高层混凝土建筑抗震结构设计探讨 范明星

高层混凝土建筑抗震结构设计探讨范明星
发表时间：2019-12-31T14:22:56.367Z 来源：《防护工程》2019年17期作者：范明星[导读] 高层建筑受到地震灾害的影响，会带来巨大的社会影响造成重大的经济损失。

江苏中建工程设计研究院有限公司江苏连云港 222000 摘要：近年来，国内建筑行业取得很大突破，工程建设数量明显增多。

其中抗震结构受到人们重点关注，抗震设计理念可以有效提高工程抗震性，保证建筑工程的稳定安全，本文对高层混凝土建筑抗震结构设计策略进行了探讨。

关键词：高层混凝土建筑；抗震结构；设计引言
高层建筑受到地震灾害的影响，会带来巨大的社会影响造成重大的经济损失。

所以在建筑结构设计和工程建设过程中，必须高度重视结构的抗震性能，采取科学有效的措施增强建筑结构的延性，从而有效避免建筑结构受到较大的地震作用时，发生较大变形甚至倒塌的现象。

1高层建筑结构抗震设计常见问题
1.1建筑高度超出规定建设标准
我国国土面积较大，东西南北横跨区域较广，对于建筑行业来讲，区域差异较大，故而不同地区对于建筑物高度要求存在一定的差异，不同地区对建筑物高度有明确的规定和限制。

对于建筑方来讲，必须严格按照规定和限制施工。

但是从现实情况来看，一些建筑企业一味的追求经济效益，使得建筑物超出预期高度，间接影响建筑抗震水平，一旦发生强烈地震，“超标”建筑受地震外力的影响很容易发生变形或破坏，影响建筑安全性。

1.2抗震设防烈度强度不足
抗震设防烈度是对建筑物本身抗震性能的特殊要求，一方面，抗震设防烈度与当地地震基本烈度有关，另一方面还与建筑本身要求有密切关系，具体的抗震设防烈度需要参照《建筑抗震设计规范》。

近些年，随着建筑行业的发展，过去的结构设计已然无法满足人们对于建筑本身的需求，尤其是建筑抗震方面还有较大的提升空间，所以必须进一步的规范标准，通过抗震设防烈度强度提升来有效提高高层建筑抗震性能。

2高层混凝土建筑抗震结构设计要求
2.1提升计算精确度，把握结构刚度
高层混凝土建筑的施工过程中，抗震结构设计起着重要作用，需要在筹划期间对相关计算精确度进行有效把握，在此基础上将刚度控制在合理范围内，同时对建筑的地质地貌、设备运行情况及物理力学等方面进行全面考虑。

只有这样才能对建筑高度进行切实规划，并在建设过程中合理调整。

同时，还应对建设场地地质条件进行全面了解，最大程度上把建筑地基承载力及差异沉降控制在一定范围内，既可提高建筑抗震性能，又为建筑质量的提升奠定良好的基础。

2.2确保位置正确解析，注重部件间的连接
对高层混凝土建设进行抗震结构设计时，需对重要位置的重要特点进行解析，使不同部件之间有效连接。

同时，还应对其进行详细计算与合理调整，最大程度上提高建筑整体结构的安全性。

此外，还可将以往地震灾害作为重要参考，对建筑进行有针对性的抗震结构设计。

若采用降低建筑物刚度的做法，会使建筑物在地震时发生结构破坏情况，为此，需对加护物抗震能力进行提升，使建筑物破坏性降至最低。

3高层混凝土建筑抗震结构设计策略
3.1严格把控建筑材料
材料是提高建筑物质量的关键，对抗震有着重要作用。

在选择结构材料的过程中，要充分参考抗震设计理念，根据具体的建筑工程项目以及建筑工程结构，选择出科学合适的结构材料，保证抗震效果得到充分展现。

其中结构材料和结构形式之间相互影响，因此是首要考虑指标，主要包括以下几个方面：强度和重力比值；匀称；正交各向问题；连续性和延展性。

同时，建筑材料应根据施工进度的要求分别进入施工现场，在进入现场前管理人员应对材料的数量和质量进行再次审核，防止材料掉包或掺假情况的发生。

施工单位应设置专门的材料摆放区域，由专业的管理人员对材料进场后进行分类和摆放，并对材料的用量进行合理分发，每天记录材料的剩余，对提升建筑物的抗震强度具有重要意义。

