高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析

高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析

吴小峰

摘要：随着城市高层建筑数量的不断增多，建筑的抗震性能与稳定性越来越受到人们的广泛关注。尤其是近年来发生的地震灾害，给建筑造成的破坏性相当巨大，不仅造成非常严重的经济损失，而且还造成大量人员伤亡。由此更加引起人们对建筑抗震性的关注。作为建筑结构设计者，必须要充分重视高层建筑结构的抗震性。

关键词：混凝土建筑；抗震结构设计

当前抗震设计的问题主要体现在不必要的经济支出、抗震方案设计不完善、质量标准不达标等方面。那么策略的探究也将主要立足于此，找寻具体方法。因此，本文针对问题，探讨混凝土建筑抗震结构设计有效对策。

1 混凝土建筑抗震结构设计常见问题

在建筑结构的设计中，抗震结构设计是至关重要的。因此，实际施工中一定要把握好建筑整体结构的合理性以及抗震结构设计的合理性。可从建筑物自身性能角度出发，通过达标建筑物的刚性、稳定性以及强度需求，来提高建筑物的整体保障。然而，在具体的施工设计中，仍需注意好几下问题。

1.1 不必要的经济支出

在实际建筑中，抗震设计固然重要，但仍需考虑好企业的实际需求。抗震设计要保证技术，但仍要注重经济，强调经济与技术的有效结合。具体施工中，抗震设计可采用最为先进的技术、高质量的产品，但在施工方案上则要做出合理规划，减少因不必要的方案带来的经济影响，在不影响抗震设计的前提下，有效降低企业成本。

1.2 抗震方案设计不完善

从过往工作经验来看，设计问题仍是影响建筑抗震设计的关键。不合理的设计不但会加大企业成本，造成不必要的浪费，还会影响施工质量，从而影响了建筑的安全性。对此。针对以上问题，企业的设计要同时结合设备性能、材料情况以及施工的具体情况开展开，确保设计目标与实际情况相符合，减少由设计不当给施工带来的负面影响。

1.3 质量标准不达标

在建筑施工工作的展开中，最为重要的一个要求便是质量要求。对此，建筑抗震设计的施工材料选择，施工计划设置、施工方案设置等都要为了整体的施工质量服务。但是在追求施工质量的同时，仍不可避免的发生着因为质量原因造成的影响。对此，施工方要在问题的基础上，分析成因，找寻方法，提出切实可行的应对准则。

2 混凝土建筑抗震结构设计要点

2.1 规则性结构的设计

结构选型，应当充分考虑立面和平面布置的规则性，这样不仅能够确保建筑经济合理，同时使其抗风与抗震能力进一步完善。通过简明的结构设计图，进行建筑结构设计，保证地震力在结构中传播的合理性，确保结构主轴方向保持相近的动力特征，如果结构属于不规则的平面，应当避免扭转发生，同时采取有利措施进行应对。薄弱部位是不规则竖向结构中需要重点考虑的环节，应当针对性的采取有效保护措施，以免这些部位对整体建筑造成影响。如果建筑属于严重不规则的结构千万不可采用，这样才能更好保证建筑安全性与稳定性。

2.2 超高结构的设计

高层建筑的高度有相关规定要求所限制，同时还有严格的抗震规范所限制。新规范中调整了超高层建筑结构适应的高度，并增加了超高层建筑在抗震结构设计中的最高高度要求，所以必须要对这样的建筑给予充分重视，当B级建筑类型结构，超过其相应要求高度之后，这就会对其结构设计造成很多大影响，设计结构也会出现很大变化。

2.3 嵌固端的设置

在高层建筑中通常设置人防建筑设施与地下室，通常为两层或者以上。结构计算模式内对于嵌固端的设置，是其中重要的假定，设计嵌固端过程中，应当对构件的内力进行合理分配，并充分尊重经济性原则。

2.4 建筑抗震结构控制扭转效应

地震产生的作用是非常复杂的，不仅具有水平方向的作用力，同时还兼具竖向以及扭向的作用，所以计算机破坏力存在一定难度。同时，地震发生过程中，有很多不稳定因素存在，所以高层混凝土建筑结构设计过程中抗震方面的要求会更高，更要充分考虑地震发生时扭转作用带来的不利影响。如果没有对于建筑结构位移标准预先进行设置，应当将最大最小位移的刚度充分测量，确保建筑结构整体位移保持同步效果，在相关设计要求下，确保各个细节都能一致，发现问题，及时采取措施进行应对。

