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摘要：高层混凝土建筑抗震结构设计是建筑物质量的重要体现，近年来我国的地震灾害时有发生，高层混凝土建筑抗震能力不强，造成了严重的人员伤亡和巨大的经济损失。所以，实践中，如何有效的提高建筑抗震性能已经成为社会各界广泛关注的热点，高层建筑对的抗震结构设计需不断进行优化。本文主要介绍了高层混凝土建筑的结构特点，根据这些特点探析了高层混凝土建筑抗震结构的优化设计，旨在提高高层混凝土建筑的质量。
关键词：高层混凝土建筑；抗震结构设计；优化设计
当前，随着建筑行业的不断发展，高层混凝土建筑越来越普遍，众多高层混凝土建筑工程如雨后春笋般的出现。实践中，高层混凝土建筑的抗震结构设计要求比较高，是结构设计的难点和重点。为了保证对高层混凝土建筑行业的健康、可持续发展，我国建筑行业应当充分认识到抗震结构设计的重要性，不断的优化当前的高层混凝土建筑抗震结构设计。
一、高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析
1.高层混凝土建筑的结构特点
高层混凝土建筑的高度必须高于28m，且楼层要超过十层，是竖向的悬臂结构。从受力特性的角度来看，如果水平荷载离分布较均匀，建筑的高度跟弯矩是呈二次方变化关系；如果垂直荷载方向不变，则其所增加的高度带来的受力会很小。实践中，采用框架剪力墙结构的建筑，发生地震时框架柱会比板和梁破坏严重；而如果高层混凝土建筑是框架填墙结构的，则建筑平面的内框架柱上部就易发生剪切型破坏，底层框架是敞开式，受到严重的破坏；如果高层建筑是处于软弱土层上，则容易导致上部建筑结构的倾斜，导致建筑物出现裂缝，有可能会严重的破坏建筑结构。另外，如果建筑是使用矩形平面式的主体结构的（如：L 形和三角形等对称性不强的平面形式），地震中更容易受到扭转振动的破坏，从而加重震害。图1防震缝
图1防震缝设置示意
2.高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析
一方面，在进行高层混凝土建筑抗震结构规划与设计时，要提前做好施工现场考察工作，充分了解现场的地质、环境条件，掌握准确的测算数据，充分运用物理、力学、数学等方面的知识，科学合理的把握建筑结构刚度、建筑的大小、建筑的高度等。同时，为了进一步优化高层混凝土建筑抗震结构设计，应当尽量将建筑波动受力控制在地质支撑范围以内，有效的降低整体结构的变形幅度，提高高层混凝土建筑的安全性。
另一方面，设计员在进行设计的时候，应当重点把握关键部位、重要部件和其他部件之间连接点的受力状况，并对当地历年的地震灾害进行分析，充分的研究与分析混凝土抗震结构，结构的刚度和延伸性满足设计规范要求，最大限度的降低地震灾害给建筑造成的损失。
二、高层混凝土建筑抗震结构的优化设计
1.高层混凝土建筑工程建设施工之前
一方面，应该对高层混凝土建筑施工现场和周围实际的地质情况进行勘察，选择合适的建筑位置，保证高层混凝土建筑周围不存在变电所、发电站等，并且要避开低洼沼泽、陡峭山坡等地方。此外，高层混凝土建筑抗震结构设计方案要严格按照我国建筑抗震能力标准进行，要科学合理的进行构件布局，保证高层混凝土建筑结构各个部分的受力情况能够得到有效的协调，加入适当的防震措施，提高高层混凝土建筑的抗震效果。
2.高层混凝土建筑抗震结构设计时
首先，从结构的概念设计入手，进行结构构件尺寸的最小造价设计，保证结构平面布置能够规则、对称、合理，同时，进行计算和定量分析，并在实现总功能要求的目标和有关约束条件下，能够有效地对各个结构功能进行优化，合理的控制钢筋的锚固长度，并充分地考虑温度应力对建筑抗震性能的影响。实践中，高层混凝土建筑抗震结构设计可以选用框架结构、框一剪结构、剪力墙结构、筒体结构、悬挂结构等形式，设计人员要根据具体的要求，如：结构的强度、刚度、动力特性、造价、抵御自然灾害的能力、美学效应以及其他社会效应等，选择符合实际需要的决策方案。而在决定了结构的类型、布局和材料之后，从最优设防烈度的抗震优化设计角度出发，就应当对高层混凝土建筑结构的抗震设防水平进行决策，并优化结构的尺寸。
其次，结构设计时，应当秉持均匀、对称、规整等原则，应该充分的考虑位移问题。实践中，地震的横波会使得高层混凝土建筑发生侧移，如：整体转动、整体平移、剪切变形以及整体弯曲变形，可以根据实际的需要采用弯双重抗侧力体系、竖向支撑的交错布置方式、立体构件取代传统的平面构件、倾斜里面和扭转体型、围护结构等方法。此外，还可以适当的控制建筑的厚薄度来提高建筑的抗震能力。同时，由于地震的过程中不可控制的因素比较多，要充分考虑到地震的竖向作用、水平作用、扭转作用，科学合理地设置抗震结构的位移标准，根据实际的数据和以往经验，测定出最小位移和最大位移的结构刚度，并在施工建设的过程中，选择高强框架而不是普通框架，保持房屋混凝土建筑的整体结构都具有一致的位移。
（1）各层最大位移 （2）框架整体刚度对比 （3）残余变形对比
最后，设置多道抗震防线，因为地震过后往往伴随有局部的余震，如果只有一道抗震防线，在余震的作用下，高层混凝土建筑可能会倒塌。此外还必须采用延性框架，这样就能够有效的增强结构局部薄弱区的刚度与承载能力，能够有效的避免建筑结构出现薄弱部位。同时，还要重视消能减震与隔震措施的应用，因为传统的延性结构体系已经不能够满足现代高层建筑抗震要求了，虽然延性结构能够吸收地震能量，但是建筑高度的不断增加，其发挥的作用越来越小，耗能减震效果也随着减弱。
三、结语
随着高层混凝土建筑不断增多，为了有效的提高高层混凝土建筑的抗震能力，保证居民的生命和财产安全，高层混凝土建筑抗震结构设计应当积极引入先进的抗震设计理念、科学的抗震结构形式和相关抗震措施。
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论文作者:李淮
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/29
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