时间：2022-06-23 03:30:20
导语：在抗震结构设计论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：建筑结构；抗震设计；相关问题；
中图分类号：TU318 文献标识码：A
引言：由于开发商对于建筑物的地震破坏原因和破坏程度没有足够的了解,导致建筑物在抗震设计方面存在十分大的困难。所以,我们不仅要追求建筑物的造型美观,还有考虑建筑物的抗震设计。要为人们营造一个安全舒适的生活环境。针对地震问题我们要在房屋结构找突破点。只有设计出抗震、牢固的建筑结构,才能保障人类的人身安全。
一、房屋建筑结构设计相关因素分析
建筑物按建筑结构分类可分为：砌体结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构等。建筑物结构形式的确定，与其抗震能力是密切相关的。相关的科学研究表明，在遭遇相同等级的地震灾害后，采用钢结构的建筑物受损坏的程度明显要低于钢筋混凝土结构的建筑物。日本也是一个多地震的国家，其钢结构的房屋建筑占全国建筑的半数以上，也是其在遭遇地震后人员伤亡较少的主要原因之一。目前，我国的建筑抗震系数系统依旧是不完善的，不能确保结构设计人员准确、有效地应用。历次地震灾害表明，影响抗震系数的因素是很多的，比如其抗震的等级、建筑物的类别、场地类别、建筑物总高度等。为了促进其实际工作的需要，应对各种相关因素和相关参数展开一系列的优化分析，得到一个最优的设计方案。房屋建筑的抗震性能与许多因素有关系，比如其建筑的体型设计。汶川地震震害表明 , 许多平面形状复杂 , 例如平面上的较大外凸和凹陷、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。海城地震和唐山地震中有不少这样的震例。而平面形状简单规则、传力途径明确的建筑在地震中都未出现较重的破坏；有的甚至保持完好。上述情况表明，很多损害严重的建筑物的设计方案不是很合理，如果能够选择一个好的设计方案，震后损失可能会减小很多。
二、建筑结构抗震设计的要点
在我国,对于建筑物抗震设计的要求是采取“三水准设防、两阶段设计”的标准。在这种标准的影响下,建筑结构设计经历了柔性设计、刚性设计、结构控制设计和延性设计四个阶段。但是由于地震产生了很多不确定因素,导致建筑结构存在非常大的偶然性和复杂性,甚至还有计算模拟与实际情况的不符的情况出现,导致计算结果误差很大。所以,我们不仅要考虑建筑物良好的概念设计,还要提高建筑结构抗震性能。具备完善的建筑结构体系。一个良好的建筑体系,对于建筑业是十分有必要的。在实际的建筑抗震设计时,要注重依赖建筑结构体系的协同工作,从而使建筑物中的每个构件都能够共同工作。所以,这就需要建筑结构构件在允许受力的情况下不仅能够具有良好的耐久性,还要能够在高压,强力的作用下共同工作。在砌体结构的建筑中避免建筑结构单纯的依靠建筑结构自身刚度来承受载荷。充分提高建筑物材料利用率的协同工作。从建筑物抗震设计经验表明,材料的利用率越高,结构的协同工作能力也就越高。
三、建筑结构抗震设计中的主要问题
1、建筑结构体系的合理选择。建筑结构设计中最主要的一方面就是结构体系的选择,它的合理选择决定着建筑物的安全性。对于建筑结构体系的合理选择应注意以下两个方面的设计:(l)体系应具有合理的地震传递途径和明确的计算简图。在这个过程当中,房屋内部结构的布置,应使得更多的受力在主梁上,并且使垂直重力以最短的路径传递到主受力部位;竖向构件的布置,要让竖向构件的压应力接近均匀(2)建筑体系应具有合理的强度。一个良好的建筑物必须要有合理的强度进行支撑,一些建筑的薄弱部位要由合理的强度防止:在框架结构设计方面,要保证节点不受破坏,要使梁、柱端的塑性尽可能的分散;对于容易出现的薄弱环节,必须提高薄弱部位的抗震能力。
2、抗震场地的选择。抗震场地的选择直接影响建筑物的抗震设计工作,应选择有利的抗震场地,要避开对建筑抗震不利的地段。地震对于地面的危害是十分巨大的。地震造成的地裂和地表错动,直接使得房屋倒塌,结构损坏。所以,选择抗震场地不能选择易液化土地、软弱场地、状态明显不均匀等场地;如果不能避免不理的场地,可以采用适当的抗震措施进行加强强度:对于地震时有可能存在的地裂或者滑坡的场地,必须采取科学合理的措施进行稳定;如果地基需要建立在最近填土和土层十分不均匀或者软弱粘性土层时,必须采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施。
建筑工程选址应注意的问题：四川汶川地震的震害情况表明，那些建在断裂带上和断裂带沿线的建筑物都完全倒塌，破坏极其严重。因此，建筑物建设地点的确定是极其重要的，它是决定建筑物抗震性能的前提条件，只有正确的选址方案，才能保证建筑物满足建筑抗震设计的相关要求，保证其安全性、可靠性。选择建筑场地时应根据工程的实际需要和工程地质、地震活动情况等相关资料，选择对建筑物抗震有利的地段，避开对抗震不利的地段，严禁在地震断裂带及断裂带沿线附近建造甲、乙、丙类建筑物。应避开地震时可能发生山体滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等次生灾害地段。汶川地震发生时，北川老县城发生规模较大的山体滑坡，王家岩山体在地震作用下瞬间崩塌，崩塌的山体倾泻而下瞬间摧毁山下及周边的建筑物，北川老县城的 5个街区的大部分建筑物被厚厚的土体掩埋，造成大量人员伤亡。这样的结果不是靠提高抗震设防等级、提高建筑物的抗震性能和措施所能避免的。所以避开此类危险地段，才能避免因选址不当所造成的严重的人员伤亡和财产损失。
3、重视建筑平面布置的规则性。在建筑平面布置方面,应尽可能的采用抗震概念设计原则,不能使用严重不规则的设计方案。有关资料表明,对于一些楼板布局不够规范时,要采取相应的楼板计算模型;对于平面不规则、立体不规则的建筑结构,必须采用空间结构计算模型。结构的规则性具体分为三个部分:第一是建筑主体必须具备良好的抗压能力,侧力结构不能变形,要尽可能的均匀;第二是建筑主体抗侧力结构的平面布置,建筑主体抗侧力结构的布置要注重同一侧的强度要均匀;第三是建筑主体抗侧力结构的布置要与周围的结构具有相同的刚度,必须保障良好的抗扭刚度。总之,重视建筑平面布置的规则性对于建筑的抗震设计十分重要。
建筑物平面设计应该注意的问题：建筑物的平面布置规则与否、是否对称和具有良好的整体性，也是影响建筑物抗震性能的重要因素之一。例如酒店、公寓、商场、住宅、体育馆等不同建筑物的使用功能不同，其平面布置也千变万化，其柱距、开间、进深、隔墙的布置、楼梯的位置、电梯井的布置等也有很大差别，如果柱子、墙体等布置不对称、不规则，使得平面刚度急剧变化，遭遇地震后，将发生严重的扭转破坏。因此，建筑设计时，应使柱子和抗震墙（剪力墙）等抗侧力构件均匀、对称布置，刚度较大的楼梯间、电梯井应尽可能居中布置，不要布置在建筑物的转角处。要尽可能作到使结构的质量和刚度分布均匀、对称协调，避免突变，防止在地震作用下产生扭转效应。
4、建筑物竖向设计应该注意的问题
建筑物的竖向布置设计也将对其抗震性能产生巨大的影响。近些年来，由于国民经济的迅速发展，商场、写字楼等高层、超高层建筑越来越多，其要求底层或下面几层大开间、大空间，这就形成了建筑物下面几层柱子和抗震墙（剪力墙）较少，层间质量和抗侧刚度沿建筑物高度分布不均匀，在抗侧刚度较差的楼层形成了对抗震极为不利的薄弱层，在地震作用下，引起较为严重的破坏。汶川地震中，有许多底层框架—抗震墙砌体房屋底层柱子直接破坏，建筑物由原来的 4 层直接变为 3层。主要原因就是，沿着建筑物高度方向，质量和抗侧刚度发生突变，底层柱子较少，抗侧刚度较小，地震作用下，底层柱子直接坏掉。所以，建筑物的竖向布置设计时，应尽可能使其沿竖向的抗侧刚度分布比较均匀，抗震墙（剪力墙）并使其能沿竖向贯通到建筑底部，不宜中断或不到底，尽量避免某一楼层抗侧刚度过小，以避免在地震作用下，因薄弱层的存在引起建筑物的倒塌。
四、提高建筑结构抗震能力的建议
