时间：2023-07-19 17:31:35
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篇多层建筑的结构设计，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。
1框架结构设计所面临的问题
在当前建筑业所常用的框架结构设计中，框架结构在设计过程中往往存在一些问题，使得建筑结构的质量受到很大程度的影响，严重影响了建筑物的安全性，为此若想促进框架结构在设计领域的普遍运用，并充分发挥框架结构所具有的相对优势，就必须确保框架结构设计的质量，需要在设计过程中加以改正和完善。其受设计中计算结构精准度的影响，建筑结构设计中条形基础的宽度以及条形基础的面积受与实际需求存在一定的偏差。当条形基础面积不足时，在有较大的并且相对集中地作用力通过墙体向地基进行不均匀扩散时，对建筑结构的基础地基将形成一定不良的影响，为此在进行设计时必须对受力模型进行精准的计算，避免不均匀作用力对基础所造成的不良影响，影响建筑结构的稳固性。目前常用的框架结构空间分析计算软件都是以整幢楼的梁、柱整体参加工作进行计算分析的，对部分梁而言，尽管相交梁截面尺寸不同，相互之间却不存在主、次梁关系，设计人员在绘制施工图时，应注意配筋形式与受力分析相匹配。框架结构经空间分析程序电算，所有按主梁输人模型的梁是整体工作的，部分梁将产生扭转问题。
2 独立基础荷载取值
在多层框架房屋结构设计当中一般情况下多采用柱下独立基础作为建筑结构设计中的基础地基设计形式，但在《抗震规范》根据建筑物的层数以及地基持力层是否具有软弱粘性土层为标准，对建筑基础地基所能够承载的抗震承载力不进行特殊的要求，因此建筑房屋设计人员在进行基础地基设计时缺乏对抗震承载力的考量，由此导致了设计人员在进行具体设计时，对建筑物的风荷载也同样缺乏必要的考量。由此导致所设计的建筑结构很难满足建筑区域范围内对建筑结构风荷载性能的基本要求。此外部分设计人员在对多层框架房屋结构的独立基础进行设计时，对柱脚内力的承受范围缺乏仔细的分析与计算，致使柱脚内力值在设计过程中缺乏合理性，在设计时忽略了对柱脚剪应力数值的合理设定，这将严重影响建筑结构的抗震效果，同时不合理的基础设计还容易造成建筑施工材料的浪费，不利于对建筑工程造价进行合理控制。
3 基础拉梁设计需要注意的问题
在多层框架房屋设计当中，对基础采用较大的埋深设计时，可以在多层框架房屋的适当位置设计基础拉梁，通过基础拉梁的设计来尽量缩小建筑底层柱的计算长度，并尽量较少底层位移的出现情况。在进行多层框架房屋结构设计时，出于对建筑结构抗震效果的考虑，在对基础拉梁进行设计时可以在适当的位置采用箍筋对拉梁的主要承重部位进行加密，以提高建筑结构梁柱的稳固性，提高多层框架结构的稳固性。在进行基础拉梁设计时还需要对拉梁截面的具体尺寸进行合理的设定，并根据建筑结构抗震性能的基本要求，对基础拉梁的的宽度、高度以及横截面等方面的限值加以设定。在多层框架房屋结构设计当中填充墙与楼梯柱作为房屋结构的承重结构之一，在对拉梁进行支撑时，应采用适当的增加拉梁界面的横截面为主要手段，提高拉梁支撑的效果，保障拉梁支撑效果能够得到充分的发挥。
4 带楼电梯小井筒设计的注意事项
井筒将会吸收地震剪力，以至于框架结构承受的地震剪减小。因此框架结构应该尽可能的不要设置钢筋砼楼电梯小井筒。若实在不可避免时，应该适当的减薄井筒的壁厚，并且可以通过竖缝，结构洞等方法将其刚度减弱。计算时，除按框架计算外，还应该按照带井筒的框架进行复核，并且将与井墙连接的柱子的配筋进行加强。另外，尤其要注意，出屋顶的楼电梯间与水箱间等结构物的承重结构必须采用框架梁结构，而不能采用砌体墙；雨篷等构件不能够从承重墙挑出，而是应该从承重梁上挑出；楼梯梁与夹层梁等不可以支承于填充墙上，而应该由承重柱来支承。
5 框架结构中抗震设计参数
汶川地震的惨痛经历使我们深刻的认识到，建筑结构抗震设计以及抗震技术对建筑结构的稳固性以及保障居民生命财产方面所具有的重要性。而近年来随着我国建筑工程事业的不断发展，我国高层建筑越来越多，各种摩天大楼拔地而起，因此针对我国建筑工程领域发展的现实情况，我国需要在建筑工程领域广泛的采用抗震技术，以确保框架结构的稳固性，提高我国建筑工程的安全系数。《抗震规范》中明确指出，采用计算机计算出来的所有结果，都必须在经过对其合理性、有效性认真分析判断后才能适用于工程设计。一般，电算的结果主要包括结构的自振周期，楼层弹性层间位移、楼层地震剪力系数、楼层的弹塑性层间位移。楼层的侧向刚度比，振型参与质量系数，墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋，底层墙和柱底部截面的内力设计值。框架-抗震墙结构中抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值。要想对电算结果的合理性有一个正确的判断，这就要求计算时必须选用正确的计算简图与合理的结构方案。
