時間：2023-07-19 17:31:35
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇多層建筑的結構設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1框架結構設計所面臨的問題
在當前建筑業所常用的框架結構設計中，框架結構在設計過程中往往存在一些問題，使得建筑結構的質量受到很大程度的影響，嚴重影響了建筑物的安全性，為此若想促進框架結構在設計領域的普遍運用，并充分發揮框架結構所具有的相對優勢，就必須確保框架結構設計的質量，需要在設計過程中加以改正和完善。其受設計中計算結構精準度的影響，建筑結構設計中條形基礎的寬度以及條形基礎的面積受與實際需求存在一定的偏差。當條形基礎面積不足時，在有較大的并且相對集中地作用力通過墻體向地基進行不均勻擴散時，對建筑結構的基礎地基將形成一定不良的影響，為此在進行設計時必須對受力模型進行精準的計算，避免不均勻作用力對基礎所造成的不良影響，影響建筑結構的穩固性。目前常用的框架結構空間分析計算軟件都是以整幢樓的梁、柱整體參加工作進行計算分析的，對部分梁而言，盡管相交梁截面尺寸不同，相互之間卻不存在主、次梁關系，設計人員在繪制施工圖時，應注意配筋形式與受力分析相匹配。框架結構經空間分析程序電算，所有按主梁輸人模型的梁是整體工作的，部分梁將產生扭轉問題。
2 獨立基礎荷載取值
在多層框架房屋結構設計當中一般情況下多采用柱下獨立基礎作為建筑結構設計中的基礎地基設計形式，但在《抗震規范》根據建筑物的層數以及地基持力層是否具有軟弱粘性土層為標準，對建筑基礎地基所能夠承載的抗震承載力不進行特殊的要求，因此建筑房屋設計人員在進行基礎地基設計時缺乏對抗震承載力的考量，由此導致了設計人員在進行具體設計時，對建筑物的風荷載也同樣缺乏必要的考量。由此導致所設計的建筑結構很難滿足建筑區域范圍內對建筑結構風荷載性能的基本要求。此外部分設計人員在對多層框架房屋結構的獨立基礎進行設計時，對柱腳內力的承受范圍缺乏仔細的分析與計算，致使柱腳內力值在設計過程中缺乏合理性，在設計時忽略了對柱腳剪應力數值的合理設定，這將嚴重影響建筑結構的抗震效果，同時不合理的基礎設計還容易造成建筑施工材料的浪費，不利于對建筑工程造價進行合理控制。
3 基礎拉梁設計需要注意的問題
在多層框架房屋設計當中，對基礎采用較大的埋深設計時，可以在多層框架房屋的適當位置設計基礎拉梁，通過基礎拉梁的設計來盡量縮小建筑底層柱的計算長度，并盡量較少底層位移的出現情況。在進行多層框架房屋結構設計時，出于對建筑結構抗震效果的考慮，在對基礎拉梁進行設計時可以在適當的位置采用箍筋對拉梁的主要承重部位進行加密，以提高建筑結構梁柱的穩固性，提高多層框架結構的穩固性。在進行基礎拉梁設計時還需要對拉梁截面的具體尺寸進行合理的設定，并根據建筑結構抗震性能的基本要求，對基礎拉梁的的寬度、高度以及橫截面等方面的限值加以設定。在多層框架房屋結構設計當中填充墻與樓梯柱作為房屋結構的承重結構之一，在對拉梁進行支撐時，應采用適當的增加拉梁界面的橫截面為主要手段，提高拉梁支撐的效果，保障拉梁支撐效果能夠得到充分的發揮。
4 帶樓電梯小井筒設計的注意事項
井筒將會吸收地震剪力，以至于框架結構承受的地震剪減小。因此框架結構應該盡可能的不要設置鋼筋砼樓電梯小井筒。若實在不可避免時，應該適當的減薄井筒的壁厚，并且可以通過豎縫，結構洞等方法將其剛度減弱。計算時，除按框架計算外，還應該按照帶井筒的框架進行復核，并且將與井墻連接的柱子的配筋進行加強。另外，尤其要注意，出屋頂的樓電梯間與水箱間等結構物的承重結構必須采用框架梁結構，而不能采用砌體墻；雨篷等構件不能夠從承重墻挑出，而是應該從承重梁上挑出；樓梯梁與夾層梁等不可以支承于填充墻上，而應該由承重柱來支承。
5 框架結構中抗震設計參數
汶川地震的慘痛經歷使我們深刻的認識到，建筑結構抗震設計以及抗震技術對建筑結構的穩固性以及保障居民生命財產方面所具有的重要性。而近年來隨著我國建筑工程事業的不斷發展，我國高層建筑越來越多，各種摩天大樓拔地而起，因此針對我國建筑工程領域發展的現實情況，我國需要在建筑工程領域廣泛的采用抗震技術，以確保框架結構的穩固性，提高我國建筑工程的安全系數。《抗震規范》中明確指出，采用計算機計算出來的所有結果，都必須在經過對其合理性、有效性認真分析判斷后才能適用于工程設計。一般，電算的結果主要包括結構的自振周期，樓層彈性層間位移、樓層地震剪力系數、樓層的彈塑性層間位移。樓層的側向剛度比，振型參與質量系數，墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋，底層墻和柱底部截面的內力設計值。框架-抗震墻結構中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。要想對電算結果的合理性有一個正確的判斷，這就要求計算時必須選用正確的計算簡圖與合理的結構方案。
5.1結構的抗震等級的確定
在建筑工程設計中，按照抗震設防來分類，一般的民用住宅建筑、公寓、辦公樓等，很多房屋建筑是屬于丙類建筑。當我確定這些建筑的抗震等級時，通常是根據本地區的抗震設防烈度、結構類型以及建筑高度，來對建筑結構的抗震等級加以設定。但是對于交通、電訊、消防、能源以及醫療類建筑，大型商場與體育場館等公共建筑，首先，就應該確定其中哪些建筑物是乙類建筑。我們通常按照抗震設防烈度來計算乙、丙類建筑的地震作用。通常情況，乙類建筑，當抗震設防烈度在6-8度時，應該采取抗震措施。一般是在本地區的抗震設防烈度的基礎上再增加一度，再查表來確定其抗震等級。若該乙類建筑處于7度地區，而其高度又超過規定的范圍，此時，就應該采取更為有效的其他抗震措施。
5.2地震力的振型組合數
多層框架房屋結構設計處于提高抗震效果的考慮，需要采用扭轉耦聯的方式對地震力振型組合數實施計算，多層框架房屋結構設計中振型組合數應在 3 以上，并取 3 的倍數。當房屋建筑結構層數小于 3 層時，振型組合數通常設定為房屋建筑結構的層數。針對不規則的高層建筑結構振型組合數進行設定時，振型組合數應在 9 以上，并且振型組合數需要根據房屋建筑結構的層數與房屋建筑的具體剛度進行調整，層數越高、剛度變化越大時，振型組合數則需要進行加大調整。當建筑結構中有轉換建筑或是塔樓建筑時，振型組合數應在 12 以上，并維持在建筑房屋結構層數的三倍范圍之內。在對多層框架房屋結構進行設計時，設計人員需要對房屋的振型組合數予以高度的重視，不可以隨意的進行設定，當建筑結構設計相對復雜、扭轉十分明顯時，則需要采用耦聯計算的方式對建筑結構的振型組合數加以設定，以確保設定數值的科學性與合理性，保障建筑結構的整體抗震效果以及穩固性。
6 總結
近年來隨著我國建筑市場的蓬勃發展，鋼筋混凝土多層框架房屋結構設計以其明顯的優勢，正在被我國建筑工程施工領域所廣泛的采用。建筑房屋結構設計的科學性與合理性對房屋建筑質量與使用性能有著決定性的影響，為此若想促進多層框架房屋結構在我國建筑施工領域的健康發展，必須確保多層框架房屋結構設計的科學性，在實施設計時設計工作人員需要對工程設計各個環節存在的不利影響因素進行全面的分析，通過提高建筑結構設計的質量，以此來提高多層框架房屋建筑結構的質量，提高建筑結構的使用性能。
參考文獻
關鍵詞：多層建筑；結構設計；構件尺寸；構件配筋
Abstract: The multi-storey building frame structure design is the design of the more basic structural design, how to handle a variety of issues worthy of the structure of designers continue to explore and study in the design. Through a combination of engineering practice in accordance with the relevant norms of scientific and rational design, the frequent problems encountered in multi-storey building frame structural design analysis and to explore specific solutions.
