高層混凝土建筑抗震結構設計研究

馬良

摘? ? 要：經濟的不斷發展，帶動了社會的進步，建筑行業也在不斷前進。對于高層建筑而言，其抗震性能無疑是人們關注的重點之一。地震來臨時，由于高層建筑的穩定性相對低層建筑而言較弱，因此非常容易受到影響。混凝土結構是我國大部分高層建筑施工過程中使用的結構。基于此，高層混凝土建筑更應該重視抗震結構的設計工作，以提高高層混凝土建筑的穩定性。本文首先分析了高層混凝土建筑進行抗震設計的重要性，進而對開展建筑抗震結構設計的相關措施進行深入探究。

關鍵詞：高層混凝土建筑;抗震結構;設計

1? 引言

隨著國民經濟的不斷發展，城市人口不斷增加，為了實現人居環境的要求，不斷涌現很多高層建筑。高層建筑在實現人類居住需求的同時也存在不少需要解決的問題，其中之一是存在的抗震結構設計問題。由于高層建筑受到較大的振動或地震影響，為了確保人居環境的舒適以及建筑安全，務必高度重視其抗震結構設計。

2? 高層混凝土建筑抗震結構設計的必要性

高層建筑中應用混凝土結構是比較常見的形式。高層混凝土建筑結構往往需要重點考慮到整體安全性和穩定性，對于整體結構體系的抗震性能同樣也需要加大關注力度，避免在該方面存在嚴重安全隱患。因此，在高層混凝土建筑設計中就需要充分考慮到抗震設計方面的要求。高層混凝土建筑抗震結構設計的必要性首先表現在后期建筑物的長期應用中。因為高層建筑物往往涉及大量的使用人員，如果在應用過程中存在著明顯安全隱患，勢必會帶來較為惡劣的隱患，人民群眾的生命財產安全得不到較好保護。所以，地震災害作為不容忽視的一個危險來源，需要引起高層建筑設計人員的高度重視，在結構設計中充分考慮抗震設計需求，提升高層建筑物整體抗震性能。另外，對于未來我國高層混凝土建筑工程的發展而言，其結構往往更為復雜多樣，這種創新性發展不僅僅需要得到技術層面的支持，往往還需要重點從設計層面予以適應性調整，促使結構設計方案同樣也能夠緊跟整體高層建筑工程發展步伐。抗震設計作為其中重要組成部分，同樣也應該加大關注力度，以求較好推動整個高層混凝土建筑行業的創新發展，避免該方面形成阻礙因素。

3? 高層混凝土建筑的抗震結構設計策略

3.1? 正確選擇建筑場址

高層建筑的安全受到其周邊地基、場地環境等要素的制約。為此，在選擇建筑場地時，開展環境和地質災害評估顯得非常關鍵，特別是應該積極地避免使建筑物面臨地震斷裂帶、滑坡、泥石流等自然環境。如果在進行建設時不能夠避開特殊（軟弱性、液化性、濕陷性）的土層或土壤，應事先根據地基處理技術的有關規范，科學地設計與加固地基。除此之外，務必明確建筑物下面土層的性狀、厚度、分布和類別等，做好高層建筑的地質勘查報告，對于經過地基處理的高層建筑而言，還需要整體性地鞏固與強化其上部結構以及基礎部分，且結合分項系數法在建筑物的一系列受力構件中適度地模擬地震力，從而實現一系列構件抗震性能的綜合性提升。

3.2? 恰當選擇結構體系

在高層混凝土建筑抗震結構設計中，設計人員往往需要首先關注結構體系的恰當選擇，不同結構體系表現出了不同的抗震性能機制，在后續具體抗震優化設計過程也需要針對性地處理。總的來看，為了較好地確保高層混凝土建筑結構具備較強抗震性能，需要確保建筑結構平面布置相對規則，體現較強對稱性特點，豎向受力構件能夠在整體結構應用上具備較為理想的傳力效果，避免存在較為嚴重的傳力間斷問題，如此也就可以較好提升其整體結構抗震性能。在高層混凝土建筑結構抗震設計中選擇結構體系還需要考慮到抗側力構件的有效連續布置。抗側力構件往往在高層建筑結構體系中發揮著重要抗震性能，應該結合不同結構區域的抗震需求，予以合理布置和運用。比如在框架剪力墻結構體系應用中，剪力墻構件是主要的抗側力構件，屬于第一道抗震防線。應該從高層混凝土建筑結構的各個不同組成部分入手進行深入分析，確保樓梯間、主體結構、電梯間等都能夠得到有效兼顧，且剪力墻之間的間距應該適宜合理，避免間距過大帶來嚴重威脅。此外，在剪力墻結構的具體布置中，往往需要優先設置為L型、T型或者是[型，進而促使其具備更強的整體作用效果，抗震性能得到提高。針對不同結構體系中的樓蓋也需要滿足構造要求，確保樓蓋結構整體性與豎向構件協調有序，能夠作為水平隔板傳遞水平力，更好地提升高層混凝土建筑結構抗震效果。

3.3? 優化抗震結構設計方案

建筑結構設計的科學性，從很大程度上決定了建筑的性能情況，尤其是對抗震性能的影響是不容忽視的。因此，在正式施工開始前，要做好建筑結構設計。通過優化設計方案，來達到提升抗震性能的目的。在合理的結構布局下，即使發生地震等地質災害、建筑遭受外力影響，建筑的抗震性能能夠正常發揮，那么受到的損壞程度也將減輕。目前常常采用分層設計的方式，對高層建筑的布局進行設計，調整建筑結構的承重情況，并進行不斷地優化，從而達到最優設計效果。此外，設計人員要充分掌握施工現場的地質情況，結合各種實地勘測數據，為設計工作提供強大的依據和指導。針對重點抗震部位，進行結構承載能力的強化，以提高建筑整體的抗震能力。

3.4? 設計多道抗震防線

在地震出現時，一般會形成次生災害問題，例如水患、火災、余震等，在瞬間受到破壞沖擊荷載的影響下，為了確保高層混凝土建筑物的安全，只構建一道安全防御體系難以實現應有的效果，有些情況下會造成整體體系失去效能，為了避免或降低由于個別位置、構件受到破壞而影響整體建筑物的安全性，一般會選擇至少2個結構的防震體系，從而大大地強化實現建筑物防護效能。針對地震出現時會形成比較大的作用力問題，需要確保建筑結構設計具備相應的變形性能，以此對地震作用力進行消減，并且尤為關注建筑物薄弱之處的抗震性能，不能由于損壞薄弱之處而使整體建筑的抗震性能受影響。事實上，有效統一建筑設計與建筑抗震設計的方式即為了確保結構的整體性，這樣，結構間形成一種整體效應，各個部件間的共同作用可以很好地防范和減小地震破壞性，從而實現滿意的抗震成效。當然，各部件間的穩定連接也可以提升建筑抗變形性能與抗震性能。與此同時，在設計高層建筑時，作為豎向受力構件的剪力墻可以確保構件的冗余度，較為適宜地選用“小集中和大分散”模式。除此之外，還需要主受力構件具備較為理想的剛度與延性，為此，非常有必要創建完善的結構屈服體系，這樣一來，在受到地震損壞首道防線時，還具備保護作用的第二道和第三道防線。

4? 結束語

綜上所述，高層建筑混凝土結構的應用要想表現出較強的穩定效果，需要在前期設計工作中充分關注抗震性能的優化，抗震設計工作的開展需要重點考慮到高層建筑混凝土結構的整體性，同時關注各個細節和薄弱環節，利用適宜合理的抗震手段和抗震裝置，提升高層建筑混凝土結構抗震性能。

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