时间：2023-07-18 17:25:23
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高层建筑结构设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【摘要】为了确保高层建筑结构设计的安全和合理，必须提高高层建筑结构设计的水平。本文建筑设计论文主要分析了高层建筑结构设计的基本要求，说明了提高高层建筑结构设计水平的关注要点。关键词：高层建筑；结构设计；要点
Abstract: In order to ensure the security and reasonable of the high-rise buildings structural design, we must improve the level of the high-rise buildings structural design. This article analyze the basic requirements of high-level building structures design, and illustrates the increased level of attention points of high-level design of building structures.Key words: high-rise buildings; structural design; points
中图分类号：TU972 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）04-0020-0
前言高层建筑结构设计是针对高层建筑特性的建筑结构设计（Design of building stractures):在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的过程。当前，我国高层建筑特别是超高层建筑的发展非常迅速，其规模、形式日益丰富。高层建筑形式的这一变化使得结构形式也发生了很大的变化，为了确保高层建筑结构设计的安全和合理，必须提高高层建筑结构设计的水平。一、建筑结构设计包括的内容建筑结构设计包括上部结构设计和基础设计。 上部结构设计主要内容及步骤：1.根据建筑设计来确定结构体系、确定结构主要材料；2.结构平面布置；3.初步选用材料类型、强度等级等，根据经验初步确定构件的截面尺寸；4.结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析；5.荷载效应组合；6.构件的截面设计。此外还包括某必要些构造措施。需要依据结构专业相关规范、图集等。 基础设计：1，根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式，材料强度等级，一般有浅基础（如：独立基础、条形基础等）和深基础（如：桩基）；2，基础底面积的确定及地基承载力验算；3，基础内力计算及配筋计算。4，考虑必要的构造措施 结构设计的成果体现在绘制的结构施工图上，该图纸是结构工程师的语言，是直接面对施工现场及相关工程技术人员的，应该按照一定的规范绘制。二、高层建筑结构设计的基本要求1、基础设计在设计时宜最大限度地发挥地基的潜力, 必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告。一般情况下, 同一结构单元不宜采用两种不同的类型。2、必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析, 并与建筑、水、暖、电等专业充分协商, 在此基础上进行结构选型, 确定结构方案, 必要时还应进行多方案比较,择优选用。3、选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点, 但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。 4、坚持“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉” 原则；注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度, 尤其是钢筋的直线段锚固长度；考虑温度应力的影响。 5、按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置；综合考虑抗震的多道防线；尽量避免薄弱层的出现以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。三、提高高层建筑结构设计水平的关注要点 1、计算机在结构设计中只是辅助工具,只有真正理解结构概念的内涵后,才能确定合理的参数取值和正确的判断分析结果。设计人员不能过分依赖程序,将计算结果照抄照搬,要认真分析结构。工程设计中常用的软件有TBSA、PKPM 等, 合理地根据结构特点选用分析模块对提高设计质量和效率十分重要。T A T 是PKPM 系列中重要的功能模块,其特点是可计算多塔、连体、错层及底部不等高嵌固结构；可计算常用的各种形状截面的钢梁、钢柱和支撑的钢结构,钢结构截面和支撑信息由P M C A D 建模生成。2、高层建筑的平面宜采用简单、规则、对称的形状, 避免过于复杂的平面形式,大量震害的资料表明,高层建筑物平面布置不对称、过多的外凸、内凹等复杂形式都容易造成震害。在高层结构的抗震设计中,结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确，更能影响结构的安全,除了考虑结构安全因素外,还要综合考虑建筑美观、结构合理及便于施工和工程造价等多方面因素。在不对称结构中,结构在凹凸拐角等处容易造成应力集中而遭到破坏,所以应尽量避免。而在完全对称的结构中, 也应注意凸出部分的尺寸比例。如凸出部分较长,要在结构设计中采取相应的补救措施。结构的竖向布置要尽力做到刚度均匀且连续,避免结构的刚度突变和出现软弱层。刚度突变及软弱层的出现往往是由于切断剪力墙所致,如果在结构设计中必须要切断少数剪力墙时,其他剪力墙在该切断层处应给以加强。 3、对于桩基础,桩的中心线宜与剪力墙中心线相重合,宜在剪力墙两端及剪力墙与剪力墙相交处设桩,不宜在开洞的剪力墙处布桩。剪力墙下桩基承台宜做成联合承台,不宜采用单独承台,联合承台可加强桩基承台的整体性、减少基础的不均匀沉降以及提高桩抗水平力的能力,联合承台可以按照反梁法计算内力,按照梁的构造配筋。对于电梯井或框架筒体、筒中筒结构的筒体部分,可采用厚板或环形承台,采用厚板承台时可按筏板配筋。 4、高层建筑顶点位移限值的决定不仅是其数值大小而且还与其振动频率的大小有关,一般来说,人对建筑振动频率的大小感觉很强烈,而对振动幅度(绝对位移)的大小则不是很关心,所以只要结构摆动的频率不太高时就可满足人们的舒适度;对于防止结构由于变形过大而可能遭受损坏的层间相对位移,其限值在现行规范中偏于严格,可以放松其指标。而且由于各计算程序算法的差别,同一结构用不同的计算程序计算,其层间位移数值差异可能会很大,其中一个原因可能就是各个软件对“层间位移”的定义不同所致,有的是指楼层形心位移,有的则认为是考虑楼层转动后的最大角点位移,后者通常比前者要大,对于规则建筑来说,形心位移很有意义,而角点位移却更能反映出结构楼层的真实位移,是结构工程师需要注意的。四、结束语综上论文所述,高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程, 任何在这个过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。在设计过程中要掌握以上要点, 才能提高高层建筑结构设计水平。
关键词：要点分析，工程实例。
中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：
引言
依托科技在多个领域中的不断创新，建筑技术也在快速的发展，建筑结构设计就面临着越来越苛刻的要求。好的建筑结构设计的方案不但要经济性、可行性、合理性等特点，而且要有相当的理论技术作为基础。经济高速发展的几年，我国城市涌现出越来越多的高层和超高层建筑，随着数量的加大，一系列的设计弊端和问题在结构设计中也体现出来，设计人员必须在事件中不断的积累经验、总结经验，丰富自己的专业知识和设计创新，才会在未来的城市建筑结构设计中体现设计的核心价值。
一、 现代建筑结构设计的要点分析
1. 轴向变形是现代高层建筑在结构设计中须要考虑的设计要素。有些情况下可能会由于数值较大的竖向荷载，在柱中可能引起一定程度轴向变形，引起连续梁中间支座处的负弯矩值减小越来越明显，会产生影响预制构件下料的长度，设计人员要依据轴向变形的实际计算值，合理调整下料长度，而达到不影响连续梁弯矩的目的。
2. 现代建筑结构设计中水平荷载是一项必须重视的因素，建筑结构设计的过程中，楼面使用荷载和建筑物的自重等竖向荷载，将在竖向构件中引起与建筑物高度一次方成正比例的一定数值的轴力与弯矩，而水平荷载对于建筑结构产生的倾覆力矩及其在竖构件中引起的轴力，则是与建筑物高度的二次方成正比，竖向荷载基本是定值，而地震作用、风荷载等水平荷载的数值则会随着建筑结构动力特性的不同，而会出现很大幅度的变化，在建筑结构设计过程中，这种情况经常出现，这是必须在设计工作中进行详细计算与周密分析的原因所在。
3. 设计工作还有一项重要的控制指标——侧移，必须将水平荷载作用下的建筑结构侧移控制在一定的限度之内，侧移在高层建筑结构设计中已经成为重要的控制指标，特别是伴随着建筑物高度不断增加，建筑结构的侧移变形在相同水平荷载下增大显著，这是与与多层建筑完全不同的。
