略谈高层混凝土建筑抗震结构设计
摘要：本文阐述了高层混凝土建筑抗震结构设计的概念和原理，分析了以往受地震损坏的高层案例带来的启示，有一定的参考价值。
关键词：高层混凝土建筑；抗震设计；结构设计 中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号： 1 高层混凝土建筑抗震设计的原理
《高层建筑混凝土结构技术规程》( jgj3—2002) ( 简称《高规》) 对高层的定义如下: 10 层及10 层以上或高度超过 28m 的混凝土结构高层民用建筑。高层建筑结构从表面上看主要体现在层数和高度，而实质上高层建筑的特点是水平荷载在设计中占主导地位。结构内力与高度的关系见图 1，轴力n与高度成正比，弯矩m和水平位移δ 与层数的关系曲线均呈上升趋势。那么高层建筑结构如何抵抗水平荷载成了又一设计主题，研究建筑结构抗侧力能力成为高层建筑结构抗震设计的重点。高层建筑水平力主要由风荷载和地震荷载引起，而地震荷载作用往往起控制作用。地震荷载的破坏特点是: 作用时间短暂，强度大且无规律，除水平振动外还有扭转振动。在设计过程中为了提高建筑物的抗震性能，完全用弹性理论分析着手进行设计是不可行的，因为抗侧构件会增大很多，且增加了结构主体的自重，导致结构在水平地震力作用时增大结构自身的惯性力，从而对抗震更加不利。那么就应该从结构概念着手，在满足建筑功能的前提下，尽量使建筑物平面、立面规则，合理有效地布置
结构构件，减轻结构自身重量，避免出现由于设计不当造成人为的薄弱层。这是一条比较好的思路，也是现代高层建筑钢筋混凝土结构设计师最为提倡的设计理念。
高层建筑钢筋混凝土结构在发展中国家应用尤为广泛，这也是由混凝土结构本身的特点所决定的。其造价相对于钢结构较低，材料来源丰富，并且可以浇筑成各种复杂断面形状，钢材用量少，而且承载力也不低，侧向刚度大，整体浇注的连接节点可靠，抗震性能在经过合理设计之后也可获得较好的效果。
高层建筑钢筋混凝土结构的类型目前主要有以下几种: 框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构等。对于高层建筑钢筋混凝土结构在抗震设计中的概念设计，林同炎从以下方面进行了阐述: 1)增加抗弯结构体系的有效宽度; 2) 设计结构分体系应使其构件以最有效的方式相互作用; 3) 增加承受荷载最有效的构件截面; 4) 使大部分竖向荷载直接由主要抗弯构件承受; 5) 在竖向结构分体系中，合理布置实心墙或者斜撑构件，可以最有效地抵抗每层楼的局部剪力; 6) 每层楼盖应足以起水平隔板作用; 7) 将大型竖向和水平构件连接成巨型框架。
上述七点是对高层建筑抗震结构概念设计提出的确定原则，需要准确地理解才能更好地在实际工程中应用。
针对第 1 条，增加抗弯结构体系的宽度，主要是为了提高高层建筑的抗倾覆力矩，而且可以使侧移以三次方的比例减小，这一设
计理念，可以用结构力学的弯矩平衡法计算并很快地理解。但在实际工程设计中，应必须做到结构体系中的竖向构件连接良好，对框架结构来说，构件设计应做到四强四弱: 强柱弱梁，强压弱拉，强剪弱弯和强节点弱杆件。对剪力墙结构来说，应使钢筋混凝土剪力墙墙肢具有足够的厚度及足够的竖向钢筋来抵抗因加大结构宽度而增大的弯矩。框架-剪力墙及框筒结构为上述特点的综合。 针对第 2 条，可从力学角度考虑，采用有效的抗力构件布置来提高结构的整体协调工作，比如桁架体系、斜撑、水平撑等，但应使其完全符合实际受力状态，并有效地发挥杆件本身抗压和抗拉能力的受力特点，不可形同虚设。对于抗侧力来说，设置钢骨混凝土斜撑或交叉撑是最有效的措施，构件完全处于受压或受拉状态，既能充分发挥混凝土构件的抗压能力及钢材的抗拉能力，又能增大结构在水平方向的抗侧移刚度，从而提高高层建筑混凝土结构的抗震性能。
针对第 3 条的理解，也就是增大承受地震力最大部分结构构件的截面。在实际高层建筑混凝土结构设计中体现在底部加强层的应用。《高规》7． 1． 9条规定抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高的 1/8 和底部两层二者的较大值，当剪力墙高度超过 150m 时，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的 1/10，部分框肢剪力墙结构底部加强部位的高度应符合本规程第 10． 2． 4 条的规定。《高规》7． 2 条明确规定了钢筋混凝土剪力墙结构的墙体在不同抗震等级中的最小厚度、混凝土最低强
高层混凝土建筑抗震结构设计论文