Keywords: multi-storey building; structural design; scantlings; component reinforcement
中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：
結構構件考慮
對于多層結構構件的梁、柱的截面尺寸的選擇是框架結構設計的前提，除應滿足規范《混凝土結構設計規范GB50010-2010》所要求的取值范圍，還應注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1，以達到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性鉸時，柱端處于非彈性工作狀態而沒有屈服，節點仍處于彈性工作階段的目的，即規范所要求的“強柱弱梁強節點”。
對于多層建筑選取框架結構類型時，應盡量避免設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒。因為井筒的存在會吸收較大的地震剪力，相應地減少框架結構承擔的地震剪力，而且井筒下基礎設計也比較困難，故這些井筒多采用砌體材料做填充墻形成隔墻。當必須設計鋼筋混凝土井筒時，井筒墻壁厚度應當減薄，并通過開豎縫、開結構洞等辦法進行剛度弱化；配筋也只宜配置少量單排鋼筋，以減小井筒的作用。設計計算時，除按框架確定抗震等級并計算外，還應按帶井筒的框架（當平面不規則時，宜考慮耦聯）復核，并加強與井墻體相連的柱子的配筋。此外，還要特別指出，對框架結構出屋頂的樓電梯間和水箱間等，應采用框架承重，不得采用砌體墻承重；而且應當考慮鞭梢效應乘以增大系數；雨篷等構件應從承重梁上挑出，不得從填充墻上挑出；樓梯梁和夾層梁等應承重柱上，不得支承在填充墻上。
構件的配筋率調整技巧
進行構件結構設計時，應當合理地調整配筋率，構件的配筋率不宜過大或過小，否則應當通過調整構件截面尺寸來加以調整。從工程實踐表明，對于框架梁的配筋在設計中應掌握“適中”的原則，一般情況下其配筋率宜取0.4%～1.5%，框架柱的全部縱向受力鋼筋的配筋率宜取1%～3%。另外當梁端的縱向受拉鋼筋最小配筋率大于2%時，其箍筋的最小直徑應增大2mm。但是無論在何種情況下，均應滿足規范《混凝土結構設計規范GB50010-2010》所規定的最大、最小配筋率的要求。同時應當對框架梁的縱向受拉鋼筋配筋率，注意規范《混凝土結構設計規范GB50010-2010》與規范《混凝土結構設計規范GBJ-89》中的區別。規范《混凝土結構設計規范GBJ-89》中梁的縱向受拉鋼筋最小配筋率只和框架的抗震等級有關，而在規范《混凝土結構設計規范GB50010-2010》中梁的最小配筋率除和框架的抗震等級有關外，還和混凝土的軸心抗拉強度設計值與鋼筋的抗拉強度設計值的比值有關，所以在設計中應依據規范來確定梁的最小配筋。
對于框架柱配筋的調整，從設計實踐經驗表明，對于多層結構的框架柱的配筋率一般都很低，有時電算結果為構造配筋，但是實際工程中均不會按此配筋。因為在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭轉剪力最大，同時又受雙向彎矩作用，而橫梁的約束又較小，工作狀態下又處于雙向偏心受壓狀態，所以其震害重于內柱，對于質量分布不均勻的框架尤為明顯。因此應選擇最不利的方向進行框架計算，另外也可分別從縱、橫兩個方向計算后比較同一側面的配筋，取其較大值，并采用對稱配筋的原則。通過結合工程實踐，為了有效地滿足框架柱在多種內力組合作用下其強度要求，在配筋計算時應注意以下問題：
（1）角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會產生偏心受拉時，其柱內縱筋總截面面積應比計算值增大25%。
（2）框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，邊柱1.3倍，中柱1.2倍。
（3）框架柱的箍筋形式應選用菱形或井字形，以增強箍筋對混凝土的約束。
（4）對于二、三級框架的底層柱底和底部加強部位縱筋宜采用焊接，且當柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時，箍筋的直徑不應小于Φ8，并應焊接。
另外多層框架電算時常不考慮溫度應力和基礎的不均勻沉降，當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質不均勻時，可以適當放大框架柱的配筋，且宜在縱、橫兩個方向設置基礎梁，其配筋不宜按構造設置，應按框架梁進行設計，并按規范《混凝土結構設計規范GB50010-2002》要求設置箍筋加密區。
結構設計要點分析
在多層建筑的框架結構中不允許采用兩種不同的結構型式，樓、電梯間、局部突出屋頂的房間，均不得采用磚墻承重。因為框架結構是一種柔性結構體系，而磚混結構是一種剛性結構。為了使結構的變形相互協調，不應采用不同結構混合受力。加強短柱的構造措施:在工程施工過程中頂棚可能要吊頂或其它裝修，甲方為了節約開支，往往要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開門窗洞口，這樣往往會造成短柱。由于短柱剛度大，吸收地震作用使其受剪，當混凝土抗剪強度不足時，則產生交叉裂縫及脆性錯斷，從而引起建筑物或構筑物的破壞甚至倒塌。所以在設計中應采取如下措施：①盡量減弱短柱的樓層約束，如降低相連梁的高度、梁與柱采用鉸接等；②增加箍筋的配置，在短柱范圍內箍筋的間距不應大于l00mm，柱的縱向鋼筋間距≤150mm；③采用良好的箍筋類型，如螺旋箍筋、復合螺旋箍筋、雙螺旋箍筋等。
從目前建筑設計需要發現，有時需要框架梁外挑，且梁下設置鋼筋混凝土柱。在柱的內力和配筋計算中，有些設計人員對其受力概念不清，誤認為此柱為構造柱，并且其配筋為構造配筋，懸臂梁也未按計算配筋，這樣有可能導致水平荷載作用下承載力不足，為事故的發生埋下隱患.實際上，在結構的整體計算中，此柱為偏心受壓構件，柱與梁端交接處類似于框架梁、柱節點，應考慮懸臂梁梁端的協調變形。所以對于此柱應作為豎向構件參與結構的整體分析，并且柱與梁端交接處應按框架梁、柱的節點處理。
在計算單榀框架的內力時，應注意底層框架柱的計算高度和箍筋加密區高度在規范《混凝土結構設計規范GB50010-2010》～《混凝土結構設計規范GBJ-89》中的區別：規范《混凝土結構設計規范GBJ-89》要求底層柱遇有剛性地面時，除上端箍筋加密外，在剛性地面上、下各500mm范圍內也應加密，而在規范《混凝土結構設計規范GB50010-2010》中規定除滿足以上條件外，還應滿足柱根不小于柱凈高1/3范圍內箍筋加密的要求。在設計框架結構和裙房時，高低跨之間不要采用主樓設牛腿、低層屋面或樓梯梁擱在牛腿上的做法，也不要用牛腿托梁的方式作為防震縫。因為在地震時各單元之間，尤其是高低層之間的震動情況不同，連接處很容易壓碎、拉斷。因此，凡要設縫，就要分得徹底，凡不設縫，就要連接牢固，絕不能似分非分，似連非連，否則很容易在地震中破壞。
在設計中不得隨意加大主筋的面積，或為了簡化構造而統一截面設計，以避免造成結構的某些部位相對薄弱。對于框架梁下部的填充墻構造措施，當填充墻長度大于5m時，墻頂與梁宜采用拉接措施；當墻高度超過4m時，宜在墻高中部設置與柱連接的通長鋼筋混凝土水平墻梁。對于填充墻拉筋和預埋件等不應與框架梁、柱的縱向鋼筋焊接，宜采用在柱內預留預埋件，待砌筑填充墻時再將拉結筋與之焊接的施工方法。
結語
從工程實踐表明，多層建筑框架結構設計作為現行比較常用的實際模式，在結構設計中遇到的各種難題也日益增多，結構設計者需要在遵循各種規范下大膽靈活的解決一些結構方案上的難點、重點。
參考文獻：
[1] 張科．多層建筑結構設計中框架結構的問題分析與處理[J]．科技資訊，2009，28（06）：118~119．
關鍵詞：多層建筑 ；高層建筑；結構設計
中圖分類號：TU208.3 文獻標識碼：A 文章編號：
1. 高層建筑結構受力方面
隨著社會的發展，都市的生活在給人們帶來繁華的同時，人口問題和住房壓力也讓我們陷入困境之中，因此多層建筑逐漸消失與歷史舞臺，取而代之的是一座座拔地而起的高層建筑。而相對于多層建筑，高層建筑的結構設計也更為復雜，面對諸多的設計難點，受力問題就是要解決的當務之急。
空間組成特點是一個設計師在進行方案設計的時候首要應該關注的講點，而不是急于確定其詳細的設計結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。
很多人認為底層、多層和高層建筑的結構是不同的，其實這種觀點是片面的。在實際的結構設計當中，對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。
當然，在實際處理豎向力和側向力的過程當中，通過實踐我們不難發現，與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，高層建筑的結構受力性能與低層建筑有很大的差異。
2. 結構選型階段
結構的設計和選型階段對于高層建筑的設計來說，是最為重要的，所以在這個階段，設計師一定要綜合多方面考量。同時針對建筑過程中可能遇到的問題要進行正確的預估。
2.1結構的規則性問題
