高层混凝土建筑抗震结构设计要点

金仰华

中铁合肥建筑市政工程设计研究院有限公司 安徽 合肥 230000

引言

高层混凝土建筑通常是居住用建筑，为了保障整个建筑工程的安全施工，优化工程建设质量，需要针对建筑物实施合理的抗震设计。针对建筑整体抗震结构进行优化设计中，需要重点考虑安全性方面的问题，准确评估施工中所存在的潜在风险隐患，合理制定施工方案，保障建筑功能应用性能和安全性，提升居民整体生活质量。

1 高层混凝土建筑抗震结构设计要求

1.1 刚度要求

针对高层混凝土建筑实施整体结构设计中，需要进一步联系项目工程现场状况，针对工程所用施工材料、现场环境等因素实施准确测量与综合分析，并对建筑对应刚度数值实施准确测算，以此为基础进一步明确建筑结构对应连接方式，优化建筑工程整体受力水平，改善建筑结构抗震性，避免产生余震条件下建筑结构降低破坏性加大，预防出现过大结构变形问题，并把建筑在地震中的破坏力控制在限制维修范围中，减少地震问题所形成经济损失，优化整个结构安全性。

1.2 延展性要求

高层混凝土建筑工程中实施抗震结构设计中，需要密切联系建筑工程所处区域状况和建筑特征，合理协调设计建筑结构弹塑性和结构刚度两者关系，并根据图纸设计要求实施合理设计施工，确保设计工作规范性，从最大限度上优化结构设计延展性，保障整个建筑结构受力灵活调节性，在出现地震状况下能够维持良好安全系数。

1.3 受力均衡性

因为建筑构件不但具有相应的刚性特征，同时还具备相应的柔性特征，该种特征使得地震灾害出现后，容易形成大范围结构损坏，最终引发建筑产生断裂和倒塌问题。为此，针对高层混凝土建筑实施结构设计中，需要重点考虑核心构件的均衡受力，并进行优化调节设计，提升工程设计合理性，尽量选择设计规则性建筑结构，保证建筑结构在垂直方向的均衡受力，提升建筑立面结构和平面设计对称性，从最大限度上减轻地震灾害对整个建筑结构的影响和破坏。

1.4 设计优化性

高层混凝土建筑对应结构设计是一种具有较强综合性的建筑工程，涉及多种层面的因素影响，所以在建筑工程综合规划设计中，需要形成科学设计理念，提升规划设计科学性、全面性和可行性，具备抗震性能、设计效果、经济效益平衡等多种层面利益，进一步加强深度研究，全面优化设计方案，进一步完善各个设计环节，为提高抗震结构设计效果，保障设计科学性提供有效参考依据。

2 高层建筑的破坏因素

2.1 地基引起的破坏

地震灾害会对高层混凝土建筑产生较大的影响和破坏，其中所受影响最大的部位是建筑地基、因为高层混凝土建筑对应地基部位普遍设置在承载力较小土层内，一旦出现地震问题，会导致土体产生某种液化问题，导致建筑物不断下沉，建筑物上方产生倾斜现象，严重情况下还会直接倒塌。除此之外，假如建筑产生不均匀下沉问题，便会影响整个建筑的均匀受力，产生建筑坍塌以及裂缝现象，不但会严重破坏建筑物构造，甚至会对人们财产安全和生命安全产生一定威胁。

2.2 刚度不均匀导致的破坏

部分高层混凝土建筑在后期建设施工中，对应主体结构存在不同程度的不对称性问题，基于该种条件下，一旦产生地震问题，则会导致整个建筑物在地震影响作用下形成扭转，严重破坏建筑物。为此针对高层混凝土建筑实施综合建设中，需要进一步优化抗震结构设计，保障整个建筑工程平面简洁性，提升建筑主体结构整体对称性。在施工中需要保证建筑物承载力与刚度的均匀分布，建筑平面设计规划布置中减少所存在的不规则问题。针对平立面不规则建筑需要实施合理的防震设计，从最大限度上优化建筑结构综合抗震能力[1]。

