高层混凝土建筑抗震结构的设计分析

王宏炬

【摘要】高层混凝土建筑现已成为城市建设的重要组成部分，建筑的设计质量效果与人们生活安全有着密切联系，因此其结构设计一直以来都是人们关注的要点。与普通建筑结构相比，高层建筑结构所受地震作用力的影响更大。为降低地震作用力影响，必须加强对其抗震结构的设计，明确专业设计要求，结合以往设计经验来制定合理的结构设计方案，提高建筑抗震性能。本文对高层混凝土建筑抗震结构设计要点进行了分析，并提出了设计优化措施。

【关键词】高层建筑；抗震结构；结构设计

建筑行业的快速发展，促使城市建设中逐渐涌现出更多高层混凝土建筑工程，并且在设计施工中有更多新型技术与建材被应用其中，对提高工程建设综合效果具有重要意义。针对高层混凝土建筑工程的抗震结构设计，需要结合具体工程受力特点，来确定设计要点，并基于此从多角度进行分析，对结构设计进行优化，降低各项因素造成的影响，在整体上提高结构设计的效果。

一 高层混凝土建筑结构受力特点分析

随着建筑工程高度的增加，其受到各方向作用力的影响也就越大，如竖向荷载、风荷载等对建筑结构稳定性有很大的影响。高层建筑工程的竖向荷载在不考虑竖向地震作用力时其为定值，而风荷载与水平地震作用均为不确定因素，并且会随着时间、环境以及结构动力特性的变化而发生大幅度的变化。由于高层混凝土建筑结构受力比较复杂，想要通过对结构抗震性的设计优化来提高建筑抗震性能，必须要满足受力要求，对结构进行综合分析，明确设计要点，确保各方向受力的合理性，降低其他因素对结构抗震性造成的影响。确保建筑在受到微弱地震作用时，整个建筑结构能够保持牢固稳定[1]。根据高层建筑工程建设实际要求，有针对性的进行规划与设计，提高抗震结构设计效果，提高抗震结构整体稳定性。

二 高层混凝土建筑抗震结构设计要点

1.确定建筑结构刚度值

对高层混凝土建筑结构进行抗震设计时，必须要从实际出发，精确确定建筑结构的刚度值，了解建筑结构物理力学知识、建材性能以及现场地形地貌等因素特点，由此为基础来确定整体结构的刚度，并以建筑结构连接设置为依据，通过适当的调整来提高建筑结构抗震效果，将地震作用对建筑的影响控制在允许值以内[2]。另外，针对建筑结构变形问题，可以通过对结构适当的调节，将变形控制在允许范围内，并且要及时采取专业措施对其进行维护检修，保证建筑结构可以正常服务。

2.改善结构延展性设计

高层混凝土建筑工程受多项荷载影响，为提高结构稳定性，降低地震作用影响，就需要在对建筑工程抗震结构进行设计时，做好对结构延展性的控制，将结构强度与刚度均控制在合理范围内，最大程度上降低各因素影响，提高建筑结构抗震效果。

3.合理设计连接点受力

抗震结构设计时，必须要提高对建筑结构连接点受力效果的控制，即加强对建筑结构中连接点与构件受力分析，结合实际情况来选择有效行为进行抗震设计。从高层建筑抗震结构设计实际情况分析，如果结构刚度比较柔和，在地震作用力影响下，建筑结构主体将会受到比较大的损坏，并且在余震作用下，建筑结构将持续受到破坏，情况严重的将出现坍塌问题[3]。因此，抗震结构设计时，必须要加强对各连接点受力的分析控制，提高结构刚度。

三 高层混凝土建筑抗震结构设计要点

1.地质勘察

与普通建筑工程相比，高层建筑建设对地震勘察工作有着更为严格的要求，通过详细的勘察来确定施工现场地质地形特点，并基于此来选择合适的结构形式与基础设计方案，提高结构设计的合理性，降低地震作用影响。因此，必须要对拟建地进行全面地质勘察，做好地质资料的准备，提高基础设计合理性，提高结构设计合理性。

