高層建筑混凝土結構抗震設計探討

張瑞德

【摘 要】現階段伴隨著我國的城市化進程越來越快，城市中的建筑有著建設越來越高的趨勢，并且我國有一部分的城市經常有地震發生，高層建筑的防震工作成為了人們關注的重點，所以在高層建筑實際建設設計的過程中人們會注重混凝土結構抗震的應用，進一步提升高層建筑的抗震性能。筆者將會在本文的論述中簡單講解高層建筑中混凝土結構的抗震設計特點，并且以此為基礎對抗震設計中常見的問題進行闡述，并且進行針對性的問題解決方案的設計，以此來供相關的設計人員參考。

【關鍵詞】混凝土設計;分析與研究;高層建筑設計

引言：根據筆者對建筑設計行業的了解，因為地震自身的發生具有一定的隨機性，人們并不能夠對地震的發生進行準確的預測，所以這就造就了地震發生的不可預測性，人們在生活中需要無時無刻防范地震的發生。針對這種情況，就需要對地震防御能力較為薄弱的高層建筑進行針對性的設計。在很多時候使用結構的設計并不能夠完全滿足防震設計的需要，材料的使用將會在很大程度上決定建筑所能承受的地震的振幅上限。因此需要對建筑設計中所需要的材料進行針對性的設計與使用，這就需要從影響到高層建筑混凝土結構抗震設計中的常見問題入手，根據問題進行解決方案的設計。

1高層建筑混凝土結構的抗震設計特點

一般來說一旦建筑物的高度超過28米或者是樓層的層數 超過10層就可以算是高層建筑，在進行設計時高層建筑需要進行針對性的結構設計，在實際的設計過程中使用較多的技術為懸臂梁設計技術，但是該項技術在防震實驗的過程中并不能夠取得良好的效果，這既需要從建筑材料方面入手，進一步提升高層建筑的防震能力，使高層建筑的安全系數得到提升。

2影響高層建筑混凝土結構抗震設計中的常見問題

2.1樓高設計不合理

在實際的高層混凝土建筑建造的過程中，我國對于高層建筑的設計以及建造工藝有著非常嚴格的要求。但是現階段我國城市的高層建筑形態各種各樣，在高度上也有著非常大的差別，對于高層建筑的建造并沒有系統化的要求，并且在實際高層建筑設計的過程中相關的設計人員并沒有嚴格按照相關的標準進行設計，這將會在很大程度上降低高層建筑對于地震振幅的抵抗能力。

2.2地段選擇及處理不當

高層混凝土建筑在實際的設計過程中樓層的高度遠遠超過30米，較高的層數就需要良好的地基進行支撐，地基建筑是否牢固將會在很大程度上決定高層建筑的使用質量，并且建筑施工設計中對于地段的選擇將會影響到高層建筑的綜合性，如果沒有選擇正確的地段將會對建筑的施工產生一定的阻礙作用。現階段我國的城市化進程正在不斷的加快，高層建筑也在不斷的增加，非常多的建筑企業在實際的設計與施工的過程中過于重視自身的企業效益，并沒有對建筑的設計以及地段的選擇進行科學、合理的考察，這就導致出現很大一部分的高層建筑的地基并不適用，不能夠很好的保證高層建筑的使用質量。城市邊緣的快速擴張，使處于城市邊遠地區的鄉村也得到了非常好的開發，但是在實際的開發的過程中使用了非常多質量不達標的地基，如果對這部分的高層建筑不進行得當的處理，在投入使用之后這部分的建筑的抗震能力會出現非常大幅度的下降，除此之外影響建筑的使用年限。