2.3 结构体系不同引起的抗震性能差异

因为不同高层建筑的结构设置各不相同，遇到地震问题后，所形成结构破坏问题也存在一定差异。剪力墙结构主要优势特征便是具备良好的承载力，但整个空间设置缺少灵活性，无法充分满足整个空间设计要求。通过针对建筑物对应框架结构实施灵活设计，可以进一步满足相应的空间应用要求，但对应抗震性会随着建筑工程承载力下降而呈现出一种不断降低趋势。针对高层混凝土建筑实施抗震设计中普遍会采用剪力墙以及框架剪力墙的结构形式，促进剪力墙和框架全面融合，可以进一步优化建筑工程综合承载力，为进一步提升建筑抗震性打好坚实基础。

3 抗震结构设计要点

3.1 合理选择建筑物的位置

合理的位置选择是高层混凝土建筑前期设计重要考虑因素，会直接影响整个工程后期施工，通过选择适合的建筑分布位置，能够进一步控制高层建筑危险系数，提升建筑工程安全性，降低高层建筑安全威胁，优化高层建筑结构整体抗震性。为此针对高层混凝土建筑实施结构设计中，需要深入施工现场进行全面调查，科学开展测量、勘探工作，全面掌握工程现场地貌、地形以及地质环境等因素，开展系统和科学论证，提升建筑分布科学性与合理性，避免建设在地震断裂带等部位。除此之外，需要注意避免建设在丘陵和山坡等地区环境，避免产生坍塌、滑坡等自然灾害，从根本上优化建筑结构整体抗震性能。选择适合建筑位置同时，优化建筑结构性能，保障工程抗震效果，改善工程抗震能力[2]。

3.2 完善结构体系设计

提升建筑结构设计规则性，精细化设计建筑工程抗震构造，保障建筑工程竖向结构的均匀受力，综合利用立面和平面结构协调性，合理设计多层抗震防线，从最大限度上控制地震对整个建筑所形成的位移影响和破坏，增强建筑核心结构保护效果，优化建筑结构抗震能力，保证建筑结构和应用周期稳定性，综合利用剪力墙、悬挂以及筒体等先进抗震技术和抗震结构，确保高层混凝土建筑满足刚度需求，提升整体抗震能力。在产生强烈地震现象后，高层混凝土建筑相关构件普遍会产生扭转问题，比如在垂直层面和水平层面产生严重位移现象，使整个楼层产生突出变形问题，严重破坏建筑结构整体性，引发高层建筑断裂、倒塌。为此针对高层建筑实施抗震结构设计中，需要系统考虑水平层面结构扭转效应，明确结构位移控制目标，科学计算和调整各楼层扭转修正系数，将地震位移参数控制的标准界限内，突出建筑结构抗震能力。联系所用构件强度，灵活调整抗侧力构件，适当扩大建筑外部结构刚度。

3.3 保障结构参数的准确性

针对高层混凝土建筑结构实施综合设计中，需要科学勘探、测量建筑工程所处环境、地形特征和位置特点，保证所采集各项信息数据的真实性、准确性和全面性，保障抗震结构设计可行性与科学性。因为结构体系特征和所用建材规格等因素的影响，使高层建筑各个楼层在地震问题产生后对应位移限值形成相应的变化。为此在综合设计中，需要保障各种设计参数准确性与合理性，保障建筑结构稳定性，为提高建筑抗震性奠定可靠参考依据[3]。

