探讨如何做好高层混凝土结构抗震设计

高层建筑结构设计论文教授推荐10篇之第五篇：探讨如何做好高层混凝土结构抗震设计

　　摘要：高层混凝土建筑是当前高层建筑发展主流，混凝土结构的施工能够表现出多方面的优势，可以较好地确保高层建筑物的应用价值。为了更好地提升高层混凝土建筑结构应用效果，必须切实优化设计工作，抗震设计作为其中一项关键内容，需要予以高度关注。文章重点围绕着高层混凝土建筑抗震结构设计工作展开论述，首先指出了抗震设计的必要性，然后明确了抗震结构设计要求，最后探讨了如何做好混凝土结构抗震设计，希望具备参考借鉴作用。

　　关键词：高层混凝土建筑； 结构； 抗震设计；

　　随着当前我国高层建筑的不断发展，高层混凝土建筑结构的应用同样也面临着较高的要求，尤其是一些相对复杂的高层建筑结构，利用混凝土构件进行施工处理需要从多个角度进行综合考虑，确保整体高层建筑混凝土结构更为安全可靠。从高层混凝土建筑结构的设计环节入手进行分析，抗震设计作为比较关键的一个方面，更需要引起设计人员的高度重视，力求抗震结构设计科学合理，避免在任何环节出现严重的安全隐患，最终确保高层混凝土建筑能够安全可靠运用。

　　1 高层混凝土建筑抗震结构设计的必要性

　　高层建筑中应用混凝土结构是比较常见的形式。高层混凝土建筑结构往往需要重点考虑到整体安全性和稳定性，对于整体结构体系的抗震性能同样也需要加大关注力度，避免在该方面存在严重安全隐患。因此，在高层混凝土建筑设计中就需要充分考虑到抗震设计方面的要求。高层混凝土建筑抗震结构设计的必要性首先表现在后期建筑物的长期应用中。因为高层建筑物往往涉及大量的使用人员，如果在应用过程中存在着明显安全隐患，势必会带来较为恶劣的隐患，人民群众的生命财产安全得不到较好保护。所以，地震灾害作为不容忽视的一个危险来源，需要引起高层建筑设计人员的高度重视，在结构设计中充分考虑抗震设计需求，提升整体高层建筑物抗震性能。另外，对于未来我国高层混凝土建筑工程的发展而言，其结构往往更为复杂多样，这种创新性发展不仅仅需要得到技术层面的支持，往往还需要重点从设计层面予以适应性调整，促使结构设计方案同样也能够紧跟整体高层建筑工程发展步伐。抗震设计作为其中重要组成部分，同样也应该加大关注力度，以求较好推动整个高层混凝土建筑行业的创新发展，避免该方面形成阻碍因素。

　　2 高层混凝土建筑抗震结构设计要求

　　2.1 构件性能要求

　　在高层混凝土建筑抗震结构设计中，设计人员需要考虑到各个构件面临的新要求，避免因为构件方面的缺陷和隐患，导致最终整体建筑工程结构体系的抗震性能受损。基于混凝土构件的应用，其往往需要表现出多个方面的优势性能，比如在承载能力、稳定性以及刚度等方面，都应得到较好保证，避免在后续长期应用中出现轻易受损现象。结合抗震性能的要求来看，往往还需要确保混凝土构件具备较为理想的延性，可以较好地实现对于地震作用力的有效控制。因此，在高层混凝土建筑抗震结构设计中需要重点考虑到混凝土材料以及钢筋材料的科学应用，对于混凝土强度等级以及配筋率等，都需要加大关注力度，以求抗震性能可以在各个构件方面得到较好保障。

　　2.2 抗震防线设计要求

　　在高层混凝土建筑抗震结构设计中，关注于抗震防线的合理设计同样也是关键任务。一般需要在高层建筑混凝土结构体系中设置多层抗震防线，以求形成更为理想可靠的保障机制。比如对于很多高层建筑混凝土结构体系的设计而言，往往涉及延性框架以及抗震墙等组成部分，这也就需要促使这些不同结构体系均能够具备较强抗震性能，形成多道抗震防线，以抵抗地震作用力带来的不良破坏。此外，从地震灾害的作用机制上来看，往往存在着较多的余震，如果高层建筑混凝土结构体系在第一次地震灾害后出现了明显受损现象，则很容易在面临余震时出现较大安全隐患，如此也就需要构建多道抗震防线，促使高层建筑混凝土结构能够具备较强的地震灾害应对能力，切实做到大震不倒。

　　2.3 重点部位抗震要求

　　对于高层混凝土建筑抗震结构设计工作的开展，为了更好地提升建筑整体抗震性能，往往还需要重点把握好各个关键部位，尤其是对于整个结构体系中存在的一些薄弱点，更是需要重点分析，切实做好该方面的抗震设计工作。基于此，高层建筑混凝土结构设计人员需要切实做好计算分析工作，重点分析明确各个楼层受力状况，分析结构构件的强弱关系，进而较好地保证各个部位可以得到针对性处理，使整体结构体系具备较强抗震性能。当然，针对这些重点部位进行抗震设计的同时也需要关注于整体性原则，避免过于关注某一部分的抗震设计，造成整个高层建筑混凝土结构体系不够协调，或者是影响到后续高层建筑的实际应用功能，应具备较强整体性设计概念。