2.平面布局

对于建筑结构平面布局的设计，需尽量保证平面与立面布局的规整以及对称性，并且要控制好结构刚度的变化，在整体上提高将建筑结构抗震性能。现在很多建筑工程忽视了平面布局设计的重要性，导致平面布局不对称，进而会影响到结构整体刚度与抗震性能。

3.防震缝

基于高层混凝土建筑工程结构受力特点，在对其进行抗震结构设计时，需要根据实际情况来设置防震缝。即建筑结构平面各尺寸均超过专业设计规范限制，并且没有采取相应加强措施的处理；或者是建筑各部分刚度与荷载相差比较大，并且未采取处理措施，以及建筑结构中存在较大的错层情况。当结构出现其中任何一种情况时，即需要设置防震缝，提高建筑结构稳定性与安全性。

四 高层混凝土建筑工程抗震结构设计优化措施

1.施工材料优化

高层混凝土建筑工程在受地震作用影响时，产生的破坏效果如何在很大程度上受施工材料决定，因此需要做好此方面优化。对建筑结构进行抗震设计，本质上是对结构延性进行优化，通过适当的调整，来保证结构稳定性可以抵抗地震作用力。为提高结构稳定性与强度，选择钢筋时，应用韧性较高的材料，如垂直方向钢筋可以选择用HRB500级或者HRB400级热轧钢筋；箍筋则可以选择用型号HPB300、HRB335级热轧钢筋[4]。另外，在选择其他结构材料时，应以提高抗震效果為前提，并确定抗震新性能与建筑成本平衡点，保证两者之间的统一性，在最大程度上来提高结构抗震能力。

2.抗侧力体形优化

结合建筑工程结构抗震性设计经验来看，如果结构设计刚度比较适中时，在地震作用力影响下，建筑结构受损伤比较小，发生的变形情况比较轻，尤其是隔墙与围护墙等结构部件受到的破坏非常小，建筑工程的抗震性能比较高。并且在强地震影响下，结构承受力更大，并不会出现坍塌问题。因此，在对建筑抗震结构进行设计时，可以改变结构屈服机制，保证结构在受到损害时，可以利用整体屈服机制来工作，而不是利用楼层屈服机制。另外，应该选择用轴力比较小的水平杆件，最大程度产生弯曲耗能，保证构件可以产生比较强的耗能能力，以及较高的延性。

3.消能减震设计优化

对于高层混凝土建筑工程来说，一般情况下均对抗震设计有严格的要求，不但要具有基础的抗震性能，同时还可以体现消能与隔振特点。因此，在工程建设开始阶段，就需要做好对施工场地的选择控制，尽量选择密实度高的地基施工，降低地震作用对建筑结构造成的影响，并可以减少共振概率，减轻地震对结构造成的损坏。因为不同建筑结构其隔振系数不同，在进行设计时就需要从实际情况出发进行研究，选择适宜的隔振支座，并对风力负荷进行综合分析。另外，对于施工用结构材料的选择，尽量选择用延性与强度比较高的，降低地震作用对结构的影响。

4.加固设计优化

对于结构设计存在缺憾的部分，可以通过有效的加固设计来改善，或者是直接选用具有较高抗震能力的构件将其更换，或者适当增大原截面，或者是增加构件数量等措施来提高结构整体强度与承载力。很多高层建筑工程结构整体性连接不能满足抗震规范需求，即应按照规范进行适当的调整，对地震作用力进行分散。

结束语

高层混凝土建筑工程受地震作用力影响比较大，对此方面问题进行优化，需要做好结构抗震设计的研究，从实际情况出发，确定设计要点，选择合适的方法进行优化，提高工程结构抗震性能。

参考文献：

[1]罗联训.浅论高层混凝土建筑抗震结构设计[J].中华民居（下旬刊），2014，06：25.

[2]李鸥.浅议高层混凝土建筑抗震结构设计[J].价值工程，2015，09：175-176.

[3]李翠伟.高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究[J].江西建材，2015，01：29.

[4]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，2013，12：168.