人的眼球，但是这类建筑在结构设计的难度和实施过程中存在的障碍极大。因此，在结构方案选型上首先要将不规则结构问题做有效处理，判断这种不规则形态如何可以透过有效的结构设计来完成，并且进一步思考在这种结构设计背景下如何保障其抗震性与稳定性。另一方面，要就结构超过问题做有效处理。随着建筑体在高度上的不断攀升，各种超高建筑不断产生，这不仅增加了结构设计的难度，也给建筑体的抗震性提出了更大调整。因此，在具体的结构设计选型时要就这个问题做有效处理，并且结合建筑体的结构性能做合理的结构方案的选型。

3.3 承载力与变形控制

在抗震结构设计时，应对结构位移情况进行分析计算，一般采用定量方式计算建筑物在设防烈度作用下的位移，有效确保设计后的抗震结构在出现变形时能保持在可控范围内，使建筑物抗震性能符合设防标准要求。在对建筑结构承载力进行计算时，还应根据层间位移角数值与延性位移数值，结合位移与承载力之间的变形关系，对结构变形进行分析。