高层混凝土建筑抗震结构设计探析　

随着我国人口的快速增长，城市中需要建设大量的高层建筑才能满足城市人口的居住需要，还可以满足商业和企业的不同需要。其中抗震结构设计是保证高层混凝土建筑的重要结构，也是未来我国建筑业的主要设计结构。

1高层混凝土建筑的结构特点

高层混凝土建筑的定义是建筑高于28m，并且层数大于10层的混凝土建筑。高层混凝土结构属于竖向的悬臂结构。高层混凝土建筑结构受到的水平载荷和垂直载荷的影响，并产生弯矩和轴向力，建筑的高度跟轴向力呈线性关系。高层混凝土建筑的层数与水平位移，跟弯矩是呈上升曲线的关系，且轴向力与高度的比例关系是正比例。

2高层混凝土建筑抗震结构设计的优化

2.1结构尺寸的优化。

在结构几何形状和材料都规定好的条件下，计算出满足各种条件下的最优构件截面，其实就是对结构构件尺寸进行设计，使其造价最低化。2.2结构体系的优化。结构体系的优化先从结构概念设计开始，使结构平面布置满足对称、规则，立面和竖向规则，侧向刚度均匀变化。与此同时，通过定量的分析和计算对关系到体系整体性能的设计参数进行优化。

2.3结构功能的优化。

建筑的使用功能如何对结构和造价的影响较大，取决于工程建设完成后使用者对本项目有着怎样的使用功能要求，在能够满足用户整体功能要求的条件下对结构功能方面进行设计优化。

2.4结构体系选择的优化。

对于高层建筑来说，可以选择的结构形式有很多，例如框架结构、剪力墙结构等。由于对结构的要求很多，结构的选型也十分复杂，需要综合各方面的因素进行确定，并且需要结构、建筑、经济上各方面的协调平衡，才能对结构体系进行优化选择。

2.5基于最优设防烈度的抗震结构优化设计。

在确定了结构类型、布局和材料后，抗震结构还需要确定抗震设防水平，先进行设防水平选择在进行结构尺寸优化，这就是基于最优设防烈度的抗震结构优化设计。

3高层混凝土建筑抗震结构设计的方法

3.1改进结构设计方案。

高层混凝土建筑抗震结构设计方案需要满足我国现行的建筑工程抗震方面的标准和规范，主体结构需要能抵御空间的变形，并且在结构进行延伸变化时可以进行恢复，以抵消在高层混凝土建筑结构变形时所产生的不利形变，保证高层混凝土建筑的稳定性。在评价地震作用对高层混泥土结构所产生的影响时，需要进行科学合理的分析，考虑各结构部分，最大限度的控制高层混泥土各部分的受力情况，使建筑的抗震性能得到提升，需要特别注意的是高层混凝土的竖向结构受力，使高层混凝土建筑可以满足相关的刚度设计要求，受力更加平衡，保证高层混凝土建筑结构抗震性能和稳定性符合要求。此外，还需要考虑高层混凝土建筑位置的地质情况，在设计抗震结构时考虑防震，对于高层混凝土建筑的关键部分的施工应十分注意，尽可能的降低高层混凝土建筑所承受的重力，使其建筑受力均匀，符合重力的变化规律，避免高层混凝土建筑产生过多的水平力和竖向力的不均匀，从整体上提高对高层混凝土建筑的抗震性能。

3.2科学选定建设位置。

高层混凝土建筑的选址也十分重要，对建筑的抗震性能有着很大的影响，应综合分析项目区域的地质灾害情况。所以在高层混凝土建筑的选址上应做到科学合理，对于高层混凝土建筑周围的环境及地质情况也要考虑其中。选取的原则是：高层混凝土建筑应避免临近电厂、变电站等区域，减少周围环境对建筑的不良影响；高层混凝土建筑还需要远离丘陵和山坡，因为这些区域的抗震能力较低，不利于抗震设计。

3.3高层混凝土建筑结构参数设计合理。

应用模拟软件对高层混凝土建筑发生地震时的受力情况进行模拟，来选择科学的结构参数，分析结构的受力特点。通过对高层混凝土建筑的质量检测、施工工艺、地质等情况的充分掌握，在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计，充分的了解抗震结构设计要点，对抗震设计进行合理优化，在影响高层混凝土建筑抗震结构设计的主要部分需要进行说明，这对于提高高层混凝土建筑的抗震结构设计是十分有帮助的。此外，对于高层混凝土的抗震结构设计还应建立数据库，这样可以方面设计人员对以往工程设计资料的查找，在高层混凝土建筑结构受力研究时可以参照以往相似工程，对于力学模型的建立也是十分有用的。高层混凝土建筑结构参数包括扭转角度和震动周期等，众多的结构设计参数在高层混凝土建筑抗震结构设计时都需要互相协调和仔细分析，以保证参数的科学合理。

3.4控制扭转效应。

地震会对建筑产生水平力、竖向力和扭转力，这种各方向力的综合作用下，会对建筑物产生严重破坏，造成建筑物的损坏。地震的发生具有突然性和随机性，因此地震的发生难以预测并且需要面对很多未知因素的影响，所以在高层混凝土建筑结构抗震设计时，不能仅对水平力和竖向力进行防护，还需要对扭转力作用进行考虑，对抗震结构的位移进行要求，并测定最大和最小位移结构的刚度，保证混凝土建筑的整体位移具有一致性，对于高层混凝土建筑抗震结构设计中的每一部分都符合要求，对建筑的整体抗震性能进行分析，如发现隐患应及时的改正，尽可能的保证高层混凝土建筑的抗震性能。

结束语

随着我国社会的高速发展，抗震结构的应用也越来越广。由于居民对高层混凝土建筑质量上的要求越来越高，因此在建筑工程的实际设计和施工过程中应采取更加安全的抗震结构，这不仅能够满足国家相关法律法规的安全抗震要求，一定程度上还可以提高经济效益和社会效益，对于建筑行业的健康高速发展起到了至关重要的推动作用。

作者：郭辉 单位：北京华宇工程有限公司

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