摘要：入新世纪，高层建筑是当前建筑工程领域最为主要的建筑形式之一，由于其高度较高，故而对结构稳定性与耐久性有非常严格的要求。在当前的高层建筑结构设计施工中，最常用的结构形式为钢筋混凝土结构。有关研究中分析认为，高层建筑结构功能的影响因素众多，包括环境、人员、技术等。在结构方案的优化设计中，必须以安全性、耐久性、以及适用性为基本原则，从结构方案、建筑结构计算、基础结构方案这些方面进行优化，以保障建筑结构的稳定、耐久。同时，以性能的构造抗震思维为基础，并且借鉴国外大量使用的抗震设计经验，融合我国抗震规范系统的实际状况，建立一套符合我国实际性能的钢筋混凝土建筑结构抗震设计方案。针对不同情况的地震，对结构构件的承受力度和变形状况，使用弹性和弹塑性的方式进行研究。主要从结构和构件两个方面进行相关的定量把控。
关键词：基本性能；钢筋混凝土；建筑构造；应用
1、钢筋混凝土建筑结构概述
在高层建筑项目当中，钢筋混凝土是最为常见的结构形式之一。在对高层建筑项目结构进行设计时，为了最大限度的发挥钢筋混凝土结构的优势，增加结构耐久性与稳定性水平，就需要采取各种方法对结构设计方案进行优化。在钢筋混凝土建筑结构的优化设计中，应当遵循以下几个方面的基本原则：
第一，优化设计的安全性原则。当前我国所建设建筑项目使用寿命多以70年为目标，建筑结构设计应当以满足使用年限的要求为前提，加强各方面的设计方案，在使用年限内最大限度的保障建筑结构的稳定性与安全性，确保结构方案能够应对各种突发性状况。
第二，优化设计的耐久性原则。在建筑项目的使用年限内，高层建筑项目必须具备一定的耐久性水平，此方面的要求是使建筑结构的整体承载力水平能够达到规范所要求限度，对结构自重有良好的承载能力。
第三，优化设计的适用性原则。建筑结构中使用钢筋混凝土的适用性原则要求在建筑结构的使用年限范围内，高层建筑的结构功能完整且稳定，能够为居住者提供各项所需的功能，同时兼顾抗震、抗裂缝、以及抗变形的能力，不出现功能方面的问题。
2、以性能为基础的抗震设计方案
2.1 抗震性能目标的设定和选择
抗震性能目标主要是指在地震的状态下结构的预期性能状况。节诶狗的超限程度和结构的延性变形能力密切相关。所以，在构建比较复杂的超限高层建筑构造的抗震设计时，要融合不规则原则，提升结构的承受力，加强延性变形。设计时要给业主提供技术和市场经济的信息资料，而业主根据建筑物的实际价值、抗震设防烈度、震后的损失和维修等问题进行全面考虑。这些性能目标的构建都要以构造的安全和建筑方案设计的协调发展为基础。
本文主要根据性能抗震疾射的实际特征和我国抗震的相关要求，对结构构件总结出了5种性能准则：小震弹性：结构的所有构件在抗震承受力和层间位移方面都符合相关标准。构件符合弹性设计的实际要求，构件细微部分的抗震构造也符合抗震规范的实际要求。中震弹性：主要是指不以地震组合中的内力调配系数为基础，像是抗震等级四级，结构构件承受力符合中震计算弹性。但是要运用荷载作用进行系数分项、材料分项系数和抗震承载力调整系数。荷载使用标准模式，材料强度要符合标准，必要时阻尼比可以进行增大。结构薄弱环节或是关键部分在中震的效用下可以让其承受力接近于屈服层次，但是不能出现剪切等损害情况，构建的细节部位抗震构造需要符合延性需求。大震不屈服：结构的构建在大震的效用下达到屈服层次，但是构件因为受到选用的变形制约，竖向构建不能出现剪切等损害情况，构建的细节部位抗震构造要符合延性的实际需求。
2.2 不同地震状态下设计计算
以性能为基础的抗震设计方案要针对地震的不同效用进行相关的计算，从而保证结构的完成和设定性能目标的实现。相关的计算过程主要和前面多提到的性能水准有关。
2.2.1 小震效用下结构构件性能分析的相关公式
在小震阶层主要使用弹性反应谱分析模式。所有结构构建的承受力要根据实际的标准和要求，得出最不利的荷载组合进行设计，根据构建和结构的内部力量，调整系统和设计荷载分项系数。该过程的计算公式为：
2.2.2 中震效用下结构构建性能分析的相关公式
在中震的效用下，结构构建根据弹性或不屈服进行相关性能研究。以假设为前提，使用普遍的弹性分析软件进行模拟弹塑性的弹性计算，并进行审查。性能目标设定为中震弹性结构中的关键部位和薄弱位置，中震效用计算时不以地震组合内力调整系数为依据，但是要注重荷载组合的荷载分项系数、还有材料分项系数和抗震承受力系数γRE。
2.3 研究软件和分析模型
构件骨架曲线和恢复力要进行相关的试验，再利用FEMA356 的模型参数进行论证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆构件股价曲线的特征主要有单元线性刚度、屈服强度和屈服后的刚度特点，针对竖向构件要注重轴向荷载的因素。构件恢复力的关系要以强度、刚度的减退和滞回捏拢为依据。研究模型要考虑楼板和楼板钢筋的状况，并且对结构构件的实际情况进行展现。
