大连鼎力建筑设计有限公司 辽宁大连 116011
摘要：高层建筑的出现充分利用了有限的住房建设用地资源，有效地解决了我国土地资源使用中出现的问题，促进了我国城市建设的发展，缓解了我国城市人口增长和建设用地日益短缺的局面。由于我国城市化进程的快节奏，又更进一步推动了高层建筑的发展。然而近些年来，地震灾害的不断发生，带来了巨大的人员伤亡和经济财产损失，给人们敲响了警钟。而如何做好高层混凝土建筑结构的抗震设计，已然成为了行业急需解决的问题。
关键词：高层混凝土；建筑抗震；结构设计；方案研究
导言
近年来，国家建筑业发展迅速，各地区高层建筑的数量和规模逐渐增加。传统的高层建筑抗震结构设计已经不能满足当前的要求。原因是高层建筑有某些特殊性，如人口密度大和层高高。一旦地震灾害发生，混凝土抗震性能差很容易导致坍塌事故，便会产生较为严重的经济损失、人员伤亡问题，社会负面效应突出。为此，在高层建筑混凝土结构处理中，需要加强抗震性能的分析，保证社会大众的人身财产安全。
1高层混凝土建筑抗震结构设计的要求
在规划高层混凝土建筑的设计时，我们应该充分了解实际的地质和地形条件、所用建筑材料的性质、物理和机械知识等内容，最终确定高层结构的整体刚度或某一结构设施的刚度。我们应该依靠连接设置的调节功能来确保抗震性能的提高，并尽最大努力将整个建筑的波动应力保持在地质学能够支持的范围内。在具体的设计工作中，设计人员首先需要考虑的就是水平荷载，水平荷载在很大程度上具有决定性作用。还包括结构延性因素、侧向唯一因素以及轴向形变因素等等，对于这些影响因素的把控，也可以有效提高房屋建筑的整体抗震性，对于工程单位来说，在结构方案设计中就需要重点考虑这些因素，正确处理各个因素之间的关系，以求抗震性最佳。在进行抗震结构的设计过程开展中，作为参与设计的设计师必须对重要的关键部件以及其中各部件之间的连接点进行正确的受力分析，然后通过计算设计正确的处理措施对其进行调节，从而对其抗震能力的提升起到帮助，在最大的限度之内降低地震灾害可能带来的损失。所以，在面对高层建筑的设计，应该重视混凝土抗震结构的研究以及分析，在能够确保使用结构刚度达到规范要求的基础之上，还应该对结构的延伸性进行强化，进而对整个混凝土建筑的抗震能力进行优化提升。
2高层建筑抗震设计中经常出现的问题
2.1选材中存在的问题
材料成分不合理。在地震频繁发生的地区，应该注意建筑材料的选择及其结构是否合理。我国建筑的设计形式通常采用钢筋混凝土核心筒作为通用设计，其主要参考数据是钢筋混凝土结构的位移值。但这种结构存在建筑弯曲变形侧移的幅度较大的问题，单靠刚度较小的钢框架处理，不单会大幅增加钢结构的负担，更会导致效果大大降低，常用的补救措施为对混凝土筒的刚度进一步增强同时改良设置伸臂结构，构筑加强层以其满足规范侧移限值。
2.2高层混凝土建筑结构体系选择缺乏合理性
高层混凝土建筑抗震体系的选择是抗震设计中的一个关键问题。合理和适当的结构体系的选择与建筑物的整体安全密切相关。在实际设计过程中，它似乎是局部的，因为一些结构或组件会影响建筑的整体抗震性能，选择严重不规则的结构体系，没有明确合理的地震作用传递途径，变形能力和消耗地震的能力不足，而且可能还会出现薄弱部位等一系列问题。所以说概念设计运用人的思维和判断力，从宏观上决定结构设计中的基本问题。因此，选择合理的结构体系，对提升建筑抗震效果有着积极意义。
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3优化高层混凝土建筑抗震性结构设计的有效性策略
3.1 提升高层建筑的结构设计水准
