摘要：与普通房屋建筑工程相比，高层建筑的构造与之明显不同，无论是规模还是构件都存在着较大差异。一旦高层建筑质量出现问题，所带来的后果不堪设想。因此，在设计阶段就要充分落实好质量控制。其中抗震设计与高层建筑工程整体质量存在着密切关联。通过有效的抗震设计，可让建筑结构的刚度、延性、整体性达到相关要求，使高层建筑整体稳定性得以提升。换句话说，抗震设计是否合理直接关系到高层建筑物的质量，应给予重视。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
人类的建筑水平越来越高，尤其是近年来随着四新技术的发展，更是为高层住宅建筑的发展提供了良好的基础。设计者在对高层住宅建筑进行设计时，一定要做出正确的判断，根据建筑抗震设计的相关规范，找出抗震设计和经济效益的合理交叉点，通过先进的结构软件，设计出更为合理的高层住宅建筑。
1 高层建筑抗震结构设计的基本原则
1.1选择有利于抗震的场地和地基。高层建筑设计中要选择对建筑抗震有利的地段，避开对建筑抗震不利的地段。当无法避开时，应采取适当的抗震措施，不应在危险地段上建造高层建筑。此外，设计前应估算建筑结构的自振周期，并与场地周期错开，防止地震时结构发生共振现象的破坏。
1.2选择良好的抗震结构体系。高层建筑结构在抗震设计时，应选择合理的结构类型，设计结构既要考虑其抗震安全性，也要尽可能考虑经济性。结构应布置多道抗震防线，避免部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力。此外，结构应拥有良好的整体性和变形能力，使结构的强度、刚度和变形能力三者达到协调。
1.3尽可能设置多道抗震防线。强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
1.4合理进行建筑平面设计布置设计，提高建筑抗震能力。建筑平面布置设计对建筑抗震影响很大，进行建筑平面布置设计时，要尽可能确保建筑结构的刚度和质量都均匀分布，结构要对称协调，尽量避免突变，防止在地震时发生扭转效应。墙体布置要均匀；剪力墙或抗震墙布置要和结构抗震要求相结合；刚度较大的电梯井要尽量居中布置，避免偏心。建筑平面布置设计要为结构抗侧力构件的合理分布创造条件，要将建筑施工功能和结构抗震要求融为一体，以充分发挥建筑设计在建筑抗震设计中的基础作用。
2高层混凝土建筑抗震结构设计的措施
2.1对于高层建筑的建设场地进行合理选址
为了切实保证高层建筑在地震中的安全性，应该对建筑的选址进行科学细致的调研，做出严谨科学的选择。一般而言，高层建筑的场地选址需要尽可能满足发生时能够有效的减少地震能力的输入的基本条件，从而降低地震波对高层建筑的损害，进而提高高层建筑的抗震性能。
2.2改进结构设计方案
完善、改进高层混凝土建筑结构设计方案也是增强建筑物抗震性能的重要措施。在制定结构方案时，要本着提升建筑延展性的原则。延展性即为建筑物在一定空间内受到地震灾害后，其结构还不会受到一定损坏，并能自动恢复到震前状态。设计师进行结构设计时应该关注建筑的纵向受力情况，如何布置建筑结构，提升建筑纵向受力情况，是提升建筑物抗震效果的重要环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3落实抗震验算
在进行截面抗震验算时，结构应在设防烈度下进入弹塑性状态。可将大部分结构变形转变为众值烈度地震作用下构件承载力验算的形式来表现。进行构件截面抗震验算时，可选用非抗震承载力设计值，将承载力抗争调整系数与其关联起来。计算过程中，去地震作用效应值乘以抗震调整系数来进行折减。通过完善抗震验算，保证建筑抗震设计的有效性，使抗震设计充分发挥作用。
2.4设置多道抗震防线
在构建抗震结构体系时，应设置多道防线，将一些延性较好的分体系进行组合，并将这些构件相互连接，充分发挥其协同作用。抗震墙体系便可由抗震墙与延性框架构成，两者共同作用，可进一步提升抗震结构的性能。抗震结构体系当中还需要设定充足的赘余度，包括内、外两个部分。并按照相关规则构建规律分布的屈服区，让建筑结构可充分吸收或消耗地震能量。体系当中还需要增加冗余设计，以增加抗震结构的可靠性。当建筑基本周期与地震卓越周期接近时，冗余设计便可充分发挥作用。即便是第一道抗侧力防线受到破坏，第二道、第三道防线可接替第一道防线，发挥保护作用，以缓解共振，并降低地震的破坏作用。
2.5完善隔震及消能减震设计
隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量，并且具有足够的水平初始刚度。即便在风载与小震作用下，整个体系依然可处于弹性范围内，满足正常需求。而中强地震时，其水平刚度较小，结构为柔性隔震结构体系。同时，隔震系统本身具有较大的阻尼，地震时能耗散足够的能量，可降低上部结构所吸收的地震能量。消能减震是在结构物某些部位设置耗能元件，通过元件产生摩擦，弯曲弹塑性滞回变形来消耗或吸收地震输入结构的能量，以降低主体结构的地震反应，使结构破坏程度降低。例如，可在建筑结构适当位置添加金属阻尼器，它可通过金属的屈服滞回将地震能量消耗掉，以降低结构反应程度；又如，可通过调谐减震控制体系来加强结构的减震能力，该体系利用调整结构的动力特性来消减结构的振动反应，以达到减震效果。
2.6控制扭转效应
高层建筑物在地震灾害中，更容易受到纵向、横向等方向力的影响。在地震过程中，对高层建筑物危害较大的作用力是扭转效应，设计师进行高层设计时要加强抗扭转效应的关注。对建筑物的最大位移量和最小位移量进行统计，并依据数据设计出合理的建筑抗震强度，最终保证高层建筑物上下位移一致，从根本上减小扭转效应对建筑物的损害。
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。 当建筑物楼层高度达到五十米以上时，我们通常使用的是剪力墙结构体系。但是往往会出现剪力墙超筋的不良情况。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。
综上所述，随着国民经济的快速发展，我国高层建筑的数量呈几何式的增长，高层建筑已经成为城市中最主要的建筑形式，然而限于以前我国经济条件所限，我国的抗震标准偏低，高层建筑的抗震性能不佳，相关行业规范急需调整，我国高层建筑设计过程中存在一系列问题，针对高层建筑抗震设计中的相关问题，应该当采取积极的应对措施，切实提高高层建筑的抗震性能。
参考文献：
[1]叶财景. 高层连体建筑抗震分析与设计[J]. 建设科技. 2016(12)
[2]吴鑫旖,曲连宇,曹宇. 高层建筑防震技术发展现状及展望[J]. 科技创新导报. 2016(05)
[3]高振东. 高层建筑抗震设计的几个问题分析[J]. 黑龙江科技信息. 2015(24)
论文作者:李金钢
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/24
标签：结构论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 建筑物论文; 高层论文; 刚度论文; 构件论文; 《基层建设》2017年第9期论文;