要熟悉結構設計的規則，在最新的規范當中，許多內容都是與舊規范相悖的，所以一定要熟知規范規則。例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
2.2結構的超高問題
在結構設計的時候，要對高層建筑的高度有一個嚴格的限制。最新的規范也將高度作為重點項目進行規范，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。
如果事前不能對建筑的高度做出正確的預估，就很可能會造成嚴重的經濟損失。以往我們也遇到過類似情況，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
2.3嵌固端的設置問題
現在的高層建筑一般都帶有地下室，因此嵌固端設置的為止也是結構設計的一個重要環節。因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
3. 地基與基礎設計方面
無論是多層建筑還是高層建筑，打好地基都是一項基礎性的工作，也是安全性的重要保障。因此，地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。
我國對地基的設計和建筑方面有著明確的規范，一定要嚴格按照規范措施實施操作。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。
想要保障地基基礎建設的安全工作，就要深入的了解地方性的法規政策。地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。
4. 高層建筑結構分析的基本原則
4.1 整體參數的設定
在機構的計算方面，最初就應該把握好高層建筑的具體數字，嚴格按照法規中的參數來設置。在進行抗震計算時需考慮振型的數量，數量多了會浪費時間，并可能使計算結果發生畸變，數量太少又會使計算結果失真，《高規》第5.1.13.2款規定抗震計算時振型數不應小于15。最大地震力作用方向可由設計軟件自動計算，但若該角度絕對值超過1 5度，就應重新計算。結構的基本周期是計算風荷載的重要指標，設計初期可能不知道其準確值，可待計算之后從計算書中讀取，并重新計算。
4.2 結構體系的合理性分析
結構的合理性是保障建筑的能夠順利進行的重要幫手，所以一定規范結構設計原則。周期比是結構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，它是控制結構扭轉效應的重要指標，結構設計中應限定周期比，以便使抗側力的構件的平面布置更有效更合理。層間位移比和剛度比分別是控制結構平面不規則性及豎向不規則的重要指標，《建筑抗震設計規范》和《高規》中均對它們做出了明確的要求。此外，為了建筑結構的整體穩定性及安全性，還應控制好結構的剛重比和剪重比。
4.3 結構構件的優化設計
為保障機構設計的合理性，在進行的過程中，要對高層建筑的結構設計做出優化，還應計算結構單個構件內力和配筋，如計算梁、柱、剪力墻軸壓比，優化構件截面設計等。采用軟件對混凝土梁計算時，出現以下幾種情況時，便會提示超筋：梁的彎矩設計值超過梁的極限承載彎矩；超過《抗震規范》要求梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率2.5％ ；混凝土梁斜截面計算結果不符最小截面的要求。當剪力墻連梁超筋時，表明其在水平地震力作用下抗剪承載力不夠，應予以調整。規范中允許適當折減地震作用下剪力墻連梁的剛度，使其出現塑性變形，但還應保證其配筋滿足彈性變形時承載力的要求。以上計算得出初始設置的構件截面和形狀后，還應在考慮結構的周期、位移、地震力等的前提下，適當優化構件截面，使其在滿足受力要求的前提節省材料。
五、結束語
高層建筑逐步取代多層建筑是城市發展的必然選擇，不僅能夠有效的節省我們的土地資源，還能為我們創造更多的空間。為提高用地效率，城市建筑大多朝向高層和超高層發展，這也為建筑的結構設計提出了更高的要求。因而我們廣大建筑設計人員應熟練掌握高層建筑結構設計的相關要點，合理選擇建筑結構體系，做好結構設計的計算和優化，提高建筑的結構安全性，降低設計和建造成本，為社會創造出更多的高層建筑精品。
參考文獻：
[1]肖峻，高層建筑結構分析與設計[J]，中化建設，2008，(12)
（陜西信隆建筑工程設計咨詢有限公司陜西西安710000）
【摘要】隨著經濟建設的高速發展，我國多層建筑迅速增多，形成了強大的沖擊波。面對如此形勢，把多層建筑的結構設計放在首位加以研究，對建筑創作是非常重要的。本文將就多層建筑結構設計中的一些問題加以探討。
關鍵詞 多層建筑；結構設計
Talking about the design of multi-storey building structure
Liu Yong
(Shaanxi Nobutaka Architectural Engineering Consulting Co., LtdXi´anShanxi710000)
【Abstract】With the rapid development of economic construction, China´s rapid increase in multi-storey buildings, a strong shock wave. Faced with such a situation, the first place to study the structural design of multi-storey buildings, the architectural creation is very important. This paper will multistory building structure design issues to be explored.
【Key words】Multi-story building;Structural design
1. 建筑設計作用
1.1建筑設計應首要解決功能問題。
功能是什么？功能就是空間使用者對空間環境的各種要求，包括生理要求和心理要求。人類大量的活動要在建筑中進行，所有與人生理有關的問題都應得到解決，如呼吸、行走、坐、臥、進食、排泄、取暖、避寒等等。這是建筑設計要解決的第一步，也是人為自己創造空間的基本要求。其次，作為高等動物的人有比其它動物更高的需求。如：羞恥感（隱秘性）、光線、適宜的高度、聲音，最后應滿足人們社會性需求和精神文化需求。所以，功能所體現的就是人（設計者）在充分考慮自身多種需求的條件下為人（使用者）所創造的空間環境。然后，人（使用者）在這樣的環境下長期生活，這樣的空間的優缺點又在生理及心理或是文化習慣上影響著人。
1.2建筑設計與城市的關系。
討論建筑設計的作用，首先應該討論建筑設計與城市的關系。人類營造城市所投入的巨大勞動和智慧讓一個個文明燦爛登場又黯然謝幕。今天即使古代文明灰飛煙滅了，但當我們看到遺跡的時候依然會為那壯美與精致而震驚。眾所周知，人類在河流的渡口和道路的節點聚居形成了村鎮，隨著經濟活動的開展，有了市場的出現，城市的功能驟然形成了，之后隨著人口的劇增、交通的頻繁和城市的擴展，人們創造了環境。所以建筑設計直接關系到城市的風格與文明程度，從而得出“人創造了空間，空間反過來又影響了人”的結論。
1.3建筑為人服務，人創造了建筑，建筑反過來又影響了人。
2. 現代建筑結構設計存在的問題
2.1明確建筑設計的作用后，再來看看建筑師對建筑物最初設計方案時的考慮：建筑師更多的是考慮空間組成特點及安全問題，而不是詳細地確定它的具體結構。對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加，豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：
（1）較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；
（2）側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在現代高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，現代建筑的高層結構受力性能與低層建筑有很大的差異，存在扭轉、共振、水平側向位移及剪重比等問題。
2.2現代建筑結構設計中的扭轉問題。
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。
2.3現代建筑結構設計中的共振問題。
當建筑場地發生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系，擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發生。
2.4水平側向位移問題。
水平側向位移即使是滿足建筑結構規程的要求，并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時，地震力的大小與結構剛度直接相關，當結構剛度小，結構并不合理時，由于地震力小則結構位移也小，位移在規范允許范圍內，此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全；其次，位移曲線應連續變化，除沿豎向發生剛度突變外，不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型；框架結構的位移曲線應為剪切型；框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。
