高层混凝土建筑抗震结构设计

李景旺

(合肥水泥研究设计院 230051)

高层混凝土建筑抗震结构设计

李景旺

(合肥水泥研究设计院 230051)

现代化的建筑大都为高层建筑，如果这些高层建筑的结构设计不具备较好的抗震性能，则很容易在地震来临时导致坍塌，给人民的生命财产安全带来巨大损失，所以我们一定要重视高层混凝土建筑的抗震结构设计问题。文章主要分析了当前高层混凝土建筑在抗震设计方面存在的问题，并对此提出了解决措施。

高层混凝土；抗震结构；设计

1.前言

随着人民生活水平的提高以及地质灾害的频繁发生，人们对于高层建筑物的性能要求越来越高，建筑物的抗震性能也成为了人们非常关注的一个问题。因此当前的高层混凝土建筑物在设计和建设的时候都必须要考虑到其抗震性能，只有这样才能确保人民的生命财产安全。高层混凝土建筑抗震结构比较特殊，如果设计不合理，则最终建设出来的建筑物其抗震效果就会大大降低。

2.高层混凝土建筑物抗震结构设计现状

2.1 地基选取不科学

对于高层混凝土建筑来说，地基的选取是一个非常重要的问题，若是选取的地质有问题则建设出来的建筑物其抗震性能无疑会下降许多。这几年随着国内城市化进程的加快，城市用地的紧张，有越来越多的开发商在选择高层建筑物建筑地址的时候都是以利益为先，很少会将高层混凝土建筑抗震结构性能对地基的影响因素考虑在内。比如部分高层建筑物建设在地势高低不平的位置，若是地震发生则这些建筑物就会因为顶部震动太激烈而坍塌，其后果不堪设想。同时，在河边建设的高层混凝土建筑物若是未做好地基之下的防水工作，那么地震灾害发生时，土质太松软则没有承载力，也一样会导致房屋的抗震结果失去效果，致使高层建筑物面临坍塌的风险。总的来说，高层混凝土建筑在设计和施工之前务必要对当地的地质条件进行勘察，土质松软，容易导致建筑物坍塌的地区一定要尽量避免作为建筑施工区域，或者是在做好一定的防范工作，确保建筑物的抗震性能之后才能进行。

2.2 材料选择不过关

对于高层混凝土建筑来说，其材料的选择是否合理，质量合格直接关系到其抗震性能。若是选择的建筑材料和规定要求不相符，则地震发生时高层建筑的抗震结构很难对建筑使用者起到保护其安全的作用。目前国内许多高层混凝土建筑其公用设计多半以钢筋混凝土的核心筒为主，设计师重点考虑的因素是钢筋混凝土结构的位移值，但依据此因素设计出来的高层建筑其抗震结构在发生地震时很容易出现建筑顶部变形超出规定范围，同时钢结构因为硬度比较小因而很难承受住建筑物顶部较大的震动，让抗震结构失去抗震作用。所以，在设计的时候一定要注意选择硬度科学合理的材质。

2.3 高层建筑物的高度设计不科学

国内相关单位和业内都已经对高层混凝土建筑的高度做了明确的规定，然而部分开发商为了个人利益在设计和建设高层建筑的时候，其高度往往超出了标准要求。这种情况下一旦发生地震，那么这一部分超出标准要求的建筑其抗震结构就很容易失去抗震性能，抗震结构不能很好的发挥其抗震作用而致使建筑物坍塌的情况并不少见。

3.高层建筑物抗震结构的设计原则

高层混凝土建筑抗震结构设计本身有着非常好的抗震效果，它能够保护建筑物在遭受较为严重的地震灾害时不会发生坍塌事故；如果建筑物只是遇到了中等地震灾害，则事后建筑物经过维修还能接着使用；若只是轻微的地震则完全不用担心，建筑物完全可以保持稳固。总的来说，在设计高层混凝土建筑抗震结构时，我们应该遵循以下几个方面的原则：