4. 设计工作还有另一项重要指标—结构延性，相比较于小高层、多层建筑而言，层数较高的建筑结构会相对更加柔一些，在相同的地震作用下变形更大些。在结构设计中必须采取相应的工艺与技术措施，以保证建筑结构具有足够的延性，这都是为了保证高层建筑结构进入塑性变形阶段后，依然会具有非常合理的变形能力，避免建筑物倒塌或者发生其他的危险。
二、 建筑结构设计工程实例
本论文以某高层住宅建筑工程项目为例，需要指出建筑结构设计的基本流程与注意事项如下：这个建筑工程项目位于某城市的市中心繁华的地段，地上20 层，地下1 层，建筑总高度78.3 m，建筑总面积约25万m2。建筑结构的长宽比为3.8～7.4，高宽比为5.6～10.1。项目所在地地形平坦，表层土以人工填土为主，土层在垂直与水平方向有着稳定的分布，基础一般在第四纪沉积土层的以下部分。结构为二级安全等级，抗震设防重要性为丙类，基本风压0.45kN/m2，抗震设防烈度为9 度。
1. 主体结构设计
这个项目主体结构采用框架—剪力墙结构体系。其中框架的抗震等级为二级，剪力墙的抗震等级为一级。建筑物中部布置剪力墙，形成筒体，并且将其作为主要的抗侧力构件，在筒体周围结合建筑物的实际使用功能合理设置框架柱。地下室顶板作为结构嵌固端，其板厚设计为180mm，板配筋为双层双向形式满布。地上部分的楼层主次梁沿Y 向布置，以利于减小主梁的高度，增加使用净高，层楼板厚为110mm。
2. 基础设计
依据本工程所在地的地质勘察报告提供的地基承载力计算，确定本工程X 向基础梁的尺寸为900×1800，Y 向基础梁的尺寸为1000×2000 或1800×2000。由于受到筒体内电梯基坑、集水井局部下沉的影响，设计采用梁板式筏形基础，筒体四周的板厚为1.5m，其他部位板厚为1.0m。局部可能主梁不能正常贯通，筒体部位的竖向荷载也相对较大。基础结构设计过程中，要特别重视各类技术资料与数据的收集和整理，计算采用弹性地基梁、板和有限元梁、板的设计软件，确保计算结果真实性与可靠性。
3. 框支层设计
(1)框支墙结构设计
本工程结构设计中，为了有效改善混凝土的受压性能，增大结构延性，在设计中合理控制墙肢轴压比，其比值应控制在0.5 以内。核心筒落地剪力墙的厚度为40cm，核心筒以外，建筑四角分别布置L型剪力墙，厚度为70-90cm 。底部加强区域的剪力墙设计中，应按照相关规范与技术要求设置相应的约束边缘构件，其纵筋配筋率应控制在≥1.2%，体积配箍率则要控制在≥1.4%。同时，在本工程长厚比＜5 的短墙计算中，按照柱输入计算进行分析与比较。墙体水平与竖向分布筋不但要满足基本的计算要求，而且满足最小配筋率为0.3%的限值要求。
(2)框支柱设计
本工程框支柱的抗震等级为二级，框支柱的剪力设计中，设计值按照柱实配纵筋进行计算，还应控制剪压比在0.15 以内，剪力设计值应乘以放大系数1.1。柱内纵向钢筋的配筋率应＜1.2%，体积配箍率均＜1.5%，使得柱具有较为理想的延性，以符合“强剪弱弯”的设计要求。轴压比的限值为0.6。框支柱主要截面为1300×1300 和1300×2300 等，设计中的相关计算结果表明，全部框支柱的受力情况较为理想，轴压比为0.41～0.52，所以，箱形转换层下的框支柱变形控制效果较为理想。
(3)箱形转换层楼板设计
本工程结构设计中，箱形转换层的箱体的上下层板厚均为25cm，总高度为245cm。结构设计中，采用专业的ANSYS 有限元软件对箱体上下层板的内力进行分析与计算。在不同的荷载工况条件下，在箱形转换层楼板设计中，楼板裂缝≤0.2mm，双层双向通长配筋。箱体上层板的最大压应力控制在1.2MPa 以内，箱体下层板的最大拉应力应控制在2.0MPa 以内。
三、 结语
由上述可以得出，对于设计中常见的效率与质量的问题要引起特别的重视，必须综合考虑各种影响因素在建筑结构设计工作中的影响与作用。应及时引入先进的设计理念和方法，从而使得建筑结构设计中更多的应用新工艺、新技术和新材料，从而达到有效提高建筑结构设计整体品质的目的，有利于项目建设工作的顺利进行。
参考文献
关键词：高层建筑，结构性，结构设计，结构表现
建筑在诞生之初就被认为是技术与审美融合的产物。这就意味着一个好的建筑，它必须经得起适用性、经济性与美观性这三重考验。只有正确符合结构逻辑的建筑才能具有真实的表现力和实际的实践性，单纯追求艺术表现而忽视结构原理设计出来的只能是雕塑作品或虚假的造型而已。而伴随着高层建筑在我国的迅速发展和建筑高度的不断增加，其类型与功能也愈加复杂和多样化，高层建筑的建筑构思与结构设计也越来赳成为工程师们工作的重点之所在。
1、高层建筑的结构性
现代的高层建筑变得越来越纤细，产生更大侧移的可能性比以往大体积的多层高楼要大。建筑愈高，自然界所产生的重力荷载、风荷载和地震荷载的影响愈大。正因如此，抵消这些荷载的结构作用成为高层建筑设计的一个重要方面。高层建筑对侧向荷载的动力反应，可以通过改进结构系统以及选择有效建筑形状的措施加以控制。论文格式，结构表现。因此，高层建筑的形式在很大程度上和结构的有效性能有关，这也就决定了建筑的经济性。建筑的结构性能可以定义为建筑承受荷载以及抵抗侧移的能力，同时也决定着建筑各种体量的组成。
2、高层建筑结构设计特点
1)水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房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，仅与楼房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引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，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，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
2)轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
3)侧移成为控制指标。论文格式，结构表现。与较低楼房不同，结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
4)结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高层建筑结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。
3、高层建筑结构其他设计方法
1)选择有效房屋形式以控制侧移。由于水平荷载成为决定性因素，因而控制侧移成为必要 手段。过去的高层建筑形式多为矩形棱柱体，而从几何观点看，这种形式对侧移是颇为敏感的。倘若采用对侧向力不太敏感的房屋形式，比如外柱倾斜式、上窄下宽式、圆形或椭圆形、三角形和新月形的房屋形式，利用它的几何形状所具有的力学特点，就可使结构更加有效，造价也更低。
2)高层建筑地下室的设置。当今高层建筑的下面都设有地下室，这通常出于两种考虑及需要。一种出于使用要求。比如可将大面积停车场或仓库、机房、配电间等一系列附属用房和人防工程等设于地下，从而节约地上建筑面积。另一种，则是出自结构的考虑和需要，因为设置地下室可减轻地基压力，提高房屋层数，增加房屋抗倾覆力和改善房屋抗震性能和总体刚度。因此，如何减轻作用于地基上的总荷重具有很现实的意义。论文格式，结构表现。
3)高层建筑中转换层的应用。伴随着建筑多层次、多功能的发展，转换层结构应运而生。 转换层属水平结构，用它去改变下方楼层柱子的 排列，或过渡上下层剪力墙的不同布置，以此来 获得特别的楼层柱网即创造大空间并将上部荷载 传递到下面相对少而大的柱或墙上，也是现代高 层结构设计的重要内容。
4)高层建筑防火设计。高层建筑因其巨大的高度和复杂的功能，一旦发生火灾便将造成巨大的危害。因而高层建筑防火问题若不能妥善解决，高层建筑的存在和发展都将受到严重威胁。因此在进行高层建筑防火设计时，要首先考虑结构防火，比如火灾的因素、火灾的控制、消防通道、救护工作以及结构的防火方式等。其次，在明确结构防火目的的同时，还要对防火有效时间和防火程度及范围进行设计。论文格式，结构表现。最后，还要保证建筑的稳定性，即建筑的承重结构必须在防火墙经火灾烧毁后仍能残存下来。论文格式，结构表现。
4、高层建筑结构表现涵义及内容
结构是影响建筑设计的重要因素，当代结构设计已经突破了传统概念上的“结构支撑”，越来越多的重视结构形态的表现性。结构表现成为建筑创作中形态构思的重要方法，结构表现着重挖掘建筑结构中的艺术因素，寻找结构和艺术的结合，变抽象的结构概念为生动的建筑语言。结构的表现不仅因满足功能要求呈现出来，而且通过结构工程师和建筑师的合作，还能实现设计者的个人美好愿望。
建筑结构艺术体现是建立在对工程原理特别是结构的原理和性能理解的基础上，并包含三层含义：效能、经济和雅致。所谓效能就是指在充分发挥结构优势基础上，又充分利用天然资源，从而使其尽可能有效的承受施加在它们上面的荷载。经济也是衡量一个建筑好坏的标准之一，节约天然资源的要求要和节约社会资源的需要相平衡，要做到用最少的钱建造最多功能的建筑，也正是由于设计者们注重经济的理念，将建筑造型与结构造型更有机的结合，才创造了许多伟大的结构艺术品。另外，雅致的结构形式更能够打动人心，引起人们的审美情感。雅致的结构表现因素有很多，比如结构形态的节奏与韵律，张力和动感；结构形态刚与柔的对比；结构形态的简洁与明确，机理与变化；结构形态的精妙平衡等等。
5、高层建筑结构设计与建筑设计理念