2.5剪重比及單位面積重度問題。
結構的剪重比A=VJG是體現結構在地震作用下反應大小的一個指標，其大小主要與結構地震設防烈度有關，其次與結構體型有關，當設防烈度為7、8、9度時，基本周期大于5.0s的結構，最小剪重比分別為0.0 12(0.018)， 0.024 (0.032)， 0.0 4 0；扭轉效應明顯或基本周期＜3.5 s的結構最小剪重比則分別0.016(0.024）， 0.0 3 2(0.048)， 0. 0 6 4。單位面積重度r G＝G／A（N／m2）是衡量結構構件截面取值是否合理和樓層荷載數據輸人是否正確的一個重要指標。式中的G由結構構件自重、樓面建筑面層及天棚抹灰（或吊頂）重、填充墻（包括抹面層）重和樓面使用荷載組成；A則一般以地面以上的建筑面積總和計算，以便有一個相對準確的比較標準。定性地分析比較r值的大小，可得出以下結果，即一般內部隔墻多的建筑大于間隔墻A建筑；層數多的建筑略大于層數少的同性質建筑；設防烈度高的建筑大于設防烈度低的同性質同規模建筑；剪力墻多的建筑大于剪力墻少甚至僅為框架的建筑。一般多高層建筑的單位面積重度在10－18KN／m2之間，除個別較特別的以外，多數在15KN／m2左右。以上兩個指標不僅在施工圖設計階段，而且在初步設計階段都是非常重要的數據，其數值正常與否從另一個側面反映出結構體系的選擇是否合適，結構布置（包括構件截面確定）是否合理，電算數據輸人是否正確，以及最后決定電算結果是否可信可用等，因此結構設計時應對這兩個指標重視。
3. 結論
關鍵詞：多層建筑結構設計
中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：
1、建筑設計作用
1.1 建筑設計應首要解決功能問題
功能是什么？功能就是空間使用者對空間環境的各種要求，包括生理要求和心理要求。人類大量的活動要在建筑中進行，所有與人生理有關的問題都應得到解決，如呼吸、行走、坐、臥、進食、排泄、取暖、避寒等等。這是建筑設計要解決的第一步，也是人為自己創造空間的基本要求。其次，作為高等動物的人有比其它動物更高的需求。如：羞恥感（隱秘性）、光線、適宜的高度、聲音，最后應滿足人們社會性需求和精神文化需求。所以，功能所體現的就是人（設計者）在充分考慮自身多種需求的條件下為人（使用者）所創造的空間環境。然后，人（使用者）在這樣的環境下長期生活，這樣的空間的優缺點又在生理及心理或是文化習慣上影響著人。
1.2 建筑設計與城市的關系
討論建筑設計的作用首先應該討論建筑設計與城市的關系。人類營造城市所投入的巨大勞動和智慧讓一個個文明燦爛登場又黯然謝幕。今天即使古代文明灰飛煙滅了，但當我們看到遺跡的時候依然會為那壯美與精致而震驚。眾所周知，人類在河流的渡口和道路的節點聚居形成了村鎮，隨著經濟活動的開展，有了市場的出現，城市的功能驟然形成了。所以建筑設計直接關系到城市的風格與文明程度，從而得出“人創造了空間，空間反過來又影響了人”的結論。
1.3 建筑為人服務人創造了建筑，建筑反過來又影響了人。
2、現代建筑結構設計存在的問題
明確建筑設計的作用后，再來看看建筑師對建筑物最初設計方案時的考慮：建筑師更多的是考慮空間組成特點及安全問題，而不是詳細地確定它的具體結構。對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加，豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：
（1）較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；
（2）側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在現代高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，.信宜市景泰豪庭小區，6度區，帶一層地下室，有8棟塔樓，13-16層不等，塔樓均為純剪力墻結構，約5.6萬平方米；可見，現代建筑的高層結構受力性能與低層建筑有很大的差異，存在扭轉、共振、水平側向位移及剪重比等問題。
2.1 現代建筑結構設計中的扭轉問題
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。
2.2 現代建筑結構設計中的共振問題
當建筑場地發生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系，擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發生。例如:東莞市南國雅苑K區怡景居，6度區，局部一層地下室，16層，有3棟塔樓，框剪結構，約2萬平方米；設計的就比較好.
2.3 水平側向位移問題
水平側向位移即使是滿足建筑結構規程的要求，并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時，地震力的大小與結構剛度直接相關，當結構剛度小，結構并不合理時，由于地震力小則結構位移也小，位移在規范允許范圍內，此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全；其次，位移曲線應連續變化，除沿豎向發生剛度突變外，不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型；框架結構的位移曲線應為剪切型；框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。
2.4 剪重比及單位面積重度問題
結構的剪重比A=VJG是體現結構在地震作用下反應大小的一個指標，其大小主要與結構地震設防烈度有關，其次與結構體型有關，當設防烈度為7、8、9度時，基本周期大于5.0s的結構，最小剪重比分別為0.0 12（0.018）， 0.024 （0.032）， 0.0 4 0；扭轉效應明顯或基本周期
【關鍵詞】高層建筑；結構設計；問題；對策
中圖分類號：TU97文獻標識碼： A 文章編號：
前言
近幾年來，隨著人們對住房面積和建筑審美的需求，城市中的高層建筑越來越多，其結構越來越多樣化，相應的高層建筑設計也就越做越復雜。高層建筑結構設計與多層建筑結構相比較，結構設計與建筑施工的其他工作相比占有更重要的地位，不同結構體系在細節設計中都有不同的設計特點。一個合格的高層建筑結構設計不僅僅是要保證高層建筑的安全，而且還要保證建筑結構的合理性和經濟性。在高層建筑結構設計中，高層建筑應該做到結構功能同外部條件相一致，結構的功能要與經濟性相協調。為了更好地做好結構設計，應當用概念設計來檢測計算設計的合理性。其中結構計算的主要指標有周期、周期的扭平比、剪重比、位移比等，這些指標都應當滿足高層建筑結構設計的規范要求，還要注意高層建筑構造設計的細節問題。
高層建筑結構設計的特點
2.1高層建筑結構設計中的水平力
在多層建筑的結構設計里，通常是以重力為主要代表的豎向荷載來控制結構設計。但是，對于高層建筑來說，即使豎向的荷載依然是建筑結構設計中的一個非常重要的因素，但是起著決定性作用的卻是水平荷載。這是由于建筑的自身重量與樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力與彎矩的數值，其值的大小僅與建筑高度大小成正比；而水平荷載對建筑結構產生的傾覆力矩，以及在豎向構件中所造成的軸力，與建筑物的高度大小的平方成正比。并且對于一定高度的建筑而言，豎向荷載的大小基本上是一個定值，而水平荷載的數值是隨著結構動力性的不同而有一定的差異的。
2.2結構側移是結構設計的控制指標
在高層建筑結構設計中結構側移是其關鍵因素，這一點是與多層建筑不同的。隨著建筑物層數的增加，水平荷載下結構的側移變形問題變得越來越嚴重，對于水平荷載作用下的側移應當控制在一個特定的限度里。
2.3抗震設計要求高
高層建筑結構設計的抗震設防設計除了需要考慮豎向荷載和風荷載以外，建筑結構還必須具備較好的抗震能力，在結構設計中應當做到小震不壞、大震不倒。
2.4軸向變形
在高層建筑中，由于豎向的荷載數值非常大，可以在柱中產生非常大的軸向變形，因而會使連續梁中間支座處的負彎矩值的大小變小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值的大小增大；還會在一定程度上影響預制構件的下料長度，根據軸向變形的計算值的大小，對下料長度進行相應的調整；另外還會影響到構件剪力和側移。
2.5結構延性
與低層建筑與多層建筑相比，高層建筑的結構更柔一些，當出現地震的情況，高層建筑的變形會更大一些。為了使高層建筑在進入塑形變形階段以后仍然具備較強的變形能力，為了避免建筑倒塌，應該特別需要在建筑構造中采用恰當的方法，以保證高層建筑的結構具有一定的延性。
高層建筑結構設計的基本要求
基礎設計在設計的時候應當最大限度地發揮出建筑地基的潛力，在必要的時候還可以對地基變形進行驗算。基礎設計應該有詳盡的地質勘探報告，在一般情況來說，同一個結構單元最好不要采取兩種不同的基礎類型。
在高層建筑構造設計中，必須對工程的設計要求、材料供應、地理環境以及施工條件等情況進行整體分析，并且要與建筑、水、電、暖等專業進行充分協調，同時在此基礎之上對建筑結構進行選型，確定結構方案，在必要的時候還應該對多方案進行比較、擇優。