2.5 高层混凝土建筑抗震结构抗震加固设计方案

高层建筑设计过程中，必须要保持其刚度、强度，还要确保其延性要求。但是建筑本身钢筋混凝土结构存在非常大的自重，尤其是建筑高度和建筑底层柱轴力二者之间表现为正比的关系，延性对于不同建筑构件都有一定要求，如果为既定层高，为使构件延性得到进一步增强，通常对轴压比进行适当调整，但必须要控制在一定范围，避免发生结构短柱情况，影响建筑延性，当出现的地震为高烈度时，很容易引发剪切破坏，导致建筑不稳定，发生坍塌，因此，必须要加强加固设计。

2.6 选用螺旋复合箍筋

充分考虑强剪弱弯以及剪压比进行框架柱设计，保持其抗剪能力，在强柱弱梁限值标准下，设计柱子端部的抗弯能力。强柱弱梁发生强剪弱弯过程中的短柱，剪切性破坏不会产生，通过复合螺旋扣箍筋，能够使柱子抗冲剪能力得到进一步增强，增加短柱抗震作用。

2.7 选用分体柱

相较于抗剪性能，在抗弯性上短柱的能力更强，但是地震发生时，通常抗弯能力尚未出现之时，地震产生的剪切作用已经形成很大破坏。所以对于短柱抗弯能力可以合适的减少，确保其保持与抗剪强度相一致，这样才能使地震发生时，短柱能够更好的保证抗弯曲屈服作用。通常将抗弯强度减少这种形式来进行设计，将缝隙沿着竖向柱子进行设计，同时划分柱体，将连接键设置于柱肢间配筋内，进一步提升构件的抗震作用与强度，连接键通常使用摩擦阻尼器以及分隔板与通缝隙等。利用分体柱，虽然不能将柱子的抗剪性能增强，然而在使其抗弯能力降低的同时，促进柱子抗变形能力不断增强，使短柱转变为长柱，增强了短柱的抗震效果。

2.8 恰当选择结构体系

区别于一般混凝土建筑，高层混凝土建筑主要承受着水平荷载与竖向荷载两种不同方向的力，地基一般打在坚固岩石深处，这就导致高层混凝土建筑结构受力较为复杂。如果想要高层混凝土建筑拥有着良好的抗震性能，恰当选择与工程项目相匹配与适应的建筑结构体系，是抗震结构设计的关键。在具体抗震结构体系选择过程中，要依据当地抗震设防烈度的要求，结合高层建筑的具体现状与需求，在确保建筑功能性与美观性的基础上，重视建筑结构抗扭转刚度问题，研究不同混凝土结构体系在不同程度地震作用下变形趋势，并运用BIM技术、VR技术等建筑技术测量与模拟不同结构的抗震性能特点，采用相应的计算和构造措施，挑选出适宜自身工程的结构体系，确保建筑结构平面布置相对规则，考量关键构件与连接点受力情况，以使得高层建筑受力较为均匀，确保建筑的安全性，来达到提升抗震性能的目的。比如说，可以从抗侧力构件有效布置角度出发，将上刚下柔框支剪力墙结构作为高层混凝土建筑的抗震结构，并结合现代抗震技术对其进行个性化优化与改造，借助混凝土结构延性特征，提升高层混凝土建筑结构抗震性能。

3 结束语

通过以上分析可得，高层混凝土建筑的抗震结构设计，可以从外部与内部两方面进行创新设计，要根据自身工程特征恰当选择结构体系，同时也要学会运用良好的抗震装置，进而有效减轻结构构件的损伤，增强抗震结构的抗震性能。

参考文献：

[1]方凡.小议建筑结构抗震设计[J].江西建材，2015，02：43-44.

[2]何开俊.关于高层建筑抗震结构设计的探讨[J].新经济，2015，02：114.

[3]满国君,付艺璇.关于高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].河南科技(12):176.

作者简介：吴小峰，出生年-1986，男，汉族，天津市，本科，中级职称，建筑结构工程设计。