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摘要：随着社会经济的不断发展人们生活水平的提高，高层建筑中的抗震结构是一项大工程，主要体现在在建筑高度、承受力、主题结构等多个方面。如何能在保证个体结构和整体规划的基础上，又满足居民生活的要求，以及社会美学价值，是当前高层建筑行业发展的重要课题。本文就高层混凝土建筑抗震结构设计展开分析和讨论。
关键词：高层建筑；混凝土；抗震设计
引言
随着现代科学技术的进步以及城镇化建设的逐渐扩大，建筑行业取得了良好的发展成果。积极采用切实有效、科学合理的施工方式和技术手段，是土木工程建设质量的保证措施之一。
1高层建筑混凝土抗震结构的设计要求
(1)必须满足发生破坏力较大的地震时不倾倒的基本要求，即在中级地震后经过适当的维护和检修后可重新使用，在微弱地震后可保持建筑物的牢固，也就是常说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的建筑抗震三水准。此外，在符合不倾倒的基本要求的前提下，还应对各个方面的影响因素进行考虑，保证设计的建筑混凝土抗震结构的科学性和合理性，同时结合实际情况，完善设计和规划方案以满足抗震要求。(2)在执行工作的过程中，设计人员一方面要保证结构设计刚度能满足相关要求，另一方面还要全面了解高层建筑混凝土抗震设计的相关知识，如物理学知识，以通过合理的调整与配合来提高高层混凝土结构的抗震效果，使其波动力在一定范围之内，进一步提升设计水平。(3)在设计过程中，应充分分析某些连接点和结构构件的受力情况，确保在遭遇地震时，可采取有效的减震措施来避免出现较大的经济损失，致使高层建筑混凝土结构出现连续损坏甚至崩塌的严重后果。同时，设计人员还需对抗震结构的抗震性能进行合理的改善，保证其强度与刚度符合相关要求，从而形成良好的结构体系，进一步提高抗震效果。
2高层混凝土建筑结构抗震设计方案
2.1全局观念
高层混凝土建筑的结构设计不应当像其他建筑工程一样从一方面切入，然后一个环节一个环节的设计。由于整个建筑是一个整体，因此高层混凝土建筑的结构设计应当从全局出发，全面整体系统的考虑各个建筑部位的功能，以及对防震的设计和安排。在这个基础上，也要科学的设计每个部分之间的衔接，保证各个环节看似分开其实都是一个整体。面对地震时，高层建筑的每个组成部分都应当承担起抗震的责任，地基保证稳定性，混凝土保证坚固性，整体性的设计能够赋予高层建筑更好的承载力，从而一定程度上延缓地震对高层建筑的层次性破坏，增强建筑的整理抗震能力。
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2.2选择合理的结构布置
应从平面体型和立面变化等方面考虑提高结构的总体刚度以减少结构的位移。在结构布置时，应加强结构的整体性及刚度,加强构件的连接，使结构各部分以最有效的方式共同作用；加强基础的整体性，以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响，同时应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。简单地说就是使结构各部分刚度对称均匀，各结构单元的平面形状应力求简单规则，立面体型应避免伸出和收进，避免结构垂直方向刚度突变等。平面的长宽比不宜过大，以避免两端相距太远，振动不同步，应使荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转的影响。尤其是布置楼电梯间时不宜设在平面凹角部位或端部角区，它对结构刚度的对称性有显著的影响。
2.3设计中抗震概念的合理选材
根据以往地震灾害和工程抗震的经验等获得的基本抗震设计原则和设计思想，用以提出正确地桥梁结构总体方案、材料的选择和细部的构造等，从而达到合理抗震的设计目的。桥梁抗震概念设计的主要任务是选择合适的抗震结构体系。以钢筋混凝土的结构设计作为延性机构，建筑材料的选取应具备延性好、强度高以及性能大等优势，合理的对塑性铰部分进行控制，使高层建筑在大震中也能具有强有效的抗震作用。同时，合理的对高层建筑材料进行选择和利用，能有效减少建筑结构的承载力及地震危害，降低高层建筑倾覆力矩，减少扭转效应。
