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摘要：近年来，我国建筑行业得到前所未有的发展，并且建筑领域逐渐的向高层方向发展，众多高层混凝土建筑工程如雨后春笋般的出现。高层混凝土建筑结构设计中抗震结构设计是非常重要的环节，同时也是结构设计的难点。主要是因为高层混凝土建筑的人口相对密集，一旦发生地震灾害，高层混凝土建筑抗震性能较低而发生坍塌，将会造成严重的人员伤亡与经济损失，同时造成恶劣的社会影响，这对建筑行业的健康、可持续发展是非常不利的。因此，在进行高层混凝土结构设计时，应该充分的认识到抗震结构设计的重要性，为高层建筑居民的生命和财产安全提供可靠的保障。
关键词：高层混凝土建筑；抗震结构；设计
一、高层混凝土建筑结构抗震设计要点
1.1水平荷载控制
高层建筑结构设计效果如何是由水平荷载来决定的。它包含了风荷载以及水平地震的作用。水平荷载大小与抗震能力的大小有着直接的关系。其原因为：①高层建筑物的重力荷载和高层的水平荷载使建筑产生轴力、剪力和弯矩，其中轴力、剪力与高层建筑物自身高度一次方呈现正比关系。②水平荷载使高层建筑结构产生的弯矩，在构件中形成的轴力作用将和楼房高度两次方呈现正比关系。
1.2建筑物侧移控制
在高层混凝土建筑中，在水平荷载的作用下建筑结构通常会出现侧移，而这种侧移也会随着层数的增加而逐渐加大。若建筑结构侧移的尺度过大，则结构本身就会产生一定的内力。在内外力的作用下，偏心力超过一定数值时，就会导致高层混凝土建筑出现大的位移甚至倾倒。同时，建筑结构在受到地震荷载影响下，会出现水平的剪切力，也会导致建筑物产生侧移的情况。因而在对高层混凝土建筑进行抗震设计时，要保证建筑物的稳定、刚度及强度，避免出现侧移情况。
1.3水平刚度的控制
当地震来临时，受地面运动影响，高层混凝土建筑结构更容易受到水平作用力的影响，出现侧移甚至坍塌情况，这对高层混凝土建筑横墙的承载力提出了一定要求。在抗震结构设计中，建筑物结构的水平刚度是最为重要的设计要点。高层混凝土建筑的楼盖要把地震的作用力传递给横墙，让结构产生抗倾覆的力矩，同时在结构的竖向构件内形成一定的轴力，从而让建筑结构的高度与水平力弯矩形成正比，避免发生侧移甚至坍塌的情况。
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二、高层混凝土建筑抗震结构设计
2.1设计建筑主体结构的基础
建筑工程的基础结构是否设计的科学，会跟建筑的质量息息相关，相同结构的单元应当设置在地基性质相似的地面上，并且使用一样的结构，如果地基的位置出现了橡皮土、液化土和新填土等承载力不一的土层时，要通过适当的处理措施来增强基础结构的刚度，保证地基足够的承载力。使用底框结构不仅实用性强，而且具有较强的经济性，使用范围相当广泛，但是，这种结构体系下的刚度分布不均匀，存在头重脚轻的可能，最终使得建筑物的整体结构出现不均匀变形，严重者甚至会导致房屋部分开裂，所以，不易在高设防烈度地区使用这种结构，或者在具体设计时，设计人员应当通过适当措施确保上下部分具有一致均匀的刚度，真正有效提升抗震水平。
2.2增加抗震防线
高层建筑的抗震结构是由多个延性分体系构成的，并且各个延性构件是相互协调连接的，如框剪力结构就是结合了剪力墙与框架分体而构成的多肢剪力墙结构体系，通常在大型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，并确保同一平面内的主要构件屈服，剩余抗侧力部件处于弹性过程阶段，提高主体结构的有效屈服持续时间，保证主体结构具有加强的延性和抗侧移能力。在进行建筑的抗震设计时，可能会出现某一结构构件的抗侧移值太大的现象，最终引起其他结构构件强度不够，所以在设计时必须适当强化构件的抗侧移能力，必须反复权衡施工中的以大带小与个别抗侧力部件的配筋率提高等设计行为。
2.3使用多种抗震计算方法
在进行高层混凝土建筑设计时，必须正确计算抗震结构的位移，定量的分析结构设计方案，将主体结构的变形量控制在一定范围中，确保发生一般的地震时不会出现变形。计算主体结构的承载力时，要实时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变情况，明确构件的合理构造要求，另外，还要确保建筑优良的场地条件良好，尽量降低所输入的地震能量，有效降低高层建筑的主体结构的破坏程度。
2.4抗震加固设计
在多数情况下，高层建筑都明确了设防抗震要求，所以，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，但是轴压比不可太大，要不然就会构成结构短柱，延性相当有限，如果遇上高烈度的地震，易导致剪切破坏，最终会导致整体的倒塌，所以必须进行加固设计。
（1）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。
（2）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。
2.5将位移考虑在内，降低输入地震能量
（1）客观看待位移问题。计算承载力是我国建筑结构设计的基础，设计人员应该重视这个计算，并采用弹性策略，系统性的分析和计算相关结构力，保证建筑结构的稳定和安全；而要有效减少水平方向的侧移，可以减少建筑的自重，将横向弯矩考虑在内，在分析相关数据的基础上，开展深层次的设计，将多个方面的因素都考虑在内。
（2）降低地震的输入能量。随着社会经济的发展，人们对高层混凝土建筑的抗震性能提出了更高的要求，所以，在开始设计时，就应考虑地震的预期作用，仔细预算、计算和分析变形问题，设计时应重视构件承载力，还要计算地震时层间的位移侧移与综合位移之间的延性比等，保证建筑结构的稳定性和实用性。
三、结语
高层建筑混凝土结构是我国主要的建筑结构形式之一，如何设计好高层建筑混凝土结构的抗震结构是我国当代社会所要考虑的重要问题，作为建筑设计人员，在高层建筑的前期要做好地基勘探工作和计算设计工作，主义建筑的平面布置和混凝土材料的选用，加强高层建筑混凝土结构的防震功能。
参考文献：
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[2]张志强，贾洪亮.高层建筑混凝土结构设计分析[J].工程建设与设计，2018（23）：21~22.
[3]刘宇.刍议建筑工程结构设计要点[J].建材与装饰，2018（48）：94~95.
论文作者:张永辉
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第19期
论文发表时间:2019/4/15
标签：结构论文; 高层论文; 建筑论文; 混凝土论文; 构件论文; 延性论文; 荷载论文; 《建筑细部》2018年第19期论文;