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规划设计 建筑建材装饰 138 论高层混凝土建筑抗震结构设计 邓磊 （天津华汇工程建筑设计有限公司，天津 300384） 摘要：近年来，我国建筑行业快速发展，高层建筑逐渐成为建筑行业的发展趋势，同时人们对于高层建筑的抗震性能也提出了 更高的要求，高层混凝土建筑抗震结构设计是一种新型的建筑结构，具有良好的抗震性能，被广泛的应用在高层建筑施工建设过程 中。本文主要分析了这一建筑形式的破坏特点，并提出了几点结构设计的要点。 关键词：高层建筑；混凝土；抗震结构设计 中图分类号：TU973.31 文献标识码：A 文章编号：16743024（2016）0513802 前言 工程由于建筑高度较高，对于施工技术和施工工艺的要求 也相对较高，而高层混凝土建筑抗震结构设计是高层建筑工程 规划设计的一个重要内容，要不断进行优化和改进，不断提高 高层混凝土建筑的施工质量，推动我国建筑行业快速发展。 1 高层混凝土建筑的结构特点及地震作用下的破 坏特点 1.1 高层混凝土建筑的结构特点 高层混凝土建筑结构其实就是一种竖向的悬臂结构。高层 混凝土建筑结构上的弯矩和轴向力是水平荷载跟垂直荷载导致 的，建筑的高度跟轴向力实际上呈现线性关系。高层混凝土建 筑的层数与水平位移，跟弯矩是呈上升曲线的关系，并且轴向 力是与高度成正比例。从受力特性方面来说，当水平荷载分布 较均匀时，建筑的高度跟弯矩是呈二次方变化关系。 1.2 发生地震时高层建筑的破坏特点 1.2.1 地基破坏特点 如果高层建筑是处于软弱土层上，就比较容易发生破坏， 因为土体液化会引起基础沉降，最终会出现上部建筑结构的倾 斜，在一些危险地段所建的高层建筑，如果遇到地震，建筑的 基础就会出现不均匀沉降，甚至导致建筑物出现裂缝，并且一 旦高层建筑自身的结构周期跟场地周期相同时就会出现共振效 应，严重的破坏结构。 1.2.2 刚度破坏特点 建筑的主体结构使用矩形平面时，建筑中的电梯井等如果 发生偏心，在扭转振动的作用下会加重地震破坏度，而 L 形和 三角形等对称性不强的平面形式，地震中更容易受到扭转振动 的破坏，加重震害。 1.2.3 构件的破坏特点 采用框架剪力墙结构的建筑中，柱会比板和梁破坏严重， 剪力墙的窗台下部位置比较容易发生交叉性裂缝。而框架柱因 为设置了螺旋箍筋，所以，层间位移角比较大时，框架柱在地 震时具有较强的抵抗力。 2 高层混凝土建筑抗震结构设计要求 在高层混凝土建筑抗震结构设计中，一定要具备不错的抗 震能力， 确保遇到大地震时候能够挺立，如果是遇到中等地震， 可以维修后能够继续使用，如果是微弱地震，高层混凝土建筑 结构依然够稳定坚固。 2.1 在设计规划高层混凝土建筑抗震结构时， 要准确把握高 层建筑的刚度要求， 充分了解高层混凝土建筑的物理力学知识、 机械设备运行、建材性能、施工现场地形地貌等情况，确定高 层混凝土建筑整体结构设施的刚度，借助于建筑结构的连接设 置，通过适当的调节，不断提高高层混凝土建筑的抗震效果， 确保高层混凝土建筑的波动受力能够保持在一定的范围内。如 果高层混凝土建筑的基础结构发生了微小的变形，通过结构自 身的调节作用，高层混凝土建筑的整体结构不会发生较大的变 化，在经过适当的维护检修之后，还可以继续使用。 2.2 设计、 规划高层混凝土建筑的抗震结构时， 设计人员关 键要研究高层混凝土建筑结构中的构件和连接点的受力状况， 并采用合理的措施进行减震消灾。