3.4 对结构设计方案进行优化

高层建筑工程中对应结构设计环节需要密切联系工程现实状况，全面改进优化结构设计方案，在提升建筑工程核心结构综合抗震性能基础上，进一步联系工程建设要求和成本特征，促进建筑工程设计效果和经济效益实现协调发展。将整个建筑工程结构抗震受力水平控制在恰当范围内，通常建筑工程结构整体受力均衡性，全面优化建筑工程整体抗震效果。除此之外，需要系统分析抗震结构整体层次性，不断强化建筑工程抗震水平，保障建筑结构良好的抗震刚度和延展性，合理控制地震相关自然灾害对整个建筑结构的影响和破坏，整体破坏程度控制在可修复界限内，从最大限度上减少地震所造成的经济损失。除此之外，在高层建筑后续施工中需要帮助各个施工单位和施工环节做好协调沟通工作，通过各个工程参见单位综合意见，保障满足建筑需求，推动经济效益和工程实效性实现平衡发展。

3.5 增加抗震防线设计

一旦遇到各种大型地震问题或较高级别的地震现象，后期普遍会伴随各种程度余震现象。假如针对高层混凝土建筑仅设计单一抗震防线，则在后续余震问题出现后，便会直接破坏整个建筑结构，导致形成建筑房屋坍塌现象。为此在建筑结构综合设计中，需要适当增设抗震防线，创建较为完善、全面抗震防震体系，扩大构件整体冗余度，优化各个构件刚度和延展性，突出主体结构屈服时长，方便在出现地震问题后，能够进一步增强建筑结构对所形成地震能量吸收水平。除此之外，注重提升组成构件整体抗侧移水平，全面优化建筑工程综合抗震性能。大部分条件下，高层建筑中抗震结构体系普遍是利用延性构件实施顺畅连接。比如框架剪力墙结构中，其属于多肢剪力墙结构工程，需要在框架和剪力墙全面联合基础上工程，可以帮助顺利消散后续地震能量[4]。

3.6 完善抗震设计

促进高层混凝土建筑对应抗震结构不断优化设计，优化整个建筑结构强度性能、延展性和刚性水平。联系建筑工程特征适当控制结构自重，优化设计建筑高度以及底部柱轴力综合配比，保证两者的科学配置，合理控制轴压现象，预防其产生数值过高的问题，容易使整个建筑结构产生短柱现象，如此会进一步降低结构延性，影响建筑抗震能力进一步提升。高层建筑在不断加固抗震设计中可以采取以下方式实施，借助螺旋复合箍筋，全面控制高层建筑底部柱的抗弯性能和抗剪水平，确保底层柱承载能力符合基础设计标准和建筑应用需求，基于强剪弱弯、强柱弱梁相关科学设计理念下，迎合设计标准要求，合理控制短柱综合剪切性。合理应用螺旋复合箍筋，进一步优化柱抗冲剪成效，强化混凝土工程约束性，优化短柱整体抗震效果；可以借助分柱实施合理设计，为了有效改善短柱技术缺陷，可以合理应用各个分体柱结构帮助降低抗弯能力，联系工程需求确定连接件应用数量，顺畅连接各个分体柱配筋，能够从最大限度上增强短柱整体延展性，预防出现地震问题后建筑工程过早产生剪切破坏问题，促进建筑结构整体抗震能力得到全面优化[5]。

4 结束语

综上所述，在我国社会经济持续发展以及社会经济水平持续提升背景下，进一步加快了城市的建设发展，对于高层混凝土建筑需求相继扩大。为了保障高层混凝土建筑整体抗震能力，提升建筑工程安全性和稳定性，需要重视建筑结构设计，不断完善优化建筑抗震结构，准确把握高层混凝土建筑的抗震结构性能要求和设计原则，设计针对性发展策略，比如对高层混凝土建筑分布位置进行合理选择，全面优化工程设计方案，适当扩大抗震防线数量，对建筑结构自身扭转效应进行合理调整，对结构数据参数进行科学设计和准确计算，全面优化结构体系，保障高层混凝土建筑整体抗震结构安全性与科学性，全面提升国内高层混凝土建筑整体抗震水平，保障人民财产和生命安全。