高層混凝土建筑結構的抗震設計

裴玉龍

摘要： 目前，我國地震等意外災害頻發，高層建筑混凝土結構的設計變得愈發的重要，建筑從業單位的設計人員必須要高度重視混凝土抗震結構的設計，以此來提升該建筑結構體系的安全性以及可靠程度。不斷的優化抗震結構的設計方案，確定出高層建筑混凝土結構的抗震設計要點以及施工要求，提升其設計方案的有效性。本文主要就高層建筑混凝土結構設計中的抗震設計進行探究，找出其所存在的問題，制定出合理的抗震設計方案。

關鍵詞： 高層建筑；混凝土結構設計；抗震設計

1 確定抗震性能目標要求

在我國建筑行業中，建筑物的結構不同，對抗震能力是不同的，如何進行建筑結構設計，提高其抗震性能。根據其此設計準則，在一定程度上能夠將建筑物在使用周期內所遭受的損失降低。一般地，降低工程造價，就會增加建筑內部結構遭受破壞的可能性，從而增加后期工程的修復和維修費用，所以存在一個最小費用值。建筑在施工的過程中，通常需要考慮建筑的設計性能，提高其設計的應用能力，把費用降低到最低標準。由于發生地震以及后期維修費用的增加都具有不確定性，所以這筆費用也是可以變的。

2 高層建筑混凝土結構抗震設計存在的問題

2.1 高度問題

我國很多高層建筑設施的高度都超過了一定的數值范圍，特別是超高層建筑設施，其相關的設計人員要始終保持一個極為謹慎的態度，實時的開展專家論證以及模型振動臺的實驗工作。超高層建筑設施會更易受到地震力和風荷載的影響，使其受力狀態和使用形態等方面產生影響。建筑設施高度的提升，會使得其他因素也隨之產生變化，嚴重的還會超過原本建筑設施自身的規范范圍標準。目前，我國已經制定了很多的技術流程規章機制，其機制中包含著高層建筑設施混凝土的各類技術要素內容，同時也對其高度進行了較為嚴苛的規定。但是在實際的施工過程中，很多施工單位就會貪圖眼前的蠅頭小利，故意減少對應建筑高度的構造措施、降低材料標準，以此來提升自身的經濟收益，其整體施工方案的穩妥程度根本得不到保障。

2.2 結構體系以及施工材料問題

如果其建筑設施的高度超過了150m，那么就需要使用特殊的框架結構和結構體系。在其它的國家中，其會將鋼結構當做主要的建筑體系結構，而我國使用頻率比較高的結構體系為鋼筋混凝土結構或型鋼混凝土結構。在實際的高層建筑設計過程中，應用較多的是框架-核心筒或筒中筒結構體系?？蚣?核心筒體系和其他結構形式相比，其用鋼量相對來說比較小，另外其使用還會在一定程度上減小梁柱的斷面。在該狀況下，其結構布置的合理性起到了關鍵作用。混合結構的鋼筋混凝土所能承受的震層剪力數值通常在80%以上。在結構中，應當將鋼筋混凝土核心筒當做高層建筑結構施工的關鍵。對其進行變形的控制，考量其結構的位移程度。但是在實際的結構使用中，其所產生的彎曲變形位移數值會比較大，需要利用加強層的抗側移進行約束和限制。在高層建筑中，結構體系和材料的優先選擇是非常重要的內容，需要對其做到足夠的重視。當下，我國的鋼材生產數量不斷加大，同時，建筑鋼材的類型也不斷增多，并且在一定程度上提高了鋼結構加工制造能力。所以，優先選擇的是型鋼混凝土的結構，同時也可采用鋼筋混凝土結構和相應的鋼結構，并通過適當的減小相應的斷面尺寸，確保更好的改善結構的相關性能。如果設計的高度已經超過了規定值的時候，因為鋼結構的質量是比較小的，所以，從減小風振角度出發，可更多的考慮對混凝土材料進行充分的應用。