5.1结构的抗震等级的确定
在建筑工程设计中，按照抗震设防来分类，一般的民用住宅建筑、公寓、办公楼等，很多房屋建筑是属于丙类建筑。当我确定这些建筑的抗震等级时，通常是根据本地区的抗震设防烈度、结构类型以及建筑高度，来对建筑结构的抗震等级加以设定。但是对于交通、电讯、消防、能源以及医疗类建筑，大型商场与体育场馆等公共建筑，首先，就应该确定其中哪些建筑物是乙类建筑。我们通常按照抗震设防烈度来计算乙、丙类建筑的地震作用。通常情况，乙类建筑，当抗震设防烈度在6-8度时，应该采取抗震措施。一般是在本地区的抗震设防烈度的基础上再增加一度，再查表来确定其抗震等级。若该乙类建筑处于7度地区，而其高度又超过规定的范围，此时，就应该采取更为有效的其他抗震措施。
5.2地震力的振型组合数
多层框架房屋结构设计处于提高抗震效果的考虑，需要采用扭转耦联的方式对地震力振型组合数实施计算，多层框架房屋结构设计中振型组合数应在 3 以上，并取 3 的倍数。当房屋建筑结构层数小于 3 层时，振型组合数通常设定为房屋建筑结构的层数。针对不规则的高层建筑结构振型组合数进行设定时，振型组合数应在 9 以上，并且振型组合数需要根据房屋建筑结构的层数与房屋建筑的具体刚度进行调整，层数越高、刚度变化越大时，振型组合数则需要进行加大调整。当建筑结构中有转换建筑或是塔楼建筑时，振型组合数应在 12 以上，并维持在建筑房屋结构层数的三倍范围之内。在对多层框架房屋结构进行设计时，设计人员需要对房屋的振型组合数予以高度的重视，不可以随意的进行设定，当建筑结构设计相对复杂、扭转十分明显时，则需要采用耦联计算的方式对建筑结构的振型组合数加以设定，以确保设定数值的科学性与合理性，保障建筑结构的整体抗震效果以及稳固性。
6 总结
近年来随着我国建筑市场的蓬勃发展，钢筋混凝土多层框架房屋结构设计以其明显的优势，正在被我国建筑工程施工领域所广泛的采用。建筑房屋结构设计的科学性与合理性对房屋建筑质量与使用性能有着决定性的影响，为此若想促进多层框架房屋结构在我国建筑施工领域的健康发展，必须确保多层框架房屋结构设计的科学性，在实施设计时设计工作人员需要对工程设计各个环节存在的不利影响因素进行全面的分析，通过提高建筑结构设计的质量，以此来提高多层框架房屋建筑结构的质量，提高建筑结构的使用性能。
参考文献
关键词：多层建筑；结构设计；构件尺寸；构件配筋
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
中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：
结构构件考虑
对于多层结构构件的梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提，除应满足规范《混凝土结构设计规范GB50010-2010》所要求的取值范围，还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1，以达到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处于弹性工作阶段的目的，即规范所要求的“强柱弱梁强节点”。
对于多层建筑选取框架结构类型时，应尽量避免设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。因为井筒的存在会吸收较大的地震剪力，相应地减少框架结构承担的地震剪力，而且井筒下基础设计也比较困难，故这些井筒多采用砌体材料做填充墙形成隔墙。当必须设计钢筋混凝土井筒时，井筒墙壁厚度应当减薄，并通过开竖缝、开结构洞等办法进行刚度弱化；配筋也只宜配置少量单排钢筋，以减小井筒的作用。设计计算时，除按框架确定抗震等级并计算外，还应按带井筒的框架（当平面不规则时，宜考虑耦联）复核，并加强与井墙体相连的柱子的配筋。此外，还要特别指出，对框架结构出屋顶的楼电梯间和水箱间等，应采用框架承重，不得采用砌体墙承重；而且应当考虑鞭梢效应乘以增大系数；雨篷等构件应从承重梁上挑出，不得从填充墙上挑出；楼梯梁和夹层梁等应承重柱上，不得支承在填充墙上。
