摘要：高层建筑在解决城市用地紧张、容纳城市人口居住等问题上做出了巨大的贡献，越来越多的高层民用或商用建筑的建设数量及规模均在稳步上升之中。随着建筑物高度的提升，地震作用对其产生的不利影响也随之增大。因此，结构设计人员应立足于规范条文的基本要求，在开展概念设计的过程中更好地考虑到高层建筑体系设计要点、结构构件设计要点、绿色节能设计要点等诸多内容，确保在不影响高层混凝土建筑物建筑物的使用稳定性及安全性的基础上不断提升建筑物的使用性和舒适性。为了更好地完善高层混凝土建筑抗震结构设计工作，本文将从高层混凝土建筑抗震结构设计的特点、高层建筑结构设计体系、抗震设计重要性、结构体系抗震性能等几个方面展开详细的论述。
关键词：高层混凝土建筑；抗震结构设计
0 前言
高层建筑指的是超过一定层数或高度的建筑物（建筑高度大于27m的住宅类建筑或建筑高度大于24m的厂房、仓库等其他民用建筑）。在开展高层混凝土结构设计之前可以将高层建筑理解为竖向悬臂结构体系，竖向荷载作用在结构体系中可产生与建筑物高度基本一致的、呈现线性分布关系的轴向力，水平荷载作用在结构体系中可产生使建筑物弯曲变形的弯矩。所以，从高层建筑物受力特点上分析可知，在竖向荷载方向保持不变的前提下，随着建筑物高度的增加竖向荷载数值不断增大；但是水平方向的荷载作用方向不固定，当水平荷载呈现均布荷载时建筑物所受弯矩与建筑物高度呈现二次方关系。所以，相较于垂直荷载，水平荷载对高层建筑物的影响是较大的。这就需要确保高层建筑物的结构体系能够具备足够的抗剪切弯曲变形的能力、具备足够的刚度来抵抗荷载作用下建筑物发生的侧向变形。地震作用就是水平荷载的一种，也是引发高层建筑安全性问题的重要内容，是从事结构设计工作人员所需认真分析和时刻注意的内容。
1 高层混凝土建筑物结构体系的类型
高层建筑物结构体系类型的选择应依据本建筑物的使用功能要求、建筑物设计高度、建筑体型（高宽比等）、建筑物所在地区的设计概况（抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、地面粗糙度、地基承载力等）、施工材料、施工技术及施工工艺等诸多因素。目前，广泛应用于高层混凝土建筑结构设计工作的结构体系类型主要分析以下几种：①框架结构：框架结构主要由框架柱、框架梁、楼板等结构构件组成的以剪切变形为主的柔性结构，其特点是能够提供更加灵活的空间布局功能，但是随着建筑物高度的提升，该类结构体系受水平荷载影响较大，可广泛应用于建筑层数不高的建筑物；②剪力墙结构：剪力墙结构是由钢筋混凝土墙体呈现横向及纵向布置或多轴线斜交布置的结构体系，钢筋混凝土剪力墙结构承受建筑物全部的水平荷载及竖向荷载，具备足够强的抵抗弯曲变形的刚性结构体系。其优点是抗侧力刚度强、建筑物空间整体性强，缺点是结构自重大、建筑物室内空间布局的局限性大；③框架剪力墙结构：框架剪力墙结构是在框架结构中的适当位置设置剪力墙而形成的刚柔结合的结构体系，既能承受较大的侧向力，又能够保证建筑物室内空间布局的灵活性要求。但是由于框架与剪力墙两种结构体系的刚度相差较大，因此为提升框架剪力墙结构体系的稳定性，需要在建筑物底部设置剪力墙提升抗震性能，在建筑物顶部设置框架结构提升建筑物整体抗震性能；④板柱剪力墙结构：板柱剪力墙结构是在框架结构体系中加入了剪力墙结构或井筒结构体系而成的、主要有剪力墙承受侧向力的结构体系，广泛应用于建筑高度不高的建筑物中。
2 高层混凝土剪力墙结构抗震设计的重要性分析
