淺論高層混凝土建筑抗震結構設計

李洋 身份證號：510682198802211971

一、高層混凝土建筑的結構特點

由于總高度的差異，與低層建筑通常以抵抗豎向荷載不同，高層混凝土建筑設計時需綜合考慮水平荷載和豎向荷載的共同作用。高層混凝土建筑結構的軸向力與高度存在線性相關關系，水平荷載會使高層混凝土建筑結構形成一定傾覆力矩。結合高層混凝土建筑結構的側向位移特性來看，水平荷載引起側向位移時，在軸向力的作用下，會使結構進一步增加側移值。相較而言，水平荷載對高層混凝土建筑結構的影響程度遠遠超過軸向力。總之，為了使高層混凝土建筑結構的剛度符合標準要求，必須將側向位移值控制在合理范圍內。

二、建筑結構抗震設計要求分析

（一）基于剛度設計優化高層建筑抗震性能

建筑結構抗震設計中，剛度是一項重要的設計指標，在遭遇地震時，會直接影響建筑整體的抗震性能。因此，設計人員需采取科學有效的措施提高建筑剛度，以減少地震作用對建筑的負面影響。設計過程中尤其要重視建筑結構抗扭轉剛度問題，防止地震作用破壞建筑結構，進而使建筑發生嚴重變形，無法滿足工程性能要求。同時在設計的過程中也應充分考慮結構的整體性，確保各構件和子結構均可滿足規范要求，完善建筑的穩定性及抗震性。

（二）提高建筑物構件的延性

建筑結構抗震設計中，設計人員需采取有效措施提高建筑構件的延性，從而優化建筑結構的變形能力，增加地震作用傳遞過程中的能量消耗，以此減少地震作用對建筑結構的破壞作用。也就是說，通過結構構件的自身耗能來提高建筑物整體的抗震性能。為改善建筑性能，設計人員可采用上剛下柔的框支剪力墻結構，該結構能夠顯著改善建筑結構的抗震性能。不僅如此，在建筑結構抗震設計的過程中，務必考慮轉換層以下樓層構件的延性。若結構為框架體系和框架核心筒體系，則要采取多種措施和手段提高框架柱的延性。

（三）避免產生共振

建筑結構抗震設計中，設計人員應認識到共振產生的危害，并在設計過程中予以避免。建筑的固有頻率與場地的振動頻率吻合或相近時，會產生共振。在這種情況下，建筑受到的地震作用被放大，對建筑物的承載力及整體指標產生不利影響。為防止此類問題，設計人員應根據相關規范預估建筑物所在場地的特征周期，并有針對性地調整建筑的剛度及質量，從而改變建筑的自振頻率，增大兩者之間的差異，從而有效避免共振的產生，降低地震帶來的危害，提高建筑物整體抗震承載力。

三、高層混凝土建筑抗震結構設計

（一）優化調整結構抗震設計方案

高層混凝土建筑結構設計方案必須符合國家規定，充分發揮混凝土結構的延性特征，減輕對主體結構造成的不利影響。設計人員需準確分析不同等級地震波對高層混凝土建筑結構的影響程度，協調處理各類構件性能，全面考慮各項因素，優化高層混凝土建筑結構的抗震性能。此外，相關人員應加大對地震信息的研究力度，結合現有的防震措施，對關鍵構件予以加強處理，以此減輕混凝土結構的不利效應，加強抗震效果。

（二）恰當選擇結構體系

區別于一般混凝土建筑，高層混凝土建筑主要承受著水平荷載與豎向荷載兩種不同方向的力，地基一般打在堅固巖石深處，這就導致高層混凝土建筑結構受力較為復雜。如果想要高層混凝土建筑擁有著良好的抗震性能，恰當選擇與工程項目相匹配與適應的建筑結構體系，是抗震結構設計的關鍵。在具體抗震結構體系選擇過程中，要依據當地抗震設防烈度的要求，結合高層建筑的具體現狀與需求，在確保建筑功能性與美觀性的基礎上，重視建筑結構抗扭轉剛度問題，研究不同混凝土結構體系在不同程度地震作用下變形趨勢，并運用BIM技術、VR技術等建筑技術測量與模擬不同結構的抗震性能特點，采用相應的計算和構造措施，挑選出適宜自身工程的結構體系，確保建筑結構平面布置相對規則，考量關鍵構件與連接點受力情況，以使得高層建筑受力較為均勻，確保建筑的安全性，來達到提升抗震性能的目的。比如說，可以從抗側力構件有效布置角度出發，將上剛下柔框支剪力墻結構作為高層混凝土建筑的抗震結構，并結合現代抗震技術對其進行個性化優化與改造，借助混凝土結構延性特征，提升高層混凝土建筑結構抗震性能。

（三）優選抗震裝置

抗震裝置是高層混凝土建筑抗震結構的重要組成，充當著建筑抗震防線的角色，在高層混凝土建筑墻體內嵌入消能鍵等減隔震產品，能夠增強高層混凝土建筑抗震結構的延性和抗側移性能，讓結構產生抗傾覆的力，提高基礎機構設計的合理性，對于高層混凝土建筑的消能減震結構創新至關重要。因此，在高層混凝土建筑的抗震結構設計中，應當分析高層建筑抗震結構受力情況，加強對建筑承受力的考慮，找出高層混凝土建筑中受力較為集中、較為脆弱的建筑結構部位，運用一些合理隔震消能減震裝置，來降低支撐面處的相對變形，改善框架梁柱節點的受力性能，減小結構的地震響應，提升高層建筑混凝土結構保護力度。

四、結束語

通過以上分析可得，高層混凝土建筑的抗震結構設計，可以從外部與內部兩方面進行創新設計，要根據自身工程特征恰當選擇結構體系，同時也要學會運用良好的抗震裝置，進而有效減輕結構構件的損傷，增強抗震結構的抗震性能。