从表象层面看，建筑表现为空间方面的概念和形式是表现总体环境的。论文格式，结构表现。对于某个建筑物的最初方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。但是，关于空间形式的整体设想，也要求建筑师必须考虑建筑形式中有关荷载与抗力之间关系的某些准则，即结构概念。这包括以下几方面：一是所设想的空间形式应当固定在地面上；二是所设想的空间形式应当具有质量并能承受竖向重力荷载；三是所设想的空间形式必须能抵抗水平风力作用和地震作用。所以，在进行高层建筑设计时，建筑师的基本任务是：一方面要与结构工程师及其他T程技术人员协调合作；另一方面要根据建筑功能要求、建筑立意、场地情况、外力特征、施工条件及效率等因素，寻找出最经济，合理，美观的建筑方案。
6、结语
高层建筑设计中，由于水平荷载起主要控制作用，为考虑水平荷载，结构上必须提供必要手段去应付。因此，有些人认为结构在建筑形式中似乎充当了主角地位，这种看法不够正确。如果说结构是建筑设计的唯一准则的话，那么，我们只能由矩形或圆形的高层建筑，建筑设计也只不过重复使用这种单调的建筑形式罢了。但前面的讨论已经给我们启示，现代高层建筑设计中，结构设计与结构表现必须相互配合，这也说明了建筑师与结构工程师充分合作的必要性。因此，我们可以说建筑不仅反映了建筑师对结构工程师的尊重，以结构的构成来表达建筑的完美形式；它更反映了结构工程师对建筑师的理解，以创造性的结构处理去适应建筑功能的需要。
参考文献:
1.陈天虹，林英舜，王鹏种．超高层建筑中结构概念设计的几个问题[J]．建筑技术，2006，37(5)：371-373．
2.崔昌禹，严慧.结构形态创构方法-改进进化论方法及其工程应用[J].土木工程学报，2006，10，39（10），42-47
关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策；
引言：多层和高层结构的差别主要是层数和高度。但是实际上，多层和高层建筑结构没有实质性差别，它们都要抵抗竖向及水平荷载作用，从设计原理及设计方法而言，基本上是相同的。但是在高层建筑中，要使用更多结构材料来抵抗外荷载，特别是水平荷载，因此抗侧力结构成为本工程结构设计的主要问题，设计时要满足更多的要求，尤其自身有别于多层建筑的特殊要求和设计特点。
1.高层建筑结构设计的特点
某工程系一个大地盘、多塔楼、带高位转换层的高层建筑，设计过程中主要把握以下几个方面。
（l）水平荷载成为控制结构设计的主要因素。结构内力、位移与高度的关系，除轴向力与高度成正比之外，弯矩和位移随高度都呈指数曲线上升，因此，随着高度的增加，水平荷载将成为控制因素。水平力作用下结构是否优化，材料用量将有很大差别。
（2）特别是在地震区，随着层数的增加，地震作用对高层建筑危害的可能性也比对多层建筑大，高层建筑结构的抗震设计应受到加倍重视，本工程位于非地震区，无需进行地震作用计算，仍需要考虑抗震的构造措施。
（3）侧移成为控制指标。与多层建筑不同，结构侧移已成为高层建筑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移变形迅速增大，因而应将结构在水平荷载作用下的侧移控制在某一限度之内。
（4）轴向变形不容忽视。高层建筑中竖向荷载数值很大，使得柱产生较大的轴向变形，从而会使得连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大。轴向变形还会对预制构件的下料长度产生影响，需要根据轴向变形的计算值调整下料长度进行。另外轴向变形对构件的剪力和侧移产生影响，如不考虑构件竖向变形将会得出偏于不安全的计算结果。
2.高层建筑结构设计存在问题
2.1 底层框架剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题
底层框架剪力墙砌体结构房屋是指底层为钢筋混凝土框架剪力墙结构，上部为多层砌体结构的房屋。该类房屋多见于沿街的旅馆、住宅、办公楼，底层为商店，餐厅、邮局等空间房屋，上部为小开间的多层砌体结构。这类建筑是解决底层需要一种比较经济的空间房屋的结构形式。部分设计者为追求单一的建筑立面造型来增加使用面积，将二层以上的部分横墙且外层挑墙移至悬挑梁上，各层设计有挑梁，但实际结构的底层挑梁承载普遍出现裂缝，该类挑梁的设计与出现裂缝在临街砌体结构房屋中比较常见。
2.2 楼层平面刚度的问题
一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置缺乏必要措施时，采用楼板变形的计算程序。尽管程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的，但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。作为计算的大前提都无法“准确”，就不可能指望其结果会“正确”了。据此进行的结构设计肯定存在着结构不安全成分或者结构某些部位或构件安全储备过大等现象。
2.3 忽视了纵向框架 现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以于非抗震设计，而纵向地按普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
3.保证高层建筑结构设计质量的有效对策
3.1 主梁有次梁处加附加筋
一般应优先加箍筋，附加箍筋可认为是：主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺，在次梁两侧补上，像板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但也不是绝对的。规范中说的比较清楚，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担。也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大，主梁也可不加附加筋。总的原则，当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样，所以抗剪满足，集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。
3.2 平面及立面形式的选择
在高层建筑结构设计中，应尽量使建筑的三心（几何形心、刚度中心、结构重心）尽可能汇于一点，达到三心合一。如若在结构设计中没有做到三心合一，由此就会产生扭转问题。扭转问题就是结构在水平荷载作用下发生的扭转振动效应。扭转振动效应在风载等水平荷载载荷情况下会对结构产生危害，为避免其危害应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一，所以平面和立面形式的选择很关键。高层建筑的平面宜采用简单、规则、对称的形状，避免过于复杂的平面形式，大量震害的资料表明，高层建筑物平面布置不对称、过多的外凸、内凹等复杂形式都容易造成震害。在高层结构的抗震设计中，结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确更能影响结构的安全，除了考虑结构安全因素外，还要综合考虑建筑美观、结构合理及便于施工和工程造价等多方面因素。资料和力学分析表明，在不对称结构中，结构在凹凸拐角等处容易造成应力集中而遭到破坏，所以应尽量避免。而在完全对称的结构中，也应注意凸出部分的尺寸比例。如凸出部分较长，要在结构设计中采取相应的补救措施。结构的竖向布置要尽力做到刚度均匀且连续，避免结构的刚度突变和出现软弱层。刚度突变及软弱层的出现往往是由于切断剪力墙所致，如果在结构设计中必须要切断少数剪力墙时，其他剪力墙在该切断层处应给以加强。总之，标新立异的平面及立面设计是以结构的抗震和安全性能为代价的。
3.3 水平位移要求
水平位移满足高层规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全；其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外，不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型；框架结构的位移曲线应为剪切型；框-剪结构和框-筒结构的位移曲线应为弯剪型。
4.总语
高层建筑结构设计是随着经济发展及人们对建筑物功能要求改变，又随着科技的进步而得以实现和解决。以上所提到的几个问题是建筑结构设计人员在工程设计中较易出差的地方，对设计者来说要把提高设计质量作为终身奋斗的目标，确保建筑工程的可持续发展。
参考文献：
关键词：高层建筑；结构设计；经济性
Abstract: in the energy conservation of the building has become the consensus today, in the high-rise building design how to control the economy of the structure, reduce the cost, by the industry more general attention and attention. The author's own practice experience, from the structure form selection, building height, the shear wall structure design, basic structure design, shape optimization, reduce weight, rational choice materials, etc., presents in detail in designing high-rise buildings how to control the structure of the economy, have certain reference value.
