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关于高层混凝土建筑结构的抗震设计分析李学才

发表时间：2020/9/10 来源：《基层建设》2020年第14期作者：李学才

[导读] 摘要：随着社会经济的快速发展，城市人口快速增长，为满足社会经济和人居环境的需要，越来越多的高层建筑拔地而起。

        安徽皖都规划建筑设计研究院有限公司安徽合肥 230001
        摘要：随着社会经济的快速发展，城市人口快速增长，为满足社会经济和人居环境的需要，越来越多的高层建筑拔地而起。高层建筑在满足人们居住要求的同时，也需要克服很多问题，其抗震性能就是其中之一。高层建筑受地震和振动影响较大，为保证建筑安全和人居环境的舒适，在建筑结构设计中，其抗震设计是十分重要的。本文以高层建筑作为研究对象，针对其抗震设计展开讨论，从高层建筑抗震结构设计的要求和建议出发，浅析高层建筑抗震结构设计的要点。
        关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震设计；问题；建议
        引言：为了确保建筑质量，保障人民群众的生命财产安全。高层混凝土建筑结构在抗震设计时，应以建筑需求为基础结合现场的实际情况，运用合理的抗震方案，最大限度的提升其抗震性能。抗震设计方案初步制定完成后，还要对其进行充分的研究和分析，不断地进行优化和完善，确保可行性后再投入到实际的工程中去，以此来最大程度地提高建筑抵御地质灾害的能力，降低坍塌事故发生的概率。
        一、高层混凝土建筑结构抗震设计重要意义
        地震灾害具有复杂性及不确定性，能够准确预测地震发生范围及震级的技术尚未研发成功。因此为减轻地震灾害对地区建设造成的不利影响，需积极开展结构抗震设计工作。就高层混凝土建筑结构而言，结构地基荷载大，在受到地震冲击力等影响的情况下，极易出现楼体裂缝甚至坍塌等问题，需相关设计人员从高层混凝土建筑结构特征出发，深入分析结构对地震灾害的反应情况，从而制定出更加合理的结构抗震设计方案，提升高层混凝土建筑结构整体稳定性及耐久性。
        二、高层混凝土建筑结构抗震设计存在的问题
        1、抗震设计标准有待健全
        在当前高层混凝土建筑结构抗震设计期间，存在着抗震设计标准亟待健全的问题。其中，混凝土结构需依据建筑高度、结构类型等选用不同抗震等级，并使其符合抗震计算标准。现行钢筋混凝土结构抗震的等级主要分为一般、较严重、严重及很严重四种，但由于地震灾害会在同一地区以不同等级发生多次，导致高层混凝土建筑结构抗震设计与抗震减灾的实际要求相背离。
        2、建筑物的使用材料不合理
        建筑施工材料是该建筑整体结构的重要组成部分，其材料的质量影响着整体建筑的效果，施工单位在进行选材时，需严格把控其质量，保证其质量符合相关施工标准。同时，该材料的强度、抗压能力等性能需满足该高层建筑的需求，在地震高发区，其施工材料的选择更是至关重要。目前，部分施工单位对材料的选择较为不重视，未能按照国家制定的相关标准来进行选择，从而使该材料和所施工的建筑不能有效的吻合，其混凝土在高层建筑物工程建设中运用较为广泛，其材料的配比是需要一定的技术手段的，若施工人员技术水平不过关的话，会导致其施工建筑物出现结构变形已经坍塌现象发生，从而给我国群众的经济和人身安全造成较大的损失。
        三、高层混凝土建筑抗震结构的优化设计建议
        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。
        2、明确建筑高度标准
        严格遵照高层混凝土建筑结构设计标准，明确钢筋混凝土高层建筑高度。在超高层混凝土建筑抗震设计期间，需要业内专家参与，并进行模型振动台试验，降低地震对超高层建筑稳定性造成的不利影响。

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随着建筑高度的不断提升，相关抗震设计理念及方式也应进一步完善。
        3、改进结构设计方案
        建筑物结构是该建筑质量的重要组成部分，在设计前期，需要根据该建筑的实际需求来确定该建筑的结构形式。抗震结构的设计需根据我国现阶段的建筑工程抗震的相关标准来进行作业，在保证其整体结构稳定性的同时，在地震发生时，其结构可以抵御其空间结构的变形，其伸缩性较好，可以避免在其高层建筑物的建筑结构在发生变形时产生形变。在进行抗震结构设计时，需要对该混凝土建筑结构运用较为科学的办法进行分析考虑，从而在全方面提高该建筑物的抗震能力。在高层建筑结构体系构建时，其主要是采用剪力墙、框架、框架和剪力墙结合着三种作业模式，目前，框架和剪力墙结合这种结构在现阶段高层混凝土建筑物建设中运用较为广泛，对提高该建筑的承载能力和抗震能力有一定的帮助。因非对称的建筑结构因重量问题导致重心不稳，会出现偏离的现象发生，在地震发生时，其内部结构极易出现扭转现象，从而导致建筑的抗震性能大打折扣，因此在结构设计时需要重视均匀性，还是以简单实用为准则进行设计作业。
        4、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。框架一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。抗震結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。
        5、强化地基结构
        在高层混凝土建筑工程建设中，其地基是重要的基础组成部分，地基的好坏决定着该建筑物的整体施工质量。在进行施工前期，施工单位需对施工现场进行全面勘察，如地质情况、周边环境，制定符合该建筑施工的地基设计方案，保证其地基的牢固性。若该施工区域土质是软土层时，需要采用换填法、分层填料法进行加强，并运用强夯法对该土层进行夯实，保证其强度符合地基的施工标准，从而给高层建筑物的抗震性打下相对较为牢靠的基础。
        6、选择高性能材料
        注重在高层混凝土建筑结构抗震设计期间，选择具有高性能的建筑材料，提升结构整体稳定性。举例而言，在满足工程经济适用性要求的前提下，采用钢管混凝土结构或钢结构材料，以缩小结构柱断面尺寸，提升高层混凝土建筑结构整体抗震效果。依据工程实际施工要求，对材料配比及规格选择等方面进行深入研究，更好提升混凝土结构的延性。
        四、结束语
        高层建筑是新时期建筑事业的一大突破，在土地资源愈发紧张的今天优化高层混凝土建筑的抗震性有利于资源能源的有效利用、有利于“百年大计、质量第一”的贯彻落实、有利于社会的和谐稳定。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者应加大对抗震结构设计的研究力度。
        参考文献：
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        [2]李碧涛.浅谈高层混凝土建筑抗震结构设计[J].建材与装饰，2018（04）：76-77.
        [3]燕亚勃.高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析[J].住宅与房地产，2018（27）：90.
        [4]郑欢.探析高层混凝土建筑抗震结构设计[J].企业技术开发，2015，34（26）：159-160.
        [5]胡爱珍.关于提升建筑工程结构抗震性能的思考[J].河南建材，2018（04）：55-56.