据地震灾害的数据显示，假 设高层混凝土建筑的刚度很柔软，如果高层混凝土建筑在严重 地震的作用下，其主体结构定会受到强烈损坏，如果后期还有 余震，那么高层混凝土结构就会一直受到损坏，导致出现不良 的局面，结局是出现崩塌的后果。 2.3 高层混凝土建筑抗震结构设计， 要不断改善高层混凝土 结构的延性，确保其具有适宜的强度和刚度，提高高层混凝土 建筑抗震结构的抗震效果。 3 高层混凝土建筑抗震结构设计方法 3.1 科学选定建设位置 高层混凝土建筑的建设位置对于其抗震效果有着直接的影 响，因此在建设高层混凝土建筑时，要科学选定建设位置，充 分考虑到高层混凝土建筑周围的地质条件和地形地貌情况，一 方面高层混凝土建筑的建设位置要远离石油储存场所、 变电站、 火电厂等地方，避免一些不安全因素的影响；另一方面，高层 混凝土建筑的建设位置不能处于山坡、丘陵等位置，这些地方 的抗震能力较低。 3.2 增加抗震防线 高层建筑的抗震结构是由多个延性分体系构成的，并且各 个延性构件是相互协调连接的，如框剪力结构就是结合了剪力 墙与框架分体而构成的多肢剪力墙结构体系，通常在大型地震 出现后会发生余震，所以，若是只设置一道抗震防线，一旦该 抗震防线受到余震的破坏，就会严重损伤到高层主体结构，严 重者甚至出现倒塌。设计人员必须认真处理结构构件抗震设防 体系，并确保同一平面内的主要构件屈服，剩余抗侧力部件处 于弹性过程阶段，提高主体结构的有效屈服持续时间，保证主 体结构具有加强的延性和抗侧移能力。在进行建筑的抗震设计 时，可能会出现某一结构构件的抗侧移值太大的现象，最终引 起其他结构构件强度不够，所以在设计时必须适当强化构件的 （下转第 140 页） 规划设计 建筑建材装饰 140 是常有的事儿。不仅彰显了皇家的恢宏气势，也展示了园林艺 术的大手笔。而在如今土地资源珍稀，城市规划用地紧缺的当 下，水景设计要达到“碧波荡漾，人在画中游”的审美效果，给 人以“接天莲叶无穷碧”的愉悦享受，就要在水域的设计上因地 制宜。或者依照地势的高低起伏，让水流顺势而下，或者布置 跌水飞瀑，或者建成池沼绿潭。把池沼的形状设计成各种几何 形体，与驳岸整合协调，可以有效地拓展水域空间，与山石树 木、建筑物相互映衬，与远景遥相呼应，形成深远层次分明的 立体空间。在水域几何形体的设计建造上，椭圆、菱形、方形 较为多见。一般随地形设置的湖泊、池沼，有自然的韵味；如 果水体排列整齐，形状规矩的，多显人工开凿的智慧匠心。 3.3 山石的点缀 山是静态，水却可以是动态的，或水波、或瀑布，通过山 水之间的动静结合，构成即宁静，又活泼的园林水景，在没有 山的地方， 亦可以通过大面积的水体将远处的山借到园林中来， 例如在济南的大明湖中就可以看到远在十里之外的千佛山倒 影。在园林中更多的是一些景石，它们要么是雕塑型景石，要 么是筑山型景石，对于雕塑型景石主要放在路边或水池边，但 无论放在何处，它都是一处亮丽的风景。 在自然式驳岸的建筑时，经常选用本地山上的石头砌成岸 边，犬牙交错，形式各异；或者用几块大礁石点缀，游人坐卧 其上，观水戏鱼，自得其乐。在人工式驳岸中，也会采用鹅卵 石、砾石、砂石修砌，大量的鹅卵石点缀在斜斜的岸堤上，或 者镶嵌在混凝土上，形成各种图案花纹，增加欣赏效果。 3.4 桥亭榭的入境 园林中的桥，不仅仅是交通的需要，更多的是为了营造美 的意境。