在高層建筑構造設計中，為了保證建筑結構安全應當選擇恰當的計算簡圖。計算簡圖中應當有相應的建筑構造措施作保證。實際的建筑構造節點一般不可能只是純粹的鉸接點或剛接點，但是必須要與計算簡圖的誤差在構造設計的許可范圍之內。
在高層建筑構造設計中，要堅持“強剪弱彎、強柱弱梁、強壓弱拉”的原則；要注意構件的延性；注意鋼筋的錨固長度；加強薄弱部位；把溫度應力的影響考慮在內。
在高層建筑構造設計中，考慮均勻、規整、對稱的原則；考慮抗震的多道防線；避免出現薄弱層。
高層建筑結構設計的問題及對策
4.1結構的超高問題
在有關抗震規范以及高層規程中，對于建筑結構的總高度有著明確、嚴格的限制，特別是在新出臺的規范中，針對以前的超高問題，不僅僅將原來的高度限制采用A級高度之外，還增加了B級高度，無論是處理措施還是設計方法都有了不少改變。而在實際的建筑工程設計中，有過由于未考慮結構類型轉變的問題，致使施工圖在審查時沒有通過，要求必須重新調整結構設計或者召開專家會議進行進一步論證的案例，這對建筑工程的工期、造價等方面的影響非常大。因此，在高層建筑構造設計時必須嚴格按照相關規定，控制建筑總高度，以避免不必要的損失。
4.2短肢剪力墻的設置
根據新規范的相關規定，把墻肢截面的高厚比在4到8之間的墻定義為短肢剪力墻，經過大量的實驗數據以及實際工程經驗，對于短肢剪力墻在高層建筑中的應用添加了非常多的限制，所以，在高層建筑構造設計中，結構設計工程師應當盡可能少地采用最好是不采用短肢剪力墻。
4.3嵌固端的設置
現在的高層建筑通常都配置兩層或者兩層以上的地下室和人防，嵌固端一般會設置在地下室的頂板上，也有可能是設置在人防的頂板上，所以，在嵌固端的設置位置這個問題上，結構設計工程師通常會忽視由于嵌固端的設置問題所帶來一些需要注意的地方，例如：嵌固端樓板的設計、在結構整體計算時的嵌固端的設置、嵌固端上下層的剛度比的限制、結構抗震縫的設置與嵌固端位置的協調性、嵌固端上下層的抗震等級的一致性等問題，如果忽視其中一個方面就極有可能導致在后期設計時的工作量全部放在結構設計的修改上，甚至是為建筑的安全埋下伏筆。因此，在高層建筑結構設計中應當把與嵌固端的設置相關的問題考慮進去，以免設計后期的麻煩。
4.4高層建筑結構的規則性
新出臺的規范在高層建筑結構的規則性上與以前的規則有較大的不同，新規則在這方面增加了比較多的限制條件，不像以前那么寬松，例如：嵌固端上下層的剛度比信息、平面規則性信息等內容，并且，新的規范還采用了強制性的條文明確規定：高層建筑不應當采取嚴重不規則的結構體系。所以，結構設計工程師必須嚴格注意新規范中的這些限制，以避免在后期施工圖的設計工作中形成被動的局面。
總結
近幾年來，我國的高層建筑的建設步伐越來越快。為提高結構設計的質量，結構設計人員應當不斷地學習，提高自身能力，吸取以往設計失敗的教訓，結合建筑施工實踐，通過工程經驗的積累，并精心設計才能做出安全、先進、經濟的高層建筑的結構設計。
【參考文獻】
[1]胡麗榮.概念設計在建筑結構設計中的應用意義[J].黑龍江科技信息,2010,6(27):90-92.
[2]包樂琪 郭玉霞 陳緒坤.概念設計在建筑結構設計中的應用[J].科技致富向導,2011,5(14):69-71.
[關鍵詞] 結構設計；水平力；扭轉
[abstract] this article through years of work experience first talked about the characteristics of high building structure design, structure design of a high-rise building and some of the problems of the comprehensive analytical. For your reference.
[key words] structure design; Horizontal force; reverse
中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號：
隨著社會經濟的迅速發展和建筑功能的多樣化, 城市人口的不斷增多及建設用地日趨緊張和城市規劃的需要, 促使高層建筑得以快速發展。另一方面由于輕質高強材料的開發及新的設計計算理論的發展, 抗風和抗震理論的不斷完善, 加之新的施工技術和設備的不斷涌現, 特別是計算機的普及和應用以及結構分析手段的不斷提高, 為迅速發展高層建筑提供了必要的技術條件。本文對高層建筑結構設計中值得重視的幾個問題進行了探討, 僅供參考。
1.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:
1.1 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。
1.2側移成為控制指標
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方成正比(= qH4ö8E I)。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）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）居住人員感到不適或驚慌。
（3）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）主體結構構件出現大裂縫, 甚至損壞。
1.3 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。
1.4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。
2 高層建筑結構設計的幾個問題
2.1高層建筑結構受力性能
對于一個建筑物的最初的方案設計, 建筑師考慮更多的是它的空間組成特點, 而不是詳細地確定它的具體結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的, 由于建筑物是由一些大而重的構件所組成, 因此結構必須能將它本身的重量傳至地面, 結構的荷載總是向下作用于地面的, 而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系, 所以, 在建筑設計的方案階段, 就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。
2.2高層建筑結構設計中的扭轉問題
建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心,在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點, 即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一, 在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞, 應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局, 盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下, 高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻, 減輕結構的扭轉振動, 應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下, 由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制, 高層建筑不可能全部采用簡面形式, 當需要采用不規則L 形、T 形、十字形等比較復雜的平面形式時, 應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內, 同時, 在結構平面布置時, 應盡可能使結構處于對稱狀態。
2.3 高層建筑結構設計中的側移和振動周期
建筑結構的建筑結構的振動周期問題包含兩方面: 合理控制結構的自振周期; 控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。
(1) 結構自振周期
高層建筑的自振周期(T 1) 宜在下列范圍內:
框架結構: T 1= (0. 1～ 0. 15)N
框—剪、框筒結構: T 1= (0. 08～ 0. 12)N
剪力墻、筒中筒結構: T 1= (0. 04～ 0. 10)N
N 為結構層數。
結構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內:
第二周期: T 2= (1ö 3～ 1ö5 )T 1; 第三周期: T 3= (1ö 5～ 1ö7)T 1。
(2) 共振問題
當建筑場地發生地震時, 如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近, 建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期, 通過調整結構的層數,選擇合適的結構類別和結構體系, 擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別, 避免共振的發生。
