广州市番禺城市建筑设计院有限公司
摘要：高层建筑随着高度的增加受水平作用的影响越来越大，水平力沿高度近似倒三角形分布，因此高度对结构底部弯矩和顶部侧移的影响非常明显，地震作用对高层建筑的影响程度远远高于对多层建筑。高层建筑混凝土结构在抗震设计时，选择合理的抗震设计方案，不仅能够最大限度的改善建筑物的抗震性能，对经济性也会有正面积极的作用。高层建筑抗震设计不可仅依赖于计算，在确定结构平面、竖向布置时，需着重注意抗震概念设计。
关键词：混凝土建筑；抗震结构设计；对策
1高层混凝土建筑的结构特点
高层混凝土建筑是目前我国建筑业的主流建筑形式，其泛指高度超过28m，层数超过10层的建筑物。高层混凝土建筑与传统的多层混凝土建筑之间有着本质上的区别，尤其是针对抗震结构的设计要求更是发生了翻天覆地的变化。从结构角度来看，高层混凝土建筑属于一种竖向的悬臂结构，建筑自身的弯矩、轴向力等参数的具体情况主要取决于建筑自身的水平荷载与垂直荷载，高层混凝土建筑的高度与轴向力之间存在着线性关系，而层数则与水平位移、弯矩之间存在着上升曲线的关系。而从受力情况的角度来看，当高层混凝土建筑的水平荷载分布均匀时，建筑自身的高度与弯矩之间的关系为二次方关系，而当建筑物垂直荷载方向没有发生改变的情况，建筑高度的增加并不会对建筑结构造成较大的受力。
2建筑抗震设计中建筑设计与结构设计的关系
建筑设计对建筑抗震起着主导作用。一般情况下，在建筑方案中建筑结构设计的修改对于整个建筑设计来说很难做较大篇幅的修改，如果整体建筑设计方案确定，结构设计只能服从建筑设计方案要求进行结构布置，因此，如果建筑设计师能够从一开始就对建筑方案项目进行合理的布置来满足建筑抗震的需要，那么结构设计中，结构设计人员在构件选择、建筑的自重与刚度在整个建筑内的分布情况就可以更好的进行选择与分配，若地震来临，其构件系统分布产生的形变也可以较为均匀的分布，减小建筑整体的变形，从而减轻了地震给建筑带来的效果，提高了建筑抗震能力。
如果建筑设计人员在开始的建筑设计方案中没有全面的加入抗震设计理念，那么在结构设计环节就会存在很多不可预估的困难，在结构构件及抗震性能布置方面存在诸多限制，甚至严重情况下，会造成一些不合理设计的发生。其次，如果存在无法合理布置的情况下，结构设计人员往往会通过在单位体积内加大承载能力，即通过加大构件物的截面或者配筋状况来实现设计规范要求的承载能力，但一般情况下，会增加预算，使建筑的经济性不合理，甚至造成一定浪费。
3地震时高层混凝土建筑的破坏特点
3.1地基破坏
地基破坏的情况在地震阶段当中较为少见，其仅仅发生在条件特殊的情况之下。当建筑物建立在软土层上时，土体会因为地震力的影响而出现液化的情况，并导致建筑物的地基出现不均匀沉降，而修建在地基上方的建筑结构也会出现不同程度的倾斜、裂缝等情况，一旦当地基的沉降、破坏情况达到某种程度时，建筑上部结构会出现明显的结构破坏情况，且多数无法再进行修复。
3.2结构体系破坏
建筑结构体系破坏的情况主要会发生在框架填墙结构的高层混凝土建筑当中。在地震力的影响之下，建筑的内框架柱上部会出现剪切型破坏，而低框结构则由于自身的刚度相对较低，故其往往会在地震当中受到严重的破坏。
3.3刚度破坏
一般情况下，高层混凝土建筑的主体结构以矩形平面式结构为主，若建筑的电梯井在地震力的影响之下出现偏心的情况，则会加剧地震力对于建筑结构的破坏程度，导致建筑结构受到扭转振动的破坏。
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4提高建筑工程结构的抗震性能设计方案
4.1树立建筑工程结构抗震设计理念
