高層混凝土建筑抗震結構設計方案

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摘要:抗震結構設計在高層建筑物混凝土結構設計中難度最大，也是至關重要的環節。原因就是在高層建筑中人口非常的密集，如果高層建筑物的混泥土建筑抗震性能相對薄弱，那么在發生地震自然災害時，易發生坍塌狀況，人們不能及時從中逃脫，那么不可想象的后果就會發生，人們的生命財產安全不能得到保障。本文通過對高層建筑結構特點和高層混凝土抗震結構設計進行分析，從而改進的方案。

關鍵詞:混凝土；建筑；高層；抗震設計

建筑的抗震性設計在建筑行業現在引起了極大的重視度，近年來我國及其他的一些國家頻頻發生地震災害。我國對建筑行業的高層設計提出了關于抗震性的設計目標，根據我國的一些標準法則，要求設計目標要達到大震不倒，小震不壞的情況。高層的混凝土建筑就必須進行科學合理的設計施工以實現其目標。

1高層混凝土建筑抗震結構設計的要求

在高層混凝土抗震結構設計過程中，設計人員應該對高層建筑的抗震效果進行加強，同時要保證高層建筑在遇到地震時建筑物不會坍塌或者傾斜的情況，同時經過恰當的圍護可以保持建筑物的使用，若遇小型的地震時整體結構能保持穩固不會損壞。高層混凝土建筑抗震結構穩定性想要得到提高，在其設計過程中要考慮很多因素得影響，其要求也要做到剛柔并進使高層混凝土建筑能科學合理的受力，以強消弱彎的原則針對性的規劃和設計。

2高層建筑混凝土結構特點

從高層建筑結構受力特點方面上看，高層建筑的垂直荷載方向沒有變化，而其高度越高就不能增長高層建筑的引起量，從而使建筑物的高度與彎矩是成二次方變化的，那就要求建筑的載荷要均勻分布。根據較為專業的高層建筑混凝土結構特點來說，高層建筑為懸臂垂直結構受水平與垂直荷載的影響，其混凝土結構會產生彎矩和極大的軸向力［1］。以側面來看，建筑物的垂直荷載不會發生明顯的側移，而橫向荷載如果分布均勻，高層建筑高度與側移的大小按照四次方進行變化。可見結構設計的主要掌握標準與水平荷載關系很大，水平荷載是影響高層結構的重要因素。

3高層建筑遭受地震特點分析

3．1建筑結構體系破壞特征

如果發生地震時，地震地區的房屋建筑采用的是鋼框架填墻結構的話，容易出現剪切型的破壞高層建筑物平面內框架柱體，與此同時，高層建筑窗墻作用下使部分窗口出現短柱性破壞的情況。經過相關數據顯示，地震幅度相對較小的話，對高層建筑框架剪力墻結構不會帶來影響。地震時結構如果破會嚴重，是因為框架填墻結構中敞開式的底層框架，未砌墻時剛度較低，底框結構剛度較低，就導致其底層破壞嚴重。

3．2建筑物地基破壞特征

在發生地震時，高層建筑所設計的場地和結構周期相同，就會產生共振的情況發生，從而導致地震破壞高層建筑的整體結構［2］。如果高層建筑物所在地處于軟土層地基，就會到時高層建筑物因為土體液化，引起建筑基礎下降的情況發生，容易導致高層建筑傾斜等破壞現象。一些處于危險地域的建筑，如果這些地區發生地震就要導致建筑出現墻體裂縫和建筑出現不均勻的沉降現象。

3．3建筑物剛度破壞特點

建筑主體的結構若用的平面形狀不對稱，會加大地震時破壞程度，如L形、Y形等，這樣的形狀在地震時極易發生扭曲。若建設的建筑形狀復雜、平立面不規則，就必須根據不規則程度、地基的基礎條件等因素進行詳細的綜合性的比較分析，看是否要設置防震縫［3］。

4高層混凝土建筑抗震結構設計的方法

4．1建筑扭轉效應的控制

在高層混凝土建筑結構進行抗震設計過程中，設計時應該對垂直向力及橫向力進行防護，對位移提升要求，使用扭轉力作用，保證混凝土整體位移一致，同時測定最小和最大的位移結構剛度。高層建筑會因為地震產生部分橫向力、垂直力以及扭轉力，在這多種力的作用下建筑物受到的破壞嚴重。因為多種因素的原因，地震發生都是突發和隨機性的，所以對地震發生的時間、強度難以預測準確。分析建筑整體的抗震性能要同時進行，檢查出隱患時要及時糾正，從而保證高層混凝土建筑的抗震性能