(3) 水平位移特征
水平位移滿足高層規程的要求, 并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時, 地震力的大小與結構剛度直接相關, 當結構剛度小, 結構并不合理時, 由于地震力小則結構位移也小, 位移在規范允許范圍內, 此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全; 其次, 位移曲線應連續變化, 除沿豎向發生剛度突變外, 不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型; 框架結構的位移曲線應為剪切型; 框—剪結構和框—筒結構的位移曲線應為彎剪型。
3結語
總之，高層建筑結構設計是一個長期、復雜甚至循環往復的過程，高層建筑結構設計中應根據實際情況做好結構分析，多做方案比較。否者任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。
【關鍵詞】結構設計；概念設計；地基設計
前言
隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，對住宅建筑結構設計也提出了更高的要求。發展先進設計理論，加強先進技術的應用，加快新型高強、輕質、環保建材的研究，使建筑結構設計更加安全、適用、可靠和經濟是建筑結構設計的發展方向。高層建筑結構設計是一個復雜的過程，應從結構的概念設計著手、加強住宅地基結構設計。針對當前設計質量狀況,設計單位應加強內部的質量管理, 設計管理部門要加大對設計質量的監督管理,結合施工圖設計審查、專項檢查、質量抽查等工作,加強對業主、勘察、設計單位的市場監管力度。并通過控制這些指標，使高層的結構布置更加合理，達到更好的效果。
一、住宅結構設計常見的問題分析
1、結構選型。建筑物的結構設計,不僅要求具有足夠的承載力,而且必須使結構具有足夠抵抗側力的剛度, 使結構在水平力作用下所產生的側向位移限制在規定的范圍內.基于上述基本原理,工程綜合分析了結構的適用,安全,抗震,經濟,施工方便等因素,選取了結構方案.結構為框架體系,由鋼筋混凝土框架承擔豎向力和側力。鋼筋混凝土框架剛度布置相對比較均勻,在滿足建筑功能情況下,盡量減少平面扭轉對結構的影響。
2、部分結構設計不合理,安全隱患比較多。如《建筑抗震設計規范》第 7.1.8 條(強制性條文)規定“底部框架- 抗震墻結構,上部的砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊”。有些設計把底層設計成大空間,抗震墻很少, 上部砌體抗震墻大部分與底部的框架梁或抗震墻不對齊,造成結構體系不合理,傳力不明確;有些設計中抗震分類、場地類別選用錯誤,導致整個結構設計錯誤。一些混凝土構件,特別是懸挑構件的最小配筋率達不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都達不到，有些設計中荷載取值沒有按規范要求來確定,常見漏算錯算現象，有些結構設計與提供的計算書不一致,結構強度遠遠低于計算結果,設計常見嚴重安全隱患。
3、設計深度達不夠。一些設計人員制作圖紙“偷工減料”,設計粗糙,過于簡單,施工圖中應有的系統圖、大樣圖、相關剖視圖漏缺;一些重要的、應該用圖紙反映的內容只標注“見圖集”、“由設備廠家確定”等,施工圖設計表述不全,細部大樣不詳,不能反映工程的全貌;一些重要的設計依據、設計參數、工程類別、安全等級、耐火等級、防火消防處理等在設計總說明中沒有標明或交待不全。這些問題的產生, 有的是由于設計人員沒有對一般住宅尤其是多層住宅設計引起高度重視,盲目參照或套用其他的設計的結果;有的則是由于設計過程中對設計規范和設計方法缺乏理解; 還有的是由于設計者的力學概念模糊,不能建立正確的計算模式,對結構電算結果也缺乏判斷正確與否的經驗。
二、住宅結構設計的概念設計與地基設計分析
1、必須及早介入建筑結構的概念設計。住宅設計無論是多層磚混或框架剪力墻結構, 都不同于以往的靜力設計,必須從抗震的角度,采用二階段設計來實現三個水準的設防要求。為此,結構設計人員必須及早介入建筑結構的概念設計,方案設計階段應正確把握建筑結構的概念設計,對不同形式的住宅建筑掌握各自概念設計中容易疏忽的要點。
一是對一般多層砌體住宅結構,應按《建筑抗震設計規范》要求做到優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系:縱橫墻的布置宜均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續;樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處;不宜采用無錨固的鋼筋砼預制挑檐。二是對鋼筋混凝土多、高層結構住宅,力求做到結構布置盡量采用規則結構。對復雜結構,可以設置防震縫,把它分割成各自規則的結構單元。結構布置以少設縫為宜,一旦設縫,則應使防震縫的設置與伸縮縫、沉降縫相統一;框架與抗震墻等抗側力結構應雙向布置,以便各自承擔來自平行于該抗側力結構平面方向的地震力;框剪體系的各抗側力結構要形成空間共同工作狀態,除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外,還需采取措施,保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
2、加強住宅地基結構設計。為防止或減少由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞,可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強上部結構和基礎的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。地基的結構設計應分別就高層建筑與多層建筑考慮不同的設計。
一是對高層建筑來說,由于需要一定的埋置深度,從經濟的角度考慮,基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式。此時應保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合;當土層有較大起伏時, 應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中,并應考慮可能產生的液化影響。二是對多層建筑而言,從經濟的角度考慮,一般不愿意采用長樁的方案。但對軟土層覆蓋層厚度較大的地區,一般都需要經過地基處理的方式來達到控制建筑物沉降的目的。常用的軟土地基處理方式類型較多,但在選擇地基處理方案前,必須認真研究上部結構和地基兩方面的特點及環境情況,并根據工程設計要求,確定地基處理范圍和處理后要求達到的技術指標, 以及各種處理方面的適用性。同時綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經驗,進行多方案比較,最終選定安全實用、經濟合理的處理方案。地基經處理后,還必須滿足規范所規定的強度和變形要求。
三、住宅結構設計的要求分析
1、結構計算注意的問題。一是免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符, 基礎底板上多算或少算土重。二是底框砌體結構驗算。三是避免樓板計算中方法不正確。連續板計算不能簡單地用單向板計算方法代替;雙向板查表計算時,不能忽略材料泊松比的影響,否則由于跨中彎矩未進行調整,將使計算值偏小。四是對電算結果的正確性作出有效評價。
2、構造設計注意的問題。一是嚴格按照規范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。二是注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。三是按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內上下對準貫通,上至女兒墻壓頂,下至淺于 500mm 基礎圈梁,或伸入室外地面以下 500mm的構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。
四、結語
結構設計是個系統、全面的工作。作為結構設計人員， 需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。加深對當前房屋建筑結構設計中常見問題的認識與研究，以不斷提高自身的結構設計水平，使設計的作品比現階段的其它建筑具有更高的水準、更合理和更經濟的結構形式。
參考文獻：
［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。 轉貼于
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：框架結構；多層建筑；結構設計
中圖分類號：TU375.4文獻標識碼： A 文章編號：
