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摘要：在建筑结构设计中，抗震设计变得越来越重要，尤其在日益强调建筑结构防灾减灾性能的今天，建筑的抗震性能直接关系建筑抵御灾害和正常运行的能力。对于全寿命管理要求较高的建筑，其抗震设计的合理性会影响到建筑全寿命管理的质量。本文对高层混凝土建筑结构的抗震设计进行探讨。
关键词：高层建筑;混凝土结构;抗震设计
1高层混凝土建筑的结构特点
由于总高度的差异，与低层建筑通常以抵抗竖向荷载不同，高层混凝土建筑设计时需综合考虑水平荷载和竖向荷载的共同作用。高层混凝土建筑结构的轴向力与高度存在线性相关关系，水平荷载会使高层混凝土建筑结构形成一定倾覆力矩。结合高层混凝土建筑结构的侧向位移特性来看，水平荷载引起侧向位移时，在轴向力的作用下，会使结构进一步增加侧移值。相较而言，水平荷载对高层混凝土建筑结构的影响程度远远超过轴向力。总之，为了使高层混凝土建筑结构的刚度符合标准要求，必须将侧向位移值控制在合理范围内。
2高层混凝土建筑结构抗震设计要求
高层混凝土建筑结构抗震设计的主要目的是优化建筑物的抗震性能，确保其在多遇地震作用下保持安全稳固性；在遇到设防地震灾害时，通过后期检修与维护仍然可以继续使用；在遭受罕遇地震灾害时，主体建筑结构不发生垮塌。高层混凝土建筑结构的抗震设计要充分考虑多方面影响因素，且严格遵照设计标准及相关规范执行。在抗震设计中，设计人员要遵循强剪弱弯，强柱弱梁等基本原则，注重建筑物受力均衡性与合理性，增强整体建筑物的可靠度。同时，在高层混凝土建筑结构抗震设计中，设计人员应精确的分析和计算建筑结构刚度，综合考量地质环境、物理力学、建材属性及设备性能等关键要素。
3建筑结构抗震设计要求分析
3.1基于刚度设计优化高层建筑抗震性能
建筑结构抗震设计中，刚度是一项重要的设计指标，在遭遇地震时，会直接影响建筑整体的抗震性能。因此，设计人员需采取科学有效的措施提高建筑刚度，以减少地震作用对建筑的负面影响。设计过程中尤其要重视建筑结构抗扭转刚度问题，防止地震作用破坏建筑结构，进而使建筑发生严重变形，无法满足工程性能要求。同时在设计的过程中也应充分考虑结构的整体性，确保各构件和子结构均可满足规范要求，完善建筑的稳定性及抗震性。
3.2提高建筑物构件的延性
建筑结构抗震设计中，设计人员需采取有效措施提高建筑构件的延性，从而优化建筑结构的变形能力，增加地震作用传递过程中的能量消耗，以此减少地震作用对建筑结构的破坏作用。也就是说，通过结构构件的自身耗能来提高建筑物整体的抗震性能。为改善建筑性能，设计人员可采用上刚下柔的框支剪力墙结构，该结构能够显著改善建筑结构的抗震性能。不仅如此，在建筑结构抗震设计的过程中，务必考虑转换层以下楼层构件的延性。若结构为框架体系和框架核心筒体系，则要采取多种措施和手段提高框架柱的延性。
3.3避免产生共振
建筑结构抗震设计中，设计人员应认识到共振产生的危害，并在设计过程中予以避免。建筑的固有频率与场地的振动频率吻合或相近时，会产生共振。在这种情况下，建筑受到的地震作用被放大，对建筑物的承载力及整体指标产生不利影响。为防止此类问题，设计人员应根据相关规范预估建筑物所在场地的特征周期，并有针对性地调整建筑的刚度及质量，从而改变建筑的自振频率，增大两者之间的差异，从而有效避免共振的产生，降低地震带来的危害，提高建筑物整体抗震承载力。
4高层混凝土建筑结构抗震设计要点
4.1建设位置进行科学的选定
