高層混凝土建筑抗震結構設計探析
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隨著我國人口的快速增長，城市中需要建設大量的高層建筑才能滿足城市人口的居住需要，還可以滿足商業和企業的不同需要。其中抗震結構設計是保證高層混凝土建筑的重要結構，也是未來我國建筑業的主要設計結構。
1高層混凝土建筑的結構特點
高層混凝土建筑的定義是建筑高于28m，并且層數大于10層的混凝土建筑。高層混凝土結構屬于豎向的懸臂結構。高層混凝土建筑結構受到的水平載荷和垂直載荷的影響，并產生彎矩和軸向力，建筑的高度跟軸向力呈線性關系。高層混凝土建筑的層數與水平位移，跟彎矩是呈上升曲線的關系，且軸向力與高度的比例關系是正比例。
2.1結構尺寸的優化。
在結構幾何形狀和材料都規定好的條件下，計算出滿足各種條件下的最優構件截面，其實就是對結構構件尺寸進行設計，使其造價最低化。2.2結構體系的優化。結構體系的優化先從結構概念設計開始，使結構平面布置滿足對稱、規則，立面和豎向規則，側向剛度均勻變化。與此同時，通過定量的分析和計算對關系到體系整體性能的設計參數進行優化。
2.3結構功能的優化。
建筑的使用功能如何對結構和造價的影響較大，取決于工程建設完成后使用者對本項目有著怎樣的使用功能要求，在能夠滿足用戶整體功能要求的條件下對結構功能方面進行設計優化。
2.4結構體系選擇的優化。
對于高層建筑來說，可以選擇的結構形式有很多，例如框架結構、剪力墻結構等。由于對結構的要求很多，結構的選型也十分復雜，需要綜合各方面的因素進行確定，并且需要結構、建筑、經濟上各方面的協調平衡，才能對結構體系進行優化選擇。
2.5基于最優設防烈度的抗震結構優化設計。
在確定了結構類型、布局和材料后，抗震結構還需要確定抗震設防水平，先進行設防水平選擇在進行結構尺寸優化，這就是基于最優設防烈度的抗震結構優化設計。
3高層混凝土建筑抗震結構設計的方法
3.1改進結構設計方案。
高層混凝土建筑抗震結構設計方案需要滿足我國現行的建筑工程抗震方面的標準和規范，主體結構需要能抵御空間的變形，并且在結構進行延伸變化時可以進行恢復，以抵消在高層混凝土建筑結構變形時所產生的不利形變，保證高層混凝土建筑的穩定性。在評價地震作用對高層混泥土結構所產生的影響時，需要進行科學合理的分析，考慮各結構部分，最大限度的控制高層混泥土各部分的受力情況，使建筑的抗震性能得到提升，需要特別注意的是高層混凝土的豎向結構受力，使高層混凝土建筑可以滿足相關的剛度設計要求，受力更加平衡，保證高層混凝土建筑結構抗震性能和穩定性符合要求。此外，還需要考慮高層混凝土建筑位置的地質情況，在設計抗震結構時考慮防震，對于高層混凝土建筑的關鍵部分的施工應十分注意，盡可能的降低高層混凝土建筑所承受的重力，使其建筑受力均勻，符合重力的變化規律，避免高層混凝土建筑產生過多的水平力和豎向力的不均勻，從整體上提高對高層混凝土建筑的抗震性能。
3.2科學選定建設位置。
高層混凝土建筑的選址也十分重要，對建筑的抗震性能有著很大的影響，應綜合分析項目區域的地質災害情況。所以在高層混凝土建筑的選址上應做到科學合理，對于高層混凝土建筑周圍的環境及地質情況也要考慮其中。選取的原則是：高層混凝土建筑應避免臨近電廠、變電站等區域，減少周圍環境對建筑的不良影響；高層混凝土建筑還需要遠離丘陵和山坡，因為這些區域的抗震能力較低，不利于抗震設計。
3.3高層混凝土建筑結構參數設計合理。
應用模擬軟件對高層混凝土建筑發生地震時的受力情況進行模擬，來選擇科學的結構參數，分析結構的受力特點。通過對高層混凝土建筑的質量檢測、施工工藝、地質等情況的充分掌握，在對高層混凝土建筑進行抗震結構設計，充分的了解抗震結構設計要點，對抗震設計進行合理優化，在影響高層混凝土建筑抗震結構設計的主要部分需要進行說明，這對于提高高層混凝土建筑的抗震結構設計是十分有幫助的。此外，對于高層混凝土的抗震結構設計還應建立數據庫，這樣可以方面設計人員對以往工程設計資料的查找，在高層混凝土建筑結構受力研究時可以參照以往相似工程，對于力學模型的建立也是十分有用的。高層混凝土建筑結構參數包括扭轉角度和震動周期等，眾多的結構設計參數在高層混凝土建筑抗震結構設計時都需要互相協調和仔細分析，以保證參數的科學合理。
3.4控制扭轉效應。
地震會對建筑產生水平力、豎向力和扭轉力，這種各方向力的綜合作用下，會對建筑物產生嚴重破壞，造成建筑物的損壞。地震的發生具有突然性和隨機性，因此地震的發生難以預測并且需要面對很多未知因素的影響，所以在高層混凝土建筑結構抗震設計時，不能僅對水平力和豎向力進行防護，還需要對扭轉力作用進行考慮，對抗震結構的位移進行要求，并測定最大和最小位移結構的剛度，保證混凝土建筑的整體位移具有一致性，對于高層混凝土建筑抗震結構設計中的每一部分都符合要求，對建筑的整體抗震性能進行分析，如發現隱患應及時的改正，盡可能的保證高層混凝土建筑的抗震性能。
結束語
隨著我國社會的高速發展，抗震結構的應用也越來越廣。由于居民對高層混凝土建筑質量上的要求越來越高，因此在建筑工程的實際設計和施工過程中應采取更加安全的抗震結構，這不僅能夠滿足國家相關法律法規的安全抗震要求，一定程度上還可以提高經濟效益和社會效益，對于建筑行業的健康高速發展起到了至關重要的推動作用。
作者：郭輝 單位：北京華宇工程有限公司
