時間：2022-06-23 03:30:20
導語：在抗震結構設計論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：建筑結構；抗震設計；相關問題；
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A
引言：由于開發商對于建筑物的地震破壞原因和破壞程度沒有足夠的了解,導致建筑物在抗震設計方面存在十分大的困難。所以,我們不僅要追求建筑物的造型美觀,還有考慮建筑物的抗震設計。要為人們營造一個安全舒適的生活環境。針對地震問題我們要在房屋結構找突破點。只有設計出抗震、牢固的建筑結構,才能保障人類的人身安全。
一、房屋建筑結構設計相關因素分析
建筑物按建筑結構分類可分為：砌體結構、磚混結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構等。建筑物結構形式的確定，與其抗震能力是密切相關的。相關的科學研究表明，在遭遇相同等級的地震災害后，采用鋼結構的建筑物受損壞的程度明顯要低于鋼筋混凝土結構的建筑物。日本也是一個多地震的國家，其鋼結構的房屋建筑占全國建筑的半數以上，也是其在遭遇地震后人員傷亡較少的主要原因之一。目前，我國的建筑抗震系數系統依舊是不完善的，不能確保結構設計人員準確、有效地應用。歷次地震災害表明，影響抗震系數的因素是很多的，比如其抗震的等級、建筑物的類別、場地類別、建筑物總高度等。為了促進其實際工作的需要，應對各種相關因素和相關參數展開一系列的優化分析，得到一個最優的設計方案。房屋建筑的抗震性能與許多因素有關系，比如其建筑的體型設計。汶川地震震害表明 , 許多平面形狀復雜 , 例如平面上的較大外凸和凹陷、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震例。而平面形狀簡單規則、傳力途徑明確的建筑在地震中都未出現較重的破壞；有的甚至保持完好。上述情況表明，很多損害嚴重的建筑物的設計方案不是很合理，如果能夠選擇一個好的設計方案，震后損失可能會減小很多。
二、建筑結構抗震設計的要點
在我國,對于建筑物抗震設計的要求是采取“三水準設防、兩階段設計”的標準。在這種標準的影響下,建筑結構設計經歷了柔性設計、剛性設計、結構控制設計和延性設計四個階段。但是由于地震產生了很多不確定因素,導致建筑結構存在非常大的偶然性和復雜性,甚至還有計算模擬與實際情況的不符的情況出現,導致計算結果誤差很大。所以,我們不僅要考慮建筑物良好的概念設計,還要提高建筑結構抗震性能。具備完善的建筑結構體系。一個良好的建筑體系,對于建筑業是十分有必要的。在實際的建筑抗震設計時,要注重依賴建筑結構體系的協同工作,從而使建筑物中的每個構件都能夠共同工作。所以,這就需要建筑結構構件在允許受力的情況下不僅能夠具有良好的耐久性,還要能夠在高壓,強力的作用下共同工作。在砌體結構的建筑中避免建筑結構單純的依靠建筑結構自身剛度來承受載荷。充分提高建筑物材料利用率的協同工作。從建筑物抗震設計經驗表明,材料的利用率越高,結構的協同工作能力也就越高。
三、建筑結構抗震設計中的主要問題
1、建筑結構體系的合理選擇。建筑結構設計中最主要的一方面就是結構體系的選擇,它的合理選擇決定著建筑物的安全性。對于建筑結構體系的合理選擇應注意以下兩個方面的設計:(l)體系應具有合理的地震傳遞途徑和明確的計算簡圖。在這個過程當中,房屋內部結構的布置,應使得更多的受力在主梁上,并且使垂直重力以最短的路徑傳遞到主受力部位;豎向構件的布置,要讓豎向構件的壓應力接近均勻(2)建筑體系應具有合理的強度。一個良好的建筑物必須要有合理的強度進行支撐,一些建筑的薄弱部位要由合理的強度防止:在框架結構設計方面,要保證節點不受破壞,要使梁、柱端的塑性盡可能的分散;對于容易出現的薄弱環節,必須提高薄弱部位的抗震能力。
2、抗震場地的選擇。抗震場地的選擇直接影響建筑物的抗震設計工作,應選擇有利的抗震場地,要避開對建筑抗震不利的地段。地震對于地面的危害是十分巨大的。地震造成的地裂和地表錯動,直接使得房屋倒塌,結構損壞。所以,選擇抗震場地不能選擇易液化土地、軟弱場地、狀態明顯不均勻等場地;如果不能避免不理的場地,可以采用適當的抗震措施進行加強強度:對于地震時有可能存在的地裂或者滑坡的場地,必須采取科學合理的措施進行穩定;如果地基需要建立在最近填土和土層十分不均勻或者軟弱粘性土層時,必須采用樁基、地基加固和加強基礎和上部結構的處理措施。
建筑工程選址應注意的問題：四川汶川地震的震害情況表明，那些建在斷裂帶上和斷裂帶沿線的建筑物都完全倒塌，破壞極其嚴重。因此，建筑物建設地點的確定是極其重要的，它是決定建筑物抗震性能的前提條件，只有正確的選址方案，才能保證建筑物滿足建筑抗震設計的相關要求，保證其安全性、可靠性。選擇建筑場地時應根據工程的實際需要和工程地質、地震活動情況等相關資料，選擇對建筑物抗震有利的地段，避開對抗震不利的地段，嚴禁在地震斷裂帶及斷裂帶沿線附近建造甲、乙、丙類建筑物。應避開地震時可能發生山體滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等次生災害地段。汶川地震發生時，北川老縣城發生規模較大的山體滑坡，王家巖山體在地震作用下瞬間崩塌，崩塌的山體傾瀉而下瞬間摧毀山下及周邊的建筑物，北川老縣城的 5個街區的大部分建筑物被厚厚的土體掩埋，造成大量人員傷亡。這樣的結果不是靠提高抗震設防等級、提高建筑物的抗震性能和措施所能避免的。所以避開此類危險地段，才能避免因選址不當所造成的嚴重的人員傷亡和財產損失。
3、重視建筑平面布置的規則性。在建筑平面布置方面,應盡可能的采用抗震概念設計原則,不能使用嚴重不規則的設計方案。有關資料表明,對于一些樓板布局不夠規范時,要采取相應的樓板計算模型;對于平面不規則、立體不規則的建筑結構,必須采用空間結構計算模型。結構的規則性具體分為三個部分:第一是建筑主體必須具備良好的抗壓能力,側力結構不能變形,要盡可能的均勻;第二是建筑主體抗側力結構的平面布置,建筑主體抗側力結構的布置要注重同一側的強度要均勻;第三是建筑主體抗側力結構的布置要與周圍的結構具有相同的剛度,必須保障良好的抗扭剛度。總之,重視建筑平面布置的規則性對于建筑的抗震設計十分重要。
建筑物平面設計應該注意的問題：建筑物的平面布置規則與否、是否對稱和具有良好的整體性，也是影響建筑物抗震性能的重要因素之一。例如酒店、公寓、商場、住宅、體育館等不同建筑物的使用功能不同，其平面布置也千變萬化，其柱距、開間、進深、隔墻的布置、樓梯的位置、電梯井的布置等也有很大差別，如果柱子、墻體等布置不對稱、不規則，使得平面剛度急劇變化，遭遇地震后，將發生嚴重的扭轉破壞。因此，建筑設計時，應使柱子和抗震墻（剪力墻）等抗側力構件均勻、對稱布置，剛度較大的樓梯間、電梯井應盡可能居中布置，不要布置在建筑物的轉角處。要盡可能作到使結構的質量和剛度分布均勻、對稱協調，避免突變，防止在地震作用下產生扭轉效應。
4、建筑物豎向設計應該注意的問題
建筑物的豎向布置設計也將對其抗震性能產生巨大的影響。近些年來，由于國民經濟的迅速發展，商場、寫字樓等高層、超高層建筑越來越多，其要求底層或下面幾層大開間、大空間，這就形成了建筑物下面幾層柱子和抗震墻（剪力墻）較少，層間質量和抗側剛度沿建筑物高度分布不均勻，在抗側剛度較差的樓層形成了對抗震極為不利的薄弱層，在地震作用下，引起較為嚴重的破壞。汶川地震中，有許多底層框架—抗震墻砌體房屋底層柱子直接破壞，建筑物由原來的 4 層直接變為 3層。主要原因就是，沿著建筑物高度方向，質量和抗側剛度發生突變，底層柱子較少，抗側剛度較小，地震作用下，底層柱子直接壞掉。所以，建筑物的豎向布置設計時，應盡可能使其沿豎向的抗側剛度分布比較均勻，抗震墻（剪力墻）并使其能沿豎向貫通到建筑底部，不宜中斷或不到底，盡量避免某一樓層抗側剛度過小，以避免在地震作用下，因薄弱層的存在引起建筑物的倒塌。