Keywords: high building; Structure design; economy
中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：
建筑结构设计是工程建设计划的具体化。在高层建筑不断涌现，建筑节能已成为社会共识的今天，在高层建筑设计中如何控制结构的经济性，降低成本，越来越受到业界的普遍关注和重视。而所谓建筑结构的经济性，笔者以为，应以其综合经济效益为依据，除合理控制造价外，还应该从建筑有效使用面积、建筑布置灵活性等方面进行全面、系统的分析。下面结合笔者实践经验，谈谈个人的看法，以供同行借鉴参考。
1建筑结构设计经济性的现实意义
设计阶段是工程建设全过程中投资控制的重点。据对工程项目投资规律研究发现，越是前期，投资控制越重要；越是后期，投资控制影响作用越小。国内外研究的普遍结论是，设计阶段对项目投资影响为75%～95%，施工阶段为5%～25%。因此，建筑工程投资控制的重点在于设计阶段。另据统计，在满足同样功能的条件下技术经济、合理的结构设计，可降低工程造价5%～10%，甚至可达10%～30%。而结构造价在一般建筑物中占50%甚至更多，因此结构设计对于建筑物经济性影响甚大，强调结构设计的经济性意义深远。
2建筑结构设计经济性的目标
在建筑结构设计如何更为合理、经济方面，国内外学者已进行过很多的研究工作，但截至目前，仍然没有一个满足各种结构设计规范条件、符合设计人员习惯、尽可能接近经济合理、能够适用于高层建筑结构设计的成熟的数学模型。本人认为，建筑结构设计经济性的目标，应是在满足建筑结构长远效益的前提下，尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。在现实中，我们设计者可以此为目标来设计，让设计尽可能地接近以上要求，从而达到保证质量的前提下的结构合理、降低造价、节约投资的设计目标。
3高层建筑设计中控制结构经济性的思考
3.1重视结构形式的选择
选择合理的结构形式，不仅能够满足建筑造型及使用功能的要求，还能达到受力的合理完善及造价的经济。在高层钢筋混凝土结构的住宅结构设计时，由于高层建筑设计中关键是控制水平荷载作用下结构的侧移，因此，抗侧力结构体系也就成为结构工程师选优的重要目标。按抗侧力结构体系的不同，高层住宅常用的钢筋混凝土结构体系有框架结构、框架剪力墙结构、短肢剪力墙结构、大开间剪力墙结构等。每一种结构形式的经济性都有所差别，且都有其相应的适应性、抗震性能。因此，设计人员在高层建筑结构体系的优化选择过程中，要根据建筑物使用功能的要求、建筑高度的不同、施工地带的地理环境、投资数额等因素，按照经济、合理、安全、可靠的设计原则，保证结构整体具有良好的抗震性能、足够的承载力和刚度的前提下，选择最合适的结构体系。
3.2重视建筑物的经济高度
在高层建筑中，建筑层数的增多，水平荷载也成为结构设计的控制因索。而水平荷载对结构产生的倾震力矩，以及由此引起的竖向构件产生的轴力与建筑物高度的平方成正比。此外，作为水平荷载的风载和地震作用，其数值也随着结构动力特性的不同，变化较大，因此对高层建筑结构的造价影响较大。据相关资料分析：1)建筑物造价与高度呈二次方关系，建筑物高度增加，造价亦增加；2)随着层数增多，竖直荷载对造价影响不大，因此如能降低层高，则能在造价增加不多的情况下获得更多的使用面积；3)高层建筑结构的侧移有时也对造价构成影响，随着高度增加，侧向变形迅速增大，其与建筑物高度的四次方成正比，与构件刚度成反比，为使建筑结构在正常使用状态下具有足够的刚度．避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性要求，同时考虑经济因素的影响，《高层建筑混凝土结构技术规程》中给出了各种结构体系的混凝土高层建筑最大适用高度，在设计中必须重视；4)建筑物层高对工程总造价也有影响，如高层建筑，基础设计荷载因层高的加大会显著增加，与此同时，采暖、空调、卫生、电气、垂直管道的长度及管径、垂直构件的抹灰装饰量、墙体脚手架及垂直构件模板的数量也会相应增加。反之，建筑如考虑保温隔热的需要，层高的降低则更有利于满足节能的要求。
3.3重视剪力墙结构设计
剪力墙结构体系因具有整体性好、布置灵活、刚度大、侧向变形小、抗风与抗震性能好等特点在高层建筑特别是住宅建筑中被大量采用，因此，在设计中如何控制好该结构体系工程费用较高的缺点，降低高层建筑剪力墙结构的造价和材料消耗量，尤为重要。笔者建议如下：1）做好结构平面布置。首先，结构布置应注意考虑能削弱地震反应、平面刚度力求对称、竖向力求等强，合理确定其抗侧刚度中心位置，使水平合力点通过或靠近中心，避免产生扭转影响。其次，避免采用复杂结构，以免增大设计工作量，给施工造成困难，增大投资；2）合理选择剪力墙结构形式。根据建筑物高度的不同，合理选择高层建筑剪力墙结构形式，并通过控制结构水平位移和底部剪力系数这两个因素来满足设计要求，以降低工程造价。如，层数较少(如20层以下)的高层住宅，采用传统的现浇剪力墙结构时，各墙肢轴压比计算值往往较小，墙体配筋为构造配筋，墙体承载能力没有得到充分发挥，工程费用偏高，若适当的采用短肢剪力墙结构，则可节省工程费用5%～10%；3）尽量减小剪力墙厚度。对于剪力墙结构，剪力墙的厚度取值不仅显著影响结构的自重、结构质量大小，还直接影响到工程造价。若剪力墙厚度增加，虽然结构抗侧力的能力提高，同时结构所承受的地震力也加大，二者不一定成正比。因此，在设计中要注意合理地尽量减小剪力墙厚度；4）严格控制剪力墙配筋率。根据GB50010―2010《混凝土结构设计规范》，在一、二、三级抗震等级的剪力墙中，竖向和水平分布钢筋的最小配筋率均不应小于0.25%；部分框支剪力墙结构的剪力墙底部加强部位的竖向和水平分布钢筋配筋率不应小于0.3%，这在高层或者较长的剪力墙结构中应该是合理的，但对于低矮、短小的剪力墙，笔者建议其水平筋的配筋率应适当减小；墙的竖向最小配筋率应该包括边缘构件中的钢筋，同时应注意防止竖筋过多使墙的抗弯强度大于抗剪强度，对抗震不利。
3.4重视基础结构设计
基础工程的投资约占工程总投资的20%～30%，基础设计的重要性可见一斑。一般高层、小高层建筑考虑基础埋深的要求1/18建筑物高度，通常设置地下室采用桩筏基础。因此，如何对桩进行合理选型，将对整个地下室设计的经济性影响极大。例如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘察报告，采用Φ400预应力管桩，可选桩长有桩长25m，单桩承载力特征值Ra=900kN，桩长34m，单桩承载力特征值Ra=1300kN。采用25m桩需要290根，采用34m桩需要200根。从桩本身比较两种方案，总的桩延米数量相当，但采用25m桩为满樘布置，筏板厚需1200mm，而采用34m桩为墙下布置，筏板可减至900mm，经济性明显。因此，笔者认为基础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方案。而对于筏板厚度的取值，则应考虑桩冲切，角桩冲切，墙冲切及板配筋等多方面的因素。另外，筏板长度的设置也要注意，由于考虑地下室的使用合理性，常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达100m以上，中间就设置几条后浇带，也没有其他措施，笔者认为是不妥当的，设计中必须注意。
3.5重视建筑形式的优化
建筑平面及竖向形式的优化比尺寸优化更有意义。首先，建筑物平面形式越简单，用钢量就少。每层面积相同或相近，则外墙长度越大的建筑其用钢量就越大，平面形式是否规则不仅决定了用钢量的多少，而且可以衡量结构抗震性能的优劣。其次，建筑物竖向体型规则和均匀，刚度没有突变，抗侧刚度从上而下均匀变化，其受力均匀，用钢量就小，反之则大。因此，在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面布置简单、规则，刚度和承载力分布均匀，平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过大。高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。因此笔者认为，结构设计人员一定要注重概念设计，在满足美观、适用的前提下，尽可能使建筑结构的平面布置和竖向布置简单、规则和均匀。那么结构体系就会具有更合理的刚度和承载力分布，从而避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。只有这样，到初步设计和施工图设计阶段过程中对截面尺寸的优化才会有实质性的意义。
3.6 减轻高层房屋建筑自重
高层建筑减轻自重比多层建筑意义更大。我们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，减轻房屋自重可直接减少混凝土用量，同时减小垂直荷载和水平地震力，进一步减小结构内力，改善经济指标，特别是基础和转换层的混凝土和钢材用量。
3.7 合理选用建筑材料
材料选择不同，工程直接费不同，总造价不同。设计阶段合理选择建筑材料，控制材料单价或工程量，是控制工程造价的有效途径。筑材料选用应尽量选用高强度的建筑材料，如钢材宜优先选用三级钢。HPB300、HRB335和HRB400，这三种钢材的价格比较接近，但它们的抗拉强度值是270:300:360=1:1.11:1.33，可见采用高强钢筋的性价比高。混凝土宜用C30以上标号的混凝土，因为目前的施工工艺和技术已可使混凝土达到C80，运用高强度混凝土可以减小结构截面和减轻结构自重。填充墙材料宜采用轻质墙体，如纸面石膏板、水泥纤维板、加气混凝土等，以上材料既可增加室内的使用面积，也能减轻结构自重，减小地震作用，进而减少结构主要受力构件的配筋量和混凝土用量。
总之，结构的造价在建筑工程中占比例较大，重视结构设计中的经济性理念，通过结构的优化设计实现建筑作品的最大经济价值，不仅是评判建筑设计作品优劣的重要尺度，也是能否促进国民经济合理发展的关键环节。目前在我国的工程设计领域中，部分设计人员因忙于应付大量的具体工作，往往不够重视结构经济性问题，导致同一工程不同的人设计其土建造价可能差别很大，造成不必要的浪费，这对于经济实力并不发达、尚处于第三世界发展中国家的中国而言，是一个急待解决的问题，因此，作为一名设计人员，我们必须严守“经济、适用、合理”的原则，精心设计，力求在达到建筑建设要求的基础上，尽可能地利用有限的资源获得最大的效益，实现降低工程造价取得最佳经济效果的目的。
参考文献：
【1】项兵，马可.浅谈高层建筑的结构设计与建筑成本的控制【J】.科技创新导报，2008（18）：88.
【2】董良凤.浅谈高层建筑混凝土结构的优化设计【J】.福建建筑，2010（1）：52-53，36.