3.1 确定高层建筑物的刚度值

设计人员应该对需要建设的高层混凝土建筑物的相关情况进行深入了解，包括施工地的地形、建材性能等，然后再明确建筑物整体结构设施的刚度。同时凭借建筑结构的连接设置以及合理的调整来提升高层建筑的抗震性能，最大限度的保证高层建筑其波动受力维持在一定的范围里。在这种情况下，若是建筑物的基础结构有较小的变形，那么建筑结构也会凭借自身的调节来使得建筑的整体结构不会出现大的改变，建筑物也能够在维修之后继续投入使用。

3.2 注意建筑物抗震结构的连接点

有数据显示，绝大多数的高层建筑物在地震发生时之所以会发生安全事故，其原因多是因为建筑物防震结构的连接点出现了问题。这是因为高层建筑物抗震结构的受力点一般都须承担非常大的力量，这个时候如果连接位置的工作做不到位，不符合质量要求就很容易导致建筑物在遭遇地震时出现坍塌。所以设计人员在设计抗震结构的时候务必要着重关注抗震结构的连接点，使其延展性能得到更好的发挥。

4.提高高层混凝土建筑抗震结构设计的措施

4.1 选择合适的施工区域

由前面分析我们可以了解到，地基的选择对于建筑物的抗震性能有很大的影响，所以要提高高层建筑抗震结构的设计水平就要选择合适的施工建设区域。总的来说，工程项目的建设位置选择应该注意下面两点：首先，高层混凝土建筑要尽量避免建设在有大威胁场地的旁边，比如大型的石油储存设施地等；其次，建筑物应该选择地质环境较佳，有一定的缓解地震水平的位置。

4.2 关注地震带来的扭转效应

因为地震都具有竖向以及水平和扭转等作用力，所以地震所产生的破坏力是很难估算的，同时地震发生的时间有很大的随时性，不稳定因素非常多，所以高层混凝土建筑在抗震方面的结构设计也需要有较高的水平，包括关注地震的扭转效益。如果我们没有提前设置一些相关结构位移的标准的话则一定要对最大位移部分及最小位移部分的刚度进行准确测量，确保建筑物整体的结构位移是同步的。

4.3 改善设计方案

要提高高层建筑的抗震结构设计水平就必须对设计方案进行改善，通常结构工程师所提交的方案当中都要求建筑物的抗震能力要符合国家标准，设计出来的建筑物在规定范围之内必须能够调整其变形空间，同时其结构方面还有延伸作用，并自动恢复到原来的状态，这样一来就能够大大降低主体变形给建筑物结构所带来的不良影响，确保建筑物的结构可以在长时间内保持稳固的平衡状态。为此，设计人员应该对各种不同等级的地震所可能会带来的影响进行准确的推算，然后再对建筑物的结构进行合理的布局和设计，让高层建筑物的结构的各种设施之间都是平衡均匀分布的。与此同时，设计人员还要着重考虑建筑物的结构以及纵向重力的作用，让建筑物的受力能够平和均匀。总的来说，高层混凝土建筑的抗震结构设计要按照施工现场的地质来选择为合理科学的防震措施，关键部位必须着重设计和建设监督，让建筑物的防震整体结构都维持在从上到下受力均匀的水平，建筑物的整体只有维持对称，则其重力发生改变也能够削减地震所带来的竖向和水平不规则的作用力所带来的不良影响。

4.4 认真研究高层建筑物抗震结构的参数值

在对高层建筑物抗震结构进行设计之前，设计人员一定要对施工场地、材质选择等多种影响因素进行考核及了解，并使用先进科学的设计理念设计出最经济有效的设计方案。对于设计当中的关键部位一定要有详细精确的标注，并建立健全建筑结构设计信息的有关数据库，让结构工程师能够提取出有关案例来结合工程进行更合理科学的设计。

5.结束语

综上所述，为了确保高层混凝土建筑抗震结构能够很好的发挥其作用，保护建筑物不受地震灾害的影响，保护人民的生命财产安全，我们在设计抗震结构的时候就一定要多方面考虑问题，按照建筑物的实际情况进行设计和规划，让高层建筑的抗震结构设计更加合理更加科学。

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