孙亮

摘 要：抗震设计是建筑结构设计重要环节，高层建筑结构对抗震性能有更高要求，其抗震设计更是整个工程建设的核心环节，因此必须引起相关主体的足够重视。对此，本文本文在简要分析建筑抗震设计存在问题的基础上，重点探讨了高层建筑钢筋混凝土抗震科学设计的要点，以期为广大业内同仁提供有益思考。

关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震设计

地震作用影響因素的复杂性使精确的抗震计算有一定的困难，因此建筑抗震问题必须引起足够重视。高层建筑层数多、高度高，结构也比一般建筑复杂，随着高层建筑的增多，一旦遭遇地震，将会造成巨大损失，高层结构抗震设计越来越重要。所以，采取有效措施，做好高层建筑结构的抗震设计，防患于未然，对提升高层建筑抗震能力有重要意义。

1 建筑抗震设计存在的问题分析

要研究高层建筑结构的抗震设计，必须先分析高层建筑抗震设计存在的问题及影响因素。

1.1 地基选取问题

高层建筑不应跨在两类土壤上建造，应避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋，不用震陷土作天然地基，远离河岸，宜选择开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地。高层建筑地基选取不当会影响高层建筑抗震能力。

1.2 结构体系与材料问题

建筑物所用材料和结构体系逐渐被重视，其选择对于抗震有重要意义。钢筋混凝土建筑结构在变形控制过程中要考虑混凝土的位移限制，钢筋混凝土的弯曲变形侧移较大，如利用钢框架减少位移又会增加钢筋负荷，辅助效果也不明显，所以结构模式要避免负面作用产生，慎重选择。

1.3 建筑物高度问题

高层建筑需要有合理的建设高度，在这种高度下抗震设计才会稳定安全，但是在高层建筑越来越多的今天，超过国家高度要求的高层建筑日益增多，相对应的，符合国家标准的抗震设计规范很可能不再适用，超高层建筑理论经验总结的不足使建筑结构在地震中的表现具备更多不确定性，当遇到震力时，地震的破坏力可能会被放大，造成生命财产损失。

2 高层混凝土建筑抗震结构科学设计要点

2.1 确保主体结构合理性

高层建筑工程混凝土主体结构设计是否合理，直接决定着建筑质量优劣，因此必须确保其设计合理性。相同结构单元一定要设置在地基性质相差不大的地面上，如果地基中存在承载力不相同的复杂土层结构，那么就要采取针对性措施进行加固处理，以确保地基承载力的硬性要求。此外，底框结构具有经济性、普适性、实用性等优势，但此类结构布局存在刚度分布失衡的问题，很容易造成工程整体结构的变形，严重的可能会带来开裂问题，所以在高层混凝土结构设计时，设计人员必须在充分考虑高设防烈实际需求的基础上，对此种结构进行合理选择或改进处理，以确保建筑整体结构的刚度均匀，以确保建筑结构抗震性能的合理性。

2.2 设置多个抗震防线

高层建筑抗震结构主要可分为数个延性分体系，且各延性构件之间互相协调连接，例如：框架剪力墙结构，即为结合剪力墙和框架分体所构成。由于在大型的地震后，往往会出现余震，若是仅仅布设一道抗震防线，则一旦其被余震破坏，将直接导致高层建筑结构受损严重，甚至是出现倒塌问题。对此，设计人员应设置好结构构件的抗震设防体系，保证同一平面主要构件已经屈服时，而剩余的抗侧力部件均处在弹性阶段，有效延长建筑主体结构有效屈服的持续时间。建筑工程抗震设计过程中，会产生某一个结构构件抗侧移值过大，以致于其他构件强度较低，对此必须合理强化构件抗侧移能力，对施工中的“以大带小”以及改变抗侧力构件配筋的做法进行反复权衡。

2.3 采取多种抗震计算的方法

在高层混凝土建筑的结构设计中，必须做好抗震结构位移的科学计算，定量分析结构设计方案，把主体结构变形量有效控制在一个合理的范围内，即使遭遇一般地震也不会产生变形问题。在对主结构的承载力进行计算的过程中，必须要对高烈度地震下，结构层间位移角、延性位移加以计算、分析，严格根据建筑构件位移与结构变形关系，得到主要构件变形数值，其后根据建筑物截面应变的情况，进一步明确构件构造要求。同时，在建筑结构设计时，必须整建筑场地条件优良，尽可能地降低地震输入能量，减小高层建筑主体结构所受到的冲击，保证建筑安全。

2.4 抗震加固设计

（1）螺旋复合箍筋的应用。框架柱抗剪能力需和强剪弱弯、剪压比相符，而柱子端部抗弯能力也需达到强柱弱梁限值标准，短柱在强柱弱梁和强剪弱弯时，不会出现剪切破坏，螺旋复合箍筋主要优点在于能够提高柱子抗冲剪能力，使得短柱的抗震性能得以提升。（2）分体柱的应用。短柱抗弯性能要比抗剪性能强，因此在遭遇地震时，往往抗弯能力未能够发挥作用，就已经出现剪坏破坏。基于此，在设计过程中，应适当地对短柱抗弯能力予以弱化，使其与抗剪强度接近，令短柱能够在地震开始阶段就满足抗弯屈服强度。在实际设计中，经常通过减少抗弯强度的形式，也即是把柱子沿着竖向设缝，将其划分成各个分体柱，而分体柱配筋可于柱肢间布置适量的连接键，易达到增强构件刚度和抗震性能的目的，连接键主要使用的是通缝、分隔板、摩擦阻尼器等。选用分体柱，虽然无法增强柱子抗剪性能，而降低了其抗弯能力，也就是实现柱子抗变形性能的有效提建筑节能高，真正实现“短柱”向“长柱”的转变，大大增强短柱抗震能力。

总而言之，在高层建筑混凝土结构抗震设计中，设计人要在充分考虑地基选取、结构体系与材料、建筑物高度等方面影响因素的基础上，采取针对性措施加以改进优化，包括确保主体结构合理性、设置多个抗震防线、采取多种抗震计算的方法和抗震加固设计等，只有如此，才能有效确保高层建筑抗争性能的有效性，才能提高高层建筑的使用寿命，才能进一步拓展混凝土结构设计的发展空间。

参考文献

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[3]孙玉平，赵世春，叶列平.中日钢筋混凝土结构抗震设计方法比较[J].建筑结构，2011，（5）：13-19，32.

（作者单位：中国航天建设集团有限公司大连设计研究院）