四、提高建筑結構抗震能力的建議
建筑結構抗震設計是在不斷的實例驗證中逐漸分析,日益總結歸納出來的。在目前的房屋建設當中,抗震設計是十分有必要的。所以,建筑抗震設計在建筑設計中應該引起十分重視。為了設計出高抗震性的建筑物,在我看來需要注意以三點:第一,科學合理的建筑布局是不可缺少的,于此同時還有保證各個主要受力物體處在同一平面,在地震來臨時要能禁得住壓力。在墻段沒有發揮作用之前,需要依照“強墻弱梁”的標準實施加強建筑物的承受力,防止地震強大的破壞力。第二,要按照不同的抗震等級,對梁、柱以及墻的節點使用相對應的抗震措施,確保建筑結構在地震作用下達到相關標準。為了保障鋼筋混凝土在地震作用下不受破壞,要科學合理的添加合適的化學試劑,加強混凝土的強度與剛度,還有注意構造配筋的要求,尤其是要加強節點的構造措施。第三,必須設置多層抗震防線,一個良好的抗震體系對于地震的壓力是十分重要的。抗震體系就如果人類身體的三道防線,不同等級的地震采取不同的防線。第一層不行,還有多層防線保護。這樣的保護體系對于防震將是十分有效的。
五、結語
通過多年對于建筑結構抗震設計的研究，我國已經逐漸形成了自己的一套較為先進的、有效的抗震設計方法并日趨成熟，但是也有很多不足之處，需要我們在實踐中加以完善。總之，要確保建筑結構中抗震設計能高效完成，應在遵循相關建筑抗震規范要求的原則上，進行科學的、合理的設計，確保建筑物具有穩定的、可靠的抗震性能，達到建筑物小震不壞、中震可修、大震不倒的標準。我們有理由相信，隨著相關技術人員抗震設計水平的不斷提高，我國的建筑工程結構抗震設計也會邁上更高的臺階。
參考文獻:
[l]倪廣林.對建筑結構抗震設計的若干思考田.山西建筑,2010.
[關鍵詞]工程結構；抗震設防；標準；問題 文章編號：2095-4085（2015）11-0039-02
我國先后經歷過比較嚴重的唐山大地震、汶川地震，地震災害所帶來的損失十分嚴重。要想解決和減少地震所帶來的傷害就需要對各種建筑設施進行防震設計和施工建設，從而間接減少帶來的地震危害。
1抗震設防標準
1.1國外抗震設防標準
不同國家由于自身的經濟條件、地震危害程度、社會因素、政治因素等方面存在差異，使得在設防標準上也存在很大的差異性。本文主要介紹美國、日本以及歐盟在抗震方面設立的抗震設計標準，希望為我國抗震設計提供一定的經驗借鑒。
（1）美國抗震規范。美國抗震規范由于當時經濟、政治體制的影響抗震規定也具有多種模板，主要包括抗震技術指南、地方規范、專業結構規范以及國家規范等幾種類別。美國聯邦緊急事務管理局規定“保證結構在合理超越概率和地震的作用下絕對安全并且不存在損傷”，并且規定了設防目標以及兩級抗震設防水準。
（2）日本建筑法則。日本建筑法則對抗震設防設立了兩個等級，第一個標準是在中等強度地震作用下，建筑結構要保證不遭受任何程度的破壞，確保建筑、生命、財產的安全；第二個標準是指在強震作用下，建筑物不會發生倒塌或者出現危及人身安全的事故。
（3）歐盟規范。歐盟制定了兩級防震設防要求：不倒塌和限制破壞要求。地震作用期限為50年，保證建筑在50年的多次地震作用下，結構不會存在局部破壞或倒塌。
1.2我國抗震設防標準
我國抗震設防標準沒有做出明確規定，只是指出在震級8級以下不用設防，9級及以上的話可以采取降低建筑高度和改善建筑平面來減少地震帶來的傷害。80年代以后提出了富有時代特色的“小震不壞；中震可修；大震不倒”的設防目標，但是設防標準仍舊存在很多的缺點和問題，主要包括：
（1）設防標準設置過于死板，僅僅通過地震危險性進行等級劃分，并沒有實際考察設防標準對震區建筑物震害、人員傷亡以及經濟損失等方面的具體影響，不能夠保證未來發生地震建筑結構的安全性。
（2）對于發生的大震還是小震，全國上下都借助統一標準進行區分，沒有考慮不同城市經濟、社會、建筑水平、人口密集程度等方面的所存在的差異性，容易導致抗震救災物質的浪費，而對于一些人口密集的震區還有可能存在安全隱患。
（3）當前的設防標準考慮的問題都過于片面，只是考慮建筑結構在地震時不要出現損壞或者是倒塌，并且確保人身安全，但是沒有考慮要保證整座城市能夠在震后繼續穩定的運行。
1.3工程結構抗震設防標準
工程設防的傳統思想其實就是利用最低的造價建設滿足實用和安全性能的工程，通過不斷的探索，人們轉變了對工程建筑安全的定義，引入了針對建筑結構安全性的概念。將建筑結構強度R0外部荷載力的變化產生的效應進行比值計算得出R值，如果結構的比值大于1則表明結構安全局，如果小于1則表示結構存在安全隱患。我國的抗震設防標準原則可以用以下公式表示：
E=收益-可能存在-定的損失=最大
其中的收益指的是建筑結構在建設完成之后所獲取的全部直接以及間接的精神成果；生產投資則可能是利用貨幣衡量，再加上建筑結構破壞所產生的各方面影響，通過人數傷亡數據以及對人們日常生活動作的影響，很難由其公式得出。費用一般是一種概念性總稱，它主要包括有裝修費、施工費用以及材料費等，可以發現在建筑結構設計施工時，工程造價和修復費用本身就是看似毫無關聯的，所以要想對在減少工程造價的同時又不會引起維修費用的提升，可以通過優化初始造價和修復費用之間的配比，找出兩者之間的一個平衡點。
2工程結構抗震設防標準問題
區地震發生的特點對工程結構進行防震設防處理十分必要。
（1）抗震設防的原則。設防原則有以下幾大類別：杜絕和減少人員的傷亡；盡量減少財產的損失；采取相關措施減少人員傷亡；容許工程結構在發生地震時出現小程度的損壞；工程設施在地震發生時確保安全性，并且保證不會向外界排放有毒物質和不會導致發生嚴重程度的次生災害。
（2）抗震設防的目標。工程結構在抗震設防時具有非常明確的目標：小震不壞；中震可修；大震不倒。我國也在1989年的相關設防規范文件中采用了這種思想。不過在設防目標上仍舊存在幾個方面的問題。首先對大、小震的不倒還是不壞缺乏明確定義，其次只是單純考慮設防目標并沒有考慮工程結構的經濟指標，最后沒有根據地區的不同，規定設防目標。
（3）抗震設防的環境。一般來講設防環境并不是一種主觀量，它是取決于人們對地震危險性的評估結果和地震的評估方法，更多的是來自于一種客觀評估。設防環境是確定設防標準以及設防目標的重要依據，它的準確性評估對于工程結構設防具有非常重要的意義。
（4）抗震設防的參數借鑒。在進行工程設防時，需要借助一定的物理參數進行，國內外使用最多的參數有地震動參數以及烈度參數兩種。不過這幾年來越來越多的國家傾向于使用地震動參數，因為隨著科技的不斷進步，烈度參數所暴露出的弊端也越來越多，不能夠滿足人們的設防需要。
（5）抗震設防的等級。同一類建筑在同一個地區由于受到當地不同政治、經濟、文化等方面的影響，再加上震后的影響程度，在考慮設防等級的時候就會存在很大差異。重要性的工程結構一般需要較高的設防等級，相對來講一些普通的工程結構就不需要設立很高的設防等級。
關鍵詞：高層建筑 ；剪力墻 ；結構設計；
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A
引言
隨著建筑高層化的發展，對剪力墻性能及施工質量提出了更高要求。對于從事高層結構設計的工程師來說，只有對框架結構剪力墻結構的優缺點和技術要點全面把握，并能夠吸收當代高層建筑結構設計的一些成功經驗，并把結構的經濟性、合理性與結構抗震的安全性等諸多因素加以統籌考慮，才能很好的與建筑師配合并設計出經濟合理的高層建筑結構體系。
