高層混凝土建筑抗震結構設計要點分析

胡植 中藍長化工程科技有限公司

隨著我國社會主義現代化建設的快速發展，建設用地變得越發緊張，而現代化的建筑結構也逐漸朝著多元化的方向不斷發展，高層建筑形式逐漸成為當前建筑領域的一大發展趨勢。但是高層建筑的特點是層高較高，一旦發生地震等災害就會造成極大的損失，因此，在現代建筑結構中融入抗震設計是非常重要的。由于建筑結構抗震設計與工程的質量安全有著密切相關的聯系，并且在展開抗震設計期間，所能夠涉及的領域及因素相對眾多，在很大程度上增加了抗震設計的難度。所以目前建筑結構的抗震設計仍然存在很多問題和隱患，導致在發生地震時房屋不僅無法成為人們的避難所，反而成了威脅人們生命健康的一根稻草。因此，對現代建筑結構抗震設計及加固處理展開分析，對于建筑工程的發展而言有著非常重要的現實意義。

一、高層建筑結構抗震設計的內容

地震是自然災害事件，對人類生存和發展會產生嚴重影響，高層建筑結構抗震性能與人們的生命安全、財產安全之間有著密切的關系。高層建筑結構抗震設計要考慮外觀美感，同時還要結合實用性、經濟性等特點。發生地震時，建筑物的抗震結構會受到地震的嚴重影響。因此抗震設計要滿足地震作用下的結構性能需求，考慮到結構彈塑性變形能力的設計效果，針對不同超越概率水平地震作用下高層建筑結構的性能要求、變形要求，設計人員要落實有效的抗震設計方案。高層建筑結構抗震設計需根據抗震規范要求進行，利用彈性方法分析內力位移，結合極限的狀態進行設計。針對重要的建筑物或是有特殊要求的建筑物，則采取時程分析法，在補充計算的方式下進行設計，對大震作用下高層建筑結構的變形狀態進行計算，保證抗震設計效果能夠滿足其建筑性能的要求，提高抗震效果。

二、高層混凝土建筑抗震結構設計要點分析

（一）優化抗震結構的功能及體系

高層混凝土建筑在當今社會中得到了廣泛應用，促進了建筑行業的發展，但是高層混凝土建筑施工對建筑的綜合施工效果提出了更加多元化的要求，對建筑的整體抗震性能提出了更加嚴格的要求。設計人員需要優化建筑結構，在減少工程造價的同時，有效提高建筑的抗震性能。因此，建筑企業需要從優化抗震結構體系入手，對高層混凝土建筑的抗震結構進行綜合性改良。在具體的施工過程中，施工人員需要應用剪力墻、筒體結構、懸掛等施工方法，來提高高層混凝土建筑的抗震結構體系和整體結構體系的科學性。施工人員在應用框架核心筒結構時，可能會遇到許多問題。例如，在施工中，懸臂桁架層數不斷增加，某些層數的強度不足，無法滿足相應的施工需求，從而嚴重影響建筑的剛度以及承重能力，如果發生地震，則高層混凝土建筑將無法保持原狀。建筑企業在優化建筑抗震體系的過程中，需要有效地控制建筑的施工成本，從而在確保建筑質量的前提下獲得更加可觀的經濟效益。

（二）抗震計算方式

可運用底部剪力方法，對鋼結構展開抗震計算。如果結構的整體高度相對較高，則需要用分解反應譜法進行計算。抗震方案設計需要滿足地區的具體抗震要求，一般抗震等級在4-6級時，需要按照地區的具體抗震要求展開科學設計，結合建筑物自身情況以及地質等情況合理展開設置，確保建筑整體抗震強度能夠達到實際需求的標準。設計人員還需要對建筑場地的類型展開分析，需要按照地區抗震設防烈度的具體情況，科學展開抗震設計。但需要注意的是，如果建筑屬于丙類建筑，需要在原有基礎上進行降度處理。進行地震作用計算時，在對選用重力荷載代表值進行計算的過程中，需要將恒荷載標準值以及活荷載組合值相加，其中活荷載的組合值系數為0.5，各結構具體活荷載組合值系數也為0.5，屋面部分的活荷載數值并不記入其中。

（三）建筑結構加固處理技術

促進抗震加固技術的發展進步的主要動力就是最新研發的加固材料，通過對過去幾十年的經驗教訓總結發現，有效的抗震鑒定檢測技術都是依托于檢驗儀器的基礎上實現提高的，加固技術則是依托于新材料的出現和應用而實現發展的。因為先進的加固材料具備高強、輕質、耐高溫、抗腐蝕等性能，不僅抗震防火的效果非常理想，而且便于加固施工，是促進加固處理發展的關鍵所在。而加固改造方法的有效提升是促進加固發展的另一大助力。現階段的加固處理主要是以建筑結構以及承載力不足等方面的加固為主，就整體角度而言缺少了對結構的辨別和掌控。例如：在處理加固多層磚混結構墻體時，關鍵在于增強墻體的剛度，從而與相鄰樓層的產生一定的剛度差，這樣的加固方式對于建筑結構的抗震性能而言存在一定不利影響。另外，在進行加固處理之后的構件其承載力有著明顯的提升，但是卻造成了防火等級下降的情況。這些問題都在一定程度上表明了在進行加固處理時需要就整體角度進行把控，通過加固處理的方式來妥善地解決存在的問題。

