高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析

胡植 中蓝长化工程科技有限公司

随着我国社会主义现代化建设的快速发展，建设用地变得越发紧张，而现代化的建筑结构也逐渐朝着多元化的方向不断发展，高层建筑形式逐渐成为当前建筑领域的一大发展趋势。但是高层建筑的特点是层高较高，一旦发生地震等灾害就会造成极大的损失，因此，在现代建筑结构中融入抗震设计是非常重要的。由于建筑结构抗震设计与工程的质量安全有着密切相关的联系，并且在展开抗震设计期间，所能够涉及的领域及因素相对众多，在很大程度上增加了抗震设计的难度。所以目前建筑结构的抗震设计仍然存在很多问题和隐患，导致在发生地震时房屋不仅无法成为人们的避难所，反而成了威胁人们生命健康的一根稻草。因此，对现代建筑结构抗震设计及加固处理展开分析，对于建筑工程的发展而言有着非常重要的现实意义。

一、高层建筑结构抗震设计的内容

地震是自然灾害事件，对人类生存和发展会产生严重影响，高层建筑结构抗震性能与人们的生命安全、财产安全之间有着密切的关系。高层建筑结构抗震设计要考虑外观美感，同时还要结合实用性、经济性等特点。发生地震时，建筑物的抗震结构会受到地震的严重影响。因此抗震设计要满足地震作用下的结构性能需求，考虑到结构弹塑性变形能力的设计效果，针对不同超越概率水平地震作用下高层建筑结构的性能要求、变形要求，设计人员要落实有效的抗震设计方案。高层建筑结构抗震设计需根据抗震规范要求进行，利用弹性方法分析内力位移，结合极限的状态进行设计。针对重要的建筑物或是有特殊要求的建筑物，则采取时程分析法，在补充计算的方式下进行设计，对大震作用下高层建筑结构的变形状态进行计算，保证抗震设计效果能够满足其建筑性能的要求，提高抗震效果。

二、高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析

（一）优化抗震结构的功能及体系

高层混凝土建筑在当今社会中得到了广泛应用，促进了建筑行业的发展，但是高层混凝土建筑施工对建筑的综合施工效果提出了更加多元化的要求，对建筑的整体抗震性能提出了更加严格的要求。设计人员需要优化建筑结构，在减少工程造价的同时，有效提高建筑的抗震性能。因此，建筑企业需要从优化抗震结构体系入手，对高层混凝土建筑的抗震结构进行综合性改良。在具体的施工过程中，施工人员需要应用剪力墙、筒体结构、悬挂等施工方法，来提高高层混凝土建筑的抗震结构体系和整体结构体系的科学性。施工人员在应用框架核心筒结构时，可能会遇到许多问题。例如，在施工中，悬臂桁架层数不断增加，某些层数的强度不足，无法满足相应的施工需求，从而严重影响建筑的刚度以及承重能力，如果发生地震，则高层混凝土建筑将无法保持原状。建筑企业在优化建筑抗震体系的过程中，需要有效地控制建筑的施工成本，从而在确保建筑质量的前提下获得更加可观的经济效益。

（二）抗震计算方式

可运用底部剪力方法，对钢结构展开抗震计算。如果结构的整体高度相对较高，则需要用分解反应谱法进行计算。抗震方案设计需要满足地区的具体抗震要求，一般抗震等级在4-6级时，需要按照地区的具体抗震要求展开科学设计，结合建筑物自身情况以及地质等情况合理展开设置，确保建筑整体抗震强度能够达到实际需求的标准。设计人员还需要对建筑场地的类型展开分析，需要按照地区抗震设防烈度的具体情况，科学展开抗震设计。但需要注意的是，如果建筑属于丙类建筑，需要在原有基础上进行降度处理。进行地震作用计算时，在对选用重力荷载代表值进行计算的过程中，需要将恒荷载标准值以及活荷载组合值相加，其中活荷载的组合值系数为0.5，各结构具体活荷载组合值系数也为0.5，屋面部分的活荷载数值并不记入其中。

（三）建筑结构加固处理技术

促进抗震加固技术的发展进步的主要动力就是最新研发的加固材料，通过对过去几十年的经验教训总结发现，有效的抗震鉴定检测技术都是依托于检验仪器的基础上实现提高的，加固技术则是依托于新材料的出现和应用而实现发展的。因为先进的加固材料具备高强、轻质、耐高温、抗腐蚀等性能，不仅抗震防火的效果非常理想，而且便于加固施工，是促进加固处理发展的关键所在。而加固改造方法的有效提升是促进加固发展的另一大助力。现阶段的加固处理主要是以建筑结构以及承载力不足等方面的加固为主，就整体角度而言缺少了对结构的辨别和掌控。例如：在处理加固多层砖混结构墙体时，关键在于增强墙体的刚度，从而与相邻楼层的产生一定的刚度差，这样的加固方式对于建筑结构的抗震性能而言存在一定不利影响。另外，在进行加固处理之后的构件其承载力有着明显的提升，但是却造成了防火等级下降的情况。这些问题都在一定程度上表明了在进行加固处理时需要就整体角度进行把控，通过加固处理的方式来妥善地解决存在的问题。