建筑结构抗震性能的确定与建设项目现场实际地质情况有直接关系，项目开始前，应当全面收集项目所在地的水文地质情况资料，保证其水文地质数据与实际相近，避免因数据误差而造成抗震参数的取值。做好前期可行性研究工作，评估灾害风险，选择地震风险灾害最小的地点实施建设，合理确定建筑场地的分类。尤其在设计阶段应当根据建设地点实际情况，对抗震设计方案反复研究讨论，选择灾害风险最小的抗震结构设计方案实施建设。
4.2注重结构规则性与均衡性
在高层混凝土建筑结构设计中，应注重结构的规则性，排除不合理的设计方案。合理的建筑结构布局规划，能够显著提升结构抗震性能。一般来说，对称性建筑结构形式受地震波的影响程度较低，且整体性能指标更为稳定。所以设计人员应采取切实可行的抗震措施，合理有效地加强整体建筑结构的抗震性能。
4.3合理利用防震缝
在对体型不规则的建筑进行设计中，设计人员要结合实际情况增设防震缝。设置防震缝的过程中，需充分结合建筑要求、抗震设防烈度等多个因素，使防震缝两侧建筑相互独立，从而形成抗震性能优良的平面单体。在设计的过程中，建筑的高度与防震缝宽度联系密切，高度不足15m时，防震缝的宽度不应小于100mm。如建筑高度超过15m，则可结合工程设计的抗震设防烈度及高度增加防震缝宽度。此外，防震缝宽度也需根据实际结构形式进行调整。在防震缝宽度设计的过程中，设计人员要保证框架剪力墙结构的防震缝宽度是框架结构的70%以上。在其结构设计阶段，主要影响因素与框架结构基本相同。在设计剪力墙结构防震缝宽度的过程中，要确保该数值满足框架结构参数的50%以上。
4.4优化调整结构抗震设计方案
高层混凝土建筑结构设计方案必须符合国家规定，充分发挥混凝土结构的延性特征，减轻对主体结构造成的不利影响。设计人员需准确分析不同等级地震波对高层混凝土建筑结构的影响程度，协调处理各类构件性能，全面考虑各项因素，优化高层混凝土建筑结构的抗震性能。此外，相关人员应加大对地震信息的研究力度，结合现有的防震措施，对关键构件予以加强处理，以此减轻混凝土结构的不利效应，加强抗震效果。
4.5优化结构参数计算
建筑工程抗震设计工作中，应当合理选择建筑结构参数，如参数选择不合理，则会直接影响建筑结构的抗震性能。所以，在结构设计前，设计人员需合理选择建筑结构的设计参数，依据相关规范确定重要指标。设计人员可在建立地震灾害结构设计模型的过程中，准确计算模型参数，并按照相应比例创建建筑模型，在振动台上开展模拟试验，明确建筑结构中的不足，在已有的设计基础上采取科学有效的优化措施，加强建筑结构在地震中的承载能力。
4.6增设抗震防线
抗震结构体系宜增设抗震防线，联合延性较好的分体系，连接这些构件，形成协同配合的效果。框架－抗震墙结构体系是一种较好的抗震结构形式，由抗震墙和延性框架协同工作，二者互相补充形成了较强的抗震效果。抗震结构体系内必须具有足够多的赘余度，分为内，外两部分。根据相关规则构建规律分布的屈服区，使建筑结构能够将地震能量充分消耗或者吸收，降低地震带来的破坏程度。建筑基本自振周期和场地卓越周期不宜相近，以免结构发生共振，产生较大破坏。如果结构为多重抗震体系，第一道抗侧力防线被破坏，还有第二道，第三道防线能够继续起到保护作用，逐步缓解共振效果，减轻地震带来的破坏作用。
结束语
地震灾害具有不可预见性和不可控性特征，并且会造成严重的财产损失与人员伤亡。由此，加强高层混凝土建筑结构抗震设计显得尤为重要。设计人员需全面考虑高层混凝土建筑结构的设计要求，结合实际情况，制定完整性、合理性、可执行性的抗震设计方案，以此不断优化整体结构的抗震性能，增强建筑物安全稳固性，保障大众生命安全。
参考文献
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