构件的配筋率调整技巧
进行构件结构设计时，应当合理地调整配筋率，构件的配筋率不宜过大或过小，否则应当通过调整构件截面尺寸来加以调整。从工程实践表明，对于框架梁的配筋在设计中应掌握“适中”的原则，一般情况下其配筋率宜取0.4%～1.5%，框架柱的全部纵向受力钢筋的配筋率宜取1%～3%。另外当梁端的纵向受拉钢筋最小配筋率大于2%时，其箍筋的最小直径应增大2mm。但是无论在何种情况下，均应满足规范《混凝土结构设计规范GB50010-2010》所规定的最大、最小配筋率的要求。同时应当对框架梁的纵向受拉钢筋配筋率，注意规范《混凝土结构设计规范GB50010-2010》与规范《混凝土结构设计规范GBJ-89》中的区别。规范《混凝土结构设计规范GBJ-89》中梁的纵向受拉钢筋最小配筋率只和框架的抗震等级有关，而在规范《混凝土结构设计规范GB50010-2010》中梁的最小配筋率除和框架的抗震等级有关外，还和混凝土的轴心抗拉强度设计值与钢筋的抗拉强度设计值的比值有关，所以在设计中应依据规范来确定梁的最小配筋。
对于框架柱配筋的调整，从设计实践经验表明，对于多层结构的框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱，对于质量分布不均匀的框架尤为明显。因此应选择最不利的方向进行框架计算，另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋，取其较大值，并采用对称配筋的原则。通过结合工程实践，为了有效地满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题：
（1）角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%。
（2）框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，边柱1.3倍，中柱1.2倍。
（3）框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束。
（4）对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时，箍筋的直径不应小于Φ8，并应焊接。
另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降，当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时，可以适当放大框架柱的配筋，且宜在纵、横两个方向设置基础梁，其配筋不宜按构造设置，应按框架梁进行设计，并按规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》要求设置箍筋加密区。
结构设计要点分析
在多层建筑的框架结构中不允许采用两种不同的结构型式，楼、电梯间、局部突出屋顶的房间，均不得采用砖墙承重。因为框架结构是一种柔性结构体系，而砖混结构是一种刚性结构。为了使结构的变形相互协调，不应采用不同结构混合受力。加强短柱的构造措施:在工程施工过程中顶棚可能要吊顶或其它装修，甲方为了节约开支，往往要求柱间填充墙不到顶或者是在墙上任意开门窗洞口，这样往往会造成短柱。由于短柱刚度大，吸收地震作用使其受剪，当混凝土抗剪强度不足时，则产生交叉裂缝及脆性错断，从而引起建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌。所以在设计中应采取如下措施：①尽量减弱短柱的楼层约束，如降低相连梁的高度、梁与柱采用铰接等；②增加箍筋的配置，在短柱范围内箍筋的间距不应大于l00mm，柱的纵向钢筋间距≤150mm；③采用良好的箍筋类型，如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等。
从目前建筑设计需要发现，有时需要框架梁外挑，且梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中，有些设计人员对其受力概念不清，误认为此柱为构造柱，并且其配筋为构造配筋，悬臂梁也未按计算配筋，这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足，为事故的发生埋下隐患.实际上，在结构的整体计算中，此柱为偏心受压构件，柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点，应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析，并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。