建筑结构抗震设计是在不断的实例验证中逐渐分析,日益总结归纳出来的。在目前的房屋建设当中,抗震设计是十分有必要的。所以,建筑抗震设计在建筑设计中应该引起十分重视。为了设计出高抗震性的建筑物,在我看来需要注意以三点:第一,科学合理的建筑布局是不可缺少的,于此同时还有保证各个主要受力物体处在同一平面,在地震来临时要能禁得住压力。在墙段没有发挥作用之前,需要依照“强墙弱梁”的标准实施加强建筑物的承受力,防止地震强大的破坏力。第二,要按照不同的抗震等级,对梁、柱以及墙的节点使用相对应的抗震措施,确保建筑结构在地震作用下达到相关标准。为了保障钢筋混凝土在地震作用下不受破坏,要科学合理的添加合适的化学试剂,加强混凝土的强度与刚度,还有注意构造配筋的要求,尤其是要加强节点的构造措施。第三,必须设置多层抗震防线,一个良好的抗震体系对于地震的压力是十分重要的。抗震体系就如果人类身体的三道防线,不同等级的地震采取不同的防线。第一层不行,还有多层防线保护。这样的保护体系对于防震将是十分有效的。
五、结语
通过多年对于建筑结构抗震设计的研究，我国已经逐渐形成了自己的一套较为先进的、有效的抗震设计方法并日趋成熟，但是也有很多不足之处，需要我们在实践中加以完善。总之，要确保建筑结构中抗震设计能高效完成，应在遵循相关建筑抗震规范要求的原则上，进行科学的、合理的设计，确保建筑物具有稳定的、可靠的抗震性能，达到建筑物小震不坏、中震可修、大震不倒的标准。我们有理由相信，随着相关技术人员抗震设计水平的不断提高，我国的建筑工程结构抗震设计也会迈上更高的台阶。
参考文献:
[l]倪广林.对建筑结构抗震设计的若干思考田.山西建筑,2010.
[关键词]工程结构；抗震设防；标准；问题 文章编号：2095-4085（2015）11-0039-02
我国先后经历过比较严重的唐山大地震、汶川地震，地震灾害所带来的损失十分严重。要想解决和减少地震所带来的伤害就需要对各种建筑设施进行防震设计和施工建设，从而间接减少带来的地震危害。
1抗震设防标准
1.1国外抗震设防标准
不同国家由于自身的经济条件、地震危害程度、社会因素、政治因素等方面存在差异，使得在设防标准上也存在很大的差异性。本文主要介绍美国、日本以及欧盟在抗震方面设立的抗震设计标准，希望为我国抗震设计提供一定的经验借鉴。
（1）美国抗震规范。美国抗震规范由于当时经济、政治体制的影响抗震规定也具有多种模板，主要包括抗震技术指南、地方规范、专业结构规范以及国家规范等几种类别。美国联邦紧急事务管理局规定“保证结构在合理超越概率和地震的作用下绝对安全并且不存在损伤”，并且规定了设防目标以及两级抗震设防水准。
（2）日本建筑法则。日本建筑法则对抗震设防设立了两个等级，第一个标准是在中等强度地震作用下，建筑结构要保证不遭受任何程度的破坏，确保建筑、生命、财产的安全；第二个标准是指在强震作用下，建筑物不会发生倒塌或者出现危及人身安全的事故。
（3）欧盟规范。欧盟制定了两级防震设防要求：不倒塌和限制破坏要求。地震作用期限为50年，保证建筑在50年的多次地震作用下，结构不会存在局部破坏或倒塌。
1.2我国抗震设防标准
我国抗震设防标准没有做出明确规定，只是指出在震级8级以下不用设防，9级及以上的话可以采取降低建筑高度和改善建筑平面来减少地震带来的伤害。80年代以后提出了富有时代特色的“小震不坏；中震可修；大震不倒”的设防目标，但是设防标准仍旧存在很多的缺点和问题，主要包括：
（1）设防标准设置过于死板，仅仅通过地震危险性进行等级划分，并没有实际考察设防标准对震区建筑物震害、人员伤亡以及经济损失等方面的具体影响，不能够保证未来发生地震建筑结构的安全性。
（2）对于发生的大震还是小震，全国上下都借助统一标准进行区分，没有考虑不同城市经济、社会、建筑水平、人口密集程度等方面的所存在的差异性，容易导致抗震救灾物质的浪费，而对于一些人口密集的震区还有可能存在安全隐患。
（3）当前的设防标准考虑的问题都过于片面，只是考虑建筑结构在地震时不要出现损坏或者是倒塌，并且确保人身安全，但是没有考虑要保证整座城市能够在震后继续稳定的运行。
1.3工程结构抗震设防标准
工程设防的传统思想其实就是利用最低的造价建设满足实用和安全性能的工程，通过不断的探索，人们转变了对工程建筑安全的定义，引入了针对建筑结构安全性的概念。将建筑结构强度R0外部荷载力的变化产生的效应进行比值计算得出R值，如果结构的比值大于1则表明结构安全局，如果小于1则表示结构存在安全隐患。我国的抗震设防标准原则可以用以下公式表示：
E=收益-可能存在-定的损失=最大
其中的收益指的是建筑结构在建设完成之后所获取的全部直接以及间接的精神成果；生产投资则可能是利用货币衡量，再加上建筑结构破坏所产生的各方面影响，通过人数伤亡数据以及对人们日常生活动作的影响，很难由其公式得出。费用一般是一种概念性总称，它主要包括有装修费、施工费用以及材料费等，可以发现在建筑结构设计施工时，工程造价和修复费用本身就是看似毫无关联的，所以要想对在减少工程造价的同时又不会引起维修费用的提升，可以通过优化初始造价和修复费用之间的配比，找出两者之间的一个平衡点。
2工程结构抗震设防标准问题
区地震发生的特点对工程结构进行防震设防处理十分必要。
（1）抗震设防的原则。设防原则有以下几大类别：杜绝和减少人员的伤亡；尽量减少财产的损失；采取相关措施减少人员伤亡；容许工程结构在发生地震时出现小程度的损坏；工程设施在地震发生时确保安全性，并且保证不会向外界排放有毒物质和不会导致发生严重程度的次生灾害。
（2）抗震设防的目标。工程结构在抗震设防时具有非常明确的目标：小震不坏；中震可修；大震不倒。我国也在1989年的相关设防规范文件中采用了这种思想。不过在设防目标上仍旧存在几个方面的问题。首先对大、小震的不倒还是不坏缺乏明确定义，其次只是单纯考虑设防目标并没有考虑工程结构的经济指标，最后没有根据地区的不同，规定设防目标。
（3）抗震设防的环境。一般来讲设防环境并不是一种主观量，它是取决于人们对地震危险性的评估结果和地震的评估方法，更多的是来自于一种客观评估。设防环境是确定设防标准以及设防目标的重要依据，它的准确性评估对于工程结构设防具有非常重要的意义。
（4）抗震设防的参数借鉴。在进行工程设防时，需要借助一定的物理参数进行，国内外使用最多的参数有地震动参数以及烈度参数两种。不过这几年来越来越多的国家倾向于使用地震动参数，因为随着科技的不断进步，烈度参数所暴露出的弊端也越来越多，不能够满足人们的设防需要。
（5）抗震设防的等级。同一类建筑在同一个地区由于受到当地不同政治、经济、文化等方面的影响，再加上震后的影响程度，在考虑设防等级的时候就会存在很大差异。重要性的工程结构一般需要较高的设防等级，相对来讲一些普通的工程结构就不需要设立很高的设防等级。
关键词：高层建筑 ；剪力墙 ；结构设计；
中图分类号：TU97 文献标识码：A
引言
随着建筑高层化的发展，对剪力墙性能及施工质量提出了更高要求。对于从事高层结构设计的工程师来说，只有对框架结构剪力墙结构的优缺点和技术要点全面把握，并能够吸收当代高层建筑结构设计的一些成功经验，并把结构的经济性、合理性与结构抗震的安全性等诸多因素加以统筹考虑，才能很好的与建筑师配合并设计出经济合理的高层建筑结构体系。
一、框架、剪力墙的受力特点
1 框架结构的受力特点
柱子是承重的关键，柱子上方架着横梁，横梁上面铺设楼板。框架结构的建筑物往往有粗大的柱子，这样才能够能够保证柱子有足够的强度支撑建筑物的重量。框架结构的这一受力特点导致采用框架结构的建筑物对横向受力的抵抗力不足，尤其是如果遇到地震，楼层间甚至可能出现移动。
2 剪力墙结构的受力特点
剪力墙结构是利用钢筋混凝土结构的墙体作为主要承重结构，比如建筑外墙，这些墙体有着抗震，抗侧刚度大，结构的整体性好的特点。尤其是现浇的钢筋混凝土，负载高，水平荷载大，抵抗水平力的作用明显。
3 框架一剪力墙结构的受力特点
框架一剪力墙结构是由梁柱搭建框架，再在部分框架间布置剪力墙，框架间填充加气混凝土轻型墙体，让剪力墙和框架一起承重，增加建筑物的承重能力。利用框架结构的灵活多变的特点划分建筑空间，利用水平荷载能力强的剪力墙抵抗水平方向的受力。框架一剪力墙结构把框架和剪力墙的优点结合在一起，相互弥补了对方的弱点。