3.2选择合适的抗震施工场地
地震不仅会引起地表错动，还容易引起地基不均匀沉降、滑坡等，所以高层建筑首先必须选择抗震强度较高的区域，避开抗震不利区域，如果实在无法避免在抗震不利区域施工，则要采取必要的抗震加固措施。

按照抗震设防烈度要求强化建筑地基、建筑上部结构刚度，同时根据所在区域地基液化登记部分消除或则是全部消除液化沉降。

如果建筑所在地区地基主受力层周围有软弱性土层、新填土或不均匀土层，必须使用桩基、地基加固，合理估计地震发生时地基不均匀沉降和可能发生的其他不利影响，对于可能出现地基滑移、地裂的场地要辅助稳定措施。

3.3地基基础设计
对于高层混凝土建筑结构设计的实施中，在设计方案的优化上可以具体从两个方面着手。

首先，可以在地基基础的设计上进行优化，这是提升建筑体的稳定性和抗震性的非常有效的手段。

在地基基础设计上需要注重就地基沉降方式进行选择，尤其要避免不均匀沉降的产生，这会直接影响到后续建筑体的稳定性与抗震性能。

同时，对于高层或者超高建筑而言，做好地基基础的加固极为重要。

稳固的地基不仅是让高层建筑得以实施的基础，这也是从整体上提升建筑体抗震性能的依托，因此在这个环节上要有充分保障。

随着目前高层和超高层建筑体的不断增多，在针对这类建筑进行地基设计时的方法和技术发展的也很快。

设计人员可以相应参考一些先进的技术方法，让地基设计可以更好的实现。

3.4多道抗震防线设计
建筑抗震结构延性构件之间存在一定的协调与连接关系，因地震中会出现较多余震，若只设计道抗震防线，在余震中对建筑物造成破坏，使高层建筑物主体结构遭受更严重的破坏甚至倒塌。

所以，要求设计人员在设计结构构件抗震设防体系时，为提高主体结构屈服持续时间，需加强对高层建筑物的抗倒塌性与延性的设计。

另外，设计时还应遵循2个原则：设置多道抗震设防体系；抗侧力构件及重要水平构件（如转换梁等）后于普通构件破坏，让连梁等先破坏吸收地震能量。

3.5采用高延性设计，普及减隔震技术措施
现在很多高层建筑设计时采用高延性结构构件，适度结构的刚度，地震时允许结构构件进入高延性的塑性状态，吸收地震能量，降低地震反应，削弱地震的破坏。

延性构件本身能够吸收较多的地震能量，可承受较大的结构变形，因此这种结构体系的优势十分明显。

2000年以后人们对阻尼器及隔振垫在建筑物减隔震中的应用进行了深入和广泛的研究，利用阻尼器及隔震垫可吸收大量的地震能量，减小地震对建筑物的破坏作用。

3.6短柱抗震性能设计
3.6.1提高短柱受压承载力
短柱受压承载力的提升可以大幅减小短柱截面、提升剪跨比，而这种设计要求混凝土强度等级大幅提高，所以需要使用高强度混凝土增加短柱受压承载力，进而降低轴压比。

当然通常高强度的混凝土材料延性相对较差，所以需要使用钢骨、钢管土柱等结构来辅助。

3.6.2钢管混凝土柱的使用
钢管混凝土柱是一种套箍混凝土组合结构材料，将混凝土填入薄壁钢管中形成的一种特殊结构。

混凝土在钢管内部受其侧向约束力的影响处于三向受压状态，可以大幅提升材料抗震强度和极限压应变效果，在使用这种结构时钢管管径、管壁厚度比不宜超过90，且配筋比不宜超过4.6%。

结语
我国建筑行业已逐步成为较重要的社会经济支柱，因此，施工质量与结构安全越来越受到人们的关注。

施工企业通过对高层混凝土建筑进行抗震结构设计，可有效提升建筑主体结构的安全性，最大程度保障地震发生时居民的人身安全。

参考文献:
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