2.4 地震波的选用和改进
在选择动力弹塑性的时候，要对其中的地震加速度时程曲线进行研究，其中一组不能低于两条场地人工波及不能低于5条实际测地震波，选用的地震波要在卓越时间、震级、震中距、震源机理和建筑构造的实际场地相符合，还要注重双向地震波的效用。时程曲线主要是从工程场地安全评价中产生的人工虚拟曲线和实际记载时程曲线为依据。把时程分析中的小震下基底剪力结果大于反应谱法结果的65%，时程分析的基底剪力结果的平均值大于反应谱结果的80%。地震波可以首先进行有关的调整：其目标谱是场地设计谱，其中0.05 阻尼比的反应谱环卫目标普时间点上存在差距，其时间不能大于三秒，并不能大于15%，时间大于三秒，就不能超过20%，均衡差值不能大于10%。还可以把选择的地震快速记录的峰值进行调整，时其符合加速度峰值，从而得到设计地震加速度记录。
3、非结构构件的论证
为了完成以结构性能为基础的抗震设计，对相关设防水准中的结构安全度和损失度进行把握，从而为社会和业主提供更多的选择空间，第一要明白各个性能级别目标是安全度和损失度把控的主要设计准则和参考数据。但是结构的抗震性能是多种因素融合起来的，是一种量度，因为性能目标不同相应的设计标准也不同，安全和损失对变形和强度之间的影响关系可能出现转变，它们还可能交替进行把控，为了完成性能目标，对安全和损失进行全盘把控，所以结构性能的抗震设计理论要进行反复的验算，验算是设计结构抗震性能符合设计准则的主要环节。所有的环节在设计之后都要进行验算，验算的内容因为设计方式和性能目标的不同而产生变化。验算主要有结构体系和非结构体系两种，针对简易的、不重要的结构物，验算可以简单点，针对复杂的，比较重要的，要进行认真验算。
现在的规范比较注重节诶狗，因为结构损失和人身安全关系紧密。但是，接受结构损失也是对变形所产生的非结构部分、内部设施功能效用的损害。随着科学技术的不断发展，人们在非结构体系中的投资增多，这些非结构部分的损害和结构物的安全和使用功能相互联系，严重的还会造成人员损害、财产损失严重，从而使得运营出现中断的情况。这些损失的不断累积还会给社会和业主造成难以挽回的损失。以结构性能为基础的抗震设计理论认为非结构系统也属于结构的一个部分，其中的抗震性能也符合目标水准的有关准则，主要表现在设计中是非结构构件抗震性能在结构验算时要符合实际设计需求。非结构构件主要是在一般的结构设计中不以承受力荷载和风、地震等侧向荷载部件为基础，像女儿墙、山墙、天线、机械附属物、设备、幕墙、内隔墙、外围墙板、栏杆等构件在地震效用中也进行了一些工作，从而使得整体节诶狗和相关受力构件刚度和传力道路出现问题，还会出现不可预料的抗震效果或是出现不能预计的部分损失，从而出现严重的损失情况。
为了解决非结构构件对人身体产生的损害或阻碍建筑主体构造的正常使用，需要和支撑构件一起对抗设计地震进行验算。针对非结构构件，可以使用强度为其判别抗震性能的依据。在理论上，非结构构件的抗震分析需要以真实的模型为依据，使用主体系的支撑构件反应，体现出相应的反应谱或楼层反应谱。
4、优化基础结构方案
目前而言，基础结构作为影响整个钢筋混凝土结构性能的重要因素之一，可以结合高层建筑的实际需求以及结构设计规范，对基础结构设计方案进行适当的调整与优化。例如，可以对主楼与裙楼基础进行分别设计，根据前期地质勘探资料，对主楼与裙楼采取不同的基础方案，基础底板或桩基承台要按照经验和计算结果设置，不得随意增加厚度或加大钢筋。例如在地下室基础的初步设计工作中，原初步设计地下室基础拟全部采用筏板基础，经审核计算后，提出纯地下室基础部分采用独立基础加抗浮底板及抗浮锚杆的做法能做到节约钢筋、混凝土。同时保证结构安全，施工简便，能达到更加节省工程成本目的。故而，以地下室基础结构为例，可以采取增加抗浮锚杆的措施对方案进行优化。
5、结束语
综上所述，目前钢筋混凝土抗震结构已得到十分广泛的应用，其设计的关键就是抗震墙的布置，抗震墙结构的受力特点直接由抗震墙的布置决定，设计人员在符合国家规范要求的基础上，通过优化与调整设计，探索出更为经济、合理的结构设计。本文融入国外先进的性能抗震思维，并且学习国外抗震设计规范，融合我国抗震设计规范体系的实际状况和自己多年进行超限工程抗震设计的经验，找出了适合我国工程实践的钢筋混凝土建筑构造以性能抗震为基础的方式，并且在实际的工程案例中进行了相关的融入。
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论文作者:朱远基
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/12/12
标签：结构论文; 构件论文; 性能论文; 钢筋混凝土论文; 建筑结构论文; 基础论文; 荷载论文; 《基层建设》2016年20期论文;