二、设计计算中的几个问题
1 剪力墙的布置
原则上，布置剪力墙应该尽量保证对称、均匀、分散。剪力墙应该沿着房屋的方向，纵横布置，以外墙、电梯、楼梯、拐角剂周边等处为宜。在分布上尽量满足对称原则，这样的分布可以尽量使建筑物的刚度中心和质量中心接近。增加抵抗扭转的内力臂，最大化的加强建筑物的整体强度，提高抗扭转能力。在纵向方向布置的剪力墙应该从地基一直到房顶，保证墙体刚度。每片剪力墙的尺寸不要太长，最好不超过8m，尽量分散成多片，增加一片剪力墙就等于增加了一个抵抗水平力的结构。尤其是具有一定转折的剪力墙拥有更加优秀的抗侧力效果，比如L形、十字、圆形等形状。
2 剪力墙的厚度
框架一剪力墙结构中，对于带有边框的剪力墙厚度有一定的规范。如果该建筑处于震区，或者要考虑到抗震设计，那么剪力墙的高度大于等于建筑物层高的1/16，底部的剪力墙加强部位厚度应该大于等于200mm，无论是第一级还是第二级剪力墙都应该满足这个规范。如果不考虑抗震设计，那么剪力墙的高度应该大于等于建筑物层高的1/20，且厚度大于等于160mm。而边框的梁最合适的宽度就等于剪力墙的厚度，边框梁的高以剪力墙的2倍为宜。
3 重视屋面小塔楼的不利影响
现在的高层建筑物，在屋顶处常会设计小塔楼、电梯间、等突出屋顶的建筑结构。由于塔楼结构的质量和刚度比建筑物主体小很多，一旦发生地震，在鞭梢效应的影响下，小塔楼会产生水平位移。就算建筑物主体并未受到损坏，塔楼也可能会因为鞭梢效应的作用遭到破会。目前，大部分高层建筑物在设计的时候都将塔楼和建筑物主体分离设计，在抗震设计的时候也是分别进行计算。计算高层建筑物顶部小塔楼的地震作用非常重要，现在主流的计算方法是底部剪力法，计算顶部塔楼受到的地震作用需要考虑增大系数。由于底部剪力法计算比较复杂，为了简化计算方法，我们可以将小塔楼看做一个单独的结构，在地面计算小塔楼受到的地震作用，将得到的结果乘以增大系数就可以得到小塔楼在屋顶受到的地震作用了。由于设计建筑主体的时候一般都忽略塔楼对建筑主体的地震作用，仅仅计算和塔楼连接的部位。这样的算法还是存在缺陷，如果遇上强震，塔楼在鞭梢效应的影响下，必定会对建筑物主体产生不良作用。
4 框架剪力墙结构的抗震设计
在设计框架剪力墙结构的抗震性能时，必须符合相关规程。在水平力作用下，框架剪力墙结构底层的框架部分所承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩有一个比值(以下简称力矩比值)，根据这个比值的不同，要采取不同的设计：当力矩比值小于lO％时，按剪力墙结构进行设计，其中的框架部分应按框架一剪力墙结构的框架进行设计。当力矩比值大于10％时，按框架一剪力墙结构设计，力矩比值在5O％至80％之间的，可以适当的增加框架剪力墙的最大高度。框架和剪力墙的部分应该按照各自的标准设计抗震等级及轴压比。当力矩比值大于80％时，框架剪力墙的最大高度必须按照框架结构设计，在抗震等级及轴压比的设计上也和前一种情况有所不同，框架部分按照框架结构设计，剪力墙按照框架剪力墙结构进行设计。
三、高层框剪结构抗震设计的技术要点
1 提高剪力墙的抗震能力
(1)提高剪力墙的抗震能力需要加强对倾斜方向裂缝的控制，我们可以利用边框剪力墙来实现这一目的。将梁柱设计在剪力墙的边上，增加拥有倾斜方向承载力的边框结构，这些边框能够阻拦倾斜的裂缝。如果剪力墙产生裂缝，边框结构可以减低附加剪应力，阻止裂缝衍伸到其他部位。
(2)合理的肢墙面积。
如果剪力墙纵向设计有洞口，那么这片剪力墙就变成了联肢墙，联肢墙的中间受到横梁的约束。联肢墙有双肢墙和多肢墙两种情况，双肢墙上只有一列洞口，多肢墙上有多列洞口。
这样的设计降低了剪力墙的刚度，增强抗震能力。即使出现裂缝也往往是在洞口或横梁部位，降低了对墙体的伤害。
2 改善框架的抗震能力
(1)强化角柱。要增强抗震能力就应该强化框架的角柱，提高抗剪应能力。作为框架结构的关键部分，角柱起到连接梁和柱子的作用只有强化了角柱才能从整体加强框架结构。
(2)增强框架的抗震能力需要提高整体框架对推力的抗性，降低横向的位移，尤其要注意减少楼层之间的移动。可以在框架内分散布置用钢筋混凝土浇筑的剪力墙。由于这样的设计没有良好的延展性，我们可以设计一些有延展性的墙体，降低刚度。比如在剪力墙的墙体上合理的增加开口，形成耗能结构，有效的将震能释放。
(3)在框架剪力墙结构中，设计赘余构件可以有效的抵消地震部分的能量。设计赘余构件时可以使用钢筋做骨架的混凝土作为支撑构件，发生地震时，震能会首先影响这些构件，当这些构件被破坏之后，建筑物的整体结构也会发生一定的改变，同时改变了自振频率，避免和形成共振。
3 改善整体抗震能力
( 1)如果在框架剪力墙结构中的梁端和柱端安装“塑性铰”，可以在框架剪力墙结构中形成耗能结构。由于塑性铰能够承受、传递一定的弯矩，地震发生时，即使纵向钢筋发生屈服也不会瞬间破坏结构，而是在塑性铰的作用下承载。水平的构件会先于纵向构件发生屈服，
避免建筑物发生垮塌。
( 2)依照建筑物的实际情况，在框架剪力墙整体结构的刚度和承载能力之间寻求平衡。由于地震发生时，建筑物会的自振周期容易和地震产生共振，如果使用了过多的剪力墙就会减小自振周期，增加建筑物的刚度。那么，加大自振周期就可以有效减少地震作用。在设计的时候布置数量合理的剪力墙，适当的使用短肢墙来减少剪力墙的面积，既可以减轻建筑物的整体重量，有能够有效的防御地震的影响。
( 3)由于框架和剪力墙的材料，制造工艺不相同，两者的结构也不一样，他们存在着刚度、弹性和延展性等多种差异。有可能导致框架剪力墙结构的构件之前无法有效的合作，构件之前缺乏协调，降低了建筑物的抗震能力。只有在考虑协调性的基础上，经过严密的计算和设计，在结构的刚度、弹性和延展性之间做好平衡才能够最大程度抵抗地震力。
四.结语
尽管在高层建筑中框架剪力墙已经得到广泛的应用，并且也取得了前所未有的高度和成就，但是该结构复杂的受力特性使得在抗震性能上还有很大的改进空间。在进行转换层的设计构造时，严格遵循本文提到的结构设计要求，特别是抗震概念要求，在转换层附近适当提高其构造等级要求，增强整体抗震能力，使得框架剪力墙结构更好地应用到高层建筑中。
【参考文献】
[1] 文伟 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设》 -2010年35期
[2] 刘仲臣 剪力墙结构在建筑结构设计中的应用分析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年1期
关键词：高层酒店框架―核心筒结构抗震设计
0 引言
伴随国民经济的不断发展，高层建筑需求愈来愈大，结构形式也趋向多样化发展。其中，框架一核心筒结构体系由于整体性好、刚度大、侧向变形小、抗震性能好，而得到广泛应用。论文结合徐州市青年路117号高层酒店的设计案例从建筑设计的角度介绍了其框架一核心筒结构体系的抗震设计，并在优缺点的分析下进行了抗震结构加强措施。
1 项目概况与结构选型
项目位于徐州市CBD和火车站、汽车站中间，是一栋集商业、酒店为一体的高层建筑。大楼总建筑面积为24000平方米，共25层，其中地下一层，层高5.0米，地上一层5.0米，二至四层层高为4.5米，标准层层高3.0米，地面以上高78.5米。建筑标准层平面呈类矩形形式，是种根据建筑造型设计而变形的四边形。面积约为1430平方米。大厦4层以下与裙房相连组成健身场所、康乐设施、餐饮娱乐等灵活空间，4层以上为酒店用房。
工程抗震设防类别为乙类，建筑场地类别为II类，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，结构设计使用年限50年。
根据建筑使用功能、内部设施要求和建筑立面特点，设计采用了现浇钢筋混凝土框架一核心筒结构体系。体系包含了由两种不同的抗侧力结构，即框架结构和由剪力墙组成的核心筒结构。由于剪力墙的抗侧刚度比框架的抗侧刚度大很多，故整体结构的抗侧力能力大为加强。此外，采用框架结构能满足建筑设计中大小空间不同的需求，可以将电梯间、楼梯间及设备用房等小空间设置于贯通建筑物通高的两个核心筒内，框架柱则设置在周边区域，可以灵活分割空间(图1)。