在计算单榀框架的内力时，应注意底层框架柱的计算高度和箍筋加密区高度在规范《混凝土结构设计规范GB50010-2010》～《混凝土结构设计规范GBJ-89》中的区别：规范《混凝土结构设计规范GBJ-89》要求底层柱遇有刚性地面时，除上端箍筋加密外，在刚性地面上、下各500mm范围内也应加密，而在规范《混凝土结构设计规范GB50010-2010》中规定除满足以上条件外，还应满足柱根不小于柱净高1/3范围内箍筋加密的要求。在设计框架结构和裙房时，高低跨之间不要采用主楼设牛腿、低层屋面或楼梯梁搁在牛腿上的做法，也不要用牛腿托梁的方式作为防震缝。因为在地震时各单元之间，尤其是高低层之间的震动情况不同，连接处很容易压碎、拉断。因此，凡要设缝，就要分得彻底，凡不设缝，就要连接牢固，绝不能似分非分，似连非连，否则很容易在地震中破坏。
在设计中不得随意加大主筋的面积，或为了简化构造而统一截面设计，以避免造成结构的某些部位相对薄弱。对于框架梁下部的填充墙构造措施，当填充墙长度大于5m时，墙顶与梁宜采用拉接措施；当墙高度超过4m时，宜在墙高中部设置与柱连接的通长钢筋混凝土水平墙梁。对于填充墙拉筋和预埋件等不应与框架梁、柱的纵向钢筋焊接，宜采用在柱内预留预埋件，待砌筑填充墙时再将拉结筋与之焊接的施工方法。
结语
从工程实践表明，多层建筑框架结构设计作为现行比较常用的实际模式，在结构设计中遇到的各种难题也日益增多，结构设计者需要在遵循各种规范下大胆灵活的解决一些结构方案上的难点、重点。
参考文献：
[1] 张科．多层建筑结构设计中框架结构的问题分析与处理[J]．科技资讯，2009，28（06）：118~119．
关键词：多层建筑 ；高层建筑；结构设计
中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号：
1. 高层建筑结构受力方面
随着社会的发展，都市的生活在给人们带来繁华的同时，人口问题和住房压力也让我们陷入困境之中，因此多层建筑逐渐消失与历史舞台，取而代之的是一座座拔地而起的高层建筑。而相对于多层建筑，高层建筑的结构设计也更为复杂，面对诸多的设计难点，受力问题就是要解决的当务之急。
空间组成特点是一个设计师在进行方案设计的时候首要应该关注的讲点，而不是急于确定其详细的设计结构。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。
很多人认为底层、多层和高层建筑的结构是不同的，其实这种观点是片面的。在实际的结构设计当中，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。
当然，在实际处理竖向力和侧向力的过程当中，通过实践我们不难发现，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
结构的设计和选型阶段对于高层建筑的设计来说，是最为重要的，所以在这个阶段，设计师一定要综合多方面考量。同时针对建筑过程中可能遇到的问题要进行正确的预估。
2.1结构的规则性问题
要熟悉结构设计的规则，在最新的规范当中，许多内容都是与旧规范相悖的，所以一定要熟知规范规则。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
在结构设计的时候，要对高层建筑的高度有一个严格的限制。最新的规范也将高度作为重点项目进行规范，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。
如果事前不能对建筑的高度做出正确的预估，就很可能会造成严重的经济损失。以往我们也遇到过类似情况，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
现在的高层建筑一般都带有地下室，因此嵌固端设置的为止也是结构设计的一个重要环节。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。
3. 地基与基础设计方面
无论是多层建筑还是高层建筑，打好地基都是一项基础性的工作，也是安全性的重要保障。因此，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。
