高层钢筋混凝土建筑抗震结构设计研究

摘    要：随着我国城市化进程的加快，推动着高层建筑的发展。同时，高层钢筋混凝土建筑设计安全成为大家关注的热点。而对高层钢筋混凝土建筑而言，高层建筑抗震结构设计是高层建筑设计的一个重要方面，抗震结构设计的好坏直接关系着建筑居民乃至周围居民的生命安全。鉴于此，本文首先研究了高层建筑抗震结构设计的作用及设计方面存在的问题，然后给出一些提升措施，以期提升建筑抗震效果。

关键词：钢筋混凝土;抗震结构;设计

1  引言

当前高层钢筋混凝土结构已经成为城市内部用来缓解城市人口压力的最主要建筑。同时其安全性也成为人们关注的重点，其中高层混凝土建筑抗震问题是热点。因此设计人员应该认识到高层建筑抗震设计的重要性，并对当前的抗震结构设计进行研究，发现存在的问题，采取有效的策略来提升设计效果。

2  做好高层建筑抗震设计的重要性

高层建筑中居住的居民较多，且因为建筑高度较高，比普通结构设计难度大。因此作为设计者必须将安全放在高层建筑设计的首位。因为一旦高层建筑设计不合理或者施工质量不达标，就可能在发生地震、火灾等灾害时引发更大损失。所以必须按照国家及行业标准做好高层建筑抗震设计，保证高层建筑的抗震性能，有力地保障高层建筑的内部及周围居民的生命、财产安全。

3  高层混凝土建筑抗震设计中存在的问题

3.1  一些设计不符合国家相关标准的要求

虽然我国对高层混凝土建筑设计做出了规定，但是在实际设计建造时，还有一些建造单位为了给企业增加更多利益，减少抗震材料的使用，节约建造成本，给建筑做出不符合要求的设计。使得这些建筑在遇到地震时，难以发挥其应有的抗震作用，而引发建筑物倒塌，给建筑屋内居民及周围居民造成财产甚至生命损失[1]。同时建造前或竣工验收时可能因为设计、建造不合标准而出现重新整改的情况，给企业增加损失。因此，作为高层混凝土建筑的建造商和设计者，必须重视高层混凝土建筑抗震设计的重要作用，绝对不能为了获取私利而出现损害人们利益的行为，否则害人害己。

3.2  地基选择不够科学

地基是建筑的根基，尤其是对高层建筑而言，地基选择更为重要。因此必须慎重选择地基，保证地基土质等符合建造要求。但是由于城市人口的快速增长，城市建筑用地日益紧张，很多开发商为了解决成本往往选择经济效益较高的土地作为建筑地，而非全面科学地对建筑用地进行考虑、选择。这个时候便很容易出现地势不平、临河及地基防水工作不好、土质松软的不良地质地基，在发生地震时极易造成建筑塌陷，对高层混凝土建筑抗震结构带来影响，因此必须重视科学选址。

3.3  选材缺乏合理性

建筑的另一个关键是建筑材料选择。一旦使用的建筑材料不能达到建筑标准，就无法建出符合要求的抗震结构。一旦地震发生，建筑内部的抗震结构也很难发挥其应有的保护作用，致使建筑出现问题。高层钢筋混混凝土建筑一般以核心筒作为公用设计，而钢筋混凝土结构位移值考虑不到位的话，很容易在发生地震时，使得钢筋混凝土建筑顶部变形震动大于钢结构硬度承受力而失去抗震功效[2]。所以，必须做好高层建筑抗震结构材质的选择。

4  提升高层混凝土建筑抗震结构设计有效性的措施

4.1  科学选址

经过对众多地震灾害案例研究证明，建筑物地址条件不同，同级地震发生时产生的影响也不同。由此可见，地震灾害中地质环境因素是造成建筑破坏的重要因素，因此进行科学选址是保证高层钢筋混凝土建筑抗震结构有效性的重要前提。在高层混凝土建筑建造选址方面，主要需要考虑以下两个方面的内容：首先，重视建筑建设地的地质环境，保证地址具有一定的缓解地震破坏的能力。因此在进行地址选择时，必须要对建筑建造地的土质展开调查，一般情况下以土质均匀、坚硬为宜。其次，选址要考虑周围环境。避免附近有化工厂、发电厂等其他大型工厂。因为在发生地震灾害时化工厂、电厂等大型工厂可能会发生泄漏、爆炸等事故，进而对周围居民区产生影响。因此必须充分考虑周围环境因素，避免引发次生灾害。