图1标准层、一层平面结构示意图
Fig. 1The standard layer and the first layer plane structure diagram
2 抗震结构的优缺点分析
2.1 高层建筑抗震设计原则
为了达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目标，高层建筑结构设计应满足以下基本原则：①结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能，遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②尽可能设置多道抗震防线。③对可能出现的薄弱部位，采取措施提高其抗震能力。
2.2 设计方案优缺点分析
在高层建筑抗震设计原则指导下，结合高层建筑的受力特点，下文从建筑方案设计角度对徐州市青年路117号高层酒店的抗震设计进行优缺点分析。
2.2.1 优点分析
①多道防线的设置。
地震往往伴随多次余震，如果建筑抗震设计只有一道防线，很有可能在遭遇余震的时候形成倒塌。故高层酒店的设计选取框架一核心筒结构作为主体结构，从而实现了第一道防线和第二道防线的设置：第一道防线为核心筒；第二道防线为外框架。同时，设计有意识地建立一系列分布的屈服区，作为第三道防线。即设计通过加强主要耗能构件的延性和刚度，保证结构能吸收和耗散大量的地震能量，从而提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
②裙房与建筑主体之间抗震缝的设置。
117号高层酒店东段24层，西段4层，东西端之间防震缝的宽度为150厘米。建筑平面通过防震缝的设置，将建筑划分为“规则”的平面部分，降低了抗震设计的难度，并提高了抗震设计的可靠度。
2.2.2 缺点分析
①此酒店建筑属于高层建筑，由此引发由高度产生的短柱问题。
②建筑结构设计中薄弱环节的出现。在独特的扭转造型下，框架一核心筒结构的连梁、剪力墙的底部加强区和结构刚度突变区域都是结构设计中的薄弱环节。
3 结构加强措施
3.1 提高短柱的抗震性能
高层建筑底层柱的柱截面随着建筑物高度的增加而增大，便形成延性很差短柱，在地震发生很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌，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提高短柱的受压承载力来改善整个结构的抗震性能，最直接的方法是提高混凝土的强度等级，或者采用钢骨和钢管混凝土柱。
②采用钢管混凝土柱以提高其的承载力。此类柱的柱截面可比普通钢筋混凝土柱减小一半以上，可以在消除短柱的同时可提高柱子的抗震性能。
③采用分体柱。由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多，在地震作用下其抗弯强度往往不能完全发挥作用，因此人为地削弱短柱的抗弯强度，使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度，有利于提高柱子的抗震性能。
3.2 加强薄弱环节，提高抗震性能
3.2.1 加强层的设置
因为框架一核心筒结构抗侧力刚度不能满足设计要求，所以117号高层酒店设计选取13层作为加强层。在具体的建筑设计中，13层本是作为转换层、避难层而存在的，现在可将该楼层的核心筒与框架之间设置刚度较大的水平伸臂构件或沿该层的框架设置刚度较大的周边环带作为结构设计中的加强层而存在。
加强层的设置可使周边框架柱有效地发挥作用，增强整个结构的抗侧力刚度。在风荷载作用下，设置加强层是一种减少结构水平位移的有效方法。但在地震作用下，加强层的位置往往转化为薄弱层，故设计进一步采用“有限刚度”加强层，“有限刚度”加强层弥补整体刚度之不足的同时可以适当控制加强层的刚度，减少结构刚度突变和内力的剧增。
3.2.2 加强薄弱环节的抗震性能
以框架一核心筒结构的底部加强区为例：
采取措施加强底部简体剪力墙的抗弯承载能力，方案设计针对薄弱部位采取比规范更严格的配筋构造，从而提高剪力墙的抗弯承载能力，保证其抗剪承载能力处理好连梁和墙肢的关系，达到“强剪弱弯”的抗震构造要求。
4 结论
高层建筑的造型和功能日趋多样化。高层结构设计尤其需要重视抗震设计，本文结合徐州市青年路117号高层酒店设计探讨了框架―核心筒结构在高层建筑中的抗震设计，提出了改善结构抗震性能的加强措施。
参考文献：
⑴易永胜，刘霞. 徐州天成国贸二期工程超限高层结构设计. 江苏建筑，2010，4：54-57
⑵王学文.高层建筑结构设计. 中华民居，2010，9：19
⑶洪婷婷.浅析框架一核心筒结构设计中的几个问题. 结构工程师，2010，26（4）：15-20
【关键词】高层建筑；梁式转换层；施工
1 梁式转换层结构形式
高层建筑结构下部受力比上部大，按常理来说，在高层建筑结构的设计中就要考虑下部的刚度要大于上部结构；采用的措施就是下部增加墙体、增加柱网，而上部逐渐减少墙柱的密度。显然，这在高层建筑设计中是不现实的，因为高层建筑的使用功能对空间要求却是下部大空间，往上部逐渐减小，因此对高层建筑结构的设计就要考虑反常规设计方法。在《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）中，规范对转换梁的最小高度和宽度作如下规定：框支梁截面的宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度，不宜小于其上墙体截面厚度的 2 倍，且不易小于400mm；当梁上托柱时，尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。进行抗震设计时，转换梁高不小于其跨度的1/6；非抗震设计时，转换梁高不小于跨度的1/8。从该设计规程中可知，采取这些限制主要是保证转换梁结构的整体刚度，增强结构的可靠性。
1.1 梁式转换层结构形式
实际工程中应用的梁式转换层结构有多种形式，主要原理就是利用下部的转换大梁来支托上部结构。
1.2 梁式转换结构受力机理分析
梁式转换层结构的传力途径为墙—梁—柱（墙）的形式，传力直接，便于分析计算。转换大梁的受力主要受上部剪力墙刚度、剪力墙与转换大梁的相对刚度和转换大梁与下部支撑结构的相对刚度影响。为弄清转换梁结构与上部墙体共同工作的性能，对转换梁承托层数对其内力的影响用有限元程序进行了分析，从分析结果中我们知道，对一般结构转换大梁，上部墙体考虑三层与考虑 4 层、5 层内力的设计控制内力差异不大于 5%，故在分析计算时可只考虑计算 3 层。从计算分析不论转换大梁上部墙体的形式如何，只要墙体有一定长度，转换大梁中的弯矩就会比不考虑上部墙体作用要小，同时转换大梁也会有一段范围出现受拉区。
2 梁式转换层的结构设计
2.1 结构竖向布置
高层建筑的侧向刚度宜下大上小，且应避免刚度突变。然而带转换层的高层建筑结构显然有悖于此，因此对转换层结构的侧向刚度作了专门规定。对该工程而言，属于“高位转换”。转换层上下等效侧向刚度比宜接近于 1，不应大于 1.3。在设计过程中，应把握的原则归纳起来，就是要强化下部，弱化上部。可以采用的方法有以下几种：1）与建筑专业协商，使尽可能多的剪力墙落地，必要时甚至可在底部增设部分剪力墙（不伸上去）。除核心筒部分剪力墙在底部必须设置外，还与建筑专业协商后，让两侧各有一片剪力墙落地。这些无疑都大大增强了底部刚度。
2）加大底部剪力墙厚度。转换层以下剪力墙中，核心筒部分的厚度取为 600mm，其余部分的厚度取为 400mm。
3）底部剪力墙尽量不开洞或开小洞，以免刚度削弱太大。
4）提高底部柱、墙混凝土强度等级，采用 C50 混凝土。
5）适当减少转换层上部剪力墙数目，控制剪力墙厚度，并可在某些较长剪力墙中部开结构洞，以弱化上部刚度。弱化上部刚度不仅对控制刚度比有利，还可减轻建筑物重量，减小框支梁承受的荷载；增大结构自振周期，减小地震作用力。工程综合采用上述几种方法后，转换层上下刚度比在 X 方向为 0.725，在 Y 方向为 0.813，满足规范要求，效果良好。虽然上下部刚度比满足要求，但毕竟工程仍属于竖向不规则结构，转换层及其下各层为结构薄弱层，因而应将该两层的地震剪力乘以 1.15 的增大系数。