摘要：随着国家社会经济与技术的飞速进步发展，高层建筑在我国各大城市越来越多。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求，本文就结构设计中常见的几个问题进行探讨。
关键词：高层建筑结构设计 问题
1高层建筑结构受力性能对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。 建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。 对于低层、多层和高层建筑，竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的，但是，随着高度的不断增加。竖向结构体系成为设计的控制因素，其原因有两个：其一，较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒；其二，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。 与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的，而随建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。在高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，可见，高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。 2结构选型阶段 对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点： 2.1结构的规则性问题。 新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。 2.2结构的超高问题。 在抗震规范与高规中。对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此。必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。 在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题。导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。 2.3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。 2.4短肢剪力墙的设置问题。在新规范中， 对墙肢截面高厚比为5－8的墙定义为短肢剪力墙。且根据实验资料和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。 3地基与基础设计方面 地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。 在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。 地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。 转贴于 中国论文4结构计算与分析方面 在结构计算与分析阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。 4.1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。 4.2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。 该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。 4.3振型数目是否足够。 在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。 4.4多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。 4.5非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大。因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。5结束语 总之，在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的实际情况，应做出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应该根据具体情况进行具体分析，处理建筑设计中遇到的各种问题。
参考文献 [1]肖峻，高层建筑结构分析与设计[J]，中化建设，2008[2]范小平，高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J]福建建材，2008 [3]李国胜，多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例，中国建筑工业出版社，2004 中国论文下载中心 省略
关键词：高层建筑；抗震设计；结构体系
结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。本文围绕高层建筑结构，总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法。为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。
1 高层建筑抗震结构设计的基本原则
1.1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
(1)结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。(2)对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。(3)承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
1.2在设计构造上宜有多道抗震防线
(1)一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架―剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。(2)地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。(3)适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
1.3对出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力
(1)构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。(2)要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。(3)要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。(4)在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2 高层建筑结构静力分析方法
2.1 框架－剪力墙结构
框架－剪力墙结构中剪力墙布置应按“均匀、分散、对称、周边”的基本原则考虑,内力与位移计算的方法很多，大都采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同，各种方法解答的具体形式亦不相同。框架－剪力墙的机算方法，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。
2.2 剪力墙结构
计算剪力墙的内力与变形时,其剪力墙应计入端部翼缘地共同工作,剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。不同类型的剪力墙，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确，而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。
2.3筒体结构
筒体结构包括框筒结构?筒中筒结构以及其它筒体结构。筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类：等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。一种是只作几何分布上的连续化，以便用连续函数描述其内力；另一种是作几何和物理上的连续处理，将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板，以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。
3 高层建筑的结构体系
3.1框架－剪力墙体系。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好的抗震性能。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架－剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架－剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架－剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
3.2剪力墙体系。剪力墙体系结构刚度大，空间整体性好，当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架－剪力墙体系。
3.3筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体－框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。
4 结束语
在强烈地震作用下,建筑物的破坏机理和过程是十分复杂的,要进行精确的抗震计算是困难的,在总结大量地震灾害经验的基础上,提出了概念设计,并认为它是结构抗震设计的首要问题,比计算设计更为重要。对设计人员来说,掌握概念设计,有助于明确抗震设计思想,灵活、恰当地运用抗震设计原则,不致陷入盲目的计算工作,从而比较合理地进行抗震设计。
参考文献：
[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2002，11
[2]徐宜，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑，2009
【关键词】：高层建筑；结构选型；重要性；
中图分类号： TU97 文献标识码：A 文章编号：
【 Abstract 】:The structure of the high-rise building system is high-rise structure whether reasonable, key economic, along with the development of building height and function need constantly develops and changes. The thesis summed up the various kinds of high building structure system, especially in recent years, the complex, novel appeared of structural system of the mechanical characteristics and structure design of high-rise building points are discussed
【 key words 】: High-rise buildings; The structural type; Importance;
引言
对于高层建筑的结构设计, 首先摆在结构工程师面前的是结构选型的问题。高层建筑结构的选型通常要遵循一定的原则, 它不仅考虑到建筑物的适用性、经济性、抗震性能,而且要考虑施工安装的影响。正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑结构设计而言, 具有至关重要的意义。
1.一、 高层建筑结构选型的重要性
1.1（一）高层建筑结构复的杂性。随着现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂,高度、规模、投资日益增大。也就要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。主要表现为:
(1)1.需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布的多样化、个性化与复杂化。为增大建筑净空高度,很多高层建筑中存在的新问题与矛盾开始显现，对结构系统形式的要求提高。
(2)2.随着高度与规模的增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性以及可优化的空间与效益将更明显。结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。
3)3.高层建筑需考虑的影响因素日益复杂，系统、综合和多变,选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大。
1.2（二）高层建筑与城市社会发展的关系密切。我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升,城市居住、生产、生活用地日趋紧张。为节约及充分利用城市土地资源,减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费,提高城市社会吸纳能力及其综合效益,缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等城市社会性问题,高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长,且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。
2.二、 高层建筑结构选型的若干思考
选型工作具有很强的综合性，包含大量确定与不确定的因素,受诸多条件和因素影响。高层结构是否合理、经济的是关键，随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性、施工条件、技术能力、施工工期、建筑材料和能源供应。建筑美学要求包括建筑群及其环境的配合，建设场地的地形地貌自然灾害等等。
2.1（一）从结构体系角度分析
高层建筑的结构体系主要有框架结构、异型柱框架结构、框架一剪力墙结构,现分别加以分析。
2.1．1.异型柱框架结构
这种结构体系是框架结构的一个派生结构形式,它除了具有框架结构的特点外, 与墙同宽的异型柱很好地解决了建筑平面使用问题。 但因异型柱相对于框架柱来说,刚度和承载能力相差了许多且规范对其的要求也比框架结构高，故多用于多层建筑(如别墅)。高层建筑中仅用于8层的小高层，适用高度范围一般为24m以下(6度设防)
2.1.2 .框架结构
由框架梁、柱、楼板等主要构件组成其特点是柱网布置灵活, 便于获得较大的使用空间。延性较好, 填充墙可采用轻质隔墙减轻结构自重。造价低框架应当纵横双向布置,形成双向抗侧力体系，但内凸的框架柱会影响使用功能, 且横向侧移刚度较小,抗震性能较差。地震中填充墙损坏严重,修复费用很高。适用高度范围一般为60m以下(6度设防)
2.1.3.框架一剪力墙结构
这种结构体系的特点是利用电梯间做钢筋硅核心筒抵抗大部分水平荷载,。框架柱主要承受竖向荷载，既具有框架结构布置灵活的特点, 满足大空间的房屋的要求, 又具有较大的刚度和较强的抗震能力。框架一剪力墙结构的主要缺点,：由于功能要求剪力墙布置位置往往受到限制,。往往不可避免地造成刚心、质心不重合, 产生偏心扭矩, 且内凸的框架柱仍会影响使用功能"。适用高度范围一般为130m以下(6度设防)
2.1.4.剪力墙结构
剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。其特点是整体性好、侧向刚度大、水平力作用下侧移小,便于房间内部布置。可通过在适当部位开结构洞,形成若干短肢剪力墙来调整整体刚度,。并可采用轻质填充墙减轻结构自重及工程造价。缺点是不能提供大空间房屋结构,延性较差,造价高。适用高度范围一般为140m以下(6度设防)。
2.1.5.筒体结构
框架-核心筒结构由实体的核心筒和外框架构成。一般将电梯间及一些服务用房集中在核心筒内;其他需较大空间的办公用房、商业用房等布置在外框架部分。由于核心筒实际上是两个方向的剪力墙构成封闭的空间结构, 相对于框架一剪力墙结构具有更好的整体性与抗侧刚度。且刚心、质心偏差很小，适用高度范围一般为150mm以下(6度设防)。
2.2（二）从结构部位分析
2.2.1.竖向承重结构的选型
在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑的是建筑物的高度和用途。不同结构体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适应的高度也不同。一般说来,框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低的情况;框架―剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;层数很多或设防烈度较高时,可用筒体结构。当建筑物的高度超出表中数值时,要进行专门的研究,采取有效的措施。选择结构体系应考虑的另一个因素是建筑物的用途。目前国内高层建筑按用途大体上可分三大类:住宅、旅馆及公共性建筑(办公、商业、科研、教学、医院等)。住宅建筑一般采用剪力墙结构。
2.2.3.水平承重结构的选型
水平承重结构对保证建筑物的整体稳定和传递水平力有重要作用。水平承重结构选型通常有以下几种,平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖。平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构。其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高。但当跨度大时,采用平板较困难,一般非预应力平板不宜成过6m,预应力平板不宜超过9m,否则平板厚度过大,楼面重量太大。采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖。无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接的可靠性。无梁楼盖的合适跨度是:普通钢筋混凝土楼面6m以内;预应力混凝土楼面可达9m。密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。当采用装配式楼板时,框架－剪力墙结构应加混凝土现浇面层。楼盖结构应满足:房屋高度超过50m时,框架―剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构;剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构。房屋高度不超过50m时,8、9度抗震设计的框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构;6、7度抗震设计的框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖;框架结构和剪力墙结构可采用装配式结构。同时对于现浇楼盖,混凝土强度等级不宜低于C20,也不宜高于C40。
2.2．3下部结构的选型
高层建筑的基础是高层建筑的重要组成部分。它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。高层建筑基础形式选择的好坏,不但关系到结构的安全,而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。高层建筑基础形式通常有以下几种:
(1)柱下独立基础:适用于层数不多、土质较好的框架结构。当地基为岩石时,可采用地锚将基础锚固在岩石上,锚入长度≥40d。
(2)交叉梁基础:即双向为条形基础。适用:层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架－剪力墙结构。
(3)片筏基础:适用于层数不多土质较弱或层数较多土质较好时采用。当基岩埋置深度很深,水下水位又很高,但是在距地表不深处有一定承载力和一定厚度的持力层时,选用片筏基础比选用桩基础可以节省投资和缩短工期。但片筏基础的刚度较弱,应注意对基础不均匀沉降、变形和裂缝进行验算。当地下水位很高时,还要进行抗浮验算。
(4)复合基础:适用于层数较多或土质较弱时采用。可用于填土、饱和及非饱和粘性土。CFG桩复合地基是高粘结强度复合地基代表,目前它已大量应用于高层建筑地基。它既可适用于条形、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。
3.结语
(l)高层建筑结构体系直接影响抗震性能,结构选型应满足以下要求:应具有必要的承载能力!刚度和变形能力;应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载! 风荷载和地震作用能力;应避免连续倒塌;结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布, 避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位;宜具有多道抗震防线。
(2)高层建筑结构选型应根据房屋高度。高宽比!抗震设防类别!抗震设防烈度。场地类别!结构材料!施工技术条件!工程造价等因素, 并应满足建筑使用功能的要求, 满足建筑造型艺术的要求,适应未来发展与灵活改造的需要, 在不违反规范的前提下, 选用适宜的结构体系。
参考文献
[1]沈蒲生．高层建筑结构设计[M]．北京:中国建筑工业出版社,2006.
