淺論高層混凝土建筑抗震結構設計

王超

【摘要】本文主要分析了目前高層建筑混凝土結構的抗震設計的現狀和原則，并且對如何進行改善高層混凝土結構抗震設計提出一些建議。

【關鍵詞】高層建筑;混凝土結構設計;抗震設計

為了更好地優化高層建筑結構設計，作為設計師必須充分意識到做好抗震設計工作的重要性，它是高層建筑結構的基礎。在進行設計工作之前，必須結合高層建筑工程的實際情況，把握高層建筑結構設計的要點，將抗震技術更好地運用到高層建筑結構設計中，在提高高層建筑結構設計水平的同時，確保建筑物的質量。

1、高層混凝土建筑結構設計的主要原則

1.1 結構構件的選擇合理性

首先，需要根據具體的建筑物需求選擇合理的結構構件。結構構件應該在整體高層建筑物的結構確定之后進行系統化的選擇，雖然不同的建筑物選擇的結構構件不同，但是具體應該遵循以下幾個原則，應該能夠對一些剛度比較弱的梁結構給予一定的支撐，對于一些承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要的耗能構件，因為豎向結構比較脆弱，很容易因為受力不均勻而造成局部的坍塌，直接存在比較明顯的安全隱患。而且結構構件盡可能要延性比較好，要考慮到工程的近期和遠期。

1.2 不同的環節設置不同的抗震防線

其次，所謂的抗震防線一定要在不同的工程環節都要設置。高層混凝土建筑工程可以進行分級，分系統，一般可以在比較脆弱的建筑物結構處多設置一些抗震防線，所謂的抗震防線是為了在受到一定的外界力的時候，防止產生連帶的危險，比如說只設置一道抗震防線，一旦再發生余震，很可能造成進一步的損壞積累，抗震防線一般是從最外層的主體構件到內部的一些脆弱構件延伸。當然了，所說的構件的強弱關系可以說也是一個彈性變化的關系，在主體的構件受到一定的影響之后，第一道防線被打破，然而，后續還有一段受力距離才會影響第二道防線，也就是所謂的有效屈服階段。

1.3 不同的部位給予不同程度的抗震設計

不同的部位，也就是強弱關系不同的部位給予不同程度的抗震設計。應該在進行高層混凝土建筑物結構的設計過程中，在進行局部材料和結構構件設計之前進行一個受力試驗，根據其實際承載能力分析能否成為局部的主體構件，但是，除了局部的構件的穩定程度需要進行管理和確定之外，整體的結構穩定程度不能因為局部的加強而受到影響。局部結構的受力均勻程度，剛度，承載力的協調都需要根據結構來調整。還有，不能因為某一個局部的薄弱，當受力比較大，薄弱地方會造成很大的形變，直接對整體建筑結構的薄弱層有一個沖擊，甚至影響了薄弱層的位置，這對于整個高層建筑的整體結構都是一個隱患。

2、高層建筑混凝土結構設計的抗震設計措施

2.1 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。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。

2.2 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 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。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。

2.4 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。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：

高層混凝土建筑抗震結構設計已經取得了不錯的進步，雖然存在一定的問題，但是，根據抗震防線的設計等實驗，可以根據不同地區不同受力情況進行合理的抗震結構設計，盡可能根據情況設計合理的抗震防線，保證高層建筑混凝土材料和結構以及構件的安排符合高層穩定性的抗震能力，以及減少安全隱患，保證高層混凝土建筑的質量。

參考文獻：

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