混凝土建筑抗震结构设计之我见

摘要：本文作者就高层建筑在抗震上结构特点、结构体系、结构布置与关系以及结构的抗震性能几个问题进行了分析探讨，提出了自己的见解，供大家参考。

关键词：混凝土建筑；抗震；结构设计

中图分类号：TU37 文献标识码： A

建筑结构抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏，结合建筑结构工程长期实践所积累的经验，总结形成的一种基本的设计方法与设计思想，也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。地震动理论上来说就是一种随机的振动，它具有人们难以把握的随机性、复杂性与不确定性，要想很精确地预测某建筑物可能遭遇的地震的特性与参数，就目前来说我们还很难有更好的方法。在建筑结构的抗震设计分析这个方面，由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的空间作用、建筑结构的性质、建筑的材料以及外界引起变化等等很多种不同的因素，因此有着一种不确定性的存在。所以建筑结构的抗震设计不能够全部的取决于计算结果，更应该以建筑结构工程抗震设计的基础理论以及经过长时间建筑工程抗震经验所能够总结出来的建筑工程抗震设计方法为基本出发点，进而更好的提高建筑结构的抗震性能。

1 高层结构的特点

建筑规模大，成本高。高层建筑的质量很大程度上决定于施工材料、施工技术和施工周期。而从建筑的结构上来看高层的结构，可以看到的是它所产生的轴向力与建筑物的高度大体是一种线性的关系；水平荷载使得结构弯矩。而从受力的这个角度上来看，垂直荷载的方向如果不变，但是高度不断增加，这些也只能使得量增加。从侧移的特性上来看，竖向的荷载所引起侧移是很小的，水平的荷载比较均布时，侧移和高度的关系是四次方的变化。由此我们可以看到，在高层的结构当中，水平荷载影响远远的超出垂直荷载影响，水平荷载结构在设计上的因素，结构的抵抗水平低而导致荷载产生弯矩、剪力和拉应力，而且对结构的要求是必须要有刚度，高度的增加会带来侧向的变形，并且将此限制于结构的范围内。

2 选择高层结构的体系

高层结构的体系有许多种，建筑物的层数比较少的时候，荷载影响结构是较小的，假若运用框架的结构体系就会比较的合理；框架的结构多属剪切的变形，并且为主的是柔性的结构，使用的高度将会受到一定的限制，它主要是用在非抗震的设计与层数少的建筑。剪力墙的结构、剪力墙的沿横向与多轴线的斜交布置等，由于钢筋实墙被水平与竖向的荷载挤压时，属于弯曲的变形。这种结构由于抗侧力的刚度大，水平力在侧向的作用力比较小，因此变形也就小，空间的整体性也会很好。而空间桁架的结构是由大支撑的外筒结构所发展得来的，利用了斜向的构件使得结构内外都连接了起来。

一般情况下，核心筒的两侧伸臂由于对称式的布置，当然也包括一侧分布，这种钢结构的建筑的伸臂是钢桁架混凝土的结构则常是剪力墙。结构中，伸臂端部可以制造带式的桁架，使得伸臂所传来荷载可以分配到较多的柱子上。伸臂端部亦可是结构的周边巨型柱连接，以此而形成在空间上的结构，这样就可以更好抵抗在侧向上的荷载，只是这种结构缺点在于伸臂位置比较容易发生剪力上的变化。板柱剪力墙，因为板柱的框架体系有剪力墙或者井筒，剪力墙的构件承受着侧向力，侧向的刚度便会提高。7、8度的抗震建筑中多采用这种方式，缺点在于适用的高度比一般的框.

3 高层建筑的结构在抗震设计上的基本方法

随着地震的多发，房屋抗震的设计显得至关的重要。房屋的建筑要按照抗震的要求来进行合理的设计，我国建筑的标准规范在保证房屋的安全这一方面是起到了根本性作用的。大量的体系与结构都非常的合理，同时按照我们国家抗震的相关标准做设计并施工房屋，完全可以实现“小震震不坏、中震亦可修、大震震不倒”这一设计目标。减少地震的能量输入，积极的采用以位移为基础的抗震设计，定量的分析也非常重要，使得结构变形的能力可以满足地震下变形的要求。高层建筑里要注意选取厚实的场地来建造好高层的建筑，这个可以很好的减少地震的能量输入，达到减轻破坏的程度。防范地震周期，这样就可以防止共振造成的破坏，同时积极地推广隔震与减震的设计。当下普遍所采用的都是传统型的抗震体系，也就是“延性结构体系”，适当的掌握好结构物刚度，而结构的构件地震时又可以有非弹性的状态，同事有好的延性，达到消耗地震的能量，减轻地震的反应，使的结构物能够“裂而不倒”。提高结构的阻尼，运用高延性的构件，从而提高结构耗能的能力，减轻地震的作用，减小楼层的地震剪力。高层建筑设计时，结构材料的选择是非常重要的，要尽可能的测量抗材料的抗震能力，从而改变过去那种只对结构抗震的可靠度做考虑研究而无视其他因素，要做到综合考虑材料参数的变化、地震烈度以及认识材料的模糊性等等。

4 抗震结构基本方案

抗震层是基础顶应该算是基本抗震的构造形式，这样可以最大限度上做到隔离好地震的能量，为了安装和维修一些抗震装置的方便，抗震层顶部的梁底与基础的面可以做到至少0.7m的空隙。而从建筑的功能上来说，要想做到有效利用抗震层楼板，就需让维修层做成地下室，这样抗震层放置于地下室的柱顶或着墙顶会达到较好的效果。地下室柱或者墙，抗震层剪力与上部结构的竖向荷载等会引起Ρ-Δ效应。所以要想改善好构件受力的情况，而且水平的剪力又较大时，将抗震器安于柱中，使得抗震层剪力与弯矩都能分别传递至柱，同时考虑好柱的上端若有弯矩会对上部的结构产生什么样的影响。

5 提升结构的抗震性能

5.1 框架节点的区域对混凝土施工的质量进行控制

节点区的钢筋比较密集，混凝土的施工也显得很困难，混凝土的下料与振捣的难度很大，很容易有不密实的现象发生，节点区混凝土的强度由此而受到影响。节点区由于模板的接头多，拼缝的不严，容易有漏浆发生，混凝土的质量由此而受到影响。因此施工方案在编制的时候要注意在关键的部位与工序中控制好质量；监理的人员编制好细则，认真的履行职责。清理柱头与柱根时要严格的按照方案的要求施工，使得柱刚度连续性加强。

5.2 抗震性能

钢筋混凝土的结构建筑，隔墙与围护墙要多的采用空心砖与实心砖或者混凝土的砌块等。这些刚性都很好的填充了结构动力上的特性。砌体的填充墙别于轻质的隔墙，即时同为非承重的构件，但是有着很强的抗侧移能力，沿着房屋的竖向要做到连续性的贯通，以此保证在竖向上均匀的刚度，框架剪力就不会骤然的增大，薄弱层因此形成，这种情况是不利于抗震的。所以说业主与监理人都不可对填充墙的作用忽视，仅仅只是功能要求，而任意将填充墙设计改变。框架房屋中，要采取措施不让窗裙墙的框架柱产生嵌固，由此而变作短柱。这样短柱承担的剪力会大增，容易破坏剪切。

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