　　3 高层混凝土建筑抗震结构设计方法

　　3.1 恰当选择结构体系

　　在高层混凝土建筑抗震结构设计中，设计人员往往需要首先关注结构体系的恰当选择，不同结构体系表现出了不同的抗震性能机制，在后续具体抗震优化设计过程也需要针对性地处理。总的来看，为了较好地确保高层混凝土建筑结构具备较强抗震性能，需要确保建筑结构平面布置相对规则，体现较强对称性特点，竖向受力构件能够在整体结构应用上具备较为理想的传力效果，避免存在较为严重的传力间断问题，如此也就可以较好提升其整体结构抗震性能。

　　在高层混凝土建筑结构抗震设计中选择结构体系还需要考虑到抗侧力构件的有效连续布置。抗侧力构件往往在高层建筑结构体系中发挥着重要抗震性能，应该结合不同结构区域的抗震需求，予以合理布置和运用。比如在框架剪力墙结构体系应用中，剪力墙构件是主要的着抗侧力构件，属于第一道抗震防线，应该从高层混凝土建筑结构的各个不同组成部分入手进行深入分析，确保楼梯间、主体结构、电梯间等都能够得到有效兼顾，且剪力墙之间的间距应该适宜合理，避免间距过大带来严重威胁。此外，在剪力墙结构的具体布置中，往往需要优先设置为L型、T型或者是[型，进而促使其具备更强的整体作用效果，抗震性能得到提高。针对不同结构体系中的楼盖也需要满足构造要求，确保楼盖结构整体性与竖向构件协调有序，能够作为水平隔板传递水平力，更好地提升高层混凝土建筑结构抗震效果。

　　3.2 合理应用概念设计

　　高层建筑混凝土结构的抗震设计往往还需要借助于概念设计，这也是当前抗震设计行业中得到广泛认同的重要手段。在高层建筑混凝土结构抗震设计中，不仅要通过计算分析满足承载力要求，还要重视高层建筑结构的整体性分析及相关理论概念的应用，否则，同样也容易出现明显设计隐患，整体的抗震性能得不到较好的保障。基于此，概念设计的应用极为必要，其主要就是要求设计人员能够重点围绕着高层建筑结构的整体进行综合分析，借助于结构系统观点，确保高层建筑混凝土结构的整体反应、材料选用、截面处理以及细部构造等问题得到全方位关注，如此也就可以更好提升其抗震设计效果。

　　综上，未来高层建筑混凝土结构抗震设计工作人员需要重点关注概念设计应用模式，了解概念设计的具体要求和手段，然后着眼于具体高层混凝土建筑结构体系进行整体分析，力求各个构件的布置和应用较为协调合理，墙体开洞、不同构件截面积、配筋率以及预应力筋的应用等可以得到综合分析，同时关注于各个结构细节，以求整体结构具备较强延性和承载力，可以在地震作用下表现出较强的整体稳定性。

　　3.3 有效应对地震能量

　　高层混凝土建筑抗震结构设计工作的开展还需要充分考虑到地震灾害发生时的具体表现，如果能够较好地提升高层建筑混凝土结构对于地震作用的变形能力，必然也就表现出了较强抗震性能，尤其是对于地震发生时的能量输入状况，更是需要加大研究力度。设计人员基于该方面的优化处理，主要就是为了较好地降低地震能量的输入，进而规避高层混凝土建筑结构面临的破坏性影响。

　　对于该方面的优化设计而言，设计人员可以利用基于位移的结构抗震方法，结合具体高层建筑混凝土结构设计方案进行定量分析，重点研究相应混凝土结构体系在地震作用下可能出现的变形趋势，针对变形可能性进行定量计算分析，以此研究其可以承担的地震能量值，如此也就可以反过来推导适宜的设计方案，尽量降低层间位移程度。当然，在一定条件下，为了较好降低地震发生时带来的地震能量输入值，计入地基与结构动力的相互影响，往往还需要考虑到基础结构的优化处理，确保高层建筑能够具备较为稳定可靠的基础结构体系，在坚固的基础条件下不容易出现较高的地震能量输入，降低结构楼层的地震剪力。

　　3.4 优选抗震装置

　　在高层混凝土结构抗震设计优化中，为了较好地提升整体抗震效果，还需要重点关注抗震装置的恰当选择和运用，利用一些合理的隔震以及消能减震装置，加大对高层建筑混凝土结构的保护力度，避免高层建筑受到严重损坏。随着当前我国建筑行业的发展，相应消能减震装置同样也越来越先进，在高层建筑混凝土结构中可以进行恰当选用，比如调谐质量阻尼器（TMD）就能够较好地作用于高层建筑结构体系，确保高层建筑具备更强的抗震性能，可以在地震力作用力下形成有效应对效果；各类抗震支架的准确选择和应用同样也较为重要，需要结合不同高层建筑混凝土结构进行搭配运用。

　　4 结束语

　　综上所述，高层建筑混凝土结构的应用要想表现出较强的稳定效果，需要在前期设计工作中充分关注抗震性能的优化，抗震设计工作的开展需要重点考虑到高层建筑混凝土结构的整体性，同时关注各个细节和薄弱环节，利用适宜合理的抗震手段和抗震装置，提升高层建筑混凝土结构抗震性能。

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