一、框架、剪力墻的受力特點
1 框架結構的受力特點
柱子是承重的關鍵，柱子上方架著橫梁，橫梁上面鋪設樓板。框架結構的建筑物往往有粗大的柱子，這樣才能夠能夠保證柱子有足夠的強度支撐建筑物的重量。框架結構的這一受力特點導致采用框架結構的建筑物對橫向受力的抵抗力不足，尤其是如果遇到地震，樓層間甚至可能出現移動。
2 剪力墻結構的受力特點
剪力墻結構是利用鋼筋混凝土結構的墻體作為主要承重結構，比如建筑外墻，這些墻體有著抗震，抗側剛度大，結構的整體性好的特點。尤其是現澆的鋼筋混凝土，負載高，水平荷載大，抵抗水平力的作用明顯。
3 框架一剪力墻結構的受力特點
框架一剪力墻結構是由梁柱搭建框架，再在部分框架間布置剪力墻，框架間填充加氣混凝土輕型墻體，讓剪力墻和框架一起承重，增加建筑物的承重能力。利用框架結構的靈活多變的特點劃分建筑空間，利用水平荷載能力強的剪力墻抵抗水平方向的受力。框架一剪力墻結構把框架和剪力墻的優點結合在一起，相互彌補了對方的弱點。
二、設計計算中的幾個問題
1 剪力墻的布置
原則上，布置剪力墻應該盡量保證對稱、均勻、分散。剪力墻應該沿著房屋的方向，縱橫布置，以外墻、電梯、樓梯、拐角劑周邊等處為宜。在分布上盡量滿足對稱原則，這樣的分布可以盡量使建筑物的剛度中心和質量中心接近。增加抵抗扭轉的內力臂，最大化的加強建筑物的整體強度，提高抗扭轉能力。在縱向方向布置的剪力墻應該從地基一直到房頂，保證墻體剛度。每片剪力墻的尺寸不要太長，最好不超過8m，盡量分散成多片，增加一片剪力墻就等于增加了一個抵抗水平力的結構。尤其是具有一定轉折的剪力墻擁有更加優秀的抗側力效果，比如L形、十字、圓形等形狀。
2 剪力墻的厚度
框架一剪力墻結構中，對于帶有邊框的剪力墻厚度有一定的規范。如果該建筑處于震區，或者要考慮到抗震設計，那么剪力墻的高度大于等于建筑物層高的1/16，底部的剪力墻加強部位厚度應該大于等于200mm，無論是第一級還是第二級剪力墻都應該滿足這個規范。如果不考慮抗震設計，那么剪力墻的高度應該大于等于建筑物層高的1/20，且厚度大于等于160mm。而邊框的梁最合適的寬度就等于剪力墻的厚度，邊框梁的高以剪力墻的2倍為宜。
3 重視屋面小塔樓的不利影響
現在的高層建筑物，在屋頂處常會設計小塔樓、電梯間、等突出屋頂的建筑結構。由于塔樓結構的質量和剛度比建筑物主體小很多，一旦發生地震，在鞭梢效應的影響下，小塔樓會產生水平位移。就算建筑物主體并未受到損壞，塔樓也可能會因為鞭梢效應的作用遭到破會。目前，大部分高層建筑物在設計的時候都將塔樓和建筑物主體分離設計，在抗震設計的時候也是分別進行計算。計算高層建筑物頂部小塔樓的地震作用非常重要，現在主流的計算方法是底部剪力法，計算頂部塔樓受到的地震作用需要考慮增大系數。由于底部剪力法計算比較復雜，為了簡化計算方法，我們可以將小塔樓看做一個單獨的結構，在地面計算小塔樓受到的地震作用，將得到的結果乘以增大系數就可以得到小塔樓在屋頂受到的地震作用了。由于設計建筑主體的時候一般都忽略塔樓對建筑主體的地震作用，僅僅計算和塔樓連接的部位。這樣的算法還是存在缺陷，如果遇上強震，塔樓在鞭梢效應的影響下，必定會對建筑物主體產生不良作用。
4 框架剪力墻結構的抗震設計
在設計框架剪力墻結構的抗震性能時，必須符合相關規程。在水平力作用下，框架剪力墻結構底層的框架部分所承受的地震傾覆力矩與結構總地震傾覆力矩有一個比值(以下簡稱力矩比值)，根據這個比值的不同，要采取不同的設計：當力矩比值小于lO％時，按剪力墻結構進行設計，其中的框架部分應按框架一剪力墻結構的框架進行設計。當力矩比值大于10％時，按框架一剪力墻結構設計，力矩比值在5O％至80％之間的，可以適當的增加框架剪力墻的最大高度。框架和剪力墻的部分應該按照各自的標準設計抗震等級及軸壓比。當力矩比值大于80％時，框架剪力墻的最大高度必須按照框架結構設計，在抗震等級及軸壓比的設計上也和前一種情況有所不同，框架部分按照框架結構設計，剪力墻按照框架剪力墻結構進行設計。
三、高層框剪結構抗震設計的技術要點
1 提高剪力墻的抗震能力
(1)提高剪力墻的抗震能力需要加強對傾斜方向裂縫的控制，我們可以利用邊框剪力墻來實現這一目的。將梁柱設計在剪力墻的邊上，增加擁有傾斜方向承載力的邊框結構，這些邊框能夠阻攔傾斜的裂縫。如果剪力墻產生裂縫，邊框結構可以減低附加剪應力，阻止裂縫衍伸到其他部位。
(2)合理的肢墻面積。
如果剪力墻縱向設計有洞口，那么這片剪力墻就變成了聯肢墻，聯肢墻的中間受到橫梁的約束。聯肢墻有雙肢墻和多肢墻兩種情況，雙肢墻上只有一列洞口，多肢墻上有多列洞口。
這樣的設計降低了剪力墻的剛度，增強抗震能力。即使出現裂縫也往往是在洞口或橫梁部位，降低了對墻體的傷害。
2 改善框架的抗震能力
(1)強化角柱。要增強抗震能力就應該強化框架的角柱，提高抗剪應能力。作為框架結構的關鍵部分，角柱起到連接梁和柱子的作用只有強化了角柱才能從整體加強框架結構。
(2)增強框架的抗震能力需要提高整體框架對推力的抗性，降低橫向的位移，尤其要注意減少樓層之間的移動。可以在框架內分散布置用鋼筋混凝土澆筑的剪力墻。由于這樣的設計沒有良好的延展性，我們可以設計一些有延展性的墻體，降低剛度。比如在剪力墻的墻體上合理的增加開口，形成耗能結構，有效的將震能釋放。
(3)在框架剪力墻結構中，設計贅余構件可以有效的抵消地震部分的能量。設計贅余構件時可以使用鋼筋做骨架的混凝土作為支撐構件，發生地震時，震能會首先影響這些構件，當這些構件被破壞之后，建筑物的整體結構也會發生一定的改變，同時改變了自振頻率，避免和形成共振。
3 改善整體抗震能力
( 1)如果在框架剪力墻結構中的梁端和柱端安裝“塑性鉸”，可以在框架剪力墻結構中形成耗能結構。由于塑性鉸能夠承受、傳遞一定的彎矩，地震發生時，即使縱向鋼筋發生屈服也不會瞬間破壞結構，而是在塑性鉸的作用下承載。水平的構件會先于縱向構件發生屈服，
避免建筑物發生垮塌。
( 2)依照建筑物的實際情況，在框架剪力墻整體結構的剛度和承載能力之間尋求平衡。由于地震發生時，建筑物會的自振周期容易和地震產生共振，如果使用了過多的剪力墻就會減小自振周期，增加建筑物的剛度。那么，加大自振周期就可以有效減少地震作用。在設計的時候布置數量合理的剪力墻，適當的使用短肢墻來減少剪力墻的面積，既可以減輕建筑物的整體重量，有能夠有效的防御地震的影響。
( 3)由于框架和剪力墻的材料，制造工藝不相同，兩者的結構也不一樣，他們存在著剛度、彈性和延展性等多種差異。有可能導致框架剪力墻結構的構件之前無法有效的合作，構件之前缺乏協調，降低了建筑物的抗震能力。只有在考慮協調性的基礎上，經過嚴密的計算和設計，在結構的剛度、彈性和延展性之間做好平衡才能夠最大程度抵抗地震力。
四.結語
盡管在高層建筑中框架剪力墻已經得到廣泛的應用，并且也取得了前所未有的高度和成就，但是該結構復雜的受力特性使得在抗震性能上還有很大的改進空間。在進行轉換層的設計構造時，嚴格遵循本文提到的結構設計要求，特別是抗震概念要求，在轉換層附近適當提高其構造等級要求，增強整體抗震能力，使得框架剪力墻結構更好地應用到高層建筑中。
【參考文獻】
[1] 文偉 剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析 [期刊論文] 《城市建設》 -2010年35期
