关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震设计
1 高层建筑混凝土结构特点
从高层建筑结构受力特点方面上看，高层建筑的垂直荷载方向没有变化，而其高度越高就不能增长高层建筑的引起量，从而使建筑物的高度与弯矩是成二次方变化的，那就要求建筑的载荷要均匀分布。根据较为专业的高层建筑混凝土结构特点来说，高层建筑为悬臂垂直结构受水平与垂直荷载的影响，其混凝土结构会产生弯矩和极大的轴向力。以侧面来看，建筑物的垂直荷载不会发生明显的侧移，而横向荷载如果分布均匀，高层建筑高度与侧移的大小按照四次方进行变化。可见结构设计的主要掌握标准与水平荷载关系很大，水平荷载是影响高层结构的重要因素。
2 高层混凝土建筑抗震结构设计原则
2.1 保证建筑物整体性
建筑物由竖向受力构件和水平受力构件组成，两个方向要保证整体性，同样两个方向之间要求连接的整体性。墙体为竖向受力构件，梁为水平受力构件，楼板将所有构件连接，使构件协同工作。在抗震规范中，对于楼板开洞的面积比有严格的要求，就是要防止楼板不连续，建筑物整体性差，所以对于楼梯间和电梯间区域，由于楼板开洞面积较大，设计时需要在洞口周边加强，也是保证整体性的要求。而且连续的楼板可以提供很强的抗侧力，保证各抗侧力构件的受力传递，促进协同工作，一同承受地震力。对于错层、大面积开洞的情况，我们设计时要尽量避免，对于方案确实要求的，必须增加牢靠的构造措施，考虑楼板不连续带来的整体性问题。
2.2 保证建筑物传力体系简单
结构设计中，传力体系是一个建筑合理的必要条件，在规范中也有明确的规定。我们常常说的计算简图，就是要求结构形成简单的受力传力体系，在建筑物承受地震荷载时，各受力构件通过清晰的传力路径，将地震力分级化简并分别承受。对于高层建筑，只有合理简单的地震作用传递路径，才能在计算模型中精确的模拟出内力和位移，便于准确的分析受力构件的分配情况，使设计更加与真实情况符合，达到地震作用的可靠预测。
2.3 保证结构设计参数的正确
对于高层建筑，常用的结构设计软件有PKPM和YJK，这两个软件对于常规的建筑建模输入内容大同小异。对于一个高层建筑计算的准确性，首先保证各项参数的准确。比如:抗震等级、构造措施是否提高一度、嵌固层位置、场地类别、底部加强区的划分等等。此外，建筑荷载、风荷载也是考虑的重要因素。一个小小的参数勾选，直接决定了整个建筑模型的真实性，所以在结构模型输入时要尤为细心，并且对于结算结果要有甄别。进行高层混凝土建筑抗震结构的优化设计。
3 高层混凝土建筑抗震结构设计策略
3.1 选择良好的抗震结构体系
（1）抗侧力构件应布置合理。如在框架―剪力墙结构中，剪力墙宜均增布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；纵、横剪力墙宜组成L型、T型和[型等形式；剪力墙宜贯通建筑物的全高，避免刚度突变；剪力墙开洞口宜上下对齐；抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
（2）结构的整体性要好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖相当于水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力的子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使各抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接。所以房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部分的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。
3.2 建筑布置宜规则
高层建筑应重视体形和结构的总体布置。由于建筑体形不合理或结构总体布置不合理而造成的地震灾害，在国内外的大地震中都有所见。抗震设计选择的建筑平面和立面布置宜对称、规则，避免采用严重不规则的结构。结构的刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免有刚度和承载力突然变小的楼层，造成薄弱层的出现，地震时薄弱层破坏导致结构失效。
3.3 高度的确定
按我国现行高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）规定，在一定设防烈度和一定结构型式下，钢筋混凝土高层建筑都有一个适宜的高度。这个高度是我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平下，较为稳妥的，也是与目前整个土建规范体系相协调的。可实际上，已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制。对于超高限建筑物，应当采取科学谨慎的态度：一要结构方案有专家论证，二要有模型振动台试验。在地震力作用下，超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。因为随着建筑物高度的增加，许多影响因素将发生质变，即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围，如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。
3.4 重视建筑材料的选择
在高层建筑的抗震方案设计中，建筑结构的材料选择也非常重要。首先，我们可以对建筑材料的参数进行抗震性能的分析，从整体上对材料的参数变异性进行研究，而不能仅考虑建筑材料的承载力忽略其他因素。从抵抗地震的角度来讲，就是要控制建筑结构的延性需求，这就要求我们从高层建筑建设施工的各方面，来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料。
3.5 推广使用隔震和消能减震设计
目前我国和世界各国普遍采用的传统抗震结构体系是“延性结构体系”，即适当控制结构物的刚度，但容许结构构件在地震时进入非弹性状态，并具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反应，使结构物“裂而不倒”。采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施，改变结构的动力特性，减少地震能量输入，减轻结构地震反应，是一种很有效的防震措施。提高结构阻尼，采用高延性构件，能够提高结构的耗能能力，减小地震作用，减小楼层地震剪力。随着社会的不断发展，对各种建筑物和构筑物的抗震减震要求越来越高，地震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性，在未来的建筑结构中将得到越来越广泛的应用。
结语
综上所述，高层混凝土建筑在现代建筑业中也占据了一席之地，当地震来临时，这些高层建筑对社会对人民群众的危害可想而知，不禁让我们不寒而栗。正因为如此，身为一名建筑行业中的建筑人员，在进行高层建筑的结构设计时，更要有安全理念，要时刻充分意识到建筑的抗震设计至关重要，不可避免，要充分利用毕生所学，将自己的专业知识更好地应用到建筑设计中去，为人民群众求生存，为社会造福！同时，若加强高层混凝土建筑的抗震设计，对我国整个建筑业的可持续发展也起到了推动作用！
参考文献：
[1]贾宏宇.抗震结构设计在高层建筑中的应用分析[J].建材与装饰，2018（29）：130-131.
[2]毛俊义.钢筋混凝土超高层建筑结构抗震设计研究[J].低碳世界，2017（21）：124-125.
论文作者:潘慧
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第13期
论文发表时间:2019/12/3
标签：结构论文; 高层建筑论文; 荷载论文; 构件论文; 建筑论文; 建筑物论文; 高层论文; 《建筑实践》2019年第38卷第13期论文;