關于高層混凝土建筑抗震結構設計探析

滿國君 付藝璇

(1.黑龍江 雞西 158100;2.河南 鄭州 450000)

一 高層混凝土建筑抗震結構設計的要求

就現在的情況而言，要想使高層混凝土建筑達到良好的抗震效果，例如，在地震較弱的時候，整體結構保持穩定牢固不破損;遇到中等程度的地震，能夠經過相關的維修仍可投入使用;地震較為嚴重時，高層建筑要做到不傾倒，就需要在設計時，綜合考慮剛柔配合，結構各方受力科學合理，根據具體的情況來針對性進行規劃，必須按照“強剪強彎”的設計規范標準來提高建筑結構的整體穩定性。

一方面，高層混凝土建筑在設計規劃時，一定要把握好結構剛度值的大小，經過精確的計算分析，充分了解地質地形條件、所用建材性能、機械設備運行參數、物理力學知識等內容，最終確定高層結構的整體剛度強弱或者某個結構設施的剛度，依靠連接設置的調節作用，力求保證抗震能力的提高，盡量讓整個建筑波動受力保持在地質所能支持的范圍之間。也就是說，如果其基礎結構產生小幅度的變形，結構的自我調節功能就會使得整體結構不發生大幅度改變，在經過一些維護工作之后，仍然具有使用價值。

另一方面，在結構設計以及規劃時，結構工程師一定要著重關鍵構件和連接點的受力情況，采取相關措施進行有效調節，可以達到消災減震的目的，盡最大程度地降低地震災害帶來的損失。根據有關地震災害統計，剛度過于柔和的高層混凝土建筑受到強大的震動作用后，其主體結構受到了一定程度的損毀，然而在余震的相繼作用之下，就會受到持續損壞導致崩塌。

總之，對于高層混凝土建筑抗震結構的設計，一定要保證其結構具備適宜的剛度，還要改善其延性等特點，進而增強其整體結構的抗震性能。

二 改善高層混凝土建筑抗震結構設計的有效對策

(一)選定建設位置

根據地震災害情況的綜合分析，我們得出，如果建筑物所處的位置不同，那么其承受地震作用也會有很大的差別，究其原因就是所處地質條件存在不同點。這就需要，在建設項目位置選定時，應該注意以下兩點內容:一是工程項目建設位置的地質環境應該具有良好的抗震能力;二是應該遠離有重大威脅的場地，例如變電站、大型石油保存設施等等，防止除地震外其他因素帶來的安全隱患問題。

(二)改進結構設計方案

結構工程師所采用的方案要求設計出的建筑能夠滿足國家規定建筑抗震能力的標準，實現主體結構有足夠的空間進行調節變形，并且能夠在結構的強大延性作用下，自動回復到正常狀態，這樣就大大削弱了主體變形對整個建筑結構帶來的不利作用，達到高層混凝土結構長期處于穩定牢固的平衡狀態。在平算不同程度的地震作用力對結構造成的影響，對其構件開展科學合理的布局，盡量協調高層混凝土建筑結構各種設施之間的受力情況，維持平衡，加大其承受外力的能力，著重考慮結構豎向重力作用的情況，使其平和勻稱，達到剛度規劃的要求目標，盡可能讓設計結構有條理、不紊亂、有層次、不交錯，實現增加整體抗震能力的目的。著手研究地震災害記錄信息，根據實際要素在設計中融入相應的防震措施，對關鍵微小部分要嚴加處理應對，使整體結構由上到下所承受的重力均勻一致的降低，保持建筑整體的對稱情況，這種一目了然的重力變化規律能夠大大削弱地震帶來的水平與豎向不規則的作用力，因而有了相應的抗震效果。

(三)控制扭轉效應

地震作用有水平作用、豎向作用以及扭轉作用，在多種受力的綜合下，就會產生難以估量的破壞力，如地裂、房屋倒塌、地勢波動較為強烈等。由于地震爆發具有隨時性，其中包含很多不穩定的地方，這就要求對于高層混凝土建筑抗震方面的結構設計方面，強調地震帶來扭轉效應。如果沒有設置相關結構位移的標準，就應該選取所測定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移帶點剛度，保持結構在整體方面位移的一致性。保證每一個細節都達到相關的設計要求，一旦發現不合理的地方，就應該及時作出有效的調整，盡量地控制地震扭轉作用帶來的不利影響。

(四)研究高層混凝土建筑各層結構參數設置

對各層參數的設置主要是在模擬地震時各種受力作用帶給結構設施受力分析的計算，例如，墻體承載能力、柱粱變形方面計算等等。在高層混凝土結構設計的預處理階段，在充分了解所建項目的位置、地形條件、所選材料、施工工藝、質量檢測等多個方面的基礎上，把握其中要點，建立建筑設計的基本框架，應用自身的設計理念和專項技能來進行詳實的設計，并對一些關鍵地方做出十分重要的說明，來完成建筑抗震結構設計的工作。最好能夠建立系統的完善的建筑結構設計信息數據庫，便于結構工程師查找相關案例，總結經驗，采取現金的設計方法開展工作。在研究建筑復雜結構綜合受理情況時，要選出相應的力學模型，例如剪摩理論和主拉應力理論，來對建筑結構受理是否合理進行判斷。應該對由計算機運算結果開展深入的調查研究，估定其有效程度，為以后的結構抗震能力的設計提供依據。高層混凝土建筑結構所要處理的參數包括整體的震動周期、扭轉角度、相關剛度比例等。因此，對于高層結構的設計不能一蹴而就，應該經過反復的計算研究和多次協調，在保證其結構具有抗震能力的基礎上，確定結構方面的有關參數。

三 結論

綜上所述，地震發生具有隨機性、強破壞、伴隨余震次數多等特點，給社會帶來巨大的損失，而建筑抗震能力的強弱直接關系著人們的生命財產安全。因此，結構工程師在規劃高層混凝土建筑結構時，應該充分研究以往地震對建筑作用的資料，在全面了解建筑的施工技術、工藝流程、管理、經濟、實用性能的基礎上，采取合理有效的對策增強其結構的抗震性能，使其具有良好的抗震效果。