2.2 结构平面布局
工程底部为框架—剪力墙结构，体型简单、规则；上部为纯剪力墙结构。在剪力墙平面布置上，东西向完全对称，南北向质量中心与刚度中心偏差不超过 2m，结构偏心率较小。除核心筒外，其余剪力墙布置分散、均匀；且尽量沿周边布置，以增强抗扭效果。查阅计算结果，扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比为0.85，各层最大水平位移与层间位移比值不大于 1.3，均满足平面布置及控制扭转的要求。可见工程平面布局规则合理，抗扭效果良好。
3 梁式转换层结构的设计与构造
由框支主梁承托转换次梁及次梁上的剪刀墙，其传力途径多次转换，受力复杂。框支主梁除承受其上部剪力墙的作用外，还需要承受梁传给的剪力，扭矩和弯矩，框支主梁易受剪破坏。对于有抗震设防要求的建筑，为了改善结构的受力性能，提高其抗震能力，在进行结构平面布置时，可以将一部分剪力墙落地，并贯通至基础，做成落地剪力墙与框支墙协同工作的受力体系。
3.1 转换梁的设计与构造要求
转换梁的截面尺寸一般宜由剪压比计算确定，以避免脆性破坏和具有合适的含箍率。转换梁不宜开洞，若需要开洞，洞口宜位于梁中和轴附近。洞口上、下弦杆必须采取加强措施，箍筋要加密，以增强其抗剪能力。上、下弦杆箍筋计算时宜将剪力设计值乘放大系数1.2。当洞口内力较大时，可采用型钢构件来加强。
转换梁的混凝土强度等级不应低于C30。转换梁上、下主筋的最小配筋率非抗震设计时为0.3%，转换梁中主筋不宜有接头，转换梁上部主筋至少应有50%沿梁全长贯通，下部主筋应全部贯通伸入柱内。
3.2 框支柱的设计与构造要求
框支柱截面尺寸一般系由其轴压比计算确定。地震作用下框支柱内力需调整。抗震设计时，框支柱的柱顶弯矩应乘以放大系数，并按放大后的弯矩设计值进行配筋；剪力调整——框支柱承受的地震剪力标准值应按下列规定采用：框支柱的数目不多于10根时，当框支层为1～2层时，每层每根柱承受的剪力应至少取基底剪力的2%；当框支层。为3层及3层以上时，各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%；框支柱的数目多于10根时，当框支层为1～2层时，每层每根柱承受的剪力之和应取基底剪力的20%；当框支层为3层及3层以上时，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%；框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩，框支柱轴力可不调整。
框支柱全部纵向钢筋配筋率，抗震等级一级时不小于1.2%，二级时不小于1.0%，三级时不小于0.9%，四级及非抗震设计时不小于0.8%。纵向钢筋间距抗震设计时不大于200mm，且不小于80mm，全部纵向钢筋配筋率不宜大于4%。
3.3 转换梁的截面设计方法
目前国内结构设计工作普遍采用的转换梁截面设计方法。主要有：应力截面设计方法。对转换梁进行有限元分析得到的结果是应力及其分布规律，为能直接应用转换梁有限元法分析后的应力大小及其分布规律进行截面的配筋计算，假定不考虑混凝土的抗拉作用，所有拉力由钢筋承担钢筋达到其屈服强度设计值。受压区混凝土的强度达到轴心抗压强度设计值。
4 结语
通过高层建筑转换层结构设计的工程实践，体会如下：根据建筑平面及功能要求合理选择转换层形式，正确选择建筑抗震类别是转换层设计的关键点，结合结构布置，正确选择各分部的抗震等级，构件设计应注重抗震延性设计的概念，对主要构件进行加强是设计的重点。
参考文献：
[1]期刊论文.带转换层的高层建筑结构设计-沿海企业与科技 11/1（11）
【关键词】多层建筑框架，结构设计，问题，措施
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
结构设计中，多层建筑框架结构的设计比较基础，也是较为重要和常见的一种结构形式。实际的设计过程中，应当根据相关的规范要求进行科学合理的设计，当然其中不可避免将遇到各式各样的问题，这些都值得结构设计人员进行探讨、分析和研究。
二、常见问题和相应措施
多层建筑框架结构设计中最常见同时也是最关键的问题，如下所述：
1.基础系梁的设置问题
当基础埋置深度较深时，可用基础系梁减少底层柱的计算长度。系梁宜按一层框架梁进行设计，同时系梁以下的柱应当按短柱处理。如果工程条件符合相关规定，应当设基础系梁。为满足抗震要求，可以沿着两个主轴方向设构造基础系梁。对于构造基础系梁纵向受力钢筋，可以按照连接柱的最大轴力设定值的10%，按拉力或者压力进行计算。如果是构造配筋，应当满足最小配筋率。
如果基础系梁上作用有来自填充墙或楼梯柱等的荷载，应该和所连接柱子的最大轴力设定值的10%进行叠加计算。基础系梁截面也应当适当地增加，计算出来的配筋，应当充分满足受力要求以及构造配筋要求。对于构造基础系梁顶标高，它一般都和基础顶标高保持一致。为了使基础系梁计算跨度减少，可以采取把基础梁下和独立基础台阶或者锥形斜坡间的那些空隙部分，用素混凝土浇筑，直到和基础顶面保持平齐，然后再进行基础系梁的浇筑。
当用基础系梁平衡柱底弯矩时，其截面尺寸和配筋，需要按照框架梁来设计。拉梁正弯矩钢筋，应当全部都拉通，而负弯矩钢筋则至少应该在二分之一跨拉通，基础系梁的纵筋在框架柱内的锚固、箍筋的加密及其余抗震构造要求，应当和上部框架梁保持一致，而且此时拉梁应当设在基础顶部。
总之，不设基础系梁时，填充墙可用素混凝土条形基础。设基础拉梁时，可以设在框架柱间，不在框架柱间的墙体基础则可以使用素混凝土基础。
2.对框架结构薄弱层的判定和处理
所谓薄弱层，就是强烈地震作用下，结构发生较大的弹塑性位移的那些部位，它们承载力需要满足抗震承载力要求，在地震烈度不小于7度的地区才会发生。
有三种方式可判断薄弱层，分别是个人指定、计算判定以及强制认定。在PKPM的SATWE软件里，可以根据相关规范规定或是技术人员的个人经验，直接指定薄弱层，此为个人指定。软件计算时，当结构的抗侧移刚度出现不规则现象，某层的抗侧移刚度比相邻上一层的70%小，或比其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%小，或是楼层承载力发生突变，软件将自动指定该层为薄弱层，此为计算判定。当结构存在转换层，也就是竖向抗侧力构件不连续，不管该层刚度或楼层承载力如何，该层都将被强制认为薄弱层，此为强制认定。
薄弱层不利于抗震，建筑中原则上应当避免薄弱层的存在，最基本的办法是加大该层的抗侧移刚度，也就是加大这层的柱截面或者梁截面。在条件允许下，可通过改变该层的层高或是减少基础埋置的深度来实现。
如果薄弱层无法避免，在进行结构计算和出图时需要严格按照规范规定，针对具体情况，采取相应的措施，除了对薄弱层地震剪力乘以1.15倍的放大系数外，还应当验算结构的楼层屈服强度系数。应当对结构也进行弹塑性变形验算。不符合要求的话，应当及时调整结构布置。
3.楼板开大洞结构计算时应注意的问题
楼板开洞的结构比较普通，如果开洞面积大于该层楼面面积的30%，就属于平面不规则，计算时必须进行处理。以PKPM软件为例，TAT和SATWE分别采用了两种方式处理。TAT软件中，无楼板的节点被定义为弹性节点，该节点。即梁柱交点，不受刚性楼板假定的限制，其平动自由度独立。SATWE软件中，所有楼板被定义为弹性膜，软件真实计算楼板的平面内刚度，对楼板的片面外刚度则忽略处理。当某层洞口面积为楼层面积的30%以上时，应当把全楼所有楼板都定义为弹性膜，或者也可以不考虑楼板的刚度，把该层洞口边缘节点定义为弹性节点，当屋面是钢结构网架时，应当输入板厚，将其定义为弹性膜，真实计算楼板的平面内刚度，这样和实际比较相符。
对弹性节点或弹性膜进行正确定义后，后续计算中应严格按照总刚计算法进行计算，要不然，侧刚度计算法仍会按照刚性楼板，对结构内力和配筋进行计算。此点，需要特别注意。
