摘要：目前，各地的地震灾害发生的较为频繁，造成大量的人员伤亡与财物损失，因此房屋的抗震设计具有重要的现实意义。高层混凝土建筑由于其高层的关系，很容易受到地震干扰，要想真正避免地震等自然灾害，在对高层混凝土建筑进行设计施工时，要按照国家抗震的相关标准设计好其抗震结构并进行施工，减少地震给人民及国家带来的损失。
关键词：高层混凝土建筑；抗震结构设计
引言
随着我国建筑行业的发展，高层建筑已逐渐成为建筑行业的主要发展趋势，但地质灾害的频繁发生，使人们对施工难度复杂的高层建筑提出更高要求。高层混凝土建筑结构经过精密的设计后，应用于高层建筑，可有效预防地质灾害带来的伤害，而高层混凝土建筑抗震结构的设计需结合建筑的实际情况，进行全方位的分析设计，达到有效抗震的效果。
一、高层建筑的主要特点
高层建筑的规模普遍较大，需要花费巨大成本，施工周期较长，其质量与施工材料，施工技术与建设周期有着密切关系。建筑结构是一个竖向悬臂结构所产生的轴向力与其高度存在一种线性比例关系；水平荷载可使建筑结构发生弯矩。受力方向若不变，竖直方向的受力会随着建筑高度的增加而增加。但竖直方向的受力情况与侧移的关系并不大，当水平方向的荷载发生变化时，侧移与高度是四次方的变化关系，水平荷载才是引起高层建筑侧移的主要因素。水平荷载结构的设计因素、结构的抵抗力水平、结构的刚度要求，及对高度要求都是高层混凝土建筑抗震结构设计过程应充分考虑的因素。
二、地震对高层建筑的破坏特点
2.1对建筑刚度的破坏
建筑的主体结构的平面大都是矩形平面，若电梯井的中心发生偏移，则更容易受到地震中扭转震动的影响，加重地震的破坏程度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若平面形势的对称性不强，也同样会受到扭转震动的严重影响。
2.2对地基的破坏
对处于土质较软的高层建筑来说，建筑结构的稳定性相对较差，因为土质松软最终会引起建筑结构的倾斜，导致建筑破坏，建筑物越高，越容易受到地基的影响。地震时，建筑基础就会出现沉降不均匀的现象，导致建筑物出现严重裂缝，一旦建筑物的震动与地下震源的震动周期形成共振，将对建筑物形成加倍的破坏力。
2.3对建筑构件的破坏
框架剪力墙结构的建筑，柱子往往受到的破坏程度较大，剪力墙的窗台下部往往容易出现裂缝，但由于框架柱设置了螺旋箍筋，建筑楼层间的位移角相对较大，具有更强的抗震能力。
2.4对结构体系的破坏特点
对框架填墙的高层混凝土建筑结构，建筑平面的内框架柱上在地震中较容易发生剪切型破坏，窗洞部分也会因为墙体的下降受到一定的破坏。因为建筑底层的刚度较低，还是敞开式，一旦受到地震，底框结构就会受到严重影响。
三、高层混凝土建筑抗震结构设计的措施
3.1增加抗震防线
高层建筑的抗震结构是由多个延性分体系构成的，各延性构件是相互协调连接的。通常在大型地震出现后会发生余震，若只设置一道抗震防线，一旦该抗震防线受到余震破坏，就会严重损伤到高层主体结构，严重者甚至出现倒塌。设计人员必须认真处理结构构件抗震设防体系，并确保同一平面内的主要构件屈服，剩余抗侧力部件处于弹性过程阶段，提高主体结构的有效屈服持续时间，保证主体结构具有加强的延性与抗侧移能力。在进行建筑的抗震设计时，可能会出现某一结构构件的抗侧移值太大的现象，最终引起其他结构构件强度不够，在设计时必须适当强化构件的抗侧移能力，必须反复权衡施工中的以大带小与个别抗侧力部件的配筋率提高等设计行为。
3.2设计建筑主体结构的基础
