浅论高层混凝土建筑抗震结构设计

李洋 身份证号：510682198802211971

一、高层混凝土建筑的结构特点

由于总高度的差异，与低层建筑通常以抵抗竖向荷载不同，高层混凝土建筑设计时需综合考虑水平荷载和竖向荷载的共同作用。高层混凝土建筑结构的轴向力与高度存在线性相关关系，水平荷载会使高层混凝土建筑结构形成一定倾覆力矩。结合高层混凝土建筑结构的侧向位移特性来看，水平荷载引起侧向位移时，在轴向力的作用下，会使结构进一步增加侧移值。相较而言，水平荷载对高层混凝土建筑结构的影响程度远远超过轴向力。总之，为了使高层混凝土建筑结构的刚度符合标准要求，必须将侧向位移值控制在合理范围内。

二、建筑结构抗震设计要求分析

（一）基于刚度设计优化高层建筑抗震性能

建筑结构抗震设计中，刚度是一项重要的设计指标，在遭遇地震时，会直接影响建筑整体的抗震性能。因此，设计人员需采取科学有效的措施提高建筑刚度，以减少地震作用对建筑的负面影响。设计过程中尤其要重视建筑结构抗扭转刚度问题，防止地震作用破坏建筑结构，进而使建筑发生严重变形，无法满足工程性能要求。同时在设计的过程中也应充分考虑结构的整体性，确保各构件和子结构均可满足规范要求，完善建筑的稳定性及抗震性。

（二）提高建筑物构件的延性

建筑结构抗震设计中，设计人员需采取有效措施提高建筑构件的延性，从而优化建筑结构的变形能力，增加地震作用传递过程中的能量消耗，以此减少地震作用对建筑结构的破坏作用。也就是说，通过结构构件的自身耗能来提高建筑物整体的抗震性能。为改善建筑性能，设计人员可采用上刚下柔的框支剪力墙结构，该结构能够显著改善建筑结构的抗震性能。不仅如此，在建筑结构抗震设计的过程中，务必考虑转换层以下楼层构件的延性。若结构为框架体系和框架核心筒体系，则要采取多种措施和手段提高框架柱的延性。

（三）避免产生共振

建筑结构抗震设计中，设计人员应认识到共振产生的危害，并在设计过程中予以避免。建筑的固有频率与场地的振动频率吻合或相近时，会产生共振。在这种情况下，建筑受到的地震作用被放大，对建筑物的承载力及整体指标产生不利影响。为防止此类问题，设计人员应根据相关规范预估建筑物所在场地的特征周期，并有针对性地调整建筑的刚度及质量，从而改变建筑的自振频率，增大两者之间的差异，从而有效避免共振的产生，降低地震带来的危害，提高建筑物整体抗震承载力。

三、高层混凝土建筑抗震结构设计

（一）优化调整结构抗震设计方案

高层混凝土建筑结构设计方案必须符合国家规定，充分发挥混凝土结构的延性特征，减轻对主体结构造成的不利影响。设计人员需准确分析不同等级地震波对高层混凝土建筑结构的影响程度，协调处理各类构件性能，全面考虑各项因素，优化高层混凝土建筑结构的抗震性能。此外，相关人员应加大对地震信息的研究力度，结合现有的防震措施，对关键构件予以加强处理，以此减轻混凝土结构的不利效应，加强抗震效果。

（二）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。

（三）优选抗震装置

抗震装置是高层混凝土建筑抗震结构的重要组成，充当着建筑抗震防线的角色，在高层混凝土建筑墙体内嵌入消能键等减隔震产品，能够增强高层混凝土建筑抗震结构的延性和抗侧移性能，让结构产生抗倾覆的力，提高基础机构设计的合理性，对于高层混凝土建筑的消能减震结构创新至关重要。因此，在高层混凝土建筑的抗震结构设计中，应当分析高层建筑抗震结构受力情况，加强对建筑承受力的考虑，找出高层混凝土建筑中受力较为集中、较为脆弱的建筑结构部位，运用一些合理隔震消能减震装置，来降低支撑面处的相对变形，改善框架梁柱节点的受力性能，减小结构的地震响应，提升高层建筑混凝土结构保护力度。

四、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。