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【摘 要】 近年来，频繁发生的地震灾害给国家和人民带来很大的损失，高层混凝土建筑结构的抗震设计尤为重要，特别是地震高发区域。笔者通过对高层混凝土建筑结构抗震性能和受地震作用影响进行分析，提出建筑结构的抗震设计中应注意的主要问题和设计方法。
【关键词】 高层建筑；混凝土结构；抗震设计
我国是地震多发地带，而地震灾害造成的人员伤亡主要是由于建筑物倒塌、破损造成的，所以建筑结构的抗震设计非常重要，尤其是高层混凝土建筑。混凝土建筑结构是高层建筑的主要框架，分析影响高层混凝土建筑结构的抗震因素和设计中需要注意的问题，设计科学合理的抗震方法对高层建筑安全性具有现实意义。
1.高层混凝土建筑抗震性能及受地震作用影响的分析
高层混凝土建筑抗震作用的性能有三个基本理论构成，首先是拟静力理论，该理论是将高层建筑结构假定为刚性结构，地震力的大小近似于建筑结构的重量的定量常数倍。其次是反應谱理论，该理论是通过对强地震动加速度的观测及对地震地面运动特性的了解来设计的。最后是动力理论，该理论主要是将地震假定为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度作为地震动输入，观测建筑物每一刻的地震反应，进而指导高层建筑的抗震设计工作。
进行高层混凝土建筑结构的抗震设计之前要弄清楚地震的主要破坏形式有哪几种，明确掌握在各种地震作用破坏形式下的形变特征。地震对高层建筑的结构破坏作用形式分为一次超越型和反复损伤型两种。一次超越型是在地震作用下，建筑结构的振动幅度较大，建筑结构发生超过自身形变能力的位移，是建筑结构主体破坏严重，发生大面积的断裂和倒塌现象。反复损伤型是指建筑结构受到间接的地震作用产生的，一般是地震作用导致的建筑结构的弹性形变和塑性形变的不断循环变化，使整个建筑结构产生损伤积累，由于长期处于低周疲劳效应的状态，建筑结构的防震底盘受到严重损伤，致使建筑主体在受到外界较小作用也会发生倒塌的现象。在实际发生地震时，建筑结构遭受反复损伤型方式破坏的情况较多。高层混凝土建筑的建筑结构、建筑施工及建筑材料、建筑物所处的地理环境等因素都是其影响抗震性能的主要因素，如何进行抗震优化设计，分析实际情况中出现的问题，这几方面都是必须考虑的因素。
2.高层混凝土建筑抗震设计中值得注意的问题分析
2.1重视建筑地质的选择和考察
为了能够更好的提高建筑的抗震性能在进行建筑的初级阶段设计时，必须要进行严格的地质考察，考察的主要内容是建筑地点的地基岩土性质，只有在对地基岩土性质作出全面的分析后，才能设计出科学合理的抗震建筑结构和施工方案。如果没有对建筑地点的地质条件进行仔细的勘察和系统的分析，直接进行结构设计，必然会造成受力分析资料的缺少，如果在后期的建筑设计中发现现行的数据与原资料不相符，则必须进行重新设计，这将导致工程预算、施工设计方案等不断变化，严重影响工程进度，加大工程的造价成本的同时，还不利于对建筑结构抗震性能的控制。此外，建筑地基位置的选择非常重要，如果地基位置选择不合理或采用震陷土作天然地基，甚至有些地基建在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段，则其抗震性能是极难达到相关规定的。
2.2严格把关建筑材料
高层混凝土建筑的设计中除了应注意地基地基地理位置的选择和地质的勘察外，还要对建筑施工材料进行严格把关。建筑材料的质量需要得到保证，应具备一定的抗震性能，加强整个高层建筑的整体抗震能力。
3.高层混凝土建筑抗震的主要设计方法
3.1选择合适的建筑结构参数
分析地震多发情况下，复杂的建筑结构在其作用下受到的内力和变形分析时要应用两种或两种以上的力学模型。[1]目前的计算理论大体分为两种，分别是剪摩理论和主拉应力理论，两种理论的适用范围各不相同。运用各种理论时应先对结构在弹性状态下的地震作用效应进行仔细的计算，通过与风及重力荷载效应的结合，引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求。另一方面，在高层建筑地点进行选择时，要了解地震发生的活动情况，在研究工程地点的地质条件和查找地质地震的相关资料后，对该地段的地震危险系数进行综合评估。[2]对于地震多发区域，应提出改选地点的要求，若此要求无法满足，则应采取积极措施应对，例如仔细划分高层建筑地段的岩石、半岩石和密实的地基土，使用对建筑抗震性能有利的材料等。此外，同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。