[2]刘海卿,康珍珍,张丙军.高层建筑结构选型影响因素分析[J].科学技术与工程,2006(6).
您好，根据作者的专业，这篇论文我把电气内容放在前边，结构内容放后边了
关键词：高层；钢结构建筑；消防；电气；结构；设计要点
中图分类号：S611文献标识码： A
前言：高层钢结构建筑的电气消防设计水平和结构设计的安全、可靠，直接关系到高层建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能，建筑行业在进行建筑结构设计和消防电气设计中应该根据国家标准和规范，做好建筑工程的消防电源及配电设计、火灾自动报警系统设计、钢结构设计等方面的设计工作,通过优化建筑工程结构设计和消防电气设计不仅可以有效避免安全隐患的出现,防止重大安全事故的发生保障人员的人生安全。
一、高层钢结构建筑消防电气设计的特点
高层钢结构建筑的结构本身在高温下容易失去承载力，室内装修的材料也是可燃的，加上存在人员及货物过于密集、楼层过多的问题，高层建筑存在着严重的安全隐患。高层钢结构建筑容易发生的“烟囱模式”是由于竖井内电气管线多、管道敷设弯曲、电梯间通风设备多等多种原因造成的。烟囱模式在遇到明火的时候，会加快火势的增大和蔓延。经过对许多火灾事故和现场的分析，相关部门发现火灾发生十五分钟之后，火势会不断加大并以极快的速度蔓延，烟雾的扩散程度也会迅速加快。所以，高层钢结构建筑的火灾扑救十分困难，假如发生火灾，就会对人民的身体健康和财产安全造成极大的损害。
二、高层钢结构建筑的消防电气设计要点
1、供配电设计
高层建筑的防火规范必须按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95执行。国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-2009规定了供电负荷等级和供电要求。一级负荷应由独立的双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。许多高层钢结构的建筑为一类高层建筑，所以它的供电负荷等级也应该是一级。一类高层钢结构的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防电气的负荷应该是一级负荷别重要的负荷供电。
2、火灾事故照明和疏散指示照明
高层钢结构建筑的楼梯间、前室、配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间、人员密集的场所、公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道应设置应急照明。疏散用的应急照明，其地面最低照度不应低于0.5Lx，疏散照明最少持续供电时间为30min。
3、先进可靠的火灾自动报警控制系统
高层钢结构建筑的火灾报警系统按《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求执行，将火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级。钢结构的高层建筑的火灾自动报警系统基本上采用控制中心报警系统。控制中心报警系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器；或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器，应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号，系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应满足规范要求，宜用于特级和一级保护对象。
4、火灾漏电探测报警系统
高层钢结构建筑内火灾危险性大、人员密集，根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求需设置漏电火灾报警系统。火灾漏电探测报警系统主要探测线路的漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，并储存各种故障和操作试验信号不应少于12个月。火灾漏电的探测模块安装在供配电的每一个回路的空气开关下端，探测每一路需要检测回路的漏电电流、过电流情况。每一个探测回路只发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化，不切断回路的电源。火灾漏电探测报警系统的主机安装在消防控制中心的墙上，给值班人员提供准确的报警信号和故障点位置。
5、做好建筑物的防雷与接地
高层建筑的火灾中，由雷击造成的原因占一定的比例。所以建筑设计时必须计安全可靠的防雷和接地装置 ，防止直击雷、侧击雷的直接破坏和雷电波的浸入造成的破坏。钢材是良好的导电体，钢结构的高层建筑像一个导电的铁笼子，所以更要做好建筑物的防雷和接地，还应及时与结构等专业沟通，合理确定位置，使其满足规范要求，减少和预防由于雷击造成的安全事故。
三、高层钢结构建筑的结构设计应注意的问题
1、钢结构设计要安全可靠
钢结构要做到安全合理、符合电气专业相关要求、节点构造方便可靠，并为构件生产、运输、安装提供保障。 结构方案尽可能节约钢材，减轻钢结构重量；钢结构设计生产尽可能缩短制造、安装时间，节约劳动工日；钢结构必须有足够的强度、刚度和稳定性，保证整个结构安全可靠，符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；结构构件应便于运输、便于维护。而且还要注意钢结构使用价值和观赏价值兼备。
2、钢结构建筑设计要实用、安全
钢结构建筑设计要发挥钢结构的优势，满足电气消防设计规范，建筑钢结构的平面布置应力求规则、对称，而且避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板；注意设计深度，保证达到有关的规定要求；注意解决钢结构建筑建筑防腐蚀、防火、防震问题。做好钢结构防锈、防腐处理，使结构布置符合规则性要求，提高防震能力，保证钢结构建筑的实用安全性统一。
四、高层钢结构建筑结构设计技术要点
1、判断钢结构在建筑设计中的适用性
在进行钢结构建筑设计、选用结构设计方案之前，要充分考察建筑项目建设是否适合用钢结构 。钢结构通常用于大跨度、高层、荷载、体型复杂或有较大振动、密封性要求高、吊车起重量大、要求能便于安装拆卸的结构。为了避免不必要的经济损失，要认真考察钢结构在建筑设计中的适用性。
2、确定结构选型与结构布置
“概念设计”这一理念应贯穿于在钢结构设计的整体过程中，运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，它在结构选型与布置阶段尤其重要。国内常见的钢结构类型主要有：框架、塔桅索膜、网架、平面架、轻钢等。在钢结构选型环节，要注意依据结构设计中主体系与分体系之间试验现象、破坏机理、工程经验、力学关系与震害等因素的综合深入分析，从而全面性整体性的选择最为科学、合理的结构，并且注意合理布置细节。
3、分析结构、预估截面
建筑设计在确定钢结构选型和布置后要注意对钢结构进行分析，以便钢结构于在实际设计中的合理应用，例如利用线弹性分析钢结构。另外还需对构件截面作初步估算，包括梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。设计时应及时与电气等专业沟通，使设计更加优化，这些也是钢结构建筑设计的重要环节。
结语：综上所述，在高层钢结构建筑的消防电气设计以及结构设计过程中，深入了解其消防电气的设计特点以及结构设计特点是关键，做好电气和结构两个专业间的相互配合工作，这既是现代化高层建筑物得到安全保障的体现，也是建筑火灾得到有效控制的体现，极大地保障了人们的生命财产安全。并且随着现代科学技术的快速发展的同时，促进人们不断在建筑电气消防技术中引入了很多新型的现代化设备，不断的完善结构优化设计，进而大幅度地提升了超高层建筑物的安全稳定功能，使其更加符合现代化超高层建筑设计的新要求。
参考文献：
[1] 郭艳靓.消防电气技术在超高层建筑中的应用[J].科技致富向导，2013，(08).
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[5] 郭彦杰.浅谈超高层建筑节能设计[J].科技信息(科学教研)，2008，(13).
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[7] 吕明芳.超高层建筑的电梯设计的探讨[J].科技致富向导，2010，(26).