（四）强调建筑结构整体性

建筑结构的整体性是决定高层建筑结构抗震设计性能的关键，设计中要采取合理有效的措施，提高建筑内部的整体性设计效果，使建筑内部形成塑性铰，提高建筑结构的完整性和地震灾害防范能力。高层建筑结构的抗震设计需要考虑到破坏问题的防范，降低缺乏延性剪切的风险，合理地处理构件，采取强减弱弯的措施，提高设计水平。地震作用下产生的剪切破坏和非抗震抗剪破坏构件问题有所不同，高层建筑要强调延性，增强抗震性能，做好抗震设计，提高结构的延性效果。例如在梁柱等构件中对受拉钢筋配筋率进行合理地控制，以达到提高建筑结构整体性、强化高层建筑结构抗震性能的目的，改进和优化高层建筑抗震结构形式，提高设计的精密性。最后，需严格控制高层建筑地基的夯实情况，保证地基稳定，提高地基对建筑整体承载能力，合理进行结构方案的优化设计，设置抗震墙，通过加固梁柱节点等增强建筑物应对水平剪应力的能力。

（五）做好建筑场地的选择

为保证钢结构建筑的抗震性能能够达到预期，需要做好钢结构建筑的建设地址选择。一方面需要对各地的具体情况展开分析，明确地区是否处于地震带，掌握地质以及水文等各项信息，以便在此基础上选择最优的施工地址，保证钢结构的性能；另一方面，如果需要在复杂地区进行建设，需要对该地区的灾害发生情况以及以往历史等各项情况展开研究，要在此基础上制订出较为详细的应对方案，并将其融入抗震结构设计之中，以便最大限度降低地震灾害对钢结构所产生的不利影响，保证民众的居住安全。

（六）优化抗震结构的设计方案

高层混凝土建筑的抗震结构的科学性会直接影响建筑的性能。设计人员需要优化抗震结构的设计方案，并且需要对这项工作予以高度重视。因此，在开展具体的施工工作之前，设计人员需要优化建筑的结构设计工作和设计方案，以实现提高抗震性能的目标。在合理优化抗震结构的设计方案的背景下，建筑即使遭受地震外力的影响，也能正常发挥抗震性能，将损害程度降到最低。当前，设计人员经常应用的方式为分层设计方式。设计人员需要针对高层建筑的不足之处进行合理设计，调整建筑结构的承重力，优化荷载效应，进一步提高设计效果。此外，设计人员在具体的工作中，需要掌握现场的具体情况，结合各类实际勘测的数据，通过强大的数据支持来明确抗震点，提高抗震结构的承载能力，从而大幅度提高高层混凝土建筑的抗震能力。

（七）抗震装置以及抗震措施的设计

钢结构抗震设计过程中，要加大对重点工程的重视力度，做好设计，以便达到提高房屋建筑整体抗震等级的目标，最大限度减少地震灾害对建筑造成的不良影响。同时，需要加大对减震隔震技术的研究以及优化力度，需要通过对技术的科学应用，在切实提升房屋建筑抗震能力的同时，达到对整体建筑结构体系进行优化的目标。可通过对阻尼器的合理应用，将其科学设置在构件之上，使其按照自身的变形程度对地震所带来的能量形成有效吸引与消化，减少地震在结构上的作用。

（八）勘察设计是抗震的基础

高层建筑结构的抗震设计中存在的普遍问题亟待改进，针对设计的不足，有必要采取全过程贯穿的方式，将抗震设计理念落实到各个阶段的施工中，采取有效的解决措施，提高抗震设计的有效性。根据对可行性方案的分析和研究，按照勘察标准、勘察要求等，在对比分析中选择合适的区域，进行高层建筑的建设。勘察单位要给出合理的选址建议，掌握工程地质的条件要求，包括已建区域内的地貌、地形、地质特点等，对场地、地层等各项地质条件进行全方位的分析，对不良地质作用可能引起的灾害问题要重点强调。关注地质条件中可能会影响高层建筑结构抗震设计效果的各项因素，初步进行高层建筑的设计活动时，要通过细致的勘察对拟建场地的地层结构、地质构造、岩土工程特性、地下水埋藏条件等进行分析，做好记录，对不良地质作用的成因、规模分布情况、发展趋势进行研究和探讨，明确具体的不良地质作用情况，根据相关资料对场地稳定性进行全面评价，掌握高层建筑地基基础的分类，结合水土对建筑材料可能形成的腐蚀性等影响进行分析评价。要明确具体的工程项目勘察要求，评价建筑地基的岩土工程，包括分析岩土的性质、地基类型、岩土均匀性、地基的基础形式、地基处理、基坑支护和不良地质作用的防治等。着重查看不良地质的危害程度及作用趋势，采取有效的整改方案和措施，将高层建筑结构抗震设计贯穿至前期的勘察、初步设计和具体的施工等各个环节中，强调对抗震设计性能的优化。

三、结语

设计人员需要认识到钢结构抗震设计对于建筑结构安全使用的重要性以及必要性，需要加大对抗震设计方式方法的研究力度。不仅要按照场地的具体情况，做好场地地址选择以及钢结构抗震类型选择，同时还要科学展开钢结构的抗震计算等各项操作，保证钢结构的抗震设计能够达到预期目标，能够实现对钢结构建筑抗震性能的切实强化，从而保证建筑物使用的安全性以及稳定性，为民众的安全使用创造更加理想的建筑空间环境。