相同结构的单元应设置在地基性质相似的地面上，并使用一样的结构，若地基位置出现橡皮土、液化土与新填土等承载力不一的土层时，要通过适当的处理措施来增强基础结构的刚度，保证地基足够的承载力。使用底框结构不仅实用性强，而且具有较强的经济性，使用范围广泛。但这种结构体系下的刚度分布不均匀，最终使建筑物的整体结构出现不均匀变形，严重者甚至会导致房屋部分开裂。不宜在高设防烈度地区使用这种结构，设计人员应通过适当措施确保上下部分具有一致均匀的刚度，真正有效提升抗震水平。
3.3使用多种抗震计算方法
在进行高层混凝土建筑设计时，必须正确计算抗震结构的位移，定量分析结构设计方案，将主体结构的变形量控制在一定范围中，确保发生一般的地震时不会出现变形。计算主体结构的承载力时，要实时计算高烈度地震下结构的层间位移角与延性位移，并根据建筑物构件中位移跟结构的变形关系，最终获得主要构件的变形数值，再结合建筑截面的应变情况，明确构件的合理构造要求。还要确保建筑优良的场地条件良好，尽量降低所输入的地震能量，有效降低高层建筑的主体结构的破坏程度。
3.4抗震加固设计
（1）选用螺旋复合箍筋。框架柱的抗剪能力应跟强剪弱弯与剪压比相符合，柱子端部的抗弯能力必须满足强柱弱梁限值的标准，短柱在强柱弱梁与强剪弱弯时，不会导致剪切性破坏，螺旋复合箍筋的突出优点就是可以有效提高柱子的抗冲剪能力，提高短柱抗震性能。
（2）选用分体柱。短柱的抗弯性能强于抗剪性能，在实际地震中往往是抗弯能力还没真正发挥作用就已出现剪坏破坏，设计时需适当减少短柱的抗弯能力，让其跟抗剪强度相近。设计中常使用减少抗弯强度的形式，即把柱子沿竖向设缝，并把其划分成各分体柱，分体柱的配筋可在柱肢间布置一定数量的连接键，真正增强构件的刚度与抗震性能，常使用通缝、分隔板与摩擦阻尼器等连接键。选用分体柱，虽说不能增强柱子的抗剪性能，但在降低抗弯能力时就提高柱子的抗变形能力，实现短柱向长柱的转变，有效提高短柱的抗震能力。
3.5将位移考虑在内，降低输入地震能量
（1）客观看待位移问题。计算承载力是我国建筑结构设计的基础，设计人员应重视这个计算，并采用弹性策略，系统性的分析与计算相关结构力，保证建筑结构的稳定与安全；要有效减少水平方向的侧移，可减少建筑的自重，将横向弯矩考虑在内，在分析相关数据的基础上，开展深层次的设计，将多方面因素都考虑在内。
（2）降低地震的输入能量。在开始设计时应考虑地震的预期作用，仔细预算、计算与分析变形问题，设计时应重视构件承载力，还要计算地震时层间的位移侧移与综合位移之间的延性比等，保证建筑结构的稳定性与实用性。
结束语
地震的发生具有一定的随机性与破坏性等特点，给社会带来巨大的损失，高层混凝土建筑抗震结构的设计对人们的生命财产安全具有重大意义。结构工程师在规划高层建筑抗震结构时要充分考虑高层建筑结构设计的要求，结合具体实际情况，合理规划抗震方案，增强高层混凝土结构的抗震性能，确保高层建筑安全可靠的特性。
参考文献
[1]伊小群.高等民用建筑结构的抗震设计探讨[J].中国高新技术企业，2013，（20）.
[2]晋美俊，李俊明.国外建筑抗震出奇招[J].科学之友，2011，（25）.
论文作者:刘汉源
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：结构论文; 建筑论文; 构件论文; 高层论文; 高层建筑论文; 位移论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;