[2] 劉仲臣 剪力墻結構在建筑結構設計中的應用分析 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年1期
關鍵詞：高層酒店框架―核心筒結構抗震設計
0 引言
伴隨國民經濟的不斷發展，高層建筑需求愈來愈大，結構形式也趨向多樣化發展。其中，框架一核心筒結構體系由于整體性好、剛度大、側向變形小、抗震性能好，而得到廣泛應用。論文結合徐州市青年路117號高層酒店的設計案例從建筑設計的角度介紹了其框架一核心筒結構體系的抗震設計，并在優缺點的分析下進行了抗震結構加強措施。
1 項目概況與結構選型
項目位于徐州市CBD和火車站、汽車站中間，是一棟集商業、酒店為一體的高層建筑。大樓總建筑面積為24000平方米，共25層，其中地下一層，層高5.0米，地上一層5.0米，二至四層層高為4.5米，標準層層高3.0米，地面以上高78.5米。建筑標準層平面呈類矩形形式，是種根據建筑造型設計而變形的四邊形。面積約為1430平方米。大廈4層以下與裙房相連組成健身場所、康樂設施、餐飲娛樂等靈活空間，4層以上為酒店用房。
工程抗震設防類別為乙類，建筑場地類別為II類，抗震設防烈度為7度，設計地震分組為第一組，結構設計使用年限50年。
根據建筑使用功能、內部設施要求和建筑立面特點，設計采用了現澆鋼筋混凝土框架一核心筒結構體系。體系包含了由兩種不同的抗側力結構，即框架結構和由剪力墻組成的核心筒結構。由于剪力墻的抗側剛度比框架的抗側剛度大很多，故整體結構的抗側力能力大為加強。此外，采用框架結構能滿足建筑設計中大小空間不同的需求，可以將電梯間、樓梯間及設備用房等小空間設置于貫通建筑物通高的兩個核心筒內，框架柱則設置在周邊區域，可以靈活分割空間(圖1)。
圖1標準層、一層平面結構示意圖
Fig. 1The standard layer and the first layer plane structure diagram
2 抗震結構的優缺點分析
2.1 高層建筑抗震設計原則
為了達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目標，高層建筑結構設計應滿足以下基本原則：①結構構件應具有必要的承載力、剛度、穩定性、延性等方面的性能，遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強底層柱(墻)”的原則。②盡可能設置多道抗震防線。③對可能出現的薄弱部位，采取措施提高其抗震能力。
2.2 設計方案優缺點分析
在高層建筑抗震設計原則指導下，結合高層建筑的受力特點，下文從建筑方案設計角度對徐州市青年路117號高層酒店的抗震設計進行優缺點分析。
2.2.1 優點分析
①多道防線的設置。
地震往往伴隨多次余震，如果建筑抗震設計只有一道防線，很有可能在遭遇余震的時候形成倒塌。故高層酒店的設計選取框架一核心筒結構作為主體結構，從而實現了第一道防線和第二道防線的設置：第一道防線為核心筒；第二道防線為外框架。同時，設計有意識地建立一系列分布的屈服區，作為第三道防線。即設計通過加強主要耗能構件的延性和剛度，保證結構能吸收和耗散大量的地震能量，從而提高結構抗震性能，避免大震時倒塌。
②裙房與建筑主體之間抗震縫的設置。
117號高層酒店東段24層，西段4層，東西端之間防震縫的寬度為150厘米。建筑平面通過防震縫的設置，將建筑劃分為“規則”的平面部分，降低了抗震設計的難度，并提高了抗震設計的可靠度。
2.2.2 缺點分析
①此酒店建筑屬于高層建筑，由此引發由高度產生的短柱問題。
②建筑結構設計中薄弱環節的出現。在獨特的扭轉造型下，框架一核心筒結構的連梁、剪力墻的底部加強區和結構剛度突變區域都是結構設計中的薄弱環節。
3 結構加強措施
3.1 提高短柱的抗震性能
高層建筑底層柱的柱截面隨著建筑物高度的增加而增大，便形成延性很差短柱，在地震發生很容易發生剪切破壞而造成結構破壞甚至倒塌，故提高混凝土短柱的抗震性能十分必要。可以采取如下措施：
①提高短柱的受壓承載力來改善整個結構的抗震性能，最直接的方法是提高混凝土的強度等級，或者采用鋼骨和鋼管混凝土柱。
②采用鋼管混凝土柱以提高其的承載力。此類柱的柱截面可比普通鋼筋混凝土柱減小一半以上，可以在消除短柱的同時可提高柱子的抗震性能。
③采用分體柱。由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下其抗彎強度往往不能完全發揮作用，因此人為地削弱短柱的抗彎強度，使抗彎強度相應于或略低于抗剪強度，有利于提高柱子的抗震性能。
3.2 加強薄弱環節，提高抗震性能
3.2.1 加強層的設置
因為框架一核心筒結構抗側力剛度不能滿足設計要求，所以117號高層酒店設計選取13層作為加強層。在具體的建筑設計中，13層本是作為轉換層、避難層而存在的，現在可將該樓層的核心筒與框架之間設置剛度較大的水平伸臂構件或沿該層的框架設置剛度較大的周邊環帶作為結構設計中的加強層而存在。
加強層的設置可使周邊框架柱有效地發揮作用，增強整個結構的抗側力剛度。在風荷載作用下，設置加強層是一種減少結構水平位移的有效方法。但在地震作用下，加強層的位置往往轉化為薄弱層，故設計進一步采用“有限剛度”加強層，“有限剛度”加強層彌補整體剛度之不足的同時可以適當控制加強層的剛度，減少結構剛度突變和內力的劇增。
3.2.2 加強薄弱環節的抗震性能
以框架一核心筒結構的底部加強區為例：
采取措施加強底部簡體剪力墻的抗彎承載能力，方案設計針對薄弱部位采取比規范更嚴格的配筋構造，從而提高剪力墻的抗彎承載能力，保證其抗剪承載能力處理好連梁和墻肢的關系，達到“強剪弱彎”的抗震構造要求。
4 結論
高層建筑的造型和功能日趨多樣化。高層結構設計尤其需要重視抗震設計，本文結合徐州市青年路117號高層酒店設計探討了框架―核心筒結構在高層建筑中的抗震設計，提出了改善結構抗震性能的加強措施。
參考文獻：
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⑶洪婷婷.淺析框架一核心筒結構設計中的幾個問題. 結構工程師，2010，26（4）：15-20
【關鍵詞】高層建筑；梁式轉換層；施工
1 梁式轉換層結構形式
高層建筑結構下部受力比上部大，按常理來說，在高層建筑結構的設計中就要考慮下部的剛度要大于上部結構；采用的措施就是下部增加墻體、增加柱網，而上部逐漸減少墻柱的密度。顯然，這在高層建筑設計中是不現實的，因為高層建筑的使用功能對空間要求卻是下部大空間，往上部逐漸減小，因此對高層建筑結構的設計就要考慮反常規設計方法。在《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2002）中，規范對轉換梁的最小高度和寬度作如下規定：框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應方向的截面寬度，不宜小于其上墻體截面厚度的 2 倍，且不易小于400mm；當梁上托柱時，尚不應小于梁寬方向的柱截面寬度。進行抗震設計時，轉換梁高不小于其跨度的1/6；非抗震設計時，轉換梁高不小于跨度的1/8。從該設計規程中可知，采取這些限制主要是保證轉換梁結構的整體剛度，增強結構的可靠性。
1.1 梁式轉換層結構形式
實際工程中應用的梁式轉換層結構有多種形式，主要原理就是利用下部的轉換大梁來支托上部結構。
1.2 梁式轉換結構受力機理分析
