高层混凝土建筑抗震结构设计分析

高层混凝土建筑抗震结构设计分析

焦广斩

13050219821106**** 河北 石家庄 050000

摘 要：随着城市化程度不断加大，为了缓解人口增加带来的压力，出现了越来越多的高层建筑，高层建筑已经成为城市化进程的标志和主体。国内部分地区的高地和山地比较多，地质环境较为复杂，高层建筑对于安全性和稳定性的要求较高，所以在设计高层建筑时，应当保证防震设计的完善性。文章研究高层混凝土建筑主要采取的防震设计方式，并寻求适合我国高层混凝土建筑的防震设计组合方式。

关键词：高层混凝土建筑；防震方式；设计策略

人口不断激增，高层设计将会成为大部分发展中城市的未来方向，由于国内地形地貌复杂，部分地区自然灾害频发，所以在建筑行业，高层建筑的安全性和耐用性一直都是研究重点。针对高层建筑，目前已经规定了明确的防震安全性要求和标志。

1 高层混凝土建筑的防震设计必要性和意义

高层建筑的防震设计对于保证人们的生命财产安全有着至关重要的作用，为了真正地将防震设计工作落实到位，需要每个项目管理人员深切认识防震设计的重要性^[1]。

1.1 高层建筑的防震设计对于建筑的使用产生深远的影响在国内，山区高地面积占据国内面积的2/3，高层建筑的安全性受到地形地貌的影响比较大。例如，在国内四川、云南等地区，因为山地分布较多，其地壳板块不稳定，容易出现地震灾害。沿海地区靠近海洋，经常会出现台风、海啸等自然灾害，这些自然灾害对于高层建筑的影响都较大。高层建筑的容量较大，承载的功能较多，大部分高层建筑都是城市的重要建筑，需要长期使用，如果其稳定性不强，容易影响到人们的日常生活和工作。所以，为了进一步保障高层建筑的安全性和耐用性，完善的防震设计至关重要^[2]。

1.2 高层建筑的防震设计对维护社会安全稳定有重要意义高层建筑如果没有完善防震设计，受到自然灾害的影响，会出现摇摆、断裂的现象，甚至会产生坍塌的风险和危险。其次，居住在高层的居民遇到突发情况，如果没有妥善的避险和避害措施，生命财产的安全会受到威胁。高层建筑逐渐成为城市的主要建筑群，其承载的容量较大，为了保证社会稳定和人们安全，必须做好高层建筑的防震设计。

2 高层混凝土建筑防震设计结构的要点和难点

由于高层混凝土建筑近几年才被广泛应用，抗震结构的发展和技术研发存在一定局限性，国内的高层混凝土建筑的防震机构设计还有难以突破性方案的难点，为了设计完善的高层混凝土建筑防震结构，应注意以下问题。

2.1 建筑抗震结构设计的选择

抗震设计结构的选择，要考虑建筑的功能、结构以及建筑所在地的地形条件。在现有的高层建筑的防震设计中，较为成熟的结构有框架结构、重力墙结构、框架配合重力墙结构等。针对结构的选择，需要建筑工程师进行实地勘查，充分了解当地的地形地貌以及气候情况，还需要有着丰富的建筑经验，熟悉不同功能性建筑使用的抗震结构，才对抗震结构进行科学选择。例如，综合性的混凝土建筑具有较多使用功能，建筑的使用人群和设施设备较多，在抗震结构的选择中，会偏向综合性的抗震结构，并采取储备性的抗震系统，通多种方式对震力进行分散和预防，确保建筑的稳固性^[3]。

2.2 抗震程度的测量和计算

抗震系数是选择抗震结构最主要的数据支持。建筑工程师应该利用多种形式，对建筑所在地近几年的气候情况进行了解，可以进行实地勘查，也可以查找专业权威机构所调查的数据，对当地情况进行基础性了解。不仅要了解地形气候条件等客观性因素，工程设计师还应该对建筑周边产生的震动进行统计和了解[4]。例如，如果建筑是建设在高速公路附近，车流量较大，就会产生震动效应；再比如，建筑在飞机场、烟花爆竹制造厂附近，则需要预测这些因素可能会产生的震动影响。统计建筑附近所涵盖的最高震动和最低震动值，建议一个与建筑相关的震动系数库，根据系数的大小，选择合适的抗震结构和抗震形式，才能更好地保证建筑的抗震系统得到科学的设计方式。