关键词：SATWE；参数选取
正文：
SATWE是应现代高层建筑发展的要求，专门为高层结构分析与设计而开发的基于壳元理论的三维组合结构有限元分析软件，其核心是解决剪力墙和楼板的模型化问题，尽可能地减小其模型化误差，提高分析精度，使分析结果能够更好地反映出高层结构的真实受力状态。其参数选取是在使用PKPM设计软件对多层和高层建筑进行结构设计的过程中所必需涉及的关键工作，对建筑结构设计的合理性和安全性尤为重要。以下就2010版pkpm结构软件中SATWE部分设计参数选取作初步探讨。
由于篇幅有限，本文仅针对设计中容易出错的设计参数做初步探讨。
一、总信息
1水平力与整体坐标角参数意义：为地震力作用方向或者风荷载作用方向与结构整体坐标的夹角，逆时针为正。
由、于事先很难估算结构的最不利地震作用方向，所以一般先取0度。《抗规》5.1.1-2“有斜交抗侧力构件的结构，当相交角大于15度时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用”。如果SATWE计算后在计算书WZQ.OUT输出的“地震作用最大的方向”绝对值大于15度，应将该角度输入重新计算。但是要注意两点：（1）、改变此参数时，地震作用和风荷载的方向将同时改变。如果只要改变地震作用方向，不改变风荷载的方向，则此处参数不要改变，只在“地震信息”中输入附加地震作用方向即可。（2）、改变此参数时，图形会跟着旋转。
2、裙房层数意义：作为带裙房的塔楼结构剪力墙底部加强区高度的判断依据。《抗规》6.1.10条文说明：有裙房时，加强部位的高度也可以延伸至裙房以上一层，应从结构最底层起算（包括地下室）。裙房层数仅用作底部哩哩啦啦加强区高度的判断。规范针对裙房的其他相关规定，程序并未考虑，需要设计者自行完成。
3、转换层所在层号填写了此参数，程序即判断该结构为带转换层结构。为程序决定底部加强部位及转换层上下刚度比的计算和内力调整提供信息。对于水平转换构件和转换柱，还需在“特殊构件补充定义”中对构件属性进行指定。对于仅有个别结构构件进行转换的结构，可只在“特殊构件补充定义”中对构件属性进行指定，不需填写“转换层所在层号”，程序将仅执行对于转换构件的设计规定。应按PMCAD楼层组装中的自然层号填写。如有地下室，应从地下室起算。对于高位转换的判断，转换层位置以嵌固端起算。4、嵌固端所在层号规范中涉及到嵌固端的条文：《抗规》6.1.3-3规定了地下室作为上部结构嵌固部位时应满足的要求；6.1.10规定剪力墙底部加强部位的确定与嵌固端有关；6.1.14提出了地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时的相关计算要求；《高规》3.5.2-2规定了结构底部嵌固层的刚度比不宜小于1.5。参数选取：（1）当地下室顶板作为嵌固部位时，层号为“地下室层数+1”。此时，应注意：如果修改了地下室层数，应确认嵌固端所在层号是否需要相应修改。（2）如果在基础顶嵌固时，嵌固端所在层号为1。
5、对所有楼层强制采用刚性楼板假定一般仅在计算位移比和周期比时选择，在进行结构内力分析和配筋计算时不选择。SATWE对于地下室楼层总是强制采用刚性楼板假定。
6、强制刚性楼板假定时保留弹性板面外刚度主要针对板柱结构体系。在“强制采用刚性楼板假定”的条件下，是无法考虑板面外刚度，从而影响到柱内力的计算。此时，就需要选择本参数，弹性板面外刚度仍按实际情况考虑。
7、结构体系与旧版相比，增加了“部分框支剪力墙结构”、“单层钢结构厂房”、“多层钢结构厂房”、“钢框架结构”；取消了“短肢剪力墙结构”和“复杂高层结构”。值得注意的是，新版读入旧版数据时，“短肢剪力墙结构”自动转换为“剪力墙结构”；“复杂高层结构”自动转换为“部分框支剪力墙结构”。注意：框架-剪力墙结构中框架承担的地震倾覆力矩。如果框架部分承受的地震倾覆力矩≤结构总地震倾覆力矩的10%，按剪力墙结构进行设计；如果框架部分承受的地震倾覆力矩＞结构总地震倾覆力矩的10%，按框架-剪力墙结构进行设计。
二、风荷载信息
1、X、Y向结构的基本周期程序初始给出的是根据规范里的简化公式计算出来的，一般与实际情况有些差别，所以通常的做法是：SATWE计算完成后，查看实际基本周期，然后回填，重新计算。
2、承载力设计时风荷载效应放大系数新规范修改条文，详见《高规》4.2.2条及其条文说明确定
3、设缝多塔背风面体型系数此参数在设计中容易被忽视。以变形缝为界定义多塔时，程序在计算各塔的风荷载时，对设缝处仍作为迎风面，计算风荷载偏大。采用此系数可以对设缝处遮挡面的风荷载进行扣减。遮挡面（设缝处的背风面）的指定：在“多塔结构补充定义”中进行指定。
三、地震信息
1、砼框架抗震等级、剪力墙抗震等级、钢框架抗震等级砼框架抗震等级、剪力墙抗震等级：多层按《抗规》表6.1.2确定，高层按《高规》3.9节确定。注意：（1）、框架-剪力墙结构中的框架的抗震等级，要根据框架承担的地震倾覆力矩的比例来确定，详见《高规》8.1.3条；（2）部分框架剪力墙结构：当转换层在3层及3层以上时，框支柱、底部加强部位的抗震等级宜提高一级，已为特一级时可不提高。详见《高规》10.2.6条。钢框架抗震等级：按《抗规》8.1.3条确定。
2、考虑偶然偏心考虑偶然偏心：《高规》4.3.3条及条文说明，“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响”，“当计算双向地震作用时，可不考虑偶然偏心的影响，但应与单向地震作用考虑偶然偏心的计算结果进行比较，取不利的情况进行设计”
3、考虑双向地震作用《高规》4.3.2-2条和《抗规》5.1.1-3条：“质量与刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转影响”。实际工作中，一般当位移比大于1.2时，考虑双向地震作用。
4、斜交抗侧力构件方向附加地震数、相应角度如果SATWE计算输出结果里的“地震作用最大的方向”绝对值大于15度，而且不要改变风荷载的方向，那么需要在此处输入该角度来计算地震作用。四、活荷信息
1、柱、墙、基础设计时活荷载《荷载规》4.1.2条，梁、柱、墙、基础设计时，可对楼面活荷载进行折减。梁折减：在PMCAD中进行；柱、墙、基础折减：在SATWE中进行。注意：此折减仅用于SATWE设计结果的输出。而SATWE传递到JCCAD的内力是没有折减的。
2、梁活荷不利布置最高层号《高规》5.1.8条：高层建筑结构内力计算中，当楼面活荷载大于4kN/m2时，应考虑楼面活荷载不利布置引起的结果内力的增大。
3、考虑结构使用年限的活荷载调整系数《高规》5.6.1条，γL为考虑结构设计使用年限的楼面活荷载调整系数，设计使用年限为50年时取1.0，设计使用年限为100年时取1.1。
五、调整信息
1、梁活荷载内力放大系数《高规》5.1.8条：高层建筑结构内力计算中，当楼面活荷载大于4kN/m2时，应考虑楼面活荷载不利布置引起的结果内力的增大；当整体计算中未考虑楼面活荷载不利布置时，应适当增大楼面梁的计算弯矩。《高规》5.1.8条条文说明：放大系数可取1.1~1.3，正负弯矩同时放大。如果“活荷信息”里已经考虑了楼面活荷载不利布置，此处应填1。2、薄弱层地震内力放大系数《高规》3.5.8条：1.25；《抗规》3.4.4-2条，不小于1.15。
3、梁刚度放大系数按2010规范取值根据《砼规》5.2.4，自动计算每根梁的楼板的有效翼缘宽度，按照T型截面与梁截面的刚度比例，确定每根梁的刚度系数。
4、按抗震规范第5.2.5条调整各楼层地震力《抗规》表5.2.5规定,抗震验算时,结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于给出的最小地震剪力系数。程序给出了一个控制开关,由设计人员决定是否由程序自动进行调整。若选择由程序自动进行调整,则程序对结构的每一层分别判断,若某一层的剪重比小于规范要求。则相应放大该层的地震作用效应。注意：本项调整只对剪重比和内力有影响，而对周期和位移没有影响。
5、指定薄弱层个数及相应薄弱层层号程序自动按刚度比判断薄弱层并对薄弱层进行地震内力放大，但对竖向构件不连续、承载力突变的楼层，不能自动判断为薄弱层，需要设计者在此指定。
6、0.2V0调整《抗规》6.2.13-1条、《高规》8.1.4条和9.1.11规定，侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙结构和框架-核心筒结构，任一层框架部分的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框架-抗震墙结构、框架-核心筒结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。程序对框架-抗震墙结构和框架-核心筒结构，将依据规范要求进行0.2Q0调整，设计人员可以指定调整楼层的范围。如果需要人为控制调整系数，可以在SATWE文件SATINPUT.OUT中给出。
以上对2010版pkpm结构软件中SATWE部分设计参数选取作初步探讨。论文中的不正确的地方，也请广大建筑结构设计工作者不吝赐教。
参考资料：
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010
《建筑结构荷载规范》GB50009--2001(2006年版)
关键词：建筑方案设计；建筑物抗震；作用分析
中图分类号： TU2 文献标识码： A
前言:在建筑方案设计中，建筑物的抗震设计是一个非常重要的环节，它和人们的生产生活有着非常密切的关系。现有的研究和经验表明，在建筑方案设计中全面贯彻抗震设计的主要内容，将二者结合到一起，能够有力的提高建筑物的抗震能力。
1、建筑方案设计在建筑抗震设计中的几个主要设计问题分析
1.1建筑体型设计问题
建筑体型包括建筑的平面形状和立体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，例如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、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的建筑（包括单
层和多层建筑）在地震中都未出现较重的破坏；有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂ss和不规则，例如相邻单元的高差过大、出屋面建筑部分的高度过高、有的建筑装饰悬伸过大过高，这些沿高度形状上的变化，在地震时都会造成震害，特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。在历次地震中工业与民用建筑都有此类震例。
所以，在建筑体型的设计中，应尽可能的使平面和空间的形状简洁、规则；在平面形状上，矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说，都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体形，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼，在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度
比较均匀地分布，避免产生因体形不对称导致质量与刚度不对称而引起建筑物在地震时发生对抗震极不利的扭转反应。在建筑方案设计中，特别是高层建筑的建筑方案设计中，为了建筑立面美观和艺术上创意，复杂的建筑体型是难以避免的，但是，在设计时一定要把建筑艺术、建筑使用功能同结构抗震安全很好的地结合起来。
1.2 建筑平面布置设计问题
建筑物的平面布置在建筑方案设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离，内墙的布置，空间活动面积的大小，通道和楼梯的位置，电梯井的布置，房间的数量和布置等等，都要在建筑的平面布置图上明确下来；而且，由于建筑使用功能的不同，每个楼层的布置有可能差异很大。因此，这就带来一个建筑平面布置的多样化如何同时考虑结构抗震要求的问题。一个比较突出的问题是，建筑平面上的墙体（包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙）布置不对称；墙体与柱的分布不对称，不协调；造成建筑结构质量与刚度在平面上分布的不对称，不协调；使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利。根据抗震设计审查结果统计，有的城市在建筑平面布置上不合理的达17%，在墙体设置上不符合抗震要求的达24%。