梁式轉換層結構的傳力途徑為墻—梁—柱（墻）的形式，傳力直接，便于分析計算。轉換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉換大梁的相對剛度和轉換大梁與下部支撐結構的相對剛度影響。為弄清轉換梁結構與上部墻體共同工作的性能，對轉換梁承托層數對其內力的影響用有限元程序進行了分析，從分析結果中我們知道，對一般結構轉換大梁，上部墻體考慮三層與考慮 4 層、5 層內力的設計控制內力差異不大于 5%，故在分析計算時可只考慮計算 3 層。從計算分析不論轉換大梁上部墻體的形式如何，只要墻體有一定長度，轉換大梁中的彎矩就會比不考慮上部墻體作用要小，同時轉換大梁也會有一段范圍出現受拉區。
2 梁式轉換層的結構設計
2.1 結構豎向布置
高層建筑的側向剛度宜下大上小，且應避免剛度突變。然而帶轉換層的高層建筑結構顯然有悖于此，因此對轉換層結構的側向剛度作了專門規定。對該工程而言，屬于“高位轉換”。轉換層上下等效側向剛度比宜接近于 1，不應大于 1.3。在設計過程中，應把握的原則歸納起來，就是要強化下部，弱化上部。可以采用的方法有以下幾種：1）與建筑專業協商，使盡可能多的剪力墻落地，必要時甚至可在底部增設部分剪力墻（不伸上去）。除核心筒部分剪力墻在底部必須設置外，還與建筑專業協商后，讓兩側各有一片剪力墻落地。這些無疑都大大增強了底部剛度。
2）加大底部剪力墻厚度。轉換層以下剪力墻中，核心筒部分的厚度取為 600mm，其余部分的厚度取為 400mm。
3）底部剪力墻盡量不開洞或開小洞，以免剛度削弱太大。
4）提高底部柱、墻混凝土強度等級，采用 C50 混凝土。
5）適當減少轉換層上部剪力墻數目，控制剪力墻厚度，并可在某些較長剪力墻中部開結構洞，以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對控制剛度比有利，還可減輕建筑物重量，減小框支梁承受的荷載；增大結構自振周期，減小地震作用力。工程綜合采用上述幾種方法后，轉換層上下剛度比在 X 方向為 0.725，在 Y 方向為 0.813，滿足規范要求，效果良好。雖然上下部剛度比滿足要求，但畢竟工程仍屬于豎向不規則結構，轉換層及其下各層為結構薄弱層，因而應將該兩層的地震剪力乘以 1.15 的增大系數。
2.2 結構平面布局
工程底部為框架—剪力墻結構，體型簡單、規則；上部為純剪力墻結構。在剪力墻平面布置上，東西向完全對稱，南北向質量中心與剛度中心偏差不超過 2m，結構偏心率較小。除核心筒外，其余剪力墻布置分散、均勻；且盡量沿周邊布置，以增強抗扭效果。查閱計算結果，扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.85，各層最大水平位移與層間位移比值不大于 1.3，均滿足平面布置及控制扭轉的要求。可見工程平面布局規則合理，抗扭效果良好。
3 梁式轉換層結構的設計與構造
由框支主梁承托轉換次梁及次梁上的剪刀墻，其傳力途徑多次轉換，受力復雜。框支主梁除承受其上部剪力墻的作用外，還需要承受梁傳給的剪力，扭矩和彎矩，框支主梁易受剪破壞。對于有抗震設防要求的建筑，為了改善結構的受力性能，提高其抗震能力，在進行結構平面布置時，可以將一部分剪力墻落地，并貫通至基礎，做成落地剪力墻與框支墻協同工作的受力體系。
3.1 轉換梁的設計與構造要求
轉換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計算確定，以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉換梁不宜開洞，若需要開洞，洞口宜位于梁中和軸附近。洞口上、下弦桿必須采取加強措施，箍筋要加密，以增強其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計算時宜將剪力設計值乘放大系數1.2。當洞口內力較大時，可采用型鋼構件來加強。
轉換梁的混凝土強度等級不應低于C30。轉換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設計時為0.3%，轉換梁中主筋不宜有接頭，轉換梁上部主筋至少應有50%沿梁全長貫通，下部主筋應全部貫通伸入柱內。
3.2 框支柱的設計與構造要求
框支柱截面尺寸一般系由其軸壓比計算確定。地震作用下框支柱內力需調整。抗震設計時，框支柱的柱頂彎矩應乘以放大系數，并按放大后的彎矩設計值進行配筋；剪力調整——框支柱承受的地震剪力標準值應按下列規定采用：框支柱的數目不多于10根時，當框支層為1～2層時，每層每根柱承受的剪力應至少取基底剪力的2%；當框支層。為3層及3層以上時，各層每根柱所受的剪力應至少取基底剪力的3%；框支柱的數目多于10根時，當框支層為1～2層時，每層每根柱承受的剪力之和應取基底剪力的20%；當框支層為3層及3層以上時，每層框支柱承受剪力之和應取基底剪力的30%；框支柱剪力調整后，應相應調整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調整。
框支柱全部縱向鋼筋配筋率，抗震等級一級時不小于1.2%，二級時不小于1.0%，三級時不小于0.9%，四級及非抗震設計時不小于0.8%。縱向鋼筋間距抗震設計時不大于200mm，且不小于80mm，全部縱向鋼筋配筋率不宜大于4%。
3.3 轉換梁的截面設計方法
目前國內結構設計工作普遍采用的轉換梁截面設計方法。主要有：應力截面設計方法。對轉換梁進行有限元分析得到的結果是應力及其分布規律，為能直接應用轉換梁有限元法分析后的應力大小及其分布規律進行截面的配筋計算，假定不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔鋼筋達到其屈服強度設計值。受壓區混凝土的強度達到軸心抗壓強度設計值。
4 結語
通過高層建筑轉換層結構設計的工程實踐，體會如下：根據建筑平面及功能要求合理選擇轉換層形式，正確選擇建筑抗震類別是轉換層設計的關鍵點，結合結構布置，正確選擇各分部的抗震等級，構件設計應注重抗震延性設計的概念，對主要構件進行加強是設計的重點。
參考文獻：
[1]期刊論文.帶轉換層的高層建筑結構設計-沿海企業與科技 11/1（11）
【關鍵詞】多層建筑框架，結構設計，問題，措施
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
結構設計中，多層建筑框架結構的設計比較基礎，也是較為重要和常見的一種結構形式。實際的設計過程中，應當根據相關的規范要求進行科學合理的設計，當然其中不可避免將遇到各式各樣的問題，這些都值得結構設計人員進行探討、分析和研究。
二、常見問題和相應措施
多層建筑框架結構設計中最常見同時也是最關鍵的問題，如下所述：
1.基礎系梁的設置問題
當基礎埋置深度較深時，可用基礎系梁減少底層柱的計算長度。系梁宜按一層框架梁進行設計，同時系梁以下的柱應當按短柱處理。如果工程條件符合相關規定，應當設基礎系梁。為滿足抗震要求，可以沿著兩個主軸方向設構造基礎系梁。對于構造基礎系梁縱向受力鋼筋，可以按照連接柱的最大軸力設定值的10%，按拉力或者壓力進行計算。如果是構造配筋，應當滿足最小配筋率。
如果基礎系梁上作用有來自填充墻或樓梯柱等的荷載，應該和所連接柱子的最大軸力設定值的10%進行疊加計算。基礎系梁截面也應當適當地增加，計算出來的配筋，應當充分滿足受力要求以及構造配筋要求。對于構造基礎系梁頂標高，它一般都和基礎頂標高保持一致。為了使基礎系梁計算跨度減少，可以采取把基礎梁下和獨立基礎臺階或者錐形斜坡間的那些空隙部分，用素混凝土澆筑，直到和基礎頂面保持平齊，然后再進行基礎系梁的澆筑。
