高層建筑混凝土結構設計中的抗震設計

黃亮 華東建筑設計研究院有限公司安徽分公司

高層建筑混凝土結構抗震設計的必要性在于能夠抵抗一定程度上地震災害帶來的影響和危害，進而保障用戶的生命財產安全。一直以來，我國建筑工程，特別是高層建筑的相關設計工作過多的注重于內部空間的高效開發，從而造成混凝土結構抗震能力達不到建筑抗震標準和要求。現階段，推動建筑工程混凝土結構抗震設計工作的科學化與規范化發展已成為行業發展共識，為此相關領域從業者也要不斷強化自身專業能力和綜合素質，從而設計出更加科學合理的建筑工程設計方案。

一、建筑抗震設計概述

抗震設計是指滿足建筑工程在地震條件作用下保障工程結構安全性與穩定的性一個專項設計，是建筑工程設計工作的核心內容，并且對其他領域設計工作也起到了深遠的影響和作用。近年來，隨著我國社會經濟的不斷發展與進步，建筑工程建設規模和高度也得到了極大地提升，由此也導致了建筑工程結構體系愈加精密和復雜。與此同時，為進一步提高建筑工程結構的安全性與穩定性，人們也對建筑混凝土結構的抗震性提出了更高的要求。目前，加強建筑抗震設計工作已受到相關領域專業人士的高度關注，并以此促進工程建設水平的全面提升。

二、高層建筑混凝土結構抗震設計的要點

（一）結構體系

隨著現代工程建設水平的不斷提升，建筑工程也延伸出不同的結構體系，從而滿足了不同類型建筑工程的建設需求。現階段，高層建筑常見的結構體系主要有剪力墻結構體系、框架結構體系與剪力墻—框架結構體系三種重要形式。其中剪力墻結構具有剛性好、承載力強的特征，但空間層面布局不夠靈活。而框架結構的優勢則在于布局靈活，建筑內部空間利用率高，但自身承載力則相對較弱。剪力墻—框架結構體系融合了上述兩種結構體系的優勢，從而滿足了現代高層建筑的抗震性設計需求，因此相關領域技術人員需要對混凝土結構體系設計工作給予充分重視。

（二）結構布置

結構布置是建筑工程結構設計的重要組成部分，受工程使用功能及地理空間等條件的制約，許多高層建筑工程的主體結構往往呈不對稱的形式加以布置，這時便對工程結構的穩定性提出更高的要求。在地震發生時，不規則和對稱的建筑結構極易受到扭轉而造成極大破壞，因此在混凝土結構設計時需要通過結構布置方式來提高建筑工程的整體抗震性。這里要求技術人員在進行混凝土結構設計時，一方面盡可能的減少不規則平面設計與布置，另一方面也要確保混凝土結構的剛度與承載力呈均勻分布，由此才能全面提高建筑工程的抗震能力。

（三）地基和基礎

從專業角度來看，地基和基礎同樣是建筑工程結構的重要組成部分，對于建筑工程的安全穩定性有著決定性影響。在地震災害發生時，高層建筑工程物的基礎會首先受到沖擊，這時如果建筑基礎承載力不足便會導致土層液化并使建筑結構整體出現傾斜。此外，地基和基礎質量不佳還會產生不均勻的沉降問題，進而使建筑物結構受力不再均勻，如此便會進一步誘發裂縫傾斜和倒塌危害。在此背景下，設計人員在進行混凝土結構設計時還需要對地基和基礎的設計工作給予足夠重視，從而來實現建筑工程抗震性能的全面提升。

（四）構件和節點

從破壞角度來看，地震對高層建筑帶來的危害主要體現于構件和節點環節，因此強化該方面設計工作也是混凝土結構設計的要點內容。例如地震災害發生時剪力墻窗臺下方極易出現交叉裂縫現象，這種現象的發生如果是設計人員在結構設計中加入的延性設計，這一定程度上提高了建筑混凝土結構的抗震能力。但如果是直接受地震作用力破壞產生則會給建筑工程整體安全穩定性帶來不利影響。基于此，設計人員在進行混凝土結構設計時還需要在構件或節點位置給予足夠的重視和優化。

三、強化高層建筑混凝土結構抗震設計水平的有效措施

（一）強化抗震設計在工程設計中的應用

現階段，隨著社會的發展與進步，我國高層建筑設計對混凝土結構抗震能力提出了更加嚴格的規范與要求。然而在實際落實過程中，仍存在部分建筑工程以追求空間利用而忽略結構設計的科學合理性，由此也導致混凝土結構抗震設計存在一定的不足。就此情況，為推動我國高層建筑設計水平的提升，首先我們要高度重視建設單位及設計人員抗震設計意識的強化，使其正確認知抗震設計對于建筑工程的價值與影響，如此才能在設計過程中對混凝土結構抗震性給予更多考量。其次，建設單位也要以建筑工程的質量與安全為核心建設目標，并對建筑工程設計方案抗震性能進行嚴格審批，從而確保混凝土結構抗震設計符合工程建設標準和需求。

（二）采用當前科學先進的抗震設計方法

在進行混凝土結構抗震設計是，確保相關計算的科學性與準確性是一項十分重要的工作內容。筆者認為，為進一步提高高層建筑混凝土結構抗震設計的水平與質量，我們還需要積極采用當前科學先進的抗震設計方法。具體而言，設計人員要基于現行的各種抗震設計理論對建筑工程選址、結構體系選擇、地基加固、空間布局及建筑構件等各環節進行精密規劃與計算，從而設計出最為科學可行的建筑混凝土結構設計方案。與此同時，設計人員還要積極運用計算機技術對混凝土結構抗震性能進行模式實驗，從而在尋找問題的同時進行針對性的改良和優化，從而進一步提高設計方案的科學性與可行性。