要想切实的提高高层混凝土建筑抗震结构设计的质量，就需要先提高对场地地质勘查的水准。要在对高层混凝土建筑进行整体的结构设计前，对现场复杂的地形地质进行有效的勘察设计。要在复杂的地形环境下，对建筑物进行合理的平面布局设计。避免建筑的刚心与质心不一致，导致高层混凝土建筑出现重心不稳的情况。在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计的过程中，可以依据高层建筑现场实际的地质环境特征，及受地震破坏影响的强弱性，进行科学的、合理的设计。同时，要以平面形状的规则性、结构的对称性及竖向的均匀性为基本设计原则，依据建筑现场实际的情况进行抗震结构设计，切实的保证高层混凝土建筑结构重心的稳定性。此外，还要依据场地的抗震设防等级与地基的液化等级，做好建筑物上部结构与地基刚度的合理设计，防止高层混凝土建筑出现侧移的情况。
3.2 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
3.3对结构设计的方案进行改进
结构工程师和设计的建筑采用的方案要求能够满足国家建筑抗震能力标准，从而使主体结构有足够的空间进行调整和变形，并在结构的强力延伸下能够自动恢复正常状态，从而逐渐减少对整个建筑结构的不利影响，从而就能够达到高层混凝土的结构能够长期的处于比较稳定和牢固的平衡状态。在不同程度的地震作用力对结构带来的影响以及对其中构建的开展进行合理的布局，要尽量的对高层混凝土建筑结构各种施工之间的受力情况进行协调，并且加大其中承受外力的能力，也要对结构竖向重力作用的情况进行重点的考虑，从而能达到刚度规划的要求和目标，也尽量的让设计的结构有条理有层次，实现逐渐的增加整体抗震能力的目的。还要深入的对地震灾害的记录信息进行研究，依据实际的因素在设计当中对相应的防震措施进行结合，也要对关键的部分进行严格的处理，从而就使整体的结构由上到下承受的重力都有一致的降低，并且还要保持建筑整體的对称情况。
3.4进行抗震加固设计
选用螺旋复合箍筋。框架柱的抗剪能力应该跟强剪弱弯与剪压比想符合，柱子端部的抗弯能力必须满足强柱弱梁限值的标准，而短柱在强柱弱梁与强剪弱弯时，不会导致剪切性破坏，螺旋复合箍筋的突出优点就是可以有效提高柱子的抗冲剪能力，提高短柱抗震性能。
选用分体柱。短柱的抗弯性能强于抗剪性能，所以，在实际地震中往往是抗弯能力还没真正发挥作用就已出现了剪坏破坏，设计时需适当减少短柱的抗弯能力，让它跟抗剪强度相近，才会让短柱在地震中从一开始就满足抗弯的屈服强度。设计中常常使用减少抗弯强度的形式，即把柱子沿竖向设缝，并把它划分成各个分体柱，分体柱的配筋可在柱肢间布置一定数量的连接键，真正增强构件的刚度与抗震性能，常常使用通缝、分隔板和摩擦阻尼器等连接键。选用分体柱，虽说不能增强柱子的抗剪性能，但是在降低了抗弯能力时就提高了柱子的抗变形能力，实现了短柱向长柱的转变，有效提高了短柱的抗震能力。
结语
中国继续在世界上保持高速发展，将成为世界上高层建筑数量最多的国家。每种材料和每种结构形式都需要地震分析，尤其是抗震分析。我们设计人员不仅仅要会使用常用的结构分析软件，也要专研一些高级别的结构软件，提高对抗震分析尤其是整体结构分析的准确性。还要提高模拟到实践的结合方式，不断改进建模手段，强化模型合理化，即从线性分析向非线性分析的转变，从确定性分析向非确定性分析的转变，从振型分解反应分析向时程分析法的转变。
参考文献:
[1] 祝英杰，谷伟.结构抗震设计[M].北京：北京大学出版社，2009.
[2] 华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居，2013（6）：78～80.
论文作者:孙志丹
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/29
标签：混凝土论文; 结构论文; 建筑论文; 高层论文; 结构设计论文; 刚度论文; 能力论文; 《防护工程》2018年第24期论文;