高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究
摘要：在现代城市化发展进程日益推进的带动下，建筑事业实现了高效的发展。

在众多的建筑工程项目中，要属高层建筑项目增长的速度最快。

近几年，高层建
筑项目犹如雨后春笋一般，实现了持续性的增长。

在一定程度上，促进了人们生
活品质的升级发展。

同时，人们对高层混凝土建筑的质量问题关注度也日益提升，尤其是在目前地震频发的社会环境下，人们对高层混凝土建筑的抗震性要求逐渐
提高。

因而，对于我国的建筑事业来说，提高对高层混凝土建筑抗震结构的设计
水准成为了目前最为重要的现实任务。

那么，为了更好的提升高层混凝土建筑抗
震结构的设计水准，就需要高层混凝土建筑的施工设计单位有效的把握具体的施
工设计原理，提高设计技术水平，切实的提升高层混凝土建筑的抗震性。

从而满
足广大人民的现实要求，降低高层混凝土建筑受地质灾害影响发生坍塌等安全事
故的几率，保障建筑事业的稳步发展。

关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震性能；设计
1 高层建筑抗震设计的作用
高层建筑设计过程中不能轻视抗震设计方面。

对比普通建筑，高层建筑的构造、规模、具体构件都呈现出明显的不同。

如果高层建筑设计、施工质量不达标，将造成难以挽回的损失。

所以，设计环节必须注重设计标准满足国家及行业标准。

抗震设计的结构延性、刚度最终决定高层建筑工程整体质量，必须重视高层建筑
中的抗震设计。

2 地震对高层混凝土住宅建筑的影响
地震对高层混凝土住宅建筑影响较大，具体表现为：第一，破坏建筑结构体系，以钢框架填墙结构而言，当地震发生后，建筑物内平面框架主体会被破坏，
并且在这一破坏力的作用下，窗口会出现短柱性破坏情况；第二，破坏建筑物刚度，以平面形状不对称结构为例，在地震发生后建筑物极易出现扭曲情况，并且
很多设计未对地基等情况进行综合分析，没有制定有效的设计方案；第三，破坏
建筑物地基，若建筑物所在场地存在软土层，则会出现土体液化情况，对高层建
筑物造成严重影响，出现下沉等问题，建筑物沉降问题严重，一旦发生地震，会
出现墙体裂缝情况。

3 高层混凝土建筑结构中抗震设计的主要机理
3.1 隔震
高层混凝土建筑结构隔震设计，主要是指在高层混凝土建筑的下部，设置相
应的隔震层。

该隔震层在地震的作用力下，产生相应的水平变化，让地震的作用
力不会影响到上部的高层建筑。

在一定程度上，它能够让高层混凝土建筑的上部
建筑物与地基之间的共振减少，吸收更多的振动能量作用。

对于隔震的主要构件，分为三个部分。

①铅制的缓冲性构件。

该构件主要是利用纯度较高的铅材料，在经过塑性变形后制成的构件；②钢制的缓冲性构件。

该构件主要是对钢材料进行塑性变形后制成的构件，能够起到衰减震动的效果；③叠层式橡胶，它是一种把钢板与厚度数为毫米的一些橡胶重叠交互接合，在压力与热的施加下制成的弹性
较高的构件。

它能够防止地基出现共振情况，能够让高层混凝土建筑抗震结构保
持着垂直状态。

3.2 减震
在高层混凝土建筑结构的抗震设计中，减震主要的方式有三种。

①消能减震。

该减震方式主要是利用高层混凝土建筑结构的附加阻力值，当阻力值达到至高点
时，会导致高层混凝土建筑结构的地震作用力减弱。

该方式也就是在高层混凝土
建筑结构中的一些部位中，设置上相应的耗能元件，在发生振动时，形成滞回的
变形，将能量耗散。

该种设置目前有着较多的种类，如摩擦力的电阻器、金属的
阻力器、粘滞的阻力器等；②跷动式减震。

它允许上部结构和下部基础脱离，通过上部结构的晃动来隔震。

与传统的隔震技术的区别在于，它放松的是转动约束
而不是水平约束；③机械式的减震。

该方法主要是在高层混凝土建筑内部利用钢支撑，并与外部的钢管之间不粘结；或在钢管混凝土或者外包钢筋混凝土与钢支
撑之间，进行无粘结漆的涂抹，形成一定的滑移界面，从而起到减震的效果。