2.4优化抗震结构的功能和体系
在高层混凝土建筑抗震结构设计中，设计人员应重视抗震结构的功能和抗震结构的造价及相关要求两个方面，在一定的约束条件和目标下完善、优化抗震功能设计以提高抗震性能。同时，从优化抗震结构的体系方面，通常可以选择的方式有悬挂、筒体与剪力墙等三种方式。这是高层混凝土抗震结构体系优化的主要方式。以框架核心筒结构为例，在设计中，设计人员要重视伸臂桁架和腰桁加强层会导致部分相对薄弱层出现的问题。这会导致刚度和承载力发生变化而对抗震功能造成不利影响。为了应对这个问题，通常会采取限制刚度的方式以适当削弱加强层。此外，设计还需要考虑社会效应与美学效应的结合，合理控制工程造价两个方面，以设计出具有高质量水平的抗震结构体系。
2.5屋顶防震设计
通过近些年来的研究，我们发现，在高层建筑的防震体系设计中，不仅仅地基和结构要做到防震，建筑的屋顶也应当进行防震设计，从而保证整个结构的稳定性。但是，根据近几十年来的数据显示，当前高层建筑屋顶防震的设计还存在着瑕疵。最显著的问题就是屋顶过高、过厚的问题。研究发现，屋顶在设计时过高、过厚会在地震中产生屋顶塌陷和变形。而且屋顶的塌陷还会加剧地震反应，因此对屋顶的设计要求也逐渐严格。早年高层建筑的设计往往忽略屋顶设计，因此很多屋顶的中心和整体结构的重心不在一条线上，在地震发生时，抗侧立墙就会发生扭曲和间断，直接影响了建筑降震。
2.6提高建筑抗震构造的措施
在进行钢筋混凝土建筑设计过程中，为了提高其抗震能力，就需要对受拉钢筋的恰当配筋率给予全面的了解和掌握，而且要求最大配筋率与最小配筋率满足设计要求。最大配筋率可以维持受拉钢筋的屈服状态，以确保在最终受到损坏时，混凝土受压区域可以与房梁的极限压应力维持在一定的差距范围，最小配筋率可以确保房梁不会由于拉力作用而诱发钢筋断裂或裂缝现象。实际上，房梁的最终破坏一般是以受压区域混凝土的碎裂程度以及混凝土所能承受的极限压力为标准的。在钢筋混凝土建筑抗震设计过程中，需要明确箍筋的使用办法，其一般具有如下几个方面的优势：(1)可以规范箍筋的最小直径，在确保箍筋状态的同时，保证纵向筋就不会由于受力过早而发生不稳现象；(2)可以有效抗剪；(3)借助箍筋的办法来有效束缚受到压力的混凝土，以确保混凝土的抗压能力得到有效提升。因此，在进行钢筋混凝土建筑施工过程中，需要采取有效措施来确保房梁使用的钢筋满足钢筋规范和标准，而且受压钢筋可以达到分散剪力作用的目的，使受压区域的高度值得到有效改善，而且在地震发生的时候，也可以通过下梁区域发生整箱弯曲，而使下部钢筋受到压力的作用，提高钢筋混凝土建筑抗震效果。
结语
高层抗震建筑的发展仍然是任重道远，但随着我国综合实力的上升，科学技术也在不断的提高，我们对高层建筑的发展仍然是抱有很大的期待。当前高层建筑的设计主流趋势偏向环保和节能，但是安全仍是人们对高层建筑的首选。因此对高层建筑的抗震设计势在必行，相信在不久的将来，会有更好的抗震设计方案，从而为人类的发展做出贡献。
参考文献
[1]王博，王识.高层混凝土建筑抗震结构设计分析.建材与装饰，2018（02）：91.
[2]吴磊.高层建筑混凝土结构设计中的抗震设计分析.门窗，2017（07）：140.
[3]王静.高层混凝土建筑抗震结构设计分析.住宅与房地产，2018（15）：196
论文作者:董孝臣1,周洁2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/12
标签：结构论文; 混凝土论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 建筑论文; 高层论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;