2.3選材不當

在高層建筑建設的過程中需要對所使用的的材料進行嚴格的設計與選擇，如果想要從材料入手最大程度的提升建筑的抗震能力，那么就需要對建筑結構中所使用的材料進行科學的設計，特別是在地震自然現象頻發的地區，要對混凝土質量進行嚴格的篩選，通過高質量的混凝土建筑材料提升建筑的防震能力。現階段我國的建筑材料市場上有非常多防震功能的建筑材料，并且在實際的設計施工的過程中已經大規模推廣與應用了建筑加固技術，但是在建筑防震方面，建筑材料還是會對建筑的防震能力產生非常大的影響。在具體施工的過程中，并沒有對材料的采購進行科學的管理，這就導致在實際施工的過程中出現不合格的材料。

3建筑結構設計中遇到問題的解決方案

3.1根據建筑結構進行抗震設計

鋼筋混凝土技術是現階段建筑建設中使用最為廣泛的技術。在鋼筋混凝土技術在實際使用的過程中需要對橫截面進行專門的設計，在高層建筑物使用的混凝土為主的情況下，需要設計人員對建筑的整體高度與單層高度之間進行合理的設計，通過科學的設計使建筑的防震力度進一步提升，在實際施工的過程中可以采用構造柱的方式來達到防震的效果，并且能夠預防小規模的地震情況。

3.2根據性能要求進行抗震設計

在建筑物還沒有進入到施工階段時，設計人員就需要對建筑物所在的區域進行地震情況的統計，根據本地區以往發生地震的實際情況來對建筑的防震結構進行針對性的設計，除此之外在實際設計的過程中還需要考慮到建筑物內部的防震結構設計，建筑物內部防震的設計將會在很大程度上提升建筑物仿真的水平。針對此種情況，在實際設計的過程中需要從建筑物的綜合防震的角度來進行設計。

3.3做好建筑屋頂的抗震設計

在很多高層建筑設計與施工的過程中，設計者們通常會忽視建筑頂部的防震設計，但是在建筑物使用的過程中屋頂的防震設計十分重要。但是伴隨著城市化以及建筑承包企業的發展，一部分企業都會對高層建筑的屋頂防震設計進行評估，在實際評估的過程中都發現高層建筑對于屋頂的防震設計存在著不同程度的問題，這些問題中最為常見的是屋頂載重過大以及屋頂過高的情況，這些問題的存在將會加大地震現象對屋頂的破壞，屋頂的損壞將會造成建筑的損壞危害使用人員的安全，并且對建筑物的整體防震性能產生非常大的影響。除此之外，在實際的設計過程中不能夠將建筑物的中心與屋頂的中心重合在一個位置之上，這會使建筑遭遇地震襲擊之后產生抗側墻斷裂的現象，所以要在實際設計的過程中避免中心重合的情況，并且對屋頂的高度與重量進行科學合理的設計，以此為基礎進一步提升高層建筑物的整體防震能力。

3.4強化地基設計

地基的設計是整個建筑物設計過程中最為重要的環節，并且在很大程度上決定建筑物的使用年限。所以在地基設計之前需要對建筑物所在的地區進行實地的考察，在地基實際的施工過程中要需要盡量避免較為復雜的地形環境。地基的鑄造要選擇在較為平坦的地區開展，并且保證有著較為穩定的地質結構。針對此種情況，在施工之前對地基的鑄造地區進行實地的考察將會顯得尤為重要，通過實地的考察來進行針對性的分析與研究，除此之外還需要對施工地區的地質環境有著充分的了解，以此為基礎為高層建筑物打造一個較為穩定的地基結構。

4結束語

根據上文的論述，在現如今城市化腳步逐漸加快的情況下，建筑行業需要不斷提升自身的建筑水平與質量，通過相關混凝土技術的使用來提升建筑物的整體防震能力，在這個過程中，只有根據不同地區的實際情況進行針對性的防震設計，才能夠進一步保證建筑物的實用性與抗震性。筆者在本文的論述中從建筑物防震性能的主觀角度入手，從設計和施工兩方面入手闡述了混凝土防震設計中常見的問題，并且根據存在的問題進行針對性的解決方案研究，以此來進一步提升建筑物施工過程中防震結構的質量，進一步提升高層建筑的防震水平。

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（作者單位：河南省城鄉建筑設計院有限公司）