4.2  优化抗震结构设计

在给高层钢筋混凝土建筑进行抗震结构设计时必须按照国家及行业规范进行设计，且要保证设计结果符合抗震要求。首先，高层混凝土建筑设计必须保证固定空间内的空间变动性和延展性，做好对抗震结构的强化，同时保证在建筑结构发生变形时实现抗震结构的自动复原，避免主体发生变形时对整个建筑产生严重影响。其次，认真研究各地地震时的建筑破坏资料，并根据资料计算各级地震可能给高层建筑造成的破坏力度，并有针对性地根据资料和推算结果来进行布局设计，进而来完善抗震结构的设计，提升建筑抗震效能。特别要强调的是，在设计过程中要将建筑结构、纵向中立等作为考慮重点，保证其手里的平衡性[3]。再次，根据建筑结构及建筑纵向力情况来进行抗震设施设计。最后，对地震时建筑结构各部分的受力情况进行研究、计算，来进行抗震设计。

4.3  控制扭转效应

地震灾害与风力等其他灾害不同，这种灾害带来的破坏不是单向的。同时会对建筑的纵向和横向产生力的作用，同时还会产生一种扭转效应。由于地震具有随时性，且地震时存在很多不稳定因素，因此作用于高层混凝土建筑时，可能引发地裂、房屋倒塌、地势波动等多种不同的破坏。实践中很难准确地去掌握、计算地震时多种作用力的最终破坏结果。这一问题的存在也对高层混凝土建筑抗震结构设计带来了很大挑战。因此在进行高层钢筋混凝土抗震结构设计时必须重点关注地震灾害的扭转效应，采取措施进行控制。为了控制这种扭转，就必须根据扭转效应产生的位移最大值和最小值情况进行抗震结构刚度设置，保证建筑的整体位移一致性[4]。同时做好实施规划，保证抗震结构设计细节与其他相关结构设计的同步性和协调性，避免扭转效应影响。同时做好检查管理工作，一旦发现问题必须立即做出调整，最大限度地减少地震扭转作用的不利影响。

4.4  研究高层混凝土建筑各层结构参数设置

高层混凝土建筑与低层建筑相比最主要的区别在于“高层”，而建筑各层间参数设置不仅是高层混凝土建筑总体设计中考虑的重点内容，也是其抗震结构设计中的重点。高层混凝土结构设计是在建筑预处理阶段进行的，在设计前必须对建筑选址及建筑的地址状况、建筑材料选择、建筑施工技术选择、建筑质量检测管理等多方面的情况进行了解，以这些基础数据为依据来进行高层混凝土建筑结构基本框架的设计，制定科学有效的设计方案。这个过程中必须保障设计人员具有合理的设计理念和专业能力，同时还要保证设计内容尽可能地详细，为施工过程奠定基础。

5  结语

综上所述，高层钢筋混凝土结构抗震结构设计关系到建筑居民及周围居民的生命、财产安全。因此通过关注当前高层钢筋混凝土建筑抗震结构设计中存在的问题并采取有效措施进行控制，对提升建筑抗震性能、维护居民的人身财产安全具有重要意义。

参考文献：

[1] 张民君.高层混凝土建筑抗震结构设计研究[J].城市住宅，2019（8）：177～178.

[2] 李晓社.高层混凝土建筑抗震结构设计存在的问题及应对策略[J].产业与科技论坛，2019（13）：78～79.

[3] 李凡.探讨高层钢筋混凝土结构抗震设计要点[J].中华建设，2019（6）：160～161.

[4] 范晓鸣，陈尚志.高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨[J].工程技术研究，2019（9）：198～199.

作者简介：

陈超（1978—）汉，男，安徽合肥人，本科，高级工程师，研究方向：结构设计。