我国对地基的设计和建筑方面有着明确的规范，一定要严格按照规范措施实施操作。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。
想要保障地基基础建设的安全工作，就要深入的了解地方性的法规政策。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。
4. 高层建筑结构分析的基本原则
4.1 整体参数的设定
在机构的计算方面，最初就应该把握好高层建筑的具体数字，严格按照法规中的参数来设置。在进行抗震计算时需考虑振型的数量，数量多了会浪费时间，并可能使计算结果发生畸变，数量太少又会使计算结果失真，《高规》第5.1.13.2款规定抗震计算时振型数不应小于15。最大地震力作用方向可由设计软件自动计算，但若该角度绝对值超过1 5度，就应重新计算。结构的基本周期是计算风荷载的重要指标，设计初期可能不知道其准确值，可待计算之后从计算书中读取，并重新计算。
4.2 结构体系的合理性分析
结构的合理性是保障建筑的能够顺利进行的重要帮手，所以一定规范结构设计原则。周期比是结构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，它是控制结构扭转效应的重要指标，结构设计中应限定周期比，以便使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理。层间位移比和刚度比分别是控制结构平面不规则性及竖向不规则的重要指标，《建筑抗震设计规范》和《高规》中均对它们做出了明确的要求。此外，为了建筑结构的整体稳定性及安全性，还应控制好结构的刚重比和剪重比。
4.3 结构构件的优化设计
为保障机构设计的合理性，在进行的过程中，要对高层建筑的结构设计做出优化，还应计算结构单个构件内力和配筋，如计算梁、柱、剪力墙轴压比，优化构件截面设计等。采用软件对混凝土梁计算时，出现以下几种情况时，便会提示超筋：梁的弯矩设计值超过梁的极限承载弯矩；超过《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5％ ；混凝土梁斜截面计算结果不符最小截面的要求。当剪力墙连梁超筋时，表明其在水平地震力作用下抗剪承载力不够，应予以调整。规范中允许适当折减地震作用下剪力墙连梁的刚度，使其出现塑性变形，但还应保证其配筋满足弹性变形时承载力的要求。以上计算得出初始设置的构件截面和形状后，还应在考虑结构的周期、位移、地震力等的前提下，适当优化构件截面，使其在满足受力要求的前提节省材料。
五、结束语
高层建筑逐步取代多层建筑是城市发展的必然选择，不仅能够有效的节省我们的土地资源，还能为我们创造更多的空间。为提高用地效率，城市建筑大多朝向高层和超高层发展，这也为建筑的结构设计提出了更高的要求。因而我们广大建筑设计人员应熟练掌握高层建筑结构设计的相关要点，合理选择建筑结构体系，做好结构设计的计算和优化，提高建筑的结构安全性，降低设计和建造成本，为社会创造出更多的高层建筑精品。
参考文献：
[1]肖峻，高层建筑结构分析与设计[J]，中化建设，2008，(12)
（陕西信隆建筑工程设计咨询有限公司陕西西安710000）
【摘要】随着经济建设的高速发展，我国多层建筑迅速增多，形成了强大的冲击波。面对如此形势，把多层建筑的结构设计放在首位加以研究，对建筑创作是非常重要的。本文将就多层建筑结构设计中的一些问题加以探讨。
关键词 多层建筑；结构设计
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. 建筑设计作用
1.1建筑设计应首要解决功能问题。
功能是什么？功能就是空间使用者对空间环境的各种要求，包括生理要求和心理要求。人类大量的活动要在建筑中进行，所有与人生理有关的问题都应得到解决，如呼吸、行走、坐、卧、进食、排泄、取暖、避寒等等。这是建筑设计要解决的第一步，也是人为自己创造空间的基本要求。其次，作为高等动物的人有比其它动物更高的需求。如：羞耻感（隐秘性）、光线、适宜的高度、声音，最后应满足人们社会性需求和精神文化需求。所以，功能所体现的就是人（设计者）在充分考虑自身多种需求的条件下为人（使用者）所创造的空间环境。然后，人（使用者）在这样的环境下长期生活，这样的空间的优缺点又在生理及心理或是文化习惯上影响着人。
1.2建筑设计与城市的关系。