正是由于高层建筑物的稳定性及安全性受水平荷载影响较大，因此，需要重视结构抗震设计工作，该项工作的重要性主要表现在：①科学化的抗震设计方案可显著提升高层混凝土剪力墙结构的自身刚度及延性，确保建筑物在水平地震作用下的稳定性要求；②由于地震作用的发生时间、发生地点以及发生强度存在极强的不确定性，并且地震发生的周边区域地震加速度变化幅度较大呈现出较强的离散型和不确定性，因此依据抗震设防区所开展的抗震设计工作可以在模拟预定地震作用下建筑物的强度和变形是否满足安全稳定性要求，促使高层建筑物达到预先设计的抗震安全性；③高层建筑抗震设计能够满足现代化城市规划发展实质需求，为了保障高层建筑物使用寿命、兼顾城市规划需求、满足现代化建筑物外观主流化设计与多元化设计需求，开展抗震设计有利于满足城市各类基础性服务设施的综合性规划和部署，为城市规划布局工作提供重要的参考依据；④高层建筑抗震设计能够取得正向的社会效应：具有良好抗震设计性能的高层建筑物能够最大程度的保障人民群众的生命财产安全，有利于维护社会秩序、推动社会稳定发展。
3 高层混凝土建筑抗震结构设计关键点分析
3.1 确定高层混凝土建筑物的结构体系
在确定高层混凝土建筑物结构体系的过程中可综合考虑以下几点：①结构设计人员依据业主单位及勘察设计单位提供的资料确定高层混凝土建筑物所在地区的地质条件、气候条件、周边具有建筑物实际情况等条件确定结构体系；②采取多重抗震设防体系设计方式提升高层混凝土建筑物抗震性能。
3.2 确定结构平面设计形式及立面形式
高层混凝土建筑物结构设计的中重要内容就是抗侧力设计。平面设计形式简单、规则对称、不存在较多凹凸平面的结构整体性更强，结构体型、结构布置方案以及构造措施的合理性比结构计算是否精确无误更加重要。因此，高层混凝土建筑平面设计形式及立面形式必须参考结构设计人员在概念设计过程中提出的要求进行完善，不仅需要确保结构的刚心与重心尽量重合、减少结构扭转、提升刚度均匀连续性变化，还需要满足建筑物立面美观性和施工便利等要求。通过合理化的结构设计，高层建筑结构在地震作用及风荷载作用下不会产生较大的动力反应，而结构设计的合理性与建筑物是否存在多个不规则情况息息相关。
3.3 严格控制高层混凝土结构的侧向位移
高层混凝土结构受建筑高度的影响会逐渐增大，为了防止高层建筑侧向位移过大，我国规范明确限定了不同结构体系的顶点位移及层间位移。限制高层建筑结构侧向位移的目的是为了提升业主在生活及工作时的舒适度、防止高层建筑在罕遇地震作用下发生坍塌危险事故。
3.4 提升结构延性
结构延性指的是结构构件和结构体系在水平地震作用下具有的抵抗变形的能力和耗能的能力（可总结为结构延性、构件延性和截面延性三类），提升结构延性是确保高层建筑在强烈地震作用下部发生坍塌的关键，具体措施可采用减震隔振装置、在结构体系关键部位设置钢骨混凝土等。除此之外，还可以在结构设计计算的过程中考虑到高层建筑结构体系的P-δ二阶效应，利用计算软件考虑到高层建筑填充墙、装饰面层等非结构构件在地震作用下开裂及损伤的因素。
3.5 重视结构高宽比限值
重视并控制结构高宽比限值的最主要目的是为了提升结构体系的稳定性和抗倾覆性能。随之高层建筑高度的不断提升，在地震作用下建筑物所受倾覆力矩随之增大，高宽比越大的建筑物结构安全性越强，但经济性越差，因此需要严格控制结构高宽比。高层建筑物结构抗倾覆能力与建筑物基础埋置深度、基础宽度以及基础结构选定形式相关，例如埋置深度越大、基础宽度越大的基础，基础对上部结构的嵌固作用越强，结构的抗倾覆能力越强；通过设置多道抗震防线、布置抗侧移构件、增加剪力墙墙肢长度及数量、设置抗震支撑等方式也可以调整结构体系在两个方向上的刚度和抗侧移能力。
4 结语
高层混凝土建筑抗震结构设计工作意义重大，结构设计人员在开展抗震结构设计工作的过程中应及时查阅以规范为主的参考文献，深度理解抗震设计的意义及设计要点，不断调整抗震结构设计方案，不断提升高层建筑在地震作用下的安全性及稳定性。
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