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高层混凝土建筑抗震结构设计研究李松林

发表时间：2020/6/3 来源：《中国建筑知识仓库》2020年1期作者：李松林

[导读] 摘要：随着人们安全意识的加强，高层混凝土建筑的抗震结构设计成为了人们非常关注的问题，当前，我国高层混凝土建筑的抗震结构仍然存在着一些问题，分析这些问题并制定出这些问题的改良方案，是当前我国很多高层混凝土建筑使用者的迫切需求。

1高层混凝土建筑抗震结构设计要求
刚度值是高层混凝土建筑抗震机构设计的重点，设计人员要对高层混凝土建筑的使用材料、建筑所在地的地理条件和施工设备的使用方式有所了解，利用自己掌握的抗震设计的物理知识，对高层混凝土建筑的刚度值进行设计。建筑的连接设计是设计人员需要重视的内容，设计人员要充分利用建筑的连接性，对建筑进行科学的防震处理，使高层建筑具备刚好的防震性能，并让高层建筑能够承受一定的外部震动。高层混凝土建筑因为受到外部条件的影响而出现基础部分的变化，所以建筑要具备自我完善的性能。高层混凝土建筑抗震结构的设计人员要加强对抗震结构连接点的关注，统计表明，大多数高层建筑在因地震灾害而出现安全事故时，发生问题的位置大多位于防震结构的连接点上。高层混凝土建筑抗震结构的受力点，往往需要承受较大的力量，如果连接处的工作没有做好，高层建筑很有可能单地震灾害中坍塌，因此设计人员要尤其关注抗震结构的连接点，使抗震结构具备更好的延展性，保证高层建筑不会因地震灾害而产生较大的破坏。

        2高层混凝土建筑抗震设计问题
        2.1建筑物高度设计不符合国家相关标准要求
        我国早已对高层混凝土建筑是设计高度进行了明确要求，但是个别建筑开发商为谋求较大利益，往往将建筑设计得超出规定的要求。如果发生地震灾害，超出规定要求的高层混凝土建筑的抗震结构将难以彻底发挥作用，一些抗震结构会因为不能完全起到巩固建筑物的作用而导致建筑物坍塌。高层建筑的高度如果不按照国家规定的标准设计，不仅会影响建筑的结构，也会增加结构建设成本，因此，高层建筑的施工方虽然从增高的空间中获得了经济利益，也要从抗震结构的设计施工中消耗很多经济成本。
        2.2高层混凝土建筑地基选择缺乏科学性
        高层混凝土建筑的地基选择十分重要，如果建筑所在的地区的地质存在问题，建筑的抗震性能将会受到很大的影响。近年来，我国城市人口快速增长，城市建筑使用地日益紧缺，在这种情况下，很多高层建筑的开发商往往选择更具经济效益的地址作为高层建筑的施工地，较少考虑不良地质对高层混凝土建筑抗震结构带来的影响。一些高层混凝土建筑选择了地势并不平坦的地区，一旦发生地震灾害，高层建筑将由于顶部震动过于激烈而发生倾毁。还有的高层混凝土建筑选择在河边进行建造，建造过程中没有对地基以下的土质做好防水工作，一旦发生地震灾害，过于松软的地质会使建筑的抗震结构失效，导致高层建筑发生危险。一般情况下，高层混凝土建筑要选择均匀坚实的地点作为建筑施工地，但是一些高层建筑在施工前并没有对当地的地质条件进行深入的调查，以致于选择了一些地质松软，容易造成建筑塌陷的地点作为建筑工地，虽然在正常环境下，这些地质环境不会对建筑物造成什么影响，但是在地震灾害中，原本松软的地质会因为地震的影响而失去承载能力，造成高层混凝土建筑塌陷。因此，建筑的选址至关重要，不科学的建筑选址是高层混凝土建筑抗震结构设计人员需要改良的重点。
        2.3高层混凝土建筑选材缺乏合理性
        高层混凝土建筑的选材影响较大，合理的进行选材可以有效增强建筑结构自身的整体性能，尤其是对于地震高发地带的高层混凝土建筑结构施工更是如此。虽然现下有很多的结构加固技术及材料，但是保障建筑自身的质量才是实现建筑整体质量提升的关键，在部分建筑工程施工中，针对材料的管理及采购重视度不高，使得其自身的各项施工指标无法达到既定的标准。