3.2建筑结构中设置多道抗震防线
地震灾害中的余震是不容忽视的，如果高层建筑只设置一道防线，则在遭到余震时很容易因损伤累积而导致坍塌，所以，一定要在建筑结构中建议多道抗震防线。高层建筑物在地震时的破坏程度认定主要依据结构中的钢筋混凝土结构变形的程度，所以其钢筋混凝土的抗震设计要求较高，一般标准是按延性框架结构进行设计。高层建筑的整体要求是避免局部薄弱区域的出现，加强整体结构的承载力和刚度，保证建筑结构具有良好的抗变形能力，减少地震对建筑的破坏。综合考虑抗震的多道防线，应加强其概念设计，以理论概念指导正常使用极限状态的验算。[3]高层建筑混凝土结构设计最重要的是延性性能的设计，对于薄弱部位可通过控制其钢筋的直线段锚固长度和温度应力等方面进行调整。
3.3高层建筑混凝土结构宜平面对称、均匀设计
高层建筑结构设计要考虑规整性、对称性、均匀性等原则，这样有利于对建筑结构各楼层在地震作用下侧移情况进行控制。在地震作用下，建筑结构会发生整体弯曲变形、剪切变形、整体平移和整体转动。对于各种变形引起的建筑侧移都应采取相应的措施进行控制，主要的控制方法有：减小框架上柱子间的距离和梁柱之间的距离，应用弯双重抗侧力体系，设置刚臂，对建筑结构中的支撑结构进行竖向交错布置，把平面的构件立体化，使围护结构也具备抗震功能，充分利用倾斜立面，加强对扭转体型和双曲线圆筒的应用，扩大建筑层房屋的有效宽度。除此之外，在整体建筑结构的抗震设计中减少薄弱层部分，或有意识的加强薄弱层的设计，将有效提高建筑结构的抗变形能力，提高结构的整体抗震性能。
4.结语
建筑混凝土结构以其自身的特点和优势成为我国建筑的主要结构形式，尤其是高层建筑的应用尤为广泛。在我国高层混凝土结构抗震设计中仍存在许多问题和值得注意的地方，如抗震设计不规范、抗震防震适用性不强等，在未来混凝土结构抗震设计的研究中应综合考虑各方面因素，发展混凝土结构抗震设计新思路。
参考文献：
[1]张静怡，李春祥.抗震性能设计的发展[J].自然灾害学报，2011，13（5）：12-135.
[2]崔烨，孙晓红.高层建筑结构抗震设计与分析[J].科技资讯.2011（17）.
[3]李国强，张洁.上海地区高层建筑采用钢结构与混凝土结构的综合经济比较分析，建筑结构学报，2012，21（2）：75-79.
【关键词】 高层建筑；混凝土结构；抗震设计
我国是地震多发地带，而地震灾害造成的人员伤亡主要是由于建筑物倒塌、破损造成的，所以建筑结构的抗震设计非常重要，尤其是高层混凝土建筑。混凝土建筑结构是高层建筑的主要框架，分析影响高层混凝土建筑结构的抗震因素和设计中需要注意的问题，设计科学合理的抗震方法对高层建筑安全性具有现实意义。
1.高层混凝土建筑抗震性能及受地震作用影响的分析
高层混凝土建筑抗震作用的性能有三个基本理论构成，首先是拟静力理论，该理论是将高层建筑结构假定为刚性结构，地震力的大小近似于建筑结构的重量的定量常数倍。其次是反應谱理论，该理论是通过对强地震动加速度的观测及对地震地面运动特性的了解来设计的。最后是动力理论，该理论主要是将地震假定为一个时间过程，选择有代表性的地震动加速度作为地震动输入，观测建筑物每一刻的地震反应，进而指导高层建筑的抗震设计工作。
进行高层混凝土建筑结构的抗震设计之前要弄清楚地震的主要破坏形式有哪几种，明确掌握在各种地震作用破坏形式下的形变特征。地震对高层建筑的结构破坏作用形式分为一次超越型和反复损伤型两种。一次超越型是在地震作用下，建筑结构的振动幅度较大，建筑结构发生超过自身形变能力的位移，是建筑结构主体破坏严重，发生大面积的断裂和倒塌现象。反复损伤型是指建筑结构受到间接的地震作用产生的，一般是地震作用导致的建筑结构的弹性形变和塑性形变的不断循环变化，使整个建筑结构产生损伤积累，由于长期处于低周疲劳效应的状态，建筑结构的防震底盘受到严重损伤，致使建筑主体在受到外界较小作用也会发生倒塌的现象。在实际发生地震时，建筑结构遭受反复损伤型方式破坏的情况较多。高层混凝土建筑的建筑结构、建筑施工及建筑材料、建筑物所处的地理环境等因素都是其影响抗震性能的主要因素，如何进行抗震优化设计，分析实际情况中出现的问题，这几方面都是必须考虑的因素。
2.高层混凝土建筑抗震设计中值得注意的问题分析
2.1重视建筑地质的选择和考察