當用基礎系梁平衡柱底彎矩時，其截面尺寸和配筋，需要按照框架梁來設計。拉梁正彎矩鋼筋，應當全部都拉通，而負彎矩鋼筋則至少應該在二分之一跨拉通，基礎系梁的縱筋在框架柱內的錨固、箍筋的加密及其余抗震構造要求，應當和上部框架梁保持一致，而且此時拉梁應當設在基礎頂部。
總之，不設基礎系梁時，填充墻可用素混凝土條形基礎。設基礎拉梁時，可以設在框架柱間，不在框架柱間的墻體基礎則可以使用素混凝土基礎。
2.對框架結構薄弱層的判定和處理
所謂薄弱層，就是強烈地震作用下，結構發生較大的彈塑性位移的那些部位，它們承載力需要滿足抗震承載力要求，在地震烈度不小于7度的地區才會發生。
有三種方式可判斷薄弱層，分別是個人指定、計算判定以及強制認定。在PKPM的SATWE軟件里，可以根據相關規范規定或是技術人員的個人經驗，直接指定薄弱層，此為個人指定。軟件計算時，當結構的抗側移剛度出現不規則現象，某層的抗側移剛度比相鄰上一層的70%小，或比其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%小，或是樓層承載力發生突變，軟件將自動指定該層為薄弱層，此為計算判定。當結構存在轉換層，也就是豎向抗側力構件不連續，不管該層剛度或樓層承載力如何，該層都將被強制認為薄弱層，此為強制認定。
薄弱層不利于抗震，建筑中原則上應當避免薄弱層的存在，最基本的辦法是加大該層的抗側移剛度，也就是加大這層的柱截面或者梁截面。在條件允許下，可通過改變該層的層高或是減少基礎埋置的深度來實現。
如果薄弱層無法避免，在進行結構計算和出圖時需要嚴格按照規范規定，針對具體情況，采取相應的措施，除了對薄弱層地震剪力乘以1.15倍的放大系數外，還應當驗算結構的樓層屈服強度系數。應當對結構也進行彈塑性變形驗算。不符合要求的話，應當及時調整結構布置。
3.樓板開大洞結構計算時應注意的問題
樓板開洞的結構比較普通，如果開洞面積大于該層樓面面積的30%，就屬于平面不規則，計算時必須進行處理。以PKPM軟件為例，TAT和SATWE分別采用了兩種方式處理。TAT軟件中，無樓板的節點被定義為彈性節點，該節點。即梁柱交點，不受剛性樓板假定的限制，其平動自由度獨立。SATWE軟件中，所有樓板被定義為彈性膜，軟件真實計算樓板的平面內剛度，對樓板的片面外剛度則忽略處理。當某層洞口面積為樓層面積的30%以上時，應當把全樓所有樓板都定義為彈性膜，或者也可以不考慮樓板的剛度，把該層洞口邊緣節點定義為彈性節點，當屋面是鋼結構網架時，應當輸入板厚，將其定義為彈性膜，真實計算樓板的平面內剛度，這樣和實際比較相符。
對彈性節點或彈性膜進行正確定義后，后續計算中應嚴格按照總剛計算法進行計算，要不然，側剛度計算法仍會按照剛性樓板，對結構內力和配筋進行計算。此點，需要特別注意。
4.框架梁柱偏心問題
實踐工程中，出于建筑專業需要，外墻和柱邊需保持平齊，就容易出現框架梁柱偏心問題，可供選擇的措施有2個：要么設挑耳，要么與柱偏心。選擇前者，可保證框架梁和框架柱中心保持對齊，有利于梁和柱受力，但容易導致填充墻的構造柱下部和上部縱筋難以錨固。若選擇后者，地震作用下容易引起梁柱節點核芯區受剪面積嚴重不足，柱易產生扭轉效應。所以，針對外框架梁，建議采用設挑耳解決外填充墻偏心。
5.短柱問題
框架結構中的所謂短柱，其柱凈高與柱截面高度比不大于4，或者剪跨比不大于2。地震作用容易導致短柱的脆性破壞。短柱的受剪承載力和變形能力，嚴重不足，容易引發建筑物嚴重破壞，設計時需要盡可能避免短柱。
短柱的形成成因主要有兩個：一是樓梯間的半休息平臺或者結構局部錯層，導致兩個框架梁間的框架柱凈高比較小；二是填充墻的設置不正確，造成某層的框架柱的兩側中一部分沒有填充墻，另部分有填充墻，而沒有填充墻的那側，柱凈高與柱截面之比通常不大于4，從而形成短柱。
可以通過增加柱的抗剪承載力、改善變形能力，來處理短柱。通常情況下，使用復合箍筋，箍筋沿全高加密，可以保證短柱的縱向鋼筋形成對稱布置。
6.使用平法圖集時應當注意的問題
應用圖集時應當注意以下幾個問題。
一是框架柱，若用剖面列表法來表示配筋，應當注意每一層的樓面標高以下的箍筋加密區的長度，必須是框架梁高和規范要求的箍筋加密區長度之和，規范要求的加密區長度在1/6柱凈高、柱截面高度、500mm三個數值中取較大值。由于PKPM軟件出圖的時候，加密區長度并沒有把梁高包含在內，容易造成施工錯誤，導致箍筋加密區的高度不夠。
二是一層建筑地面，在澆筑主體結構澆筑結束之后才開始施工，若一層地面是剛性地面，根據相關規定，柱箍筋應當在剛性地面上下各500mm范圍內進行加密，而這一點容易被忽視，設計圖紙中最好對此有明確交待。
三是當梁截面過于小，或者承載力比較大的時候，框架梁如果需要設置三排縱筋的話，建議可以對梁截面或是縱筋直徑進行調整，改為兩排。如果沒有采取此種措施，那么對于第三排縱筋的外伸長度，應當做出明確交待。
三、結束語
以上幾條都是在進行多層建筑框架結構設計過程中較常遇到的基本問題，實踐工作中當然會遇到更多的問題，設計人員應當仔細分析，根據相關規范采取適當解決措施。在進行多層建筑框架結構的設計時，應當首先判斷此結構設計方案的可行性，預測可能出現的問題，并提前采取措施，所有的計算結構都應當認真分析、準確判斷，然后才能應用到實際工程項目中。
參考文獻：
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關鍵詞：PKPM軟件；建筑結構；設計；運用
一、PKPM軟件概述
PKPM是目前國內結構工程設計中應用較為廣泛的一種計算軟件，它主要是針對各類地上建筑物的結構進行計算，包括建筑、結構、特種結構、設備、概預算五個方面的內容。應用范圍全面，功能強大，自動化程度高，是眾多建筑設計軟件中最權威的設計軟件之一。其中尤以結構設計軟件最受設計人員的青睞，成為結構設計人員不可或缺的重要工具。[1]PKPM結構設計軟件還包括許多應用軟件，最常用的有PK、PMCAD、TAT、SATWE和JCCAD等。
通過使用PKPM軟件，可以提高計算速度，使設計周期大為縮短，但是該軟件在實際應用過程中，有大量的參數是系統默認值，并不一定能滿足每一個工程的實際情況，因此必須注意結合相關規范對計算參數進行調整才能使計算的結果更加準確，更加符合結構物的實際受力特性。
二、PKPM軟件建筑結構設計中的常見問題
（一）功能還有待完善
PKPM建筑結構設計軟件的功能十分強大，但也不是萬能的，比如軟件目前還不能處理板上布置磚墻線荷載、局部面荷載或集中荷載的問題。[2]PKPM的自動化程度相當高，但平面配筋圖運行自動配筋后，所繪出的圖紙配筋密密麻麻，相互重疊，非常零亂，這給設計人員人工調筋帶來很大麻煩，而且鋼筋修改后，配筋表中的鋼筋不能隨之改變，這也給設計人員帶來很大的工作量，因此PKPM在功能上還有待進一步完善。
（二）模型還不夠智能化
結構模型中所有的構件均在此項操作中輸入，輸入的數據（參數、截面尺寸、荷載等）尤其是控制總信息等原始數據必須正確合理，既要符合有關的規范和標準，又要結合正確的結構力學模型。應當注意的是：凡是結構布置形式及構件尺寸和荷載不同的結構層均應描述為不同的結構標準層，對于上下層柱變截面情況用構件相對于節點的偏心描述，注意在節點過密的時候墻體及梁布置的連續性。在布置過兩個或更多的標準層后，不能使用圖案編輯菜單對某一層或某一部分拖動或平移[3]，因為所有的節點位置都是用相對于原點的位置描述的，拖動或平移會造成上下層節點錯位。全樓的組裝必須是自下而上的標準層組裝，不能把后一個標準層組裝于前一個標準層之前。填充墻不能作為墻體輸入，只能按梁輸入，在梁上輸入附加荷載值。