4.框架梁柱偏心问题
实践工程中，出于建筑专业需要，外墙和柱边需保持平齐，就容易出现框架梁柱偏心问题，可供选择的措施有2个：要么设挑耳，要么与柱偏心。选择前者，可保证框架梁和框架柱中心保持对齐，有利于梁和柱受力，但容易导致填充墙的构造柱下部和上部纵筋难以锚固。若选择后者，地震作用下容易引起梁柱节点核芯区受剪面积严重不足，柱易产生扭转效应。所以，针对外框架梁，建议采用设挑耳解决外填充墙偏心。
5.短柱问题
框架结构中的所谓短柱，其柱净高与柱截面高度比不大于4，或者剪跨比不大于2。地震作用容易导致短柱的脆性破坏。短柱的受剪承载力和变形能力，严重不足，容易引发建筑物严重破坏，设计时需要尽可能避免短柱。
短柱的形成成因主要有两个：一是楼梯间的半休息平台或者结构局部错层，导致两个框架梁间的框架柱净高比较小；二是填充墙的设置不正确，造成某层的框架柱的两侧中一部分没有填充墙，另部分有填充墙，而没有填充墙的那侧，柱净高与柱截面之比通常不大于4，从而形成短柱。
可以通过增加柱的抗剪承载力、改善变形能力，来处理短柱。通常情况下，使用复合箍筋，箍筋沿全高加密，可以保证短柱的纵向钢筋形成对称布置。
6.使用平法图集时应当注意的问题
应用图集时应当注意以下几个问题。
一是框架柱，若用剖面列表法来表示配筋，应当注意每一层的楼面标高以下的箍筋加密区的长度，必须是框架梁高和规范要求的箍筋加密区长度之和，规范要求的加密区长度在1/6柱净高、柱截面高度、500mm三个数值中取较大值。由于PKPM软件出图的时候，加密区长度并没有把梁高包含在内，容易造成施工错误，导致箍筋加密区的高度不够。
二是一层建筑地面，在浇筑主体结构浇筑结束之后才开始施工，若一层地面是刚性地面，根据相关规定，柱箍筋应当在刚性地面上下各500mm范围内进行加密，而这一点容易被忽视，设计图纸中最好对此有明确交待。
三是当梁截面过于小，或者承载力比较大的时候，框架梁如果需要设置三排纵筋的话，建议可以对梁截面或是纵筋直径进行调整，改为两排。如果没有采取此种措施，那么对于第三排纵筋的外伸长度，应当做出明确交待。
三、结束语
以上几条都是在进行多层建筑框架结构设计过程中较常遇到的基本问题，实践工作中当然会遇到更多的问题，设计人员应当仔细分析，根据相关规范采取适当解决措施。在进行多层建筑框架结构的设计时，应当首先判断此结构设计方案的可行性，预测可能出现的问题，并提前采取措施，所有的计算结构都应当认真分析、准确判断，然后才能应用到实际工程项目中。
参考文献：
[1]陈家荣 论述多层建筑结构设计及框架结构的问题 [期刊论文] 《城市建设》 2010
[2]张瑞强 对多层框架结构设计中几个问题的理解 [期刊论文] 《内蒙古科技与经济》 2009
[3]肖军 浅析框架结构设计原则及应注意的问题 [期刊论文] 《中国房地产业》 2011
[4]吴晓样 框架结构设计若干问题探讨 [期刊论文] 《中国新技术新产品》 2010
关键词：PKPM软件；建筑结构；设计；运用
一、PKPM软件概述
PKPM是目前国内结构工程设计中应用较为广泛的一种计算软件，它主要是针对各类地上建筑物的结构进行计算，包括建筑、结构、特种结构、设备、概预算五个方面的内容。应用范围全面，功能强大，自动化程度高，是众多建筑设计软件中最权威的设计软件之一。其中尤以结构设计软件最受设计人员的青睐，成为结构设计人员不可或缺的重要工具。[1]PKPM结构设计软件还包括许多应用软件，最常用的有PK、PMCAD、TAT、SATWE和JCCAD等。
通过使用PKPM软件，可以提高计算速度，使设计周期大为缩短，但是该软件在实际应用过程中，有大量的参数是系统默认值，并不一定能满足每一个工程的实际情况，因此必须注意结合相关规范对计算参数进行调整才能使计算的结果更加准确，更加符合结构物的实际受力特性。
二、PKPM软件建筑结构设计中的常见问题
（一）功能还有待完善
PKPM建筑结构设计软件的功能十分强大，但也不是万能的，比如软件目前还不能处理板上布置砖墙线荷载、局部面荷载或集中荷载的问题。[2]PKPM的自动化程度相当高，但平面配筋图运行自动配筋后，所绘出的图纸配筋密密麻麻，相互重叠，非常零乱，这给设计人员人工调筋带来很大麻烦，而且钢筋修改后，配筋表中的钢筋不能随之改变，这也给设计人员带来很大的工作量，因此PKPM在功能上还有待进一步完善。
（二）模型还不够智能化
结构模型中所有的构件均在此项操作中输入，输入的数据（参数、截面尺寸、荷载等）尤其是控制总信息等原始数据必须正确合理，既要符合有关的规范和标准，又要结合正确的结构力学模型。应当注意的是：凡是结构布置形式及构件尺寸和荷载不同的结构层均应描述为不同的结构标准层，对于上下层柱变截面情况用构件相对于节点的偏心描述，注意在节点过密的时候墙体及梁布置的连续性。在布置过两个或更多的标准层后，不能使用图案编辑菜单对某一层或某一部分拖动或平移[3]，因为所有的节点位置都是用相对于原点的位置描述的，拖动或平移会造成上下层节点错位。全楼的组装必须是自下而上的标准层组装，不能把后一个标准层组装于前一个标准层之前。填充墙不能作为墙体输入，只能按梁输入，在梁上输入附加荷载值。
（三）人机交互界面舒适性有待提高
软件界面的舒适性对于建筑结构设计人员来说较为重要，它有利于提高设计人员工作效率。PKPM软件界面总体布局相对较合理，按钮布置也比较清晰，但是从舒适性上看还有所欠缺。由上可见，人机界面设计是一门综合性非常强的学科，它不仅借助计算机技术，还要依托于心理学、认知科学、语言学、通信技术及戏剧、音乐、美术等多方面的理论和方法，才能达到用户满意的界面。因此，PKPM软件的界面开发还有待于进一步改进，从而更好地满足我们用户的审美需求，当然，PKPM软件每年进行修订，新的软件界面在这方面已经有了较大的改善。
（四）超出了规定的要求进行设计
（1）以建筑抗震为例，一些抗震设防烈度为7度的地区所建砖混建筑物相继出现7层带半地下室砖混住宅。半地下室、全地下室的判别应该根据房屋埋深和嵌固情况确定计算简图。严格地讲，按"抗规"的规定，带半地下室住宅房屋的高度和层数应从地下室地面算起，也就是说7层带半地下室建筑的实际层数应为8层。[4]这样的建筑无论是高度还是层数都超越了规范的规定。
（2）底层框架砖房超规范设计问题。底层框架砖房除存在上述高度和层数超规范问题以外，还存在底层框架本身的设计超规范问题。"抗规"中提到的底层框架是指底层为框架-抗震墙承重结构，且宜采用钢筋混凝土抗震墙，但抗震烈度为6度和7度地区可采用普通砖抗震墙，但其构造措施必须满足"抗规"中的有关规定。[5]有些工程虽采用普通砖抗震墙但不满足"抗规"要求，使得底层框架抗震能力不足。
三、PKPM软件的正确使用
设计人员应根据工程实际情况，正确地选择相应有受力学模型的分析软件，对于一些大中型重要工程应采用两种不同理论模型软件进行比较，选择更合理的计算结果。熟练掌握计算机知识，了解软件开发背景及使用前提。增强对软件计算结果正确性判断，通过对软件输出结果（弯矩包络图、剪力包络图、荷载传递情况等）进行分析，可保证计算结果的合理、正确。
总而言之，计算机毕竟是人操作的机器，而软件也不过是人给予计算机的大脑，所以我们一定首先以人为本，正确使用PKPM软件，取其利而去其弊地应用它，让它在结构设计中充分地为我们所用，使结构设计在满足安全适用，经济合理的原则的基础上设计出更完美的作品。
参考文献：
[1] 罗兆亮.在结构设计中应用PKPM软件应注意的问题[J]. 邢台职业技术学院学报. 2007（05）
[2] 范小平.PKPM软件在建筑结构设计中应注意的问题[J]. 重庆建筑. 2008（02）
[3] 李青松，钱冬.应用PKPM进行结构设计时应注意的问题[J]. 山西建筑. 2008（15）
［论文摘要］文章分析高层建筑结构的六个特点，并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