框架結構是現今建筑設計中應用很普遍的一種結構形式，雖然具有諸多優點，但在施工過程中也要做好質量控制，否則將會出現各種問題，以下是本文作者結合自己多年工作經驗對框架結構設計問題的總結，供大家參考。
一、多層建筑結構設計的框架結構問題
1．在框架結構設計中，忽視縱向框架設計。根據建筑抗震設計要求，水平的地震作用應該按照兩個主軸方向的抗側力構建來承擔。但是在一些結構設計中設計人員只對縱向普通的連續梁進行設計，導致框架中的縱筋配置和梁柱的節點無法滿足框架抗震的構架要求。因此常出現梁的支座負筋，跨中縱筋配筋配置不足的現象。也就是說，在進行框架結構設計時，設計者要將縱向框架與橫向框架放于同等重要的位置。
2．設計時因為對板受力狀態認識不全面，或者為了計算方便，簡單的將雙向板按照單向板來進行計算，使得計算假定與實際受力情況不符，從而導致了長方向上配筋過大，短方向上僅按構件配筋，造成了配筋嚴重不足，致使了板出現裂縫。
3.施工圖達不到規定要求
一些設計人員制作施工圖時，制作圖紙“偷工減料”設計粗糙簡單，漏缺施工圖中應有的大圖樣、系統圖等相關剖視圖；施工圖設計表述不全面，細節大洋不詳細，不能完全反應工程的全貌；還有一些重要的設計依據、設計參數、安全等級、工程類別、耐火等級以及防火校方處理等在設計施工圖總說明中沒有交代清楚或沒有標明。
4.結構設計工作中態度問題
在現階段由于各級單位設計工作量較大，任務比較繁重，加上甲方要求比較急等等方面的原因，使得建筑工程的結構設計往往變成了速成品。另外，設計人員的業務設計水品也是參差不齊，致使建筑工程的結構設計質量不可避免的出現了這樣那樣的問題。建筑物既要實現其本身的使用價值、商業價值，還有實現其重要的社會功能。建筑結構設計本身就是一項關乎人民財產安全的大事，關乎建筑單位投資大小以及經濟效益息息相關。因此，進行建筑工程結構設計的設計人員必須要有強大的責任感，應該在設計工作中精心設計，認真負責。不光是為了工作，為了企業，更是為了大家，為了自己。另外，還要求建筑結構設計人員擁有扎實的理論知識功底和靈活創新的思維，加強對房屋建筑結構設計中常見問題的探索與研究，不斷提高自己的結構設計水平，從而設計出更高水準、更經濟、更合理的建筑結構形式。
二、框架結構設計的原則
1.框架梁柱的截面設計原則
由大量的震害分析和近年來國內外試驗研究資料得出,框架設計應設計成延性結構。梁,柱塑性鉸設計,應遵循下述原則。強柱弱梁和強剪弱彎,注意構造措施。在樓梯間處的框架柱由于樓梯平臺粱與其相連,使得樓梯間的柱很可能成為短柱,應對柱箍筋全長加密或者采用復合矩形螺旋箍筋和高強復式螺旋箍筋。一定要加強短柱設計的意識;對于框架結構長度略超過規范限值,建筑功能需要不允許留縫時,為減少有害裂縫,建議澆筑補償性混凝土。利用細而密的雙向配筋。對屋面宜設置后澆帶,后澆帶處按構造措施宜適當加強;對于框架結構外立面有帶形窗,因設置連續的窗過梁,使框架柱可能成為短柱,應注意加強構造措施。
2.結構計算參數的選取
設計抗震等級的確定和基本地震加速度值結構抗震等級的確定直接影響到地震作用計算的大小和抗震措施的采用。在工程設計中,多數房屋建筑按其抗震設防分類屬于丙類建筑,如民用住宅、辦公樓及一般工業建筑等等,其抗震等級可根據烈度、結構類型和房屋的高度按《建筑抗震設計規范》表6.1.2確定。而電訊、交通、能源、消防和醫療等類建筑以及大型體育場館、大型零售商場等公共建筑,首先應當根據GB50223295建筑抗震設防分類標準確定其中哪些建筑屬于乙類建筑(可能還有甲類建筑)。乙、丙類建筑,地震作用均按本地區抗震設防烈度計算。但對于乙類建筑,一般情況下,當抗震設防烈度為6度～8度時,抗震措施應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求。《建筑抗震設計規范》規定:對于丙類建筑的抗震等級按6.1.2確定,這規定對多數丙類的工業與民用建筑來說是可行的。而對于《建筑抗震設計規范》的另外規定“:抗震設計設防類別為甲、乙、丁類的建筑,應按本規范第3.1.3條規定和表6.1.2確定抗震等級”的規定卻經常被遺漏。這樣就會把一些建筑錯誤歸類,錯誤地選擇抗震等級,導致設計的錯誤。
基本地震加速度值的選取對于地震作用的計算影響較大,所以一定要嚴格正確的確定其值。《建筑抗震設計規范》(GBS0011-2001)中規定:抗震設防烈度為7度時,設計基本地震加速度值分別為0.1g和0.15g兩種,抗震設防烈度為8度時,設計基本地震加速度值分別為0.2g和0.3g兩種,設計中要嚴格地震區的劃分,選取正確的設計基本地震加速度值。
地震力的振型組合數,對高層建筑,當不考慮扭轉耦聯計算時,至少應取3;當振型系數多于3時,宜取3的倍數,但不應多于房屋的層數;當房屋層數不大于2時,振型數可取層數。對于不規則的結構,當考慮扭轉耦聯時,對高層建筑,振型數應取不小于9;結構層數較多或結構剛度突變較大,振型取值數應大,如結構有轉換層、頂部有小塔樓、多塔結構等,振型數應取不小于12或更多,但不能多于房屋層數的3倍;當房屋層數不大于2時,振型數也不應多于層數的3倍。只有當定義彈性樓板,且采用總剛分析,必要時,振型數才可以取得更多。
在利用PKPM系列軟件中,TAT或SATWE計算軟件的梁輸入模型都是矩形截面,沒有考慮存在樓板形成T型截面而引起的梁剛度增加,造成結構的實際剛度大于計算剛度,算出的地震作用剪力偏小,使結構不安全。因此計算時應將梁剛度放大,放大系數邊梁取1.5、中梁取2.0為宜。
框架結構由于填充墻(砌塊、輕質砌塊、輕質墻板)的存在,使結構的實際剛度遠大于計算剛度,實際周期小于計算周期,使結構偏于不安全。因此,算出的地震作用效應偏小,使結構偏于不安全,因而對結構的計算必須對周期進行折減。當采用磚砌體填充時,周期折減系數可取016～017;當磚砌體填充墻較少或采用輕質空心砌塊填充時,可取017～018;當完全采用輕質空心砌塊填充時,可取019。只有無墻的純框架,計算周期才可以不折減。
對于多層框架,尤其是活荷載較大時,是否進行活荷的最不利布置、組合對計算結果影響很大。使程序中給定的梁設計彎矩放大系數,也不一定能反映出工程實際應力分布情況,有可能造成設計的結構不安全或保守。考慮目現在計算機速度比較快,建議設計中都應進行活荷載的最不利布置計算。
三、結束語
無論是民用建筑還是工業建筑，框架設計都是建筑建設的重要組成部分，它不僅影響著整個建筑結構設計方案，還影響著建筑落成后的安全和維護問題。作為建筑結構的設計人員,創新的設計思維和一定的專業水平是必需的，認真負責的工作態度更是必不可少。在平時的工作實踐中要嚴格要求自己按照建筑結構設計的標準規范進行設計，以保證建筑的質量與安全，進而保證人們的財產和人身安全，推動建筑業更好更快地發展。
參考文獻：
關鍵詞：結構設計；設計要點；工程案例
引言
因為科技的發展導致建筑技術的進步，建筑工程面臨著越來越高的要求。好的建筑結構設計的方案不但要經濟性、可行性、合理性等特點，而且要有相當的理論技術作為基礎。經濟高速發展的幾年，我國城市涌現出越來越多的高層和超高層建筑，隨著數量的加大，一系列的設計弊端和問題在結構設計中也體現出來，設計人員必須在事件中不斷的積累經驗、總結經驗，豐富自己的專業知識和設計創新，才會在未來的城市建筑結構設計中體現設計的核心價值。
一、 現代建筑結構設計的要點分析
1. 軸向變形是現代高層建筑在結構設計中須要考慮的設計要素。有些情況下可能會由于數值較大的豎向荷載，在柱中可能引起一定程度軸向變形，引起連續梁中間支座處的負彎矩值減小越來越明顯，會產生影響預制構件下料的長度，設計人員要依據軸向變形的實際計算值，合理調整下料長度，而達到不影響連續梁彎矩的目的。
2. 現代建筑結構設計中水平荷載是一項必須重視的因素，建筑結構設計的過程中，樓面使用荷載和建筑物的自重等豎向荷載，將在豎向構件中引起與建筑物高度一次方成正比例的一定數值的軸力與彎矩，而水平荷載對于建筑結構產生的傾覆力矩及其在豎構件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比，豎向荷載基本是定值，而地震作用、風荷載等水平荷載的數值則會隨著建筑結構動力特性的不同，而會出現很大幅度的變化，在建筑結構設計過程中，這種情況經常出現，這是必須在設計工作中進行詳細計算與周密分析的原因所在。
3. 設計工作還有一項重要的控制指標――側移，必須將水平荷載作用下的建筑結構側移控制在一定的限度之內，側移在高層建筑結構設計中已經成為重要的控制指標，特別是伴隨著建筑物高度不斷增加，建筑結構的側移變形在相同水平荷載下增大顯著，這是與與多層建筑完全不同的。
4. 設計工作還有另一項重要指標―結構延性，相比較于小高層、多層建筑而言，層數較高的建筑結構會相對更加柔一些，在相同的地震作用下變形更大些。在結構設計中必須采取相應的工藝與技術措施，以保證建筑結構具有足夠的延性，這都是為了保證高層建筑結構進入塑性變形階段后，依然會具有非常合理的變形能力，避免建筑物倒塌或者發生其他的危險。
二、 建筑結構設計工程案例
本論文以某高層住宅建筑工程項目為例，需要指出建筑結構設計的基本流程與注意事項如下：這個建筑工程項目位于某城市的市中心繁華的地段，地上20 層，地下1 層，建筑總高度78.3 m，建筑總面積約25萬m2。建筑結構的長寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。項目所在地地形平坦，表層土以人工填土為主，土層在垂直與水平方向有著穩定的分布，基礎一般在第四紀沉積土層的以下部分。結構為二級安全等級，抗震設防重要性為丙類，基本風壓0.45kN/m2，抗震設防烈度為9 度。