（三）人機交互界面舒適性有待提高
軟件界面的舒適性對于建筑結構設計人員來說較為重要，它有利于提高設計人員工作效率。PKPM軟件界面總體布局相對較合理，按鈕布置也比較清晰，但是從舒適性上看還有所欠缺。由上可見，人機界面設計是一門綜合性非常強的學科，它不僅借助計算機技術，還要依托于心理學、認知科學、語言學、通信技術及戲劇、音樂、美術等多方面的理論和方法，才能達到用戶滿意的界面。因此，PKPM軟件的界面開發還有待于進一步改進，從而更好地滿足我們用戶的審美需求，當然，PKPM軟件每年進行修訂，新的軟件界面在這方面已經有了較大的改善。
（四）超出了規定的要求進行設計
（1）以建筑抗震為例，一些抗震設防烈度為7度的地區所建磚混建筑物相繼出現7層帶半地下室磚混住宅。半地下室、全地下室的判別應該根據房屋埋深和嵌固情況確定計算簡圖。嚴格地講，按"抗規"的規定，帶半地下室住宅房屋的高度和層數應從地下室地面算起，也就是說7層帶半地下室建筑的實際層數應為8層。[4]這樣的建筑無論是高度還是層數都超越了規范的規定。
（2）底層框架磚房超規范設計問題。底層框架磚房除存在上述高度和層數超規范問題以外，還存在底層框架本身的設計超規范問題。"抗規"中提到的底層框架是指底層為框架-抗震墻承重結構，且宜采用鋼筋混凝土抗震墻，但抗震烈度為6度和7度地區可采用普通磚抗震墻，但其構造措施必須滿足"抗規"中的有關規定。[5]有些工程雖采用普通磚抗震墻但不滿足"抗規"要求，使得底層框架抗震能力不足。
三、PKPM軟件的正確使用
設計人員應根據工程實際情況，正確地選擇相應有受力學模型的分析軟件，對于一些大中型重要工程應采用兩種不同理論模型軟件進行比較，選擇更合理的計算結果。熟練掌握計算機知識，了解軟件開發背景及使用前提。增強對軟件計算結果正確性判斷，通過對軟件輸出結果（彎矩包絡圖、剪力包絡圖、荷載傳遞情況等）進行分析，可保證計算結果的合理、正確。
總而言之，計算機畢竟是人操作的機器，而軟件也不過是人給予計算機的大腦，所以我們一定首先以人為本，正確使用PKPM軟件，取其利而去其弊地應用它，讓它在結構設計中充分地為我們所用，使結構設計在滿足安全適用，經濟合理的原則的基礎上設計出更完美的作品。
參考文獻：
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［論文摘要］文章分析高層建筑結構的六個特點，并介紹目前國內高層建筑的四大結構體系：框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構和筒體結構。
我國改革開放以來，建筑業有了突飛猛進的發展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發展，全國各地的高層建筑不斷涌現，作為土建工作設計人員，必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系，只有這樣才能使設計達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。
一、高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：
（一）水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
（二）側移成為控指標
與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況：
1.因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產生的附加內力值超過一定數值時，將會導致房屋側塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結構構件出現大裂縫，甚至損壞。
（三）抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數，這在軟弱土層有突出的經濟效益。
地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
（六）概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。
二、高層建筑的結構體系
（一）高層建筑結構設計原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。
2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
（二）高層建筑結構體系及適用范圍
目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。
1.框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。
框架結構體系優點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內造價較低。
框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側力能力較差，在風荷載作用下會產生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。
框架結構的適用范圍：框架結構的合理層數一般是6到15層，最經濟的層數是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。
2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現了良好的抗震性能，震害較少發生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。
剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產生很大內力及塑性變形，因此，在地震區不允許采用這種框支剪力墻結構。
3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結構體系。隨著建筑層數、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有：
（1）框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。
（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成，內筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小（一般不大于墻體面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結構。
（3）成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。
（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。
除以上介紹的幾種結構體系外，還有其他一些結構形式，也可應用，如薄殼、懸索、膜結構、網架等，不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。
［參考文獻］
［1］GB50011－2001建筑抗震設計規范.