讨论建筑设计的作用，首先应该讨论建筑设计与城市的关系。人类营造城市所投入的巨大劳动和智慧让一个个文明灿烂登场又黯然谢幕。今天即使古代文明灰飞烟灭了，但当我们看到遗迹的时候依然会为那壮美与精致而震惊。众所周知，人类在河流的渡口和道路的节点聚居形成了村镇，随着经济活动的开展，有了市场的出现，城市的功能骤然形成了，之后随着人口的剧增、交通的频繁和城市的扩展，人们创造了环境。所以建筑设计直接关系到城市的风格与文明程度，从而得出“人创造了空间，空间反过来又影响了人”的结论。
1.3建筑为人服务，人创造了建筑，建筑反过来又影响了人。
2. 现代建筑结构设计存在的问题
2.1明确建筑设计的作用后，再来看看建筑师对建筑物最初设计方案时的考虑：建筑师更多的是考虑空间组成特点及安全问题，而不是详细地确定它的具体结构。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：
（1）较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒；
（2）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。在现代高层建筑中，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，现代建筑的高层结构受力性能与低层建筑有很大的差异，存在扭转、共振、水平侧向位移及剪重比等问题。
2.2现代建筑结构设计中的扭转问题。
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能使建筑物做到三心合一。
2.3现代建筑结构设计中的共振问题。
当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。
2.4水平侧向位移问题。
水平侧向位移即使是满足建筑结构规程的要求，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；框一剪结构和框一筒结构的位移曲线应为弯剪型。
2.5剪重比及单位面积重度问题。
结构的剪重比A=VJG是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标，其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，基本周期大于5.0s的结构，最小剪重比分别为0.0 12(0.018)， 0.024 (0.032)， 0.0 4 0；扭转效应明显或基本周期＜3.5 s的结构最小剪重比则分别0.016(0.024）， 0.0 3 2(0.048)， 0. 0 6 4。单位面积重度r G＝G／A（N／m2）是衡量结构构件截面取值是否合理和楼层荷载数据输人是否正确的一个重要指标。式中的G由结构构件自重、楼面建筑面层及天棚抹灰（或吊顶）重、填充墙（包括抹面层）重和楼面使用荷载组成；A则一般以地面以上的建筑面积总和计算，以便有一个相对准确的比较标准。定性地分析比较r值的大小，可得出以下结果，即一般内部隔墙多的建筑大于间隔墙A建筑；层数多的建筑略大于层数少的同性质建筑；设防烈度高的建筑大于设防烈度低的同性质同规模建筑；剪力墙多的建筑大于剪力墙少甚至仅为框架的建筑。一般多高层建筑的单位面积重度在10－18KN／m2之间，除个别较特别的以外，多数在15KN／m2左右。以上两个指标不仅在施工图设计阶段，而且在初步设计阶段都是非常重要的数据，其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适，结构布置（包括构件截面确定）是否合理，电算数据输人是否正确，以及最后决定电算结果是否可信可用等，因此结构设计时应对这两个指标重视。
3. 结论
关键词：多层建筑结构设计
中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：
1、建筑设计作用
1.1 建筑设计应首要解决功能问题
功能是什么？功能就是空间使用者对空间环境的各种要求，包括生理要求和心理要求。人类大量的活动要在建筑中进行，所有与人生理有关的问题都应得到解决，如呼吸、行走、坐、卧、进食、排泄、取暖、避寒等等。这是建筑设计要解决的第一步，也是人为自己创造空间的基本要求。其次，作为高等动物的人有比其它动物更高的需求。如：羞耻感（隐秘性）、光线、适宜的高度、声音，最后应满足人们社会性需求和精神文化需求。所以，功能所体现的就是人（设计者）在充分考虑自身多种需求的条件下为人（使用者）所创造的空间环境。然后，人（使用者）在这样的环境下长期生活，这样的空间的优缺点又在生理及心理或是文化习惯上影响着人。
