肖成龙

【摘要】在高层混凝土建筑当中，对于抗震的设计是非常重视的。对高层混凝土的承载能力进行不断的提升，是保证建筑稳定性的基础，也是对人们生命及财产安全的有效保障。目前，我国对高层混凝土建筑结构的抗震设计，已经是一项非常关键和重要的项目，其中最主要的目的就是对建筑结构的整体可靠性性进行不断的提高，从而降低地震的破坏性。

【关键词】高层建筑;混凝土结构;抗震;设计

1、引言

随着经济的发展和城市人口的不断增多，高层建筑已经成为了城市居民住址主体，因此高层建筑的结构抗震设计也就成为了当下城市建设当中的首要问题。高层混凝土建筑抗震结构是应用非常广泛的建筑结构之一，因其良好的抗震能力受到越来越广泛的应用，对高层混凝土建筑结构抗震设计进行研究和探索具有重要的现实意义。如图1所示是常用的高层建筑抗震结构形式

2、高层混凝土建筑结构特点及地震的破坏特点

2.1 高层混凝土建筑结构特点

高层建筑通常情况下是指具有相当高度的建筑物，一般指10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他民用建筑。由于高层建筑是的形式是高耸的，因而可以将地面以上部分看作悬臂结构。由于高层建筑所受的横向和竖向荷载较大，导致建筑的弯矩和剪力在控制上有特殊要求。建筑的高度越高，其受到的荷载越大，在进行抗震设计时的要求也就越严格。此外由于轴力与建筑的高度成正比，并且因重力二阶效应，对水平作用下结构的内力和位移产生增大的效应，因此对于工程建筑结构的结构抗震设计需要考虑水平和竖向荷载的共同作用，从而保证设计的正确性。

2.2 发生地震时高层建筑的破坏特点

地基受到破坏后，高层建筑体会出现倾斜，如果高层建筑位于危险地带，在遇到地震后，由于地基土层的不均匀性，会导致沉降量出现差别，进而对建筑造成不均匀的受力，使其发生裂缝。此外如果建筑场地的地震周期与建筑结构的自振周期相近，也會导致共振现象，建筑结构产生极大的破坏性影响。建筑结构体系遭到破坏，建筑物内框架上方容易遭到剪切型破坏，窗洞也会出现短柱性破坏。相比而言框架-抗震墙结构遭到地震破坏的程度较小。建筑物主体结构如果采用的是长矩形平面，在发生地震后，发生扭转振动现象，加剧地震破坏力。而如果建筑物主体结构采用的是L型或者三角形等不对称平面设计，在扭转振动的过程中也会加剧地震灾害的破坏程度。

3、高层混凝土建筑抗震设计主要问题

3.1 施工设计

高层建筑的施工过程对于整个建筑的抗震性能具有重要的影响。然而在当前许多的高层建筑项目的施工中，为了获得更大的利益，而不严格按照设计高度施工，当高度过高超过设计允许的值，就会导致建筑在遇到地震时无法承受地震荷载，从而更加容易发生倒塌，对使用者造成灾难性的后果。另外如果不按设计要求施工，还会影响建筑内部的结构强度，造成安全隐患。

3.2 高层混凝土建筑场地选择的缺乏科学性

建筑场地的选择对于高层混凝土建筑结构的抗震性能具有重要的影响，如果高层建筑选取的场地条件不满足抗震要求，则会对建筑造成影响。然而目前随着我国城市化进程不断加快，越来越多的高层建筑工程投入施工，然而对场地的影响分析不到位则会产生危险隐患。因此，高层混凝土建筑在选择建筑场地时应该对项目建设地点的地质进行勘察，采取措施避免地震时地基基础的破坏。

3.3 高层混凝土建筑结构体系选择缺乏合理性

高层混凝土建筑结构抗震体系的选择是抗震设计的关键问题，选取合理恰当的建筑结构体系与建筑的整体安全有着密切的联系。在实际设计过程中出现以偏概全，因部分结构或构件影响到建筑的整体抗震性能，选择严重不规则的结构体系，没有明确合理的地震作用传递途径，变形能力和消耗地震的能力不足，而且可能还会出现薄弱部位等一系列问题。所以说结构抗震设计时应特别注重概念设计，运用结构工程师的结构思维和判断力，从宏观上决定结构设计中的基本问题。因此，选择合理的结构体系，对提升建筑抗震效果有着积极意义。

4、高层混凝土建筑结构抗震设计方法

4.1 科学选定建设位置

为了使得高层建筑施工得到可靠的保证，需要对建设的位置进行合理的选择，区域和位置选择要综合考虑建设地区的工程地质和水文地质条件，同时考虑和其他场所及设施的距离，防止对已有的建筑或设施造成影响。另外也要充分考虑场地的建设能力是否达到要求，以保证建筑建成后具有可靠的抗震性能。

4.2 增加多道抗震防线

在高层建筑的抗震体系中，通常是由若干个部分组成，每一个部分都具有较好的延性，互相通过可靠的连接进行协同工作。由于通常情况下，地震发生后会带来较多的余震，因此为了避免建筑在余震的作用下发生进一步的抗震防线的破坏，需要进行多道抗震防线的设计，最大程度上确保内部、外部赘余度，有意识地建立一系列分布的塑性屈服区，使结构能吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复，保证主体结构具有很强的延性和抗侧移能力。

4.3 使用多种合理的抗震计算方法

抗震的设计计算需要根据地震的发生概率进行，通常是以该地区的多遇地震的抗震要求进行设计，此外对于特别重要的建筑物还要进行罕遇地震下的抗震设计计算。对于工程建筑存在薄弱层的情况，还要进行地震作用下的弹塑性的变形验算。同时要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。

4.4 提高抗震构件的延性

高层建筑的抗震设计时要满足建筑结构的刚度和变形的要求，以及建筑在荷载作用下的强度要求。然而由于目前高层建筑结构通常采用混凝土进行结构的施工，而混凝土的比重较大，因此对于建筑结构构件的延性也要有要求，以保证高层建筑结构在特定的层高下，可以通常调整轴压比来进行结构构件的延性调整。一般来讲，不宜设置为短柱，因为，因为短柱延性相当有限，易导致剪切破坏，最终会导致整体的倒塌，所以提高构件的延性很重要。

4.5 设置合理的高层混凝土建筑结构参数

在高层建筑的设计中，各个建筑结构参数对于其抗震性能都有重要的影响。通过设置合理的参数，可以保证建筑结构的各个受力构件，包括梁、柱、板等变形和承载能力都达到要求。此外在建筑结构的施工中，质量检测、施工工艺、施工材料、地形条件、建设位置等方面也具有影响，为了提高高层建筑结构的设计水平，需要对设计中的各个要求进行全面的分析，得出细致的结论。

结语：

在我国目前的发展趋势来看，高层建筑建造的越来越多，而高层建筑的施工和使用的安全性和可靠性对于建筑本身和使用者都有重要的意义。结构的抗震是高层建筑在进行结构设计时必须考虑的因素，应当引起足够的重视。不仅要对建筑所处的区域位置、水文地质条件、工程地质条件等因素进行全面的考虑，建筑本身的各项指标也要进行全面的分析，以确保高层建筑的抗震设计达到标准要求。

参考文献：

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