探析高層混凝土建筑抗震結構設計

鄭歡

摘 要：近年來，我國許多地區發生了不同等級的地震，造成了嚴重的人員傷亡和巨大的經濟損失。導致這種現象的原因是由于建筑的抗震能力相對較低，不能夠抵抗地震作用導致建筑坍塌，因此，如何提高建筑抗震性能已經成為社會各界廣泛關注的熱點。文章分析了高層混凝土建筑抗震結構設計的要求，探析了高層混凝土建筑抗震結構的優化設計，旨在為高層混凝土建筑抗震結構設計人員提供一定的參考。

關鍵詞：高層混凝土建筑；抗震結構；設計

中圖分類號：TU973.31；TU973.12 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0159-02

近年來，我國建筑行業得到前所未有的發展，并且建筑領域逐漸的向高層方向發展，眾多高層混凝土建筑工程如雨后春筍般的出現。高層混凝土建筑結構設計中抗震結構設計是非常重要的環節，同時也是結構設計的難點。主要是因為高層混凝土建筑的人口相對密集，一旦發生地震災害，高層混凝土建筑抗震性能較低而發生坍塌，將會造成嚴重的人員傷亡與經濟損失，同時造成惡劣的社會影響，這對建筑行業的健康、可持續發展是非常不利的。因此，在進行高層混凝土結構設計時，應該充分的認識到抗震結構設計的重要性，為高層建筑居民的生命和財產安全提供可靠的保障。

1 高層混凝土建筑抗震結構設計的要求分析

①在進行高層混凝土建筑抗震結構規劃與設計時，應該經過精確的計算與分析，合理的掌握結構剛度，充分的了解施工現場的地質條件、所有設備的運行參數、建材的性能以及物理力學知識，以此確定高層混凝土建筑結構的整體高度大小，并設置科學的連接，以此實現對剛度的合理調整。

為了提高高層混凝土建筑的抗震能力，應該盡可能的將建筑波動受力控制在地質支撐范圍以內，即當高層混凝土建筑基礎結構出現變形之后，抗震結構通過自身的調節，能夠盡可能的降低整體結構的變形幅度，然后通過有效的維護工作，保證高層混凝土建筑的安全和使用價值。

②在進行高層混凝土建筑抗震結構設計時，設計人員應該正確的分析關鍵部位或者重要部件和其他部件之間連接點的受力狀況，通過合理的計算，采取有效的措施進行調整，以此提高高層混凝土建筑的抗震能力，當地震災害發生之后，能夠最大限度的降低地震給建筑物帶來的損失。

此外，通過對當地歷年的地震災害進行分析，如果高層混凝土建筑采用柔和剛度設計，當地震災害發生之后，將會導致主體內部結構遭到損壞，在余震的作用下，會導致建筑結構發生連鎖反應，對建筑結構造成持續破壞，最終導致建筑倒塌。對此，在進行高層混凝土建筑抗震結構設計時，應該充分的研究與分析混凝土抗震結構，以此保證高層建筑的結構剛度滿足相關的設計規范，同時對強化建筑結構的延伸性，進而提高高層建筑的抗震性能，最大限度的降低地震災害給建筑造成的損失。

2 高層混凝土建筑抗震結構的優化設計

①在進行高層混凝土建筑工程建設施工之前，應該對施工現場進行勘察，盡可能的避免選擇在地震因素或者災害多發地，科學、合理的選擇建筑位置，對于提高高層混凝土建筑的抗震性能具有非常重要的作用。同時，高層混凝土建筑周圍不應該存在變電所、發電站等安全指數不穩定的地區，同時避開低洼沼澤、陡峭山坡等抗震效果差的地區。