我国改革开放以来，建筑业有了突飞猛进的发展，近十几年我国已建成高层建筑万栋，建筑面积达到2亿平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层，高325米；广州中天广场80层，高322米；上海金茂大厦88层，高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼：地王国际商会中心即地王大厦共54层，高206.3米。随着城市化进程加速发展，全国各地的高层建筑不断涌现，作为土建工作设计人员，必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系，只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。
一、高层建筑结构设计的特点
高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：
（一）水平力是设计主要因素
在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
（二）侧移成为控指标
与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：
1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。
2.使居住人员感到不适或惊慌。
3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。
4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。
（三）抗震设计要求更高
有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。
（四）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要
高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。
地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。
（五）轴向变形不容忽视
采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
（六）概念设计与理论计算同样重要
抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的，尽管分析手段不断提高，分析的原则不断完善，但由于地震作用的复杂性和不确定性，地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性，可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多，尤其是当结构进入弹塑性阶段之后，会出现构件局部开裂甚至破坏，这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明，在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。
二、高层建筑的结构体系
（一）高层建筑结构设计原则
1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合，做到安全适用、技术先进、经济合理，并积极采用新技术、新工艺和新材料。
2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造，择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案，并注意加强构造连接。在抗震设计中，应保证结构整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。
（二）高层建筑结构体系及适用范围
目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。
1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由连系梁连系起来，即形成一个空间结构体系，它是高层建筑中常用的结构形式之一。
框架结构体系优点是：建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面也容易处理，结构自重轻，计算理论也比较成熟，在一定高度范围内造价较低。
框架结构的缺点是：框架结构本身柔性较大，抗侧力能力较差，在风荷载作用下会产生较大的水平位移，在地震荷载作用下，非结构构件破坏比较严重。
框架结构的适用范围：框架结构的合理层数一般是6到15层，最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间，平面布置灵活，可适合多种工艺与使用的要求，已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度，在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”，剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度，墙体同时也作为维护及房间分格构件。剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量省。历史地震中，剪力墙结构表现了良好的抗震性能，震害较少发生，而且程度也较轻微，在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点，而且可以使房间不露梁柱，整齐美观。
剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。
在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。
3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。
4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高，以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系，往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬臂箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有：
（1）框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构，目前南宁市的地王大厦也用这种结构。
（2）筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成，内筒为剪力墙薄壁筒，外筒为密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦（88层、420.5米）、广州中天广场大厦（80层、320米）都是采用筒中筒结构。
（3）成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。
（4）巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱（通常由电梯井或大面积实体柱组成）以及巨梁（每隔几层或十几个楼层设一道，梁截面一般占一至二层楼高度）组成一级巨型框架，承受主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。
除以上介绍的几种结构体系外，还有其他一些结构形式，也可应用，如薄壳、悬索、膜结构、网架等，不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。
［参考文献］
［1］GB50011－2001建筑抗震设计规范.