［2］GB50010－2002混凝土結構設計規范.
【關鍵詞】高層建筑；結構設計；存在問題；應對措施
前言
由于土地資源的利用越來越緊張，為了緩解這種情況，高層建筑成為城市建設的重點，并且具有各種各樣的建筑結構設計的高層建筑方案層出不窮。在這個過程中，既出現了優秀的新型結構設計，為以后的高層建筑設計提供了參考，同時也有一些不符合建筑原理的設計方案，造成了人、物、財三個方面的損失。所以在當前高層建筑結構設計復雜的情勢下，我們有必要對高層建筑結構設計問題進行深入地研究，以提高我國城市發展的進度和質量。
1 高層建筑結構設計的現狀分析
目前，高層建筑的結構材料主要是鋼筋混凝土和鋼材這兩種。鋼筋混凝土材料的原材料豐富，制作成本低，并且在使用時效上、耐火性上以及承重能力上都有很好的效果，如果能夠使用在合理的、科學的結構設計方案上，可以提高建筑物的抗震能力，但不足的是，鋼筋混凝土材料本身質量過大，而且構件斷面也很大，這對運輸和施工增加了困難。相比較鋼筋混凝土材料而言，鋼材的材質很輕，也具有很好的韌性和強度，施工工藝比較簡單，抗震性較好，但鋼材的制作成本很高，而且耐火性很差，如果在對防火工程有要求的建筑物上使用，還要涂上大量的防火涂料，這樣一來，工程造價會大幅度增長，并且嚴重影響施工進度。當今，在發達國家，大多數的高層建筑是鋼結構的，而我國只有少部分高層建筑是鋼結構的。綜合考慮鋼結構和鋼筋混凝土的優缺點，把兩者在高層建筑結構設計中組合起來才會取到更好的效果。
2 高層建筑結構設計過程中存在的主要問題
高層建筑的結構設計要考慮的因素有很多，往往很多設計師會忽略掉一些因素，結果導致方案在現實中無法進行施工或是在使用過程中建筑物的功能不能滿足居民的要求，具體主要的問題有：沒有考慮到地震和超大強風的情況，導致在這種情況下高層建筑產生水平側向力；高和寬的比例沒有拿捏準確，導致建筑物不夠穩定；沒有注重薄弱環節的設計，導致建筑物在體型、剛度及其立面的質量等方面出現問題；變形縫的設置不夠合理，變形節點處的構造沒有處理好，沒有考慮到因溫度、風力以及基礎沉降等方面對建筑物造成影響的可能性；沒有考慮到在基礎比較深、重量比較大等比較特殊的地質條件下的設計和施工問題等等。
在上述的主要問題的基礎上，我們可以總結出，在高層建筑的結構設計過程中，要綜合考慮抗震和抗風、消防以及扭轉四個方面的結構問題。
（1）抗震結構：抗震結構一直是高層建筑結構設計的重點和難點，因為高層建筑的結構比較復雜，在加上有的設計人員不能靈活地利用設計原理，抗震結果的計算不夠準確，最終導致抗震結構設計方案不夠完善，使高層建筑在使用中的抗震效果不是很好。
（2）抗風結構：高層建筑由于高度太高，很容易改變風在建筑表層的流動性以及空氣的動力效應，使高層建筑的薄弱環節產生震動，破壞高層建筑的外部造型以及穩定性。為了提高高層建筑的穩定性，我們有必要完善高層建筑物的抗風設計。
（3）消防設計：對于人群集中的高層建筑，消防設計是一個重點，并且我國相關的建筑規章制度中明確提出，高層建筑必須要有科學的消防設計。但消防設計中遇到的難點有：使用的材料具有較高的易燃性、排煙比較難、居住人口較多、不易疏散等。
（4）扭轉問題：在高層建筑結構設計之中，要達到三心合一的要求，即建筑結構的結構中心、幾何形心和剛度中心要盡量重合。因為如果三心沒有合一，會導致建筑物發生扭轉的現象，嚴重破壞建筑結構。
3 高層建筑結構設計的應對措施
3.1 不斷完善抗震結構的設計方案
要想完善高層建筑的抗震結構設計，必須從以下幾個方面入手：一是合理設置抗側力結構，以加強建筑結構的穩定性和連續性；二是提高剪力墻的性能，因為剪力墻的性能關乎到建筑物在地震的情況下能否較好地減輕地震對建筑物結構的損害；三是加大樁基礎的埋置深度，以加固建筑物的基礎；四是簡化建筑物的結構，保持對稱，除此之外，還可以對建筑物進行一體化設計，提高整體結構的連續性，加強抗震效果。
3.2 不斷完善抗風結構的設計方案
完善抗風結構設計方案可以從加固基礎和減小風力的影響這兩個方面進行，要想做到前者，就要加大樁基礎的埋置深度，而達到后者的做法是增設耗能結構，這樣一來可以減小風力效應對建筑物的損壞。除此之外，還要加大高層建筑的抗風能力和結構承載力。
3.3 不斷完善消防設計
對于高層建筑物來說，消防設計是非常重要的。消防設計的水平不僅決定了高層建筑的使用性能，還牽扯到群眾的生命安全問題，所以在這個問題上，我們必須嚴肅對待，盡量做到最好。在消防設計上，我們首先要關注消防結構的距離，要按照相關規定進行嚴格地控制。為了提高建筑物的防火性能，我們可以適當地加大耐火和防火材料的使用量，盡可能地降低易燃材料的使用量。另外，疏散系統也是完善消防設計的一個途徑，因為很多建筑都是因為疏散系統不夠完善最終造成悲劇的。疏散系統的最好設計是讓其呈垂直狀態，這樣一來，就可以保證疏散的效率。除此之外，還可以適當地添加避難層、耐火區等具有特殊防火功能的區域，全面提高高層建筑的消防能力。同時，還可以在高層建筑中設置獨立的隔離結構，是為了在火勢較大的情況下，為無法逃生的人員提供隔離區域，控制火勢的蔓延，以爭取救援的時間。
3.4 合理的進行平面布局
三心合一是高層建筑的結構要求之一，這個標準的提出是為了避免高層建筑因發生扭轉問題對建筑整體造成損害，所以在設計過程中要謹遵這個要求，具體做法是在高層建筑中盡可能地選用比較規則、分布比較均衡和簡單的平面圖形，比如矩形、正方形、正多邊形、圓形等，要極力避免使用十字形、T型、L型等比較復雜的平面圖形。如果出現特殊情況，要根據現有的相關規范對其進行合理的設計，但仍要保持一個結構原則，那就是“保持對稱”，因為一旦有某個結構過于突出，會影響到其他結構的穩定性。
4 結語
雖然近年來，我國高層建筑的發展速度很快，但在質量上來說，其情勢不容樂觀。所以，迫在眉睫的是提高高層建筑結構設計的水平，不管是抗震結構設計，還是消防結構設計，或是基礎的加固，設計人員都要綜合考慮到各種因素，并切實掌握現實情況，及時掌握國內外高層建筑結構設計的最新動態，做到能夠靈活利用設計知識，不斷地在實踐中積累經驗，設計出合理科學的結構方案，使高層建筑安全舒適。
參考文獻：
[1]鐘國華.高層建筑結構設計及某工程結構選型探討[D].重慶大學碩士學位論文，2006.