3 高層建筑混凝土結構設計的抗震設計措施

3.1 建筑扭轉效應控制措施

高層建筑混凝土結構抗震設計工作中，其相關的設計人員應當注重做好垂直向作用力以及橫向作用力的防治措施，同時還應當提升總體的位移標準要求，充分考慮扭轉力的效應，讓混凝土整體的位移和其保持高度的一致性。另外，其相關的工作人員還要對位移結構的剛度峰值進行測量，實時的記錄下位移結構剛度的最大數值和最小數值[1]。高層建筑設施受到地震作用力，會產生一定橫向、垂直等的作用力，在其作用力的影響下，其建筑設施所遭受的破壞程度較為嚴重。地震等自然災害具有極強的突發性以及隨機性，人們根本無法精準的預測出地震發生的時間以及強度。所以，建筑從業單位的設計人員必須要對其建筑設施的周圍環境進行分析，設定好建筑扭轉效應的控制措施。

3.2 考量建筑設施建設的選址

高層建筑混凝土結構在構建的過程中，必須要對其建設項目的所在地區的地質狀況進行較為深度的探究，綜合性的分析各類工作，提升高層混凝土建筑設施抗震性能，遠離一些電廠、變電所等的位置，從根源上減小高層混凝土建筑四周環境所受到的影響程度[2]。

3.3 抗震構造的設計措施

設計人員在開展抗震結構的設計工作時，要控制好鋼筋混凝土的重量比值，分析該建筑設施的底部柱軸力和建筑設施高度之間的關系，讓其維持一個正比的狀態。利用多種措施來提升其建筑設施構件的延伸性，確定出其建筑設施的層高狀況，采用整體軸壓力比的形式來不斷的提升其構件自身的延伸性，不能一味的增加截面以拓展其軸壓比的數值，那樣會使得其結構產生短柱的現象，不能抑制到延伸性的發展。想要防止其建筑設施出現損壞或倒塌的現象，就應當對抗震結構進行合理的構造措施設計處理，不能破壞掉相關結構構件的抗剪性能。依照其建筑設施的梁柱限制的標準要求，控制好其強剪弱彎和剪壓比數值。柱子頂端的抗彎能力必須滿足規范條件。螺旋復合箍筋的使用可使柱子的抗沖剪能力和短柱抗震性能得到有效提高的優點，在強剪弱彎和強柱弱梁時，短柱不會破壞剪切性[3]。由于地震時建筑的短柱沒有發揮抗彎性能時，就會出現顯著的剪性破壞，因為建筑的短柱具備的抗剪性能力低于抗彎能力，所以設計過程中要保障短柱承受抗彎的屈服強度。從而使建筑構件的抗震能力和剛度得到加強。將短柱變為長柱能使改良抗彎能力并能使柱子的抗變型能力增高。

3.4 對建筑結構設計進行優化

高層混凝土建筑結構設計當中的結構設計方案要大花大力氣進行研究調整，讓建筑結構主體能更好的避免空間變形，使建筑結構在任何延伸變化時都可以恢復原狀[4]。要使高層混凝土建筑符合其剛度設計的相關要求和標準，必須要高度重視高層混凝土建筑的豎向結構受力狀況，使其受力均衡得到保障，這樣高層混凝土建筑結構的穩定性就可以得到很大程度的提高。對高層混凝土建筑結構在地震作用下受到影響的基礎上進行評估，應該整體考慮建筑物各個結構部分，充分科學合理的進行評估。

結語：

近些年來，我國建筑行業的發展水平已經有了極為顯著的提升，高層建筑施工成為了社會關注的焦點內容，在設計工作中，相關的設計人員必須要實時的看開展實地勘察工作，了解當地的施工狀況，并對其地質環境進行補充性的分析，不斷的優化其抗震結構的性能，提升其結構的抗震能力，全方位的分析該施工地段的地質條件，使用較為合理施工方式，切實的保障人們的人身以及財產的安全，總結高層建筑混凝土結構抗震設計的經驗，為日后的建筑工程項目的開展提供便利。

參考文獻

[1]胡愛珍.關于提升建筑工程結構抗震性能的思考[J].河南建材，2018（04）：55-56.

[2]賈宏宇.抗震結構設計在高層建筑中的應用分析[J].建材與裝飾，2018（29）：130-131.

[3]劉丹.淺析建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用[J].科技視界，2017（30）：129-130.

[4]溫貴添.高層混凝土建筑結構的質量鑒定及加固措施探究[J].建材與裝飾，2017（10）：44-45.