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        3高层混凝土建筑抗震结构设计的改良
        3.1明确设计原则
        高层混凝土建筑抗震结构设计应考虑建筑自身的刚度及体型突变处，在具体的设计中，设计人员应对施工现场及技术现状进行全面的分析，合理调节建筑结构设计的刚度及布局。基于体型突变处在地震灾害中的较大影响力，设计人员应合理设计抗震缝，强化建筑自身的抗震性能。
        3.2科学的选择高层混凝土建筑的地址
        研究表明，科学的选择地理位置是保证高层混凝土建筑抗震结构有效发挥作用的主要条件，世界各地因地震灾害发生倾毁的建筑中，地质环境造成的建筑破坏的主要原因。因此，中高层混凝土建筑的设计中，必须将地址的选择当做工作的重点。首先，要调查建筑所在地点的地质条件，要选取土质均匀坚硬的地点作为高层混凝土建筑施工的地点，切实保证高层建筑的地基坚固耐用，如果发生地震灾害，建筑将得到有效的防护。另外，选址必须考虑高层建筑附近有无大型工厂，如果高层建筑附近有石油工厂和发电厂等容易在地震灾害中引发次生灾害的工厂，则要更改设计方案，切实避免因地震灾害的次生灾害对高层混凝土建筑的使用者构成危险。
        3.3控制扭转效应
        在地震灾害中，高层建筑结构由于受横向、纵向作用力的影响，更容易产生不同程度的位移，这种扭转效应对建筑本身的危害更为严重，因此，设计师在抗震结构设计中需要对地震对建筑物本身的最大、最小位移量进行数据统计，并依据此设计建筑结构的抗震强度，保证在扭转效应中高层建筑的上下位移保持一致，减小扭转效应的损害。
        3.4改良高层混凝土建筑抗震结构设计方案
        高层混凝土建筑抗震结构设计的方案要严格按照国家的相关法律规定进行，保证设计出的建筑抗震结构能够到达到抵抗地震灾害，保证建筑使用者安全的效果。高层混凝土建筑的设计方案，必须可以使建筑能够在固定的空间内，更改变形空间，还能够在建筑结构方面对抗震结构的延展性进行强化，在结构变形之后，能够在不需要外部条件的情况下，自动恢复至原有状态。如果建筑抗震结构具备了这种理想的延展性，地震灾害发生时，建筑的摇动将不会对建筑构成太大的危害。设计人员要参考世界各地的地震资料，准确计算各等级地震灾害对高层混凝土建筑的破坏程度，尽可能的使设计方案中的抗震结构能够比较均匀的分部，并起到对高层建筑各个部分的抗震功能。设计人员要重点关注建筑的结构，建筑纵向的力是建筑需要承受的最主要的力，要科学的根据建筑结构设置抗震设施，使抗震设施能够真正在建筑遇到地震时发挥重要作用。对抗震结构的硬度设计至关重要，设计人员要对建筑地震时各部分的受力情况进行科学的计算，并根据受力大小，设计抗震结构的硬度，既要保证建筑的抗震机构能有效承受地震带来的压力，又要保证抗震结构不会对建筑构成破坏。

4结语
总之，建筑结构抗震设计对建筑自身使用年限的实现及安全性的保障影响较大，在和谐社会全面建设的今天，高层混凝土建筑结构设计人员应加大对抗震结构设计的研究力度，全面分析现下高层混凝土建筑抗震结构设计存在的通病及特点，在设计的全过程中进行预防和控制，不断提高高层混凝土建筑抗震设计的合理性、有效性。

        参考文献
        [1]魏志立.高层混凝土建筑抗震结构设计[J].建材与装饰，2017.
        [2]沈远.高层混凝土建筑抗震结构设计分析[J].建筑工程技术与设计，2017.
        [3]吴磊.高层建筑混凝土结构设计中的抗震设计分析[J].门窗，2017.
        [4]秦珊.高层钢筋混凝土建筑结构抗震延性设计[J].绿色环保建材，2017.

作者简介:李松林（1989.11），男，河北省石家庄市人，中国地质大学长城学院，学士学位，中级工程师，研究方向：建筑结构设计.