1. 主體結構設計
這個項目主體結構采用框架―剪力墻結構體系。其中框架的抗震等級為二級，剪力墻的抗震等級為一級。建筑物中部布置剪力墻，形成筒體，并且將其作為主要的抗側力構件，在筒體周圍結合建筑物的實際使用功能合理設置框架柱。地下室頂板作為結構嵌固端，其板厚設計為180mm，板配筋為雙層雙向形式滿布。地上部分的樓層主次梁沿Y 向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。
2. 基礎設計
依據本工程所在地的地質勘察報告提供的地基承載力計算，確定本工程X 向基礎梁的尺寸為900×1800，Y 向基礎梁的尺寸為1000×2000 或1800×2000。由于受到筒體內電梯基坑、集水井局部下沉的影響，設計采用梁板式筏形基礎，筒體四周的板厚為1.5m，其他部位板厚為1.0m。局部可能主梁不能正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大。基礎結構設計過程中，要特別重視各類技術資料與數據的收集和整理，計算采用彈性地基梁、板和有限元梁、板的設計軟件，確保計算結果真實性與可靠性。
3. 框支層設計
（1）框支墻結構設計
本工程結構設計中，為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結構延性，在設計中合理控制墻肢軸壓比，其比值應控制在0.5 以內。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm 。底部加強區域的剪力墻設計中，應按照相關規范與技術要求設置相應的約束邊緣構件，其縱筋配筋率應控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時，在本工程長厚比
（2）框支柱設計
本工程框支柱的抗震等級為二級，框支柱的剪力設計中，設計值按照柱實配縱筋進行計算，還應控制剪壓比在0.15 以內，剪力設計值應乘以放大系數1.1。柱內縱向鋼筋的配筋率應
（3）箱形轉換層樓板設計
本工程結構設計中，箱形轉換層的箱體的上下層板厚均為25cm，總高度為245cm。結構設計中，采用專業的ANSYS 有限元軟件對箱體上下層板的內力進行分析與計算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉換層樓板設計中，樓板裂縫≤0.2mm，雙層雙向通長配筋。箱體上層板的最大壓應力控制在1.2MPa 以內，箱體下層板的最大拉應力應控制在2.0MPa 以內。
三、 結語
由上述可以得出，對于設計中常見的效率與質量的問題要引起特別的重視，必須綜合考慮各種影響因素在建筑結構設計工作中的影響與作用。應及時引入先進的設計理念和方法，從而使得建筑結構設計中更多的應用新工藝、新技術和新材料，從而達到有效提高建筑結構設計整體品質的目的，有利于項目建設工作的順利進行。
參考文獻
關鍵詞：建筑結構；結構設計；荷載值；問題研究；取值
一、前言
建筑設計的發展和地震等災害的頻繁發生讓結構質量的好壞越來越受到社會各界的重視，我國建筑結構的安全使用性能和穩定性能還存在很大的提升空間，特別是和發達國家相比，存在很大的差距。在建筑結構設計中荷載取值非常重要，但是我國在這方面的理論和實踐還有不足。所以在建筑結構設計中要拓寬對荷載取值的研究和加強荷載布置的分析方法。
荷載指的是使結構或構件產生內力和變形的外力及其它因素，是在建筑中對結構的承載力、變形、裂縫、穩定性等進行驗算的依據，再根據不同的結構要求選取對建筑結構負面影響最大的組合進行結構計算。這種計算方式能夠有效提高建筑物的結構質量。我國建筑規范對荷載值的計算有一套“公認”方法，但是荷載計算實際上沒有絕對的公式和方法，因為每個建筑有不同的建筑結構，所以計算要因時而異、因地而異。所以荷載值的確定對設計師的理論知識和實踐精要要求非常高，設計師要對整個結構的承載能力和性能以及結構構件之間的相互作用都要了解透徹。
二、荷載類型
施加在結構上的集中力或者分布力稱為荷載。荷載根據時間的長久分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載。永久荷載是施加在工程結構上不變的（或其變化與平均值相比可以忽略不計的）荷載。如結構自重、外加永久性的承重、非承重結構構件和建筑裝飾構件的重量、土壓力等。因為恒載在整個使用期內總是持續地施加在結構上，所以設計結構時，必須考慮它的長期效應。結構自重，一般根據結構的幾何尺寸和材料容重的標準值（也稱名義值）確定。；可變荷載，是施加在結構上的由人群、物料和交通工具引起的使用或占用荷載和自然產生的自然荷載。可變荷載的隨機性表現在空間的變異方面，變化和平均值難以忽略，包括建筑上的活動人群、自然界的風、雨、雪荷載等；偶然荷載有可能出現的荷載，而且一旦出現，量值較大，包括地震、汽車撞擊作用等持續很短的荷載等。
一個建筑的承載力是有最大值和極限值的，在最大值和極限值范圍內能夠保證建筑安全和穩定，一旦超出其最大值或極限值會使結構受到破壞，甚至降低建筑物的經濟壽命，一旦建筑發生安全事故就會給人們的人身安全帶來嚴重威脅，所以結構設計人員在進行建筑結構設計時首先要進行荷載計算，然后再根據荷載值計算結構內力，再進行構件計算。
長久荷載和可變荷載是荷載值研究的主要兩個方面，在結構設計中取兩者中較大值：
在實際設計過程中，建筑物的實際荷載是很難去準確計算的，即使資料完整，計算手段先進也避免不了荷載計算誤差。在目前來說，荷載取值辦法是根據結構設計的具體情況做合理假設，采取半經驗半概率性的方法。所以在荷載取值上要對很多標準和方法進行研究和分析。
三、荷載的標準值
《建筑結構荷載規范》中對荷載的標準值做了一些定義，特別是對住宅、辦公樓、商店的樓面荷載做了調查和統計，采用適當的概率統計模型。
1、屋面活荷載要在考慮適當提高屋蓋系統設計安全的前提下，給予修訂
2、屋面積灰荷載，根據歷史積灰荷載值，按照一定除塵設施及3-6個月的嚴格清灰制度下，根據灰塵的厚度及灰容重來計算。
3、民用建筑樓面活荷載，根據等效均布荷載平均值加2倍均方差來取用
4、工業建筑樓面活荷載，按照等效換算原則，一般取上限，并參考沿用數據后予以確定。
四、荷載效應的合理組合
標準組合、永久組合、頻遇組合是正常使用極限狀態設計的荷載效應組合，根據結構設計規范可以在不同的情況下使用這些組合。
標準組合也可以稱為短期效應組合，砼受力裂縫控制符合建筑一級、二級要求時，采用荷載標準組合計算。驗算構件撓度和基礎抗裂計算也可以使用標準組合；永久組合在某種意義上來說是相對于標準組合，是長期效應組合方式。永久組合更多地考慮荷載長期效益對結構構件正常使用狀態影響的分析。在地基基礎計算，可以使用永久組合。對于裂縫控制不應出現拉應力時刻也可以采用永久組合；頻遇組合是一種新的組合模式，所以應用范圍比較狹窄，主要集中在吊車梁設計和橋梁結構設計中。每一種荷載組合都是適用的條件和限制，所以要根據不同的設計要求采取不同的荷載組合。
五、概率極限狀態設計計算
概率極限狀態設計計算是目前國際上較為先進的結構設計方法，它能夠根據結構的形式、材料、尺寸來確定結構的可靠指標。前蘇聯在20世紀50年代就提出了極限狀態計算法，它根據荷載系數、材料系數、工作條件系數統一起來形成安全系數，形成了結構的極限狀態。極限狀態驗算內容：對砼拉應力進行驗算；對砼受力構件裂縫寬度驗算；要控制變形構件，對受彎力構件撓度驗算；如果對樓蓋結構的舒適度有要求，對豎向自動振頻率來驗算；構件延性驗算。
概率極限狀態設計原則是一概率為基礎保證結構設計失效概率足夠小，從而保證結構的安全性、適用性和耐久性。
六、荷載取值中的重點
多高層建筑是現代建筑業發展的一個標志，因為建筑土地緊張致使建筑類型往多層方向發展。很多多層建筑結構設計就需要考慮到垂直活荷載折減系數的取值。按照我國《荷載規定》，計算墻柱梁基礎時，樓面或者標準值應該乘以規定的折減系數，施工活荷載一般在1.0—1.5KN/㎡。樓層數目為1—6層時，垂直活荷載的折減系數為0.7，7—8層時，為0.65—0.6，9層以上為0.55。因為折減系數取值具有經驗性和概率性，所以在計算強、柱基礎以上是一二層的時候，折減系數是比較準確的，在三四層以上的時候就偏向于保守。所以結構設計師一定要按規范來取值計算荷載，保證荷載值最大限度的符合結構設計的實際情況。
多層建筑層數不小于1層，高度不小于28米時，做抗震設計時應計算豎向地震作用。在多層民用建筑中，有地震作用組合時，僅考慮水平地震作用，不考慮地震作用和風荷載。房屋高度不大于60米時不考慮風荷載，大于60米時應考慮風荷載。通常采用風洞試驗來確定建筑物的風荷載。地震區的高層建筑進行抗震設防，6度設防不需計算地震作用，只需要采取必要的抗震措施，7—9度時要進行設防并且要計算地震作用。10度以上要進行專門的研究。多層建筑的荷載組合要符合《建筑結構荷載規范》、《建筑抗震設計規范》、《高層建筑混凝土結構技術規程》等規定。
七、結語
現在荷載值的確定上有很大的差異性，對結構設計的安全性和穩定性都有一定的影響，所以在結構設計中一定要提高荷載值運算的方法和技術，研究符合實際變化規律的荷載理論模型。結構計算過程中，合理采取和布置結構荷載值。
參考文獻：
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