李莎
东风设计研究院有限公司 湖北武汉 430000
摘要：在众多的自然灾害中,地震灾害的危害程度最大、范围广,这是因为地震灾害有着发生时间短、突发性强,其一旦出现必然给社会经济发展、人类生命安全和社会稳定造成危害。根据有关数据统计得出，由地震引发的人员伤亡和经济损失在整个自然灾害中占据着重要份额,产生这些问题的主要原因在于地震引发房屋倒塌发生次生灾害。经过无数次的历史经验总结得出,在房屋建设中做好防震、抗震工作十分关键,是减轻地震灾害最有效、最直接、最根本的方法,因此我们有必要对高层混凝土建筑结构的抗震设计进行深入研究。
关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震设计
一、高层混凝土建筑的结构特点
由于总高度的差异，与低层建筑通常以抵抗竖向荷载不同，高层混凝土建筑设计时需综合考虑水平荷载和竖向荷载的共同作用。高层混凝土建筑结构的轴向力与高度存在线性相关关系，水平荷载会使高层混凝土建筑结构形成一定倾覆力矩。结合高层混凝土建筑结构的侧向位移特性来看，水平荷载引起侧向位移时，在轴向力的作用下，会使结构进一步增加侧移值。相较而言，水平荷载对高层混凝土建筑结构的影响程度远远超过轴向力。总之，为了使高层混凝土建筑结构的刚度符合标准要求，必须将侧向位移值控制在合理范围内。混凝土结构的位移限制值是钢筋混凝土高层建筑变形控制的基准。
二、高层建筑混凝土结构抗震设计的现状
与传统的建筑相比，现代建筑抗震设计有着越来越高的设计水平，但是仍然存在不足之处。（1）有的建筑物没有重视其相关性能而更多地追求局部建筑高度，缺乏对整体性能的把控。建筑如果采用混凝土结构，需要对结构和形式进行充分考虑，合理设计建筑物的高度，按照国家标准规范提高高度的合理性，避免出现地震等外力对建筑物的整体性能产生影响，破坏建筑的性能，影响建筑物的安全。（2）有的建设单位没有对建筑物所在地情况进行充分的现场勘查便直接选址、建设，导致建筑物建成后出现严重的质量问题。现代城市可利用空间不断缩小，合理地选择建筑所在地成为重要的内容，很多单位往往只对高层建筑物本身的抗震力和稳定性进行充分考虑以及对建筑物的使用和商用空间进行充分考虑，没有对地质的影响地进行充分考量。此外，合理地选择建筑材料是高层建筑物设计和建造的重点。当前钢框架是我国建筑结构中常用的一种材料。钢结构具有良好的延展性，能有效的吸收和消耗地震能量，减轻地震反应的影响。
三、高层混凝土建筑抗震破坏形式分析
3.1剪切破环
高层建筑混凝土结构物在振动过程中受到剪切力的作用，导致发生剪切破坏。这一过程的发展会出现四个阶段：（1）当弯矩的作用达到一定的条件时，结构物开始开裂；（2）截面出现水平弯曲的裂缝；（3）由于力的不断增大，裂缝越来越严重，结构随即出现斜向的剪切裂缝；（4）抗剪钢筋的屈服使得剪切裂缝不断增大，剪切破坏随之发生。
3.2弯曲破坏
弯曲破坏是指高层建筑混凝土结构在受到水平地震荷载作用下，使得高层建筑混凝土结构外部钢筋保护层出现混凝土剥落的现象，结构整体失去相应的承载能力。整个过程中由于水平地震力的不断作用，高层建筑混凝土结构构件截面出现水平弯曲的裂缝，随着荷载强度的不断增加，受拉一侧的纵向钢筋逐渐达到屈服强度，随着变形量的不断增大，混凝土保护层脱落范围不断扩大，导致截面受压区所受压力不断增大，最终导致压应力区混凝土碎裂破坏。
四、高层混凝土建筑结构抗震设计要点
4.1科学选址
建筑工程建设前，要做到科学选址，由于建筑工程现场的地质、地势和水文条件等均为建筑抗震性能的主要影响因素，因此，设计人员应充分了解、勘察建筑场地的环境和条件，若发现场地存在危险因素，则需及时说明，并选择其他地点。在勘察过程中尤其要重视地形、地质和水文条件勘察，同时加强地质检测的准确性，进而优化建筑物结构设计方案。
4.2注重结构规则性与均衡性
在高层混凝土建筑结构设计中，应注重结构的规则性，避免不合理的设计方案。合理的建筑结构布局规划，能够显著提升结构抗震性能。一般来说，对称性建筑结构形式受地震波的影响程度较低，且整体性能指标更为稳定。所以设计人员应采取切实可行的抗震措施，合理有效地加强整体建筑结构的抗震性能。
4.3合理利用防震缝
在对体型不规则的建筑进行设计时，设计人员要结合实际情况增设防震缝。设置防震缝的过程中，需充分结合建筑要求、抗震设防烈度等多个因素，使防震缝两侧建筑相互独立，从而形成抗震性能优良的平面单体。在设计的过程中，建筑的高度与防震缝宽度应符合相关技术措施要求，高度不足15m时，防震缝的宽度不应小于100mm。如建筑高度超过15m，则可结合工程设计的抗震设防烈度及高度增加防震缝宽度。此外，防震缝宽度也需根据实际结构形式进行调整。在防震缝宽度设计的过程中，设计人员要保证框架剪力墙结构的防震缝宽度不应小于框架结构规定数值的70%。在其结构设计阶段，主要影响因素与框架结构基本相同。在设计剪力墙结构防震缝宽度的过程中，要确保该数值满足框架结构参数的50%以上。
4.4优化调整结构抗震设计方案
高层混凝土建筑结构设计方案必须符合国家规定，充分发挥混凝土结构的延性特征，减轻对主体结构造成的不利影响。设计人员需准确分析不同等级地震波对高层混凝土建筑结构的影响程度，协调处理各类构件性能，全面考虑各项因素，优化高层混凝土建筑结构的抗震性能。此外，相关人员应加大对地震信息的研究力度，结合现有的防震措施，对关键构件予以加强处理，以此减轻混凝土结构的不利效应，加强抗震效果。
4.5优化结构参数计算
建筑工程抗震设计工作中，应当合理选择建筑结构参数，如参数选择不合理，则会直接影响建筑结构的抗震性能。所以，在结构设计前，设计人员需合理选择建筑结构的设计参数，依据相关规范确定重要指标。设计人员可在建立地震灾害结构设计模型的过程中，准确计算模型参数，并按照相应比例创建建筑模型，在振动台上开展模拟试验，明确建筑结构中的不足，在已有的设计基础上采取科学有效的优化措施，加强建筑结构在地震中的承载能力。
五、结束语
根据抗震防线设计等实验，可以根据不同地区不同受力情况进行合理的抗震结构设计，尽可能根据建筑物具体造型设计合理的抗震防线，减少安全隐患，保证高层混凝土建筑的质量与安全。
参考文献：
[1]燕亚勃.高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析[J].住宅与房地产,2018(27):90.
[2]沙蓓蓓.谈高层混凝土建筑抗震结构设计[J].智能城市,2016,2(12):27.
[3]何文斌.高层混凝土建筑抗震结构设计方案[J].居舍,2018(21):101.
[4]刘迎.BIM技术在高层建筑结构设计中的应用研究[J].工程技术研究,2018(5):121-122.
[5]肖丽丽.高层混凝土建筑抗震结构设计[J].住宅与房地产,2018(18):133.