高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析

包苏荣

摘 要：为满足当代社会发展要求，高层混凝土建筑融入抗震设计，以提高高层建筑质量。在建筑结构中增加抗震设计，既能够提高高层建筑的安全性，还能够提高高层建筑的经济性，能夠大力推进建筑行业发展趋势。因此本文仔细研究分析了高层混凝土建筑结构中的抗震设计，为建筑行业发展助力。

关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震

地震的特点是破坏性、随机性强，因此每当发生地震就会给人们带来重大损失。为提高人们生命财产安全，需要在高层建筑中融入抗震设计，提高建筑质量。进行抗震结构设计，工程师需要充分了解抗震材料、施工技术等内容，并考虑经济性因素，采用科学合理的抗震结构设计，增强高层建筑的抗震性，提高建筑质量，以此更好地保护人们的生命及财产安全。

1 高层建筑抗震要求分析

当前，我国高层建筑增多，并且楼层数不断增高，为了保证高层建筑楼层数增多的情况下仍旧有较高的抗震性，当发生地震，震级较低时，需要建筑物整体结构保持完整；而当震级为中等水平时，建筑物需要保证在进行维护后，仍然能够继续使用；当发生大地震时，需要保证建筑物整体不倾倒，因此在设计时，需要凭借刚柔配合的方式设计建筑物结构，以“强剪强弯”为设计理念，提高建筑物整体的稳定性和抗震性。

为了满足上述要求，在设计时应当准确把握建筑结构的刚度值，并调查和测量建筑物周边的地质条件，还要了解建筑材料、机械等的性能，从整体角度出发，计算出建筑结构的刚度，然后设计缓冲效果，使建筑物满足稳定性和抗震性要求，能够抵御较强的地震灾害。

2 高层混凝土建筑结构特点及地震的破坏特点

2.1 高层混凝土建筑结构特点

高层混凝土建筑一般都是高于28m、楼层数超过10层、混凝土结构的建筑。高层建筑混凝土结构实际上是一种竖向的悬臂结构。该结构上的弯矩以及轴向力都是因水平荷载与垂直荷载造成的，建筑物的高度与轴向力呈线性关系。高层混凝土建筑水平位移和层数，与弯矩具有上升曲线关系，且轴向力和高度呈正比关系。我们从受力特性的角度来说，当水平荷载分布比较均匀的情况下，高度和弯矩具有二次方变化关系，当垂直荷载方向保持不变的时候，高层建筑增加高度所引发的受力也是很小的。

2.2 发生地震时高层建筑的破坏特点

地基受到破坏后，高层建筑体会出现倾斜，如果高层建筑位于危险地带，在遇到地震后，地基会出现不均匀的下沉现象，严重的会导致建筑体出现裂痕。如果高层建筑结构周期和当时场地周期相同，就会造成共振现象，对建筑结构产生极大的破坏性影响。

建筑结构体系遭到破坏，建筑物内框架上方容易遭到剪切型破坏，窗洞也会出现短柱性破坏。相比而言框架剪力墙结构遭到地震破坏的程度较小。

刚度遭到破坏。建筑物主体结构如果采用的是矩形平面，在发生地震后，发生扭转振动现象，加剧地震破坏力。而如果建筑物主体结构采用的是L型或者三角形等不对称平面设计，在扭转振动的过程中也会加剧地震灾害的破坏程度。

构建的破坏特点。采取框架剪力墙结构，在遭遇地震时，建筑物的柱要比梁和板受到的破坏更强，窗台下方容易出现交叉性裂缝。但是因为框架柱中包含螺旋箍筋，因此当建筑物层间位移较大时，框架柱仍然具有很强的抵御地震的能力。

3 高层混凝土建筑抗震结构设计策略

3.1 选定建筑物的具体位置

在分析统计地震对建筑物造成的破坏数据后，我们发现建筑物遭到的破坏位置都是不同的，建筑物的抗震性也是不同的。这是因为地质条件在一定程度决定了建筑物的稳定性和抗震性。所以，在设计建筑结构时，需要根据当地的具体情况进行设计。一是在设计前进行综合考察，测量建筑物所处地质环境是否能够满足抗震性要求。二是建筑物应当远离油库等危险的建筑，以免在发生地震后遭受二次灾害。

3.2 优化建筑物结构设计

在建筑结构设计的过程中，设计师必须以抗震性要求为设计前提，增强建筑物调节变形余量，在发生地震时，减少建筑物主体的被破坏程度，保证建筑物结构能够维持稳定和平衡。在设计开始阶段，应当结合建筑物所处位置的地震频度、地震烈度等相关数据，仔细地计算不同地震等级对设计的建筑结构造成的破坏程度，结合计算结构加强建筑构件布局，使建筑物的各个板块都能受力均衡，提高整体的抗压性能。在设计建筑结构时，应当重点考虑建筑物承受的竖向重力，保证因重力带来的压力和重力能均匀分布，以此实现建筑物刚度的设计要求。另外，为了进一步实现建筑结构强度，还应当保证建筑结构有序，不出现交错现象，提高建筑物整体的抗震性。

3.3 减轻扭转效应的破坏

当地震发生后，地震会对建筑物产生3个作用力，即水平方向作用力、垂直方向作用力以及扭转力作用力。在这3种作用力的作用下，建筑物会遭受很大的破坏，会出现墙体破裂、倒塌等现象。当前，技术手段下并不能准确地预测地震发生的时间，因而地震发生的时间具有随机性特点，必须通过科学合理的安全设计避免因地震带来极大的损失。在查看大量研究数据的基础上，我们发现建筑物主体的刚性如果不符合要求，在遭受强烈的地震后会受到很大的破坏，有的甚至在余震时发生倒塌现象。如果建筑结构设计没办法参考结构位移标准，那么为了保证建筑物具有足够的抗震性，应当以最大位移刚度，降低最小的位移刚度，最大限度地减少地震对建筑的破坏性。

3.4 控制建筑结构具体参数

为了增强高层建筑的稳定性与安全性，因此需要严格控制每个部件的受力程度，需要确定每一楼层的参数。在进行设计前，需充分地调查建筑周围的环境、位置、地形等相关数据，总结数据特点，再设计高层建筑的整体结构，且进行抗震结构设计。在考虑受力情况时，需要受力模型辅助，精准地计算受力情况，以保证高层建筑的稳定性、安全性。

因为地震随机性和破坏性较强，所有在高层设计中必须融入抗震设计，以此保障人民生命安全。因此工程师应当充分了解和掌握抗震结构及其设计、施工要领，在此基础上设计出合理的抗震结构方案。

参考文献

[1]苏相俊，倪金涛.混凝土结构设计安全度和规范性相关问题探究[J].科技与创新，2016，（4）：112-113.

（作者单位：大连经济技术开发区规划建筑设计院）