［2］GB50010－2002混凝土结构设计规范.
【关键词】高层建筑；结构设计；存在问题；应对措施
前言
由于土地资源的利用越来越紧张，为了缓解这种情况，高层建筑成为城市建设的重点，并且具有各种各样的建筑结构设计的高层建筑方案层出不穷。在这个过程中，既出现了优秀的新型结构设计，为以后的高层建筑设计提供了参考，同时也有一些不符合建筑原理的设计方案，造成了人、物、财三个方面的损失。所以在当前高层建筑结构设计复杂的情势下，我们有必要对高层建筑结构设计问题进行深入地研究，以提高我国城市发展的进度和质量。
1 高层建筑结构设计的现状分析
目前，高层建筑的结构材料主要是钢筋混凝土和钢材这两种。钢筋混凝土材料的原材料丰富，制作成本低，并且在使用时效上、耐火性上以及承重能力上都有很好的效果，如果能够使用在合理的、科学的结构设计方案上，可以提高建筑物的抗震能力，但不足的是，钢筋混凝土材料本身质量过大，而且构件断面也很大，这对运输和施工增加了困难。相比较钢筋混凝土材料而言，钢材的材质很轻，也具有很好的韧性和强度，施工工艺比较简单，抗震性较好，但钢材的制作成本很高，而且耐火性很差，如果在对防火工程有要求的建筑物上使用，还要涂上大量的防火涂料，这样一来，工程造价会大幅度增长，并且严重影响施工进度。当今，在发达国家，大多数的高层建筑是钢结构的，而我国只有少部分高层建筑是钢结构的。综合考虑钢结构和钢筋混凝土的优缺点，把两者在高层建筑结构设计中组合起来才会取到更好的效果。
2 高层建筑结构设计过程中存在的主要问题
高层建筑的结构设计要考虑的因素有很多，往往很多设计师会忽略掉一些因素，结果导致方案在现实中无法进行施工或是在使用过程中建筑物的功能不能满足居民的要求，具体主要的问题有：没有考虑到地震和超大强风的情况，导致在这种情况下高层建筑产生水平侧向力；高和宽的比例没有拿捏准确，导致建筑物不够稳定；没有注重薄弱环节的设计，导致建筑物在体型、刚度及其立面的质量等方面出现问题；变形缝的设置不够合理，变形节点处的构造没有处理好，没有考虑到因温度、风力以及基础沉降等方面对建筑物造成影响的可能性；没有考虑到在基础比较深、重量比较大等比较特殊的地质条件下的设计和施工问题等等。
在上述的主要问题的基础上，我们可以总结出，在高层建筑的结构设计过程中，要综合考虑抗震和抗风、消防以及扭转四个方面的结构问题。
（1）抗震结构：抗震结构一直是高层建筑结构设计的重点和难点，因为高层建筑的结构比较复杂，在加上有的设计人员不能灵活地利用设计原理，抗震结果的计算不够准确，最终导致抗震结构设计方案不够完善，使高层建筑在使用中的抗震效果不是很好。
（2）抗风结构：高层建筑由于高度太高，很容易改变风在建筑表层的流动性以及空气的动力效应，使高层建筑的薄弱环节产生震动，破坏高层建筑的外部造型以及稳定性。为了提高高层建筑的稳定性，我们有必要完善高层建筑物的抗风设计。
（3）消防设计：对于人群集中的高层建筑，消防设计是一个重点，并且我国相关的建筑规章制度中明确提出，高层建筑必须要有科学的消防设计。但消防设计中遇到的难点有：使用的材料具有较高的易燃性、排烟比较难、居住人口较多、不易疏散等。
（4）扭转问题：在高层建筑结构设计之中，要达到三心合一的要求，即建筑结构的结构中心、几何形心和刚度中心要尽量重合。因为如果三心没有合一，会导致建筑物发生扭转的现象，严重破坏建筑结构。
3 高层建筑结构设计的应对措施
3.1 不断完善抗震结构的设计方案
要想完善高层建筑的抗震结构设计，必须从以下几个方面入手：一是合理设置抗侧力结构，以加强建筑结构的稳定性和连续性；二是提高剪力墙的性能，因为剪力墙的性能关乎到建筑物在地震的情况下能否较好地减轻地震对建筑物结构的损害；三是加大桩基础的埋置深度，以加固建筑物的基础；四是简化建筑物的结构，保持对称，除此之外，还可以对建筑物进行一体化设计，提高整体结构的连续性，加强抗震效果。
3.2 不断完善抗风结构的设计方案
完善抗风结构设计方案可以从加固基础和减小风力的影响这两个方面进行，要想做到前者，就要加大桩基础的埋置深度，而达到后者的做法是增设耗能结构，这样一来可以减小风力效应对建筑物的损坏。除此之外，还要加大高层建筑的抗风能力和结构承载力。
3.3 不断完善消防设计
对于高层建筑物来说，消防设计是非常重要的。消防设计的水平不仅决定了高层建筑的使用性能，还牵扯到群众的生命安全问题，所以在这个问题上，我们必须严肃对待，尽量做到最好。在消防设计上，我们首先要关注消防结构的距离，要按照相关规定进行严格地控制。为了提高建筑物的防火性能，我们可以适当地加大耐火和防火材料的使用量，尽可能地降低易燃材料的使用量。另外，疏散系统也是完善消防设计的一个途径，因为很多建筑都是因为疏散系统不够完善最终造成悲剧的。疏散系统的最好设计是让其呈垂直状态，这样一来，就可以保证疏散的效率。除此之外，还可以适当地添加避难层、耐火区等具有特殊防火功能的区域，全面提高高层建筑的消防能力。同时，还可以在高层建筑中设置独立的隔离结构，是为了在火势较大的情况下，为无法逃生的人员提供隔离区域，控制火势的蔓延，以争取救援的时间。
3.4 合理的进行平面布局
三心合一是高层建筑的结构要求之一，这个标准的提出是为了避免高层建筑因发生扭转问题对建筑整体造成损害，所以在设计过程中要谨遵这个要求，具体做法是在高层建筑中尽可能地选用比较规则、分布比较均衡和简单的平面图形，比如矩形、正方形、正多边形、圆形等，要极力避免使用十字形、T型、L型等比较复杂的平面图形。如果出现特殊情况，要根据现有的相关规范对其进行合理的设计，但仍要保持一个结构原则，那就是“保持对称”，因为一旦有某个结构过于突出，会影响到其他结构的稳定性。
4 结语
虽然近年来，我国高层建筑的发展速度很快，但在质量上来说，其情势不容乐观。所以，迫在眉睫的是提高高层建筑结构设计的水平，不管是抗震结构设计，还是消防结构设计，或是基础的加固，设计人员都要综合考虑到各种因素，并切实掌握现实情况，及时掌握国内外高层建筑结构设计的最新动态，做到能够灵活利用设计知识，不断地在实践中积累经验，设计出合理科学的结构方案，使高层建筑安全舒适。
参考文献：
[1]钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆大学硕士学位论文，2006.
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