4 高层建筑结构采取抗震设计的具体设计
4.1 水平荷载
水平荷载决定着高层建筑结构设计的整体效果。

水平荷载包括风荷载和水平
地震作用。

水平荷载的大小将直接决定了高层建筑的抗震水平。

原因在于：①高层建筑物重力荷载以及高层的水平荷载使建筑产生轴力、剪力以及弯矩，其中轴力、剪力与高层建筑物自身高度一次方呈现正比关系。

②水平荷载使高层建筑结构产生的弯矩，在构件中形成的轴力作用将和楼房高度两次方呈现正比关系。

4.2 侧向位移控制
高层建筑进行抗震结构设计时还应注重侧向位移控制。

鉴于高层建筑的具体
施工过程面对建筑物楼层逐渐增高，侧向位移现象将很难合理控制。

侧向位移状
况还将伴随楼层高度的增加逐步加重位移的程度，体现出侧向位移和建筑物高度
的四次方呈正比关系。

一旦施工过程中没有很好的控制侧向位移幅度，将对高层
建筑稳定性造成影响。

高层建筑有可能因此引发倒塌、墙面开裂等状况，危害到
人民群众的生命、财产安全。

所以，不能轻视高层建筑抗震结构设计以及施工过
程中的侧向位移控制。

4.3 抗震设计的三水准原则
高层混凝土抗震结构设计必须注重地震力造成的影响。

建筑物的抗震水平要
求能够在较小级别地震时建筑物保持不坏，在遭受设防地震时建筑物可修，而遭
遇较大级别严重地震时建筑物保持不倒，即“小震不坏，中震可修，大震不倒。

”
5 优化高层混凝土建筑抗震性结构设计的有效性策略
5.1 提升高层建筑的结构设计水准
要想切实的提高高层混凝土建筑抗震结构设计的质量，就需要先提高对场地
地质勘查的水准。

要在对高层混凝土建筑进行整体的结构设计前，对现场复杂的
地形地质进行有效的勘察设计。

要在复杂的地形环境下，对建筑物进行合理的平
面布局设计。

避免建筑的刚心与质心不一致，导致高层混凝土建筑出现重心不稳
的情况。

在对高层混凝土建筑进行抗震结构设计的过程中，可以依据高层建筑现
场实际的地质环境特征，及受地震破坏影响的强弱性，进行科学的、合理的设计。

同时，要以平面形状的规则性、结构的对称性及竖向的均匀性为基本设计原则，
依据建筑现场实际的情况进行抗震结构设计，切实的保证高层混凝土建筑结构重
心的稳定性。

此外，还要依据场地的抗震设防等级与地基的液化等级，做好建筑
物上部结构与地基刚度的合理设计，防止高层混凝土建筑出现侧移的情况。

5.2 合理选择施工材料
施工材料选择的合理性，对于高层混凝土建筑抗震结构设计来说有着至关重
要的作用。

通常情况下，高层混凝土建筑受地震作用力与其结构刚度为正向的比例。

若高层混凝土建筑内部结构构件的重量越大，高层混凝土建筑所受到的地震
作用力也就越大。

因而，需要提高对施工材料的重视程度，合理的选择施工材料，
控制好高层混凝土建筑内部结构的构件重量。

要尽量选择轻便性的构件，还要选
择性能最佳的构件，要切实的依据高层混凝土建筑实际施工要求，进行合理的抗
震结构设计。

以保障高层混凝土建筑抗震结构的合理性为基础，提高高层混凝土
建筑的安全性及抗震结构的稳定性。

结束语
由于高层混凝土建筑的受力特点与低层建筑的受力特点有所不同，所以在地
震频发区，进行高层混凝土建筑结构的设计时，除了在保证建筑结构具有足够良
好的强度以及刚度以外，还必须具有一定的塑性变形能力，来减少地震对高层混
凝土建筑的破坏。

参考文献
[1]陈天华.高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].中国科技信息，2011，（16）
[2]卢伟.高层建筑抗震结构设计之探讨[J].价值工程，2011，30（5）。