2.3 抗震设计结构在受力点的支撑和选择

抗震设计结构最重要的就是受力点的选择，震动产生后，无法彻底消除震动产生的作用力，因此要妥善选择受力点。高层建筑的抗震结构设计需要将震动所产生的作用力进行分化和弱化，从而降低震动对建筑的伤害性。分化作用力的方式主要有两种了，一种是利用材料的柔韧性将作用力化解，例如隔音效果，就是利用海绵的材质，让声音在传播的过程中受到传播介质的影响，从而弱化消失。同样的方式运用到混凝土建筑中是难以实现的。所以只能采取另外一种方式，即分散震动所产生的作用力，此方式原理更简单，利用多点受力的原理，提升结构的稳固性。例如，三角形是最为稳固的结构，就是因为其多点受力的原因，如果单点受力，建筑本身的稳固性就较差，而震动会使得建筑原本薄弱的结构更加脆弱。如果是多点受力，会使得建筑更趋向稳固，在一个受力支撑点遭受到破坏后，还有其他的受力支撑点补上

^[5]。

3 高层混凝土建筑的抗震结构设计应用对策

高层混凝土建筑的抗震设计对于建筑至关重要，但是目前在众多高层建筑的项目中，该技术还没有得到良好应用，这与项目设计的管理者和项目操作过程有着一定的关系。

3.1 选择抗震结构设计专业能力较强的工程设计师

抗震结构的设计，需要建筑设计师有很强的专业性和丰富的设计经验。例如，在结构的选择中，专业的设计师能根据经验，结合当地的实际情况，初步判断建筑在架构上的选择，后期再通过震动系数进行结构验证，选择最为适合的防震结构。但是如果选择专业能力和工作经验都欠佳的设计师，不仅在前期的架构模式选择上面需要浪费很长的时间，而且还容易出现判断错误而造成工程失误、成本增加等情况。同时，因为高层混凝土建筑的防震设计关系到后期建筑的使用和人们的生命财产安全，所以在建筑的抗震结构的设计上必须严谨，需要有着专业的知识进行准确判断，更有效地保障设计的合理性和科学性。

3.2 强化项目管理人员对高层建筑设计的安全观念

项目管理人员对项目设计和建筑有着至关重要的作用，项目在建造和设计的过程中，容易受到项目管理者和项目投资者的影响，两者会因为项目成本、项目时间等一些因素，对项目设计进行把控和制约。高层建筑的防震设计是高层建筑安全管理的重要组成部分，所以，务必强化项目管理人员对高层建筑防震设计的重视意识。建筑公司应该定期地对项目管理人员进行建筑安全常识的培训和考核，深化安全责任在项目过程中的重要性。同时制定专项的抽查管理制度，在项目设计阶段和制造阶段，都应对项目进行抽查管理，确保工程项目的安全性达标。抗震设计就是高层混凝土建筑在安全性上的重要体现，每个项目管理人员都给予足够的重视。

4 结语

随着城市化进程的不断深入，高层建筑将会成为城市建筑群的主体，城市的未来发展规划离不开高层建筑的规划和设计。由于高层混凝土建筑在材料和使用上的特殊性，其对抗震能力要求较高，所以高层建筑设计应当在抗震结构设计上进行深入研究，从结构选择、成本控制、受力点设计等方面寻求最优的设计方案，确保高层混凝土建筑的安全性和耐用性。

参考文献

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].北京：地震出版社，2002.

[2]徐宜和，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑，2004（3）：22-24.

[3]傅学怡.实用高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4]达欣子.高层建筑混凝土结构的稳定设计分析[J].科技创新与应用，2019（29）：85-87.

[5]浦心宇.试分析高层混凝土建筑抗震结构设计[J].江西建材，2016（23）：33.

[6]李璐.谈高层混凝土建筑抗震结构设计[J].山西建筑，2015，41（33）：50-52.