②在進行高層混凝土建筑抗震結構設計時，應該堅持均勻、對稱、規整等原則，高層混凝土建筑各個樓層在水平地震作用下會發生側移，主要包括整體轉動、整體平移、剪切變形以及整體彎曲變形，對于不同的建筑結構應該采用針對性的措施控制結構的變形。為了降低結構側移，應該采取以下措施：采用彎雙重抗側力體系，減小框架的梁距與柱距，采用豎向支撐的交錯布置方式，采用立體構件取代傳統的平面構件；利用傾斜里面和扭轉體型，采用圍護結構提高建筑的抗震能力；適當的增加建筑的寬度；在進行抗震設計過程中，有目的、有意識的控制厚薄層，這樣既能夠提高建筑結構的抗震性能，又不會使薄弱層發生變形，這是提高高層混凝土建筑整體抗震性能的有效措施。

③在進行高層混凝土建筑抗震結構設計時，為了提高其抗震性能，應該設置多道抗震防線，主要是因為地震災害經過強烈的震動后，會伴隨多次余震，如果高層混凝土建筑只設置一道抗震防線，將會由于損傷累積導致建筑倒塌。地震作用下高層混凝土建筑的性能主要取決于鋼筋混凝土的抗變形能力，對于地震對發區域的高層混凝土建筑，其抗震設計應該采用延性框架，同時加強結構局部薄弱區的剛度與承載能力，以此保證高層混凝土建筑的整體性與抗震能力，盡可能降低地震作用對建筑造成損害。

通過設置多道抗震防線，能夠有效的避免建筑結構出現薄弱區。同時，通過加強概念設計，以理論概念設計為知道，加強薄弱部位，重視結構的延性設計，合理的控制鋼筋的錨固長度，特別是直線段錨固長度，同時考慮溫度應力對建筑抗震性能的影響，通過全方位的考慮，設置多道抗震防線，能夠顯著的提高高層混凝土建筑的抗震性能。

④在進行高層混凝土建筑抗震結構設計時，應該重視消能減震與隔震措施。目前，我國以及世界各國都采用了延性結構體系，主要是因為延性結構通過對建筑物的剛度進行調控，當地震災害發生之后，建筑結構構件進入延性的塑性狀態，以此起到降低地震作用力，削減地震對高層建筑造成的損壞。延性結構雖然能夠吸收地震能量，但是隨著建筑高度的增加，其消耗地震能力的作用越來越小，不能很好的起到耗能減震的作用，傳統的延性結構體系已經不能夠很好的滿足現代高層混凝土建筑的抗震要求。

⑤充分考慮位移，盡可能的降低輸入地震能量。在進行高層混凝土建筑抗震設計時，應該充分的考慮位移問題，設計人員應該根據高層建筑結構設計規范，重視計算承載力，然后采用彈性策略，系統的分析與計算建筑結構力，在分析相關數據的前提下，考慮橫向彎矩，展開深層次的設計；通過減少建筑自重，能夠有效的降低建筑在水平方向的側移，通過考慮多個方面的因素，能夠有效的提高高層混凝土建筑的抗震性能。為了降低地震輸入能量，在高層混凝土建筑設計過程中，應該充分的考慮地震預期作用，全面的分析、預算和計算變形問題，盡可能的提高建筑構件的承載能力，同時考慮地震時間層的位移側移和綜合位移之間的延性比，這樣能夠顯著的提高高層混凝土建筑的抗震性能，保證建筑結構的安全性與穩定性。

3 結 語

總而言之，高層混凝土建筑在現代建筑中占據很大的比例，為了保證高層建筑居民的生命和財產安全，必須充分的認識到高層混凝土建筑抗震結構設計的重要性，根據高層混凝土建筑項目的實際狀況，應用先進的抗震設計理念、科學的抗震結構形式以及相關抗震措施，不斷的提高高層混凝土建筑的抗震性能，當發生地震災害時，為人們的逃生提供寶貴的時間。同時，加強高層混凝土建筑結構抗震設計，對于促進整個建筑行業的健康、可持續發展具有非常重要的作用。

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