高层建筑抗震设计分析

高层建筑抗震设计分析

黄曾 黄艳平

筑博设计股份 有限公司武汉分公司 湖北 武汉 430000

摘要：在我国社会经济快速发展的背景下，城市化建设的进程也在进一步加快，这为建筑行业的发展创造了有利的条件。与此同时，随着人们对建筑要求的提高，建筑工程结构设计也有了更高的标准。设计人员除了要考虑土木工程的美观性，还要充分考虑结构的安全性。前我国建设设计在抗震问题上取得了一定的成绩，但是在具体运用的过程中还有一些细节有待改进，需要建筑结构的设计者提出更科学合理的方案。基于此，本文首先分析了我国地震灾害对建筑物的影响，提出了高层混凝土建筑抗震结构优化方法。

关键词：高层建筑；抗震；设计

引言

经济的不断发展带来了我国建筑结构的不断升级，人们对高层混凝土建筑抗震性的需求越来越大，如何进行抗震结构设计已经成为了摆在领域从业者面前的重难点问题。本文对有关问题进行了分析，将地震结构设计与具体实践相结合，从而为相应问题的解决提供了一定建议。

1我国地震灾害对建筑物的影响分析

我国在建设发展的过程中发生了几次较大的地震灾害，这些地震灾害对于建筑物尤其是群体性高层建筑的破坏，至今还令人心悸不已。地震对人类的生命财产安全极具威胁，因此人类在面对地震灾害时，应该有效地将所掌握的抗震技术应用于建筑工程中，尽量降低地震灾害造成的损失。工作人员必须对高层建筑进行抗震检测鉴定，以降低安全风险。地震发生具有突发性，如果建筑结构质量不过关，就会造成不可预计的后果。不难发现，大型地震对我国造成的经济损失极为严重，其中绝大多数人员伤亡都是由高层建筑物坍塌造成的。另外，搜救不及时、搜救困难等问题也会造成大量的人员伤亡。早期建筑虽然进行了抗震检测鉴定，但是建筑结构仍然存在较大的安全隐患——建筑物的建筑结构设计与相关建筑材料的应用过于单一，工作人员没有把握抗震这一关键性原则，以致发生大型地震时，高层混凝土建筑大量倒塌。

2高层混凝土抗震结构设计的优化方法

2.1合理选择建筑位置及构造体系

设计人员应全面分析我国实际的地震灾害情况。通过分析可知，如果建筑物的位置不同，那么建筑物所承受的地震作用力也会存在差异，最主要的原因是建筑物所在区域的地质条件不同。为了解决这些问题，在建筑项目选址时，设计人员必须充分考虑以下两个方面的内容：①项目建设区域内部的地质环境应具有较强的抗震能力，为保证建筑物的安全性打下良好基础；②在选址时，设计人员应最大限度地避免选址周围存在危险性较高的建筑物，选址与这些建筑物必须保持一定的安全距离。此外，在建筑物的抗震规划中，设计人员应该对部分构件与整体构件之间的关系进行适当调整，有效避免因局部问题而对建筑的稳定性与承载力造成影响。在规划时，规划人员要在合理范围内，保证结构具有一定的变形空间，并且在内力分配性能与赘余度方面进行合理控制。在规划建筑物的结构体系时，规划人员必须合理控制结构的强度与刚韧度，更要重视框架结构的各个节点的稳固性，增加底层柱的支撑强度，保证塑性能够符合实际抗震要求。

2.2建筑结构设计方案优化

结构工程师在对高层建筑进行规划设计时，必须对最终敲定的方案进行细致筛选。所敲定的方案需要符合现阶段国家规定的相关标准，只有这样，才会使主体结构拥有十分充足的空间。设计人员必须详细计算在不同作用力下对混凝土结构造成影响的各项数据，并且根据结果重新设计构件的整体布局方式，在确保科学性的同时，优化和协调建筑内部设施的受力状况，实现建筑受力平衡，增强建筑承受外部作用力的能力，有效解决竖向重力引发的各种问题，进而逐渐达到原有规划中的刚度设计标准。整个结构要具有一定的条理性，保证不会出现其他复杂情况，这样就能提高建筑物的实际抗震效果。另外，设计人员需要深入研究地震灾害的记录信息，结合信息内容与当前建筑的实际标准，在设计环节应用一些抗震性较强的方案；对于细节部分，也需要开展精细化处理，使得建筑结构自上而下承受的重力保持一致。其实，也正是由于重力作用，地震水平层面与竖向层面所产生的作用力会在一定程度上减弱地震的破坏力，从而达到提高综合抗震能力的效果。

2.3合理控制扭转效应

一般而言，当地震发生之后，建筑的水平方向、竖直方向都会引发较强的作用力，建筑内部也会产生扭转作用力。建筑也正是因为承受了多个方向的力量，实际的破坏程度极为严重。地震发生具有突发性、偶然性的特点，人们很难提前预料，不稳定因素较多。所以，在进行抗震结构设计时，设计人员需要高度重视扭转效应。设计人员如果在建设规划初期没有实践性的资料作为参考，就需要在规划之前选择所测量的位移部分的刚度和减弱最小位移的带点刚度，有效保证结构在整体性环境中位移的一致性。与此同时，建筑的全部细节设计都应该达到国家的规定标准，只要发现其中任何位置的设计存在不合理的情况，设计人员都必须在第一时间对其进行详细调整，以便于将扭转效应造成的影响降到最低。

2.4有效开展建筑平面布置

在高层建筑混凝土结构设计的过程中，建筑设计人员应该坚持合理性、对称性、均匀性的基本原则，有序地完成平面布置工作。一般而言，在水平地震波的作用下，建筑的各个楼层都会产生明显偏移。因此，不同的结构需要应用不同的控制方式，只有这样，才能有效控制变形。控制方式包括缩减柱距离、缩减梁距离、设置钢臂、应用双重抗侧体系、设置竖向支撑等。设计人员需要采取交错式的设计方法来扩大建筑房屋的跨度，从而有效提高建筑整体结构的抗震能力，并且不会对建筑薄弱层位置造成拉伸影响，不会引起较大的位移和形变，最终使得高层建筑物的整体抗震能力达到国家规定的标准。

结束语

在高层混凝土建筑工程施工的过程中，设计人员需要分析高层混凝土建筑结构的抗震性能，需要确保抗震性能达到理想效果，为高层混凝土建筑的安全性及稳定性提供有效保障。因此，建筑设计人员需要从多个角度对高层混凝土建筑的抗震结构进行设计，并且对现有设计技术进行综合性改良，以此来保证高层混凝土建筑的抗震性能。

参考文献

[1]孙光亮.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].城市建设理论研究（电子版），2019（6）：142.

[2]胡映旺.关于高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨[J].江西建材，2018（14）：58+60.