为了能够更好的提高建筑的抗震性能在进行建筑的初级阶段设计时，必须要进行严格的地质考察，考察的主要内容是建筑地点的地基岩土性质，只有在对地基岩土性质作出全面的分析后，才能设计出科学合理的抗震建筑结构和施工方案。如果没有对建筑地点的地质条件进行仔细的勘察和系统的分析，直接进行结构设计，必然会造成受力分析资料的缺少，如果在后期的建筑设计中发现现行的数据与原资料不相符，则必须进行重新设计，这将导致工程预算、施工设计方案等不断变化，严重影响工程进度，加大工程的造价成本的同时，还不利于对建筑结构抗震性能的控制。此外，建筑地基位置的选择非常重要，如果地基位置选择不合理或采用震陷土作天然地基，甚至有些地基建在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段，则其抗震性能是极难达到相关规定的。
2.2严格把关建筑材料
高层混凝土建筑的设计中除了应注意地基地基地理位置的选择和地质的勘察外，还要对建筑施工材料进行严格把关。建筑材料的质量需要得到保证，应具备一定的抗震性能，加强整个高层建筑的整体抗震能力。
3.高层混凝土建筑抗震的主要设计方法
3.1选择合适的建筑结构参数
分析地震多发情况下，复杂的建筑结构在其作用下受到的内力和变形分析时要应用两种或两种以上的力学模型。[1]目前的计算理论大体分为两种，分别是剪摩理论和主拉应力理论，两种理论的适用范围各不相同。运用各种理论时应先对结构在弹性状态下的地震作用效应进行仔细的计算，通过与风及重力荷载效应的结合，引入承载力抗震调整系数，进行构件截面设计，从而满足第一水准的强度要求。另一方面，在高层建筑地点进行选择时，要了解地震发生的活动情况，在研究工程地点的地质条件和查找地质地震的相关资料后，对该地段的地震危险系数进行综合评估。[2]对于地震多发区域，应提出改选地点的要求，若此要求无法满足，则应采取积极措施应对，例如仔细划分高层建筑地段的岩石、半岩石和密实的地基土，使用对建筑抗震性能有利的材料等。此外，同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。
3.2建筑结构中设置多道抗震防线
地震灾害中的余震是不容忽视的，如果高层建筑只设置一道防线，则在遭到余震时很容易因损伤累积而导致坍塌，所以，一定要在建筑结构中建议多道抗震防线。高层建筑物在地震时的破坏程度认定主要依据结构中的钢筋混凝土结构变形的程度，所以其钢筋混凝土的抗震设计要求较高，一般标准是按延性框架结构进行设计。高层建筑的整体要求是避免局部薄弱区域的出现，加强整体结构的承载力和刚度，保证建筑结构具有良好的抗变形能力，减少地震对建筑的破坏。综合考虑抗震的多道防线，应加强其概念设计，以理论概念指导正常使用极限状态的验算。[3]高层建筑混凝土结构设计最重要的是延性性能的设计，对于薄弱部位可通过控制其钢筋的直线段锚固长度和温度应力等方面进行调整。
3.3高层建筑混凝土结构宜平面对称、均匀设计
高层建筑结构设计要考虑规整性、对称性、均匀性等原则，这样有利于对建筑结构各楼层在地震作用下侧移情况进行控制。在地震作用下，建筑结构会发生整体弯曲变形、剪切变形、整体平移和整体转动。对于各种变形引起的建筑侧移都应采取相应的措施进行控制，主要的控制方法有：减小框架上柱子间的距离和梁柱之间的距离，应用弯双重抗侧力体系，设置刚臂，对建筑结构中的支撑结构进行竖向交错布置，把平面的构件立体化，使围护结构也具备抗震功能，充分利用倾斜立面，加强对扭转体型和双曲线圆筒的应用，扩大建筑层房屋的有效宽度。除此之外，在整体建筑结构的抗震设计中减少薄弱层部分，或有意识的加强薄弱层的设计，将有效提高建筑结构的抗变形能力，提高结构的整体抗震性能。
4.结语
建筑混凝土结构以其自身的特点和优势成为我国建筑的主要结构形式，尤其是高层建筑的应用尤为广泛。在我国高层混凝土结构抗震设计中仍存在许多问题和值得注意的地方，如抗震设计不规范、抗震防震适用性不强等，在未来混凝土结构抗震设计的研究中应综合考虑各方面因素，发展混凝土结构抗震设计新思路。
参考文献：
[1]张静怡，李春祥.抗震性能设计的发展[J].自然灾害学报，2011，13（5）：12-135.
[2]崔烨，孙晓红.高层建筑结构抗震设计与分析[J].科技资讯.2011（17）.
[3]李国强，张洁.上海地区高层建筑采用钢结构与混凝土结构的综合经济比较分析，建筑结构学报，2012，21（2）：75-79.