“何堪好风景，独上洛阳桥”“，二十四桥仍在，波心荡， 冷月无声。”美好的心境，细腻的情感皆因桥而生！而在湖边水 旁架设一平台，半伸入水中，上建亭子或者水谢，游人斜倚栏 杆或坐在美人靠上，独自临水赏景，或者三三两两聊天，都是 亲水观景的理想去处。 3.5 水生态环境的保护 在对园林水景进行规划和设计时，需要保护生态环境，不 能纯粹为了景观的美感而破坏了环境。水生植物是园林水景中 的重要组成部分，在设计时需要给水生植物打造适宜生存的环 境。最后需要考虑到经济因素，在园林水景完成之后，水景的 保护和维修费用都需要控制在一定范围内。虽然滨水逢江区的 水资源较为丰富，但从当前的整体生态环境考虑，水景的设计 还是要从实用性出发，充分节约水资源，考虑水的循环利用， 整体规划滨水区园林的水域面积（一般不超过 30%） ，切实做 好园林的可持续发展。 4 结束语 城市滨水逢江区属于集自然景观、人工景观以及文化风貌 于一身的重要地段，代表了一座城市的特色。利用滨水逢江区 的水景优势，将水景园林的景观设计提升至更高的艺术境界， 给城市居民以及游客留下了更加清晰以及深刻的印象。 参考文献： 1周晓红.论园林水景景观的设计与应用J.中小企业管理 与科技,2014（7） ：218-219. 2罗莉金.水景设计在园林工程中的应用J.现代园艺,2012 （8） ：88. 3严建伟，任娟.斑块、廊道、滨水一居住区绿地景观生态 规划J天津大学学报（社会科学版） ，2006（11） （上接第 138 页） 抗侧移能力，必须反复权衡施工中的以大带小与个别抗侧力部 件的配筋率提高等设计行为。 3.3 使用多种抗震计算方法 在进行高层混凝土建筑设计时，必须正确计算抗震结构的 位移，定量的分析结构设计方案，将主体结构的变形量控制在 一定范围中。计算主体结构的承载力时，要计算高烈度地震下 结构的层间位移角和延性位移，并根据建筑物构件中位移跟结 构的变形关系，最终获得主要构件的变形数值，再结合建筑截 面的应变情况，明确构件的合理构造要求。 3.4 提高抗震构件的延性 在多数情况下，高层建筑都明确了抗震设防要求，因此高 层建筑不但要满足一定的刚度和延性要求，还需满足一定的强 度要求，而钢筋混凝土由于本身的自重比较大，特别是底层柱 其轴力跟建筑物高度是成正比的关系，而主要构件对延性有一 定的要求，在层高既定时，往往以调整轴压比的形式来增强构 件的延性，对轴压比有一定限值，不可构成结构短柱，因为短 柱延性相当有限，易导致剪切破坏，最终会导致整体的倒塌， 所以提高构件的延性很重要。 3.5 设置合理的高层混凝土建筑结构参数 通过模拟地震发生时对高层混凝土建筑的各种受力情况， 设置合理的结构参数，计算和分析各个结构的受力情况，如计 算柱梁变形、墙体承载能力等。在设计和规划高层混凝土建筑 抗震结构时，在充分了解高层混凝土建筑的质量检测、施工工 艺、施工材料、地形条件、建设位置等方面内容基础上，把握 高层混凝土建筑抗震结构设计的要点，优化和改进抗震设计的 基本框架，在高层混凝土建筑抗震结构设计的关键位置进行详 细的说明，不断提高高层混凝土建筑抗震结构设计水平。 构建完善的高层混凝土建筑抗震结构设计数据库，便于设 计人员查找相关资料和案例，深入研究高层混凝土建筑结构的 综合受力情况，确定科学合理的力学模型，科学判断高层混凝 土建筑抗震结构的合理性。高层混凝土建筑结构参数包括整体 结构的刚度比例、扭转角度、震动周期等，对于高层混凝土建