泗水县建筑设计研究院 山东济宁 273200
摘要：地震具有极强的破坏性与随机性，并且容易发生余震，具有极强的危害性。因此，在高层混凝土建筑结构设计中必须对抗震结构设计引起重视，在对高层混凝土建筑进行抗震设计时，要按照国家相关标准进行设计并施工，在地基选择和建筑选材方面进行合理规划，以期达到最佳抗震效果。本文对高层混凝土建筑抗震结构设计进行了探讨。
关键词：高层混凝土建筑；抗震结构设计；措施
随着我国经济的发展，为了满足人们的居住要求，一幢幢高层建筑拔地而起，这就要求高层混凝土建筑具有更高的安全性、稳定性。因此，在高层混凝土建筑结构设计中必须对抗震结构设计引起重视，在规划设计过程中，不仅要对建筑物建设区域的地质条件进行全面分析，还应动用科学的方法使高层混凝土建筑结构的抗震性能得到进一步提升，才能够使人们的生命及财产安全得到保障。
1 高层混凝土建筑抗震结构设计原则
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2 高层混凝土建筑抗震结构设计的措施
2.1科学选定建设位置
高层混凝土建筑的建设位置对于其抗震效果有着直接的影响，因此在建设高层混凝土建筑时，要科学选定建设位置，充分考虑到高层混凝土建筑周围的工程地质、水文地质状况和地形地貌情况，一方面高层混凝土建筑的建设位置要远离石油储存场所、变电站、火电厂等地方，避免一些不安全因素的影响；另一方面，高层混凝土建筑的建设位置宜避开抗震不利地段（比如软弱土，液化土，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，高含水量的黄土等）。
2.2 合理选择施工材料
施工材料选择的合理性，对于高层混凝土建筑抗震结构设计来说有着至关重要的作用。通常情况下，高层混凝土建筑受地震作用力与其结构刚度为正向的比例。若高层混凝土建筑内部结构构件的重量越大，高层混凝土建筑所受到的地震作用力也就越大。因而，需要提高对施工材料的重视程度，合理的选择施工材料，控制好高层混凝土建筑内部结构的构件重量。要尽量选择轻便性的构件，还要选择性能最佳的构件，要切实的依据高层混凝土建筑实际施工要求，进行合理的抗震结构设计。以保障高层混凝土建筑抗震结构的合理性为基础，提高高层混凝土建筑的安全性及抗震结构的稳定性。
2.3增加多道抗震防线
高层建筑的整个抗震结构体系是由若干个延性较好的分体系组成的，并由延性较好的结构构件连接起来协调工作。如框架-抗震墙体系就是由延性的框架和抗震墙二个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成。通常在强烈地震出现后会发生余震，所以，若是只设置一道抗震防线，一旦该抗震防线受到余震的破坏，就会严重损伤到高层主体结构，严重者甚至出现倒塌。设计人员必须认真处理结构构件抗震设防体系，并确保具有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立一系列分布的塑形屈服区，使结构能吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复，保证主体结构具有很强的延性和抗侧移能力。
2.4使用多种合理的抗震计算方法
在进行高层混凝土建筑设计时，大多数建筑结构应满足多遇地震设计要求，对特别重要的建筑还要进行罕遇地震作用下的薄弱层弹塑性变形验算，必须正确计算抗震结构的位移，定量的分析结构方案，将主体结构的变形量控制在一定范围中。计算主体结构的承载力时，要计算高烈度地震下结构的层间位移角和延性位移，并根据建筑物构件中位移跟结构的变形关系，最终获得主要构件的变形数值，再结合建筑截面的应力应变情况，明确构件的合理构造要求。
2.6 提高抗震构件的延性
在多数情况下，高层建筑都明确了抗震设防要求，因此高层建筑不但要满足一定的刚度和延性要求，还需满足一定的强度要求，而钢筋混凝土由于本身的自重比较大，特别是底层柱其轴力跟建筑物高度是成正比的关系，而主要构件对延性有一定的要求，在层高既定时，往往以调整轴压比的形式来增强构件的延性，对轴压比有一定限值，不宜构成结构短柱，因为短柱延性相当有限，易导致剪切破坏，最终会导致整体的倒塌，所以提高构件的延性很重要。
2.6 设置合理的高层混凝土建筑结构参数
通过模拟地震发生时对高层混凝土建筑的各种受力情况，设置合理的结构参数，计算和分析各个结构的受力情况，如计算柱梁变形、墙体承载能力等。设计和规划高层混凝土建筑抗震结构时，在充分了解高层混凝土建筑的质量检测、施工工艺、施工材料、地形条件、建设位置等方面内容基础上，应把握高层混凝土建筑抗震结构设计的要点，优化和改进抗震设计的基本框架，在高层混凝土建筑抗震结构设计的关键位置进行详细的说明，不断提高高层混凝土建筑抗震结构设计水平。
2.7增加建筑物的横截面积使承重力分散
建筑一旦达到那么大的高度，想要保证百分百的垂直上升几乎是不可能的。而建筑物产生意外的倾斜或者侧歪，极有可能导致后期的坍塌。至于抗震性能更是不值一提。想要解决这一问题可以尝试从以下角度入手：增加建筑物本身的横截面积，使其承重力分散到横截面上，而不只是单独地依赖于垂直面，这在一定高度时能够大大减少高层建筑物的侧向位移，从而相对保证其安全抗震的性能。毋庸置疑，剪力墙的超筋会使整个建筑物的整体承载力不够，从而大大影响到高层建筑物的抗震性能。
总之，在高层混凝土建筑结构设计中最要重视的就是抗震结构的设计。不但要全面分析建设地段的地质条件，还要用科学合理的方式提升建筑的抗震能力，以此保障人们的生命财产安全。
参考文献：
[1] 黄艳妮. 高层混凝土建筑抗震结构设计[J]. 四川水泥. 2017(05)
[2] 曹耀中. 高层混凝土建筑抗震结构设计研究[J]. 建材与装饰. 2017(51)
[3] 郑剑. 高层混凝土建筑抗震结构设计策略[J]. 建材与装饰. 2016(36)
[4] 黄炼. 高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J]. 低碳世界. 2016(27)
论文作者:周园,张健,周立军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/29
标签：混凝土论文; 建筑论文; 高层论文; 构件论文; 结构设计论文; 延性论文; 结构论文; 《防护工程》2018年第2期论文;