（四）強調建筑結構整體性

建筑結構的整體性是決定高層建筑結構抗震設計性能的關鍵，設計中要采取合理有效的措施，提高建筑內部的整體性設計效果，使建筑內部形成塑性鉸，提高建筑結構的完整性和地震災害防范能力。高層建筑結構的抗震設計需要考慮到破壞問題的防范，降低缺乏延性剪切的風險，合理地處理構件，采取強減弱彎的措施，提高設計水平。地震作用下產生的剪切破壞和非抗震抗剪破壞構件問題有所不同，高層建筑要強調延性，增強抗震性能，做好抗震設計，提高結構的延性效果。例如在梁柱等構件中對受拉鋼筋配筋率進行合理地控制，以達到提高建筑結構整體性、強化高層建筑結構抗震性能的目的，改進和優化高層建筑抗震結構形式，提高設計的精密性。最后，需嚴格控制高層建筑地基的夯實情況，保證地基穩定，提高地基對建筑整體承載能力，合理進行結構方案的優化設計，設置抗震墻，通過加固梁柱節點等增強建筑物應對水平剪應力的能力。

（五）做好建筑場地的選擇

為保證鋼結構建筑的抗震性能能夠達到預期，需要做好鋼結構建筑的建設地址選擇。一方面需要對各地的具體情況展開分析，明確地區是否處于地震帶，掌握地質以及水文等各項信息，以便在此基礎上選擇最優的施工地址，保證鋼結構的性能；另一方面，如果需要在復雜地區進行建設，需要對該地區的災害發生情況以及以往歷史等各項情況展開研究，要在此基礎上制訂出較為詳細的應對方案，并將其融入抗震結構設計之中，以便最大限度降低地震災害對鋼結構所產生的不利影響，保證民眾的居住安全。

（六）優化抗震結構的設計方案

高層混凝土建筑的抗震結構的科學性會直接影響建筑的性能。設計人員需要優化抗震結構的設計方案，并且需要對這項工作予以高度重視。因此，在開展具體的施工工作之前，設計人員需要優化建筑的結構設計工作和設計方案，以實現提高抗震性能的目標。在合理優化抗震結構的設計方案的背景下，建筑即使遭受地震外力的影響，也能正常發揮抗震性能，將損害程度降到最低。當前，設計人員經常應用的方式為分層設計方式。設計人員需要針對高層建筑的不足之處進行合理設計，調整建筑結構的承重力，優化荷載效應，進一步提高設計效果。此外，設計人員在具體的工作中，需要掌握現場的具體情況，結合各類實際勘測的數據，通過強大的數據支持來明確抗震點，提高抗震結構的承載能力，從而大幅度提高高層混凝土建筑的抗震能力。

（七）抗震裝置以及抗震措施的設計

鋼結構抗震設計過程中，要加大對重點工程的重視力度，做好設計，以便達到提高房屋建筑整體抗震等級的目標，最大限度減少地震災害對建筑造成的不良影響。同時，需要加大對減震隔震技術的研究以及優化力度，需要通過對技術的科學應用，在切實提升房屋建筑抗震能力的同時，達到對整體建筑結構體系進行優化的目標。可通過對阻尼器的合理應用，將其科學設置在構件之上，使其按照自身的變形程度對地震所帶來的能量形成有效吸引與消化，減少地震在結構上的作用。

（八）勘察設計是抗震的基礎

高層建筑結構的抗震設計中存在的普遍問題亟待改進，針對設計的不足，有必要采取全過程貫穿的方式，將抗震設計理念落實到各個階段的施工中，采取有效的解決措施，提高抗震設計的有效性。根據對可行性方案的分析和研究，按照勘察標準、勘察要求等，在對比分析中選擇合適的區域，進行高層建筑的建設。勘察單位要給出合理的選址建議，掌握工程地質的條件要求，包括已建區域內的地貌、地形、地質特點等，對場地、地層等各項地質條件進行全方位的分析，對不良地質作用可能引起的災害問題要重點強調。關注地質條件中可能會影響高層建筑結構抗震設計效果的各項因素，初步進行高層建筑的設計活動時，要通過細致的勘察對擬建場地的地層結構、地質構造、巖土工程特性、地下水埋藏條件等進行分析，做好記錄，對不良地質作用的成因、規模分布情況、發展趨勢進行研究和探討，明確具體的不良地質作用情況，根據相關資料對場地穩定性進行全面評價，掌握高層建筑地基基礎的分類，結合水土對建筑材料可能形成的腐蝕性等影響進行分析評價。要明確具體的工程項目勘察要求，評價建筑地基的巖土工程，包括分析巖土的性質、地基類型、巖土均勻性、地基的基礎形式、地基處理、基坑支護和不良地質作用的防治等。著重查看不良地質的危害程度及作用趨勢，采取有效的整改方案和措施，將高層建筑結構抗震設計貫穿至前期的勘察、初步設計和具體的施工等各個環節中，強調對抗震設計性能的優化。

三、結語

設計人員需要認識到鋼結構抗震設計對于建筑結構安全使用的重要性以及必要性，需要加大對抗震設計方式方法的研究力度。不僅要按照場地的具體情況，做好場地地址選擇以及鋼結構抗震類型選擇，同時還要科學展開鋼結構的抗震計算等各項操作，保證鋼結構的抗震設計能夠達到預期目標，能夠實現對鋼結構建筑抗震性能的切實強化，從而保證建筑物使用的安全性以及穩定性，為民眾的安全使用創造更加理想的建筑空間環境。