4．2對建筑物合理的選定建設位置

高層混凝土建筑的建設位置合理的選擇是極其重要的，一定要合理科學的對高層混凝土建筑的建筑位置進行選擇，并為對建筑項目所在地的地質情況進行徹底的綜合性分析，從而保證高層混凝土建筑具有較強的抗震性能。為了避免高層混凝土建筑四周的環境受到嚴重的影響，建筑的位置也應該回避掉離電廠、變電所較近的位置。

4．3抗震加固設計

高層混凝土建筑結構在設計過程中，不但要滿足建筑延伸性、和建筑需要剛度的要求，還要達到建筑要求的剛度標準，建筑剛度標準在建筑抗震設計中尤為重要的。在進行實際建筑工程施工過程中，高層建筑物的鋼筋混凝土重量比較大，所以整個建筑物的底部柱軸力必須與建筑的高度是正比關系，由此就對建筑主要構件要有很好延伸性，成高的情況確定后，要通過整軸壓力比的方式來實現構件延伸性的增強，不能使軸壓比過大，避免結構短柱，以免限制延申性，在遇到強震時易破壞剪切性，所以為了阻止建筑整體坍塌，必須進行抗震加固設計。依據強柱弱梁限值的標準，通常框架柱的抗剪能力要符合強剪弱彎和剪壓比，柱子頂端的抗彎能力必須滿足這個條件。螺旋復合箍筋的使用可使柱子的抗沖剪能力和短柱抗震性能得到有效提高的優點，在強剪弱彎和強柱弱梁時，短柱不會破壞剪切性［4］。由于地震時建筑的短柱沒有發揮抗彎性能時，就會出現顯著的剪性破壞，因為建筑的短柱具備的抗剪性能力低于抗彎能力，所以設計過程中要保障短柱承受抗彎的屈服強度。從而使建筑構件的抗震能力和剛度得到加強。將短柱變為長柱能使抗彎能力減低并能使柱子的抗變行能力增高，即便是采用分體柱無法有效增加柱子的抗堿性，從而增加建筑結構短柱的抗震能力。

4．4對建筑結構設計進行優化

我國早已頒布了建筑工程抗震性能相關的法律法規，防止高層混凝土建筑結構在地震發生時導致變形的同時使建筑物產生形變的可能，高層混凝土建筑結構設計當中的結構設計方案就要大程度改進，使其有利保證高層混凝土建筑的穩定性，這就讓建筑結構主體能更好的避免空間變形，同時還能使建筑結構在任何延伸變化時都可以恢復原狀。要使高層混凝土建筑符合其剛度設計的相關要求和標準，必須要對高層混凝土建筑的豎向結構受力狀況高度的重視，使其受力均衡得到保障，這樣高層混凝土建筑結構的穩定性就可以大程度的提高。對高層混凝土建筑結構在地震作用下受到影響的基礎上進行評估，應該整體考慮建筑物各個結構部分，充分科學合理的進行評估，從而有效的了解高層混凝土建筑各個結構部分的受力情況，使高層混凝土建筑的抗震性能大有所提高。

5總結

在經濟高速發展中，人們的居住條件日益提高，高層建筑接連而起，在高層混凝土建筑結構設計中最要重視的就是抗震結構的設計。不但要全面分析建設地段的地質條件，要用科學合理的方式提升建筑的抗震能力，以此保障人們的生命財產安全。

參考文獻

［1］程亮．高層混凝土建筑抗震結構設計解析［J］．江西建材，2015(23):47，52．

［2］丁燦．基于高層混凝土建筑抗震結構設計探究［J］．城市建筑，2015(36):34．

［3］袁歡歡，宋利利．高層混凝土建筑抗震結構設計探究［J］．建筑工程技術與設計，2015(9):639．

［4］孫偉信，劉雪．高層混凝土建筑抗震結構設計［J］．建筑工程技術與設計，2016(34):389．

［5］冉超，桑超，張濤，等．高層混凝土建筑抗震結構設計解析探析［J］．科技風，2015(19):135.141.

作者：辛小娟