1.3地展力问题
在高层建筑方案设计中，除了考虑垂直荷载和水平荷载外，还要考虑地展力。往往由水平地震力产生的内力，成为设计控制的主要因素。高层建筑的结构体系有多种，当地震烈度低于8度时，只要建筑物体型合理。垂直刚度均匀，九层以下的高层建筑，仍可采用钢筋混凝土框架结构。然而，由于高层建筑结构体系自身的柔性较大。加上设计师在建筑方案设计时因商业要求，无法建筑结构上进行合理的设计，从而引起建筑结构设计不合理，造成这类建筑抗震性能先天不足，加上临街一面底层抗震墙设簧减少，引起底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层要小，这种结构的建筑物其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担，使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低，当地震时，因为下柔上刚，从而危及整座建筑的安全。如何才能克服这些闲难就是建筑方案设计者所面临问题。
1.4 缺乏理论指导和经验
建筑抗震设计中缺乏科学规范的理论指导，缺乏实际经验的积累；我国对地质地震的认识尚不够完善，对地震的成因，预测，防治研究不够深入，地震防治规范不够科学。因此，在进行建筑结构抗震设计时候，缺乏一定的科学依据，或依据的是不完善的理论。因此，难以在建筑结构设计中完美融合防震设计理念。设计中，没有能够深入研究地震对建筑结构破坏的层次和顺序，难以做到重视主体的设计而兼顾细节问题。没有能根据实际情况灵活变通的运用抗震设计准则。
2、建筑方案设计和抗震设计的关系分析
建筑方案设计对建筑抗震起重要的基础作用。建筑的结构设计难以对建筑方案设计有很大的改动，建筑方案设计已经初步形成了，建筑结构就必须按照原则服从建筑方案设计的要求。设计师在建筑方案能够全面的考虑到抗震设计的要求，那么结构设计人员按照建筑方案
对结构部件进行科学、合理的布置，保证建筑结构质量与结构刚度均匀分布，结构受力和结构变形共同协调，提高建筑结构抗震性能和抗震承载能力；如果建筑方案没有考虑到抗震的要求，直接给结构抗震设计带来更大的难题，建筑布局设计限制结构抗震布局设计。为了进
一步提高结构部件抗震承载能力，就必须增大结构构件的截面面积，这样又会造成很多不必要的浪费。所以，在建筑抗震设计的过程中建筑单位要对建筑体型设计、建筑平面布置设计、屋顶建筑抗震设计等问题加以关注。
3、在建筑方案设计中考虑抗震问题的作用
3.1体型设计中能够避免质量和刚度分布不均
建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则：在平面形状上，矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。
3.2屋顶建筑的抗震设计作用
屋顶建筑的抗震设计人员常被人们忽视，这是因为屋顶并不是结构承重的重要部分。所以人们并不重视这一方面的设计。事实上恰恰相反。屋顶建筑是建筑方案设计的非常重要的一部分，根据现在一些地震的破坏来看。屋顶建筑是地震破坏最严重的地方之一。在这一部
分的设计中应该尽量降低屋顶建筑的高度，在材质上选择用高强轻质的建筑材料和轻型的建筑造型，保证屋顶建筑的结构质量和刚度的均匀分布，这样就能保证地震作用沿结构方向的均匀传递。同时在设计的过程中，要注意屋顶建筑与整体建筑的重心应该保持一致，这样能
够显著提高屋顶建筑的抗震稳定性。减少地震过程中扭转、变形等情况对建筑物自身的破坏。
结语：
总之，建筑方案设计在建筑的抗震设计中非常重要，二者之间有着非常密切的关系。因此，对于建筑方案的抗震设计，我们要有足够的重视并且使其能够发挥它的作用。从而保证建筑的抗震能力，保障人们的生命财产安全。
参考文献：
[1]蒋山.浅谈建筑方案设计在建筑抗震设计中的作用，[期刊论文]中国房地产业，2011年10 期
论文摘要:本文从抗震的角度探讨建筑的体型，建筑平面布置和竖向布置、规范中设计限值的控制、屋顶建筑等设计问题。
建筑设计是否考虑抗震要求，从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改，建筑设计定了，结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求，则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置，建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调，使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高；如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求，那就会给结构的抗震设计带来较多困难，使结构的抗震布置和设计受到建筑布置的限制，甚至造成设计的不合理。有时为了提高结构构件的抗震承载力，不得不增大构件的截面或配筋用量，造成不必要的投资浪费。由此可见，建筑设计是否考虑抗震要求，对整个建筑起着很重要的作用。因此，我们在建筑抗震设计过程别要注重以下几个问题。
一、建筑体型设计问题
建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。沿高度立体空间形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则；在平面形状上，矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。
二、建筑平面布置设计问题
建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等，都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且，由于建筑使用功能不同，每个楼层的布置有可能差异很大，建筑平面上的墙体，包括填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称，墙体与柱子分布的不对称、不协调，使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利。有的建筑物，其刚度很大的电梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一侧，结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一侧的墙体很多，而另一侧的墙体稀少，这就造成平面上刚度分布的很不对称，质量分布也偏心，使结构的受力和变形不协调，导致扭转地震作用效应，带来局部墙面的破坏。有的建筑物，如底层为商场的临街建筑，临街一侧往往不设墙体，而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭，两侧在刚度上相差很多，也将在地震时引起扭转地震作用，对抗震不利。还有的建筑平面布置上，经常出现内隔墙不对齐或中断，使刚度发生突变和地震力传递受阻，对抗震也带来不利，客易引起结构的局部破坏。建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大，从概念上要解决的一个核心问题是：建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。
三、建筑竖向布置设计问题
建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。无论是单层或多层，还是高层建筑或超高建筑，这个问题是比较突出的。存在的这个主要问题是，由于建筑使用功能的不同要求，如底层或下面几层是商场、购物中心，建筑上要求是大柱距、大空间；而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼，低层设柱、墙很少，而上面则是以墙为主，柱很少。有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅，在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。突出的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大，形成突变［3］。在刚度最差的楼层形成对抗震极为不利的抗震承载力不足和变形很大的薄弱层。这是在建筑设计中必须高度重视的问题。在实际设计中，在建筑使用功能不同的情况下，很可能出现上下相邻楼层的墙体不对齐，柱子不对齐，墙体不连续，不到底；上层墙多，下层墙少；上层有柱，下层无柱等，使地震力的传递受阻或不通；抗震用的剪力墙设置不能直通到底层、剪力墙布置严重不对称或数量太少。所有这些布置都将给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称和对建筑物很不利的扭转作用。多次大震害表明，建筑物竖向楼层刚度的过大变化，给建筑物造成很多破坏，甚至是整个楼层的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多栋钢筋混凝土高层建筑发生了中间楼层的整体坐落倒塌破坏。因此，尽可能使剪力墙布置比较均匀并使其能沿竖向贯通到建筑物底部，不宜中断或不到底。尽量避免其某楼层刚度过少，尽量避免产生地震时的钮转效应。
四、建筑上应满足的设计限值控制问题
根据大量震害的经验总结，现行《建筑抗震设计规范》(GBJll-89)对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定，建筑设计应予遵守：一是房屋的建筑总高度和层数；二是对房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。
五、屋顶建筑的抗震设计问题
在高层和超高层建筑设计中，屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看，屋顶建筑存在的主要问题，一是过高，二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形，也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑的重心不在一条线上，且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时，更会带来地震的扭转作用，对建筑物抗震更不利。为此，在屋顶建筑设计中，宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅，使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致；当屋顶建筑较高时，要使其具有较好的抗震定性，使屋顶建筑的地震作用及其变形较小，而且不发生扭转地震作用。超级秘书网
六、结束语
总的来说，建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑
抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础作用。一个优良的建筑抗震设计，必须是在建筑设计与结构设计相互配合协作共同考虑抗震的设计基础上完成。为此，要充分重视建筑设计在建筑抗震设计中的重要性，在建筑抗震设计中更好地发挥建筑设计应有的作用。
参考文献:
[1]《建筑抗震设计规范》(CBJll-89)，中国建筑工业出版社，2005。
[2]包世华、方鄂华，《高层建筑结构设计》，清华大学出版社，2003。