随着科学技术的快速发展，建筑设计逐渐的转变为计算机数字化设计图纸，在进行计算机设计的时候，会进一步缩短设计过程，诸多细节和设想都是通过计算机技术辅助加以实现，但是由于过于依赖计算机软件所具有的强大辅助功能，忽视了设计理念以及设计要求的规则性，从而会进一步弱化了抗震意识，随着新时代的快速发展，建筑工程的高度逐渐的受到了社会各界的广泛关注，高层建筑结构在进行设计和计算的时候十分的复杂和繁琐，建筑荷载计算的因素诸多，并且因素还存在着一定的变化，从而面对地震的时候具有更大的风险，所以，必须要不断的优化结构抗震设计，积极的选择科学、实用的概念进行设计，才能够不断的优化和创新完整的框架，最终提供真实的模型提高设计水平。
4.2做好建筑空间的设计布置工作
建筑空间在进行设计布置的本质就是对整个建筑工程的内部空间进行设计，从根本上保证建筑工程的立体方位的稳定性和可靠性，一旦遇到地震的时候，建筑工程不仅会受到地表振动的作用力还会受到来自空气中的各种作用力，所以空间设计布置工作显得尤为重要，能够最大程度上降低地震的作用力。为了能够保证建筑工程承受更多的作用力，建筑结构设计工作必须要保证建筑工程各个方面的强度足够，将地震所带来的巨大不良影响控制在最小的范围，促进建筑工程的可持续性发展。
4.3消能减震
隔震体系的主要作用就是能够控制地震对结构自身所带来的破坏性，根据相关调研和试验数据表明，通过隔震措施能够有效的降低60%左右的结构水平地震加速度的反应，最终通过隔震设计措施最大程度上降低结构的地震损坏。一般主要会选择消能减震的方案提高阻尼，比如建筑工程中的消能器的应用可以有效的减少结构在风力下的位移，对于减少结构地震反应的效果十分的显著。通过科学、合理的隔震设计的时候，应该通过橡胶隔震支座以及阻尼装置等部件进行有效的布置，从而形成整体复位效应的隔震层，有效的延长了结构自振周期，减少水平地震的作用，最终起到了有效的抗震效果。在进行消能减震设计的时候，建筑工程中往往会设置消能器，消能器的相对变形和速度能够进一步增加阻尼，从根本上提高了建筑工程的防震效果，保证建筑工程的质量和安全。
4.4优化工民建工程结构
为了能够从根本上提高建筑工程的抗震能力，必须要及时的清除冗杂结构，在建筑结构优化的过程中，必须要考虑诸多影响因素，比如荷载能力以及施工场地等诸多影响因素。在实际抗震设计的时候，不能一味的追求建筑工程的新、奇、特等元素。在建筑工程结构优化的时候，必须要重视以下几个方面的问题。其一，必须要重视建筑工程本身的整体稳定性和可靠性，在抗震设计的时候必须要加强建筑工程的宽度参照系数的研究，及时的关注建筑工程基础的深埋深度。其二，必须要重视楼层平面的刚度，设计的时候，必须要将楼层平面的刚性加以重视，计算楼层平面具有的刚度才能够及时的获得楼板的实际受力情况。其三，必须要重视结构设计软件的积极应用，充分的利用先进的信息技术和网络技术不断地提高抗震设计水平和效果，才能够保证抗震设计图纸的准确性和可靠性，最终保证建筑工程的质量和安全。
结束语：综合来看，在新时代的要求之下，高层建筑的抗震结构设计需要从建筑的实际环境出发，应用先进、科学的设计理念和抗震技术，切实提高建筑物自身的抗地震、抗倒塌能力，提高建筑物的综合性能、安全性与稳定性，尽量降低地震现象对于建筑物的破坏。
参考文献：
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[5]吴磊.高层建筑混凝土结构设计中的抗震设计分析[J].门窗,2017(07):140.
论文作者:陈东云
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/7
标签：建筑论文; 结构论文; 建筑工程论文; 混凝土论文; 高层论文; 结构设计论文; 情况论文; 《防护工程》2019年20期论文;