1.2 建筑设计与城市的关系
讨论建筑设计的作用首先应该讨论建筑设计与城市的关系。人类营造城市所投入的巨大劳动和智慧让一个个文明灿烂登场又黯然谢幕。今天即使古代文明灰飞烟灭了，但当我们看到遗迹的时候依然会为那壮美与精致而震惊。众所周知，人类在河流的渡口和道路的节点聚居形成了村镇，随着经济活动的开展，有了市场的出现，城市的功能骤然形成了。所以建筑设计直接关系到城市的风格与文明程度，从而得出“人创造了空间，空间反过来又影响了人”的结论。
1.3 建筑为人服务人创造了建筑，建筑反过来又影响了人。
2、现代建筑结构设计存在的问题
明确建筑设计的作用后，再来看看建筑师对建筑物最初设计方案时的考虑：建筑师更多的是考虑空间组成特点及安全问题，而不是详细地确定它的具体结构。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：
（1）较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒；
（2）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。在现代高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，.信宜市景泰豪庭小区，6度区，带一层地下室，有8栋塔楼，13-16层不等，塔楼均为纯剪力墙结构，约5.6万平方米；可见，现代建筑的高层结构受力性能与低层建筑有很大的差异，存在扭转、共振、水平侧向位移及剪重比等问题。
2.1 现代建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能使建筑物做到三心合一。
2.2 现代建筑结构设计中的共振问题
当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。例如:东莞市南国雅苑K区怡景居，6度区，局部一层地下室，16层，有3栋塔楼，框剪结构，约2万平方米；设计的就比较好.
2.3 水平侧向位移问题
水平侧向位移即使是满足建筑结构规程的要求，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；框一剪结构和框一筒结构的位移曲线应为弯剪型。
2.4 剪重比及单位面积重度问题
结构的剪重比A=VJG是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标，其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，基本周期大于5.0s的结构，最小剪重比分别为0.0 12（0.018）， 0.024 （0.032）， 0.0 4 0；扭转效应明显或基本周期
【关键词】高层建筑；结构设计；问题；对策
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
前言
近几年来，随着人们对住房面积和建筑审美的需求，城市中的高层建筑越来越多，其结构越来越多样化，相应的高层建筑设计也就越做越复杂。高层建筑结构设计与多层建筑结构相比较，结构设计与建筑施工的其他工作相比占有更重要的地位，不同结构体系在细节设计中都有不同的设计特点。一个合格的高层建筑结构设计不仅仅是要保证高层建筑的安全，而且还要保证建筑结构的合理性和经济性。在高层建筑结构设计中，高层建筑应该做到结构功能同外部条件相一致，结构的功能要与经济性相协调。为了更好地做好结构设计，应当用概念设计来检测计算设计的合理性。其中结构计算的主要指标有周期、周期的扭平比、剪重比、位移比等，这些指标都应当满足高层建筑结构设计的规范要求，还要注意高层建筑构造设计的细节问题。
高层建筑结构设计的特点
2.1高层建筑结构设计中的水平力
在多层建筑的结构设计里，通常是以重力为主要代表的竖向荷载来控制结构设计。但是，对于高层建筑来说，即使竖向的荷载依然是建筑结构设计中的一个非常重要的因素，但是起着决定性作用的却是水平荷载。这是由于建筑的自身重量与楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力与弯矩的数值，其值的大小仅与建筑高度大小成正比；而水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩，以及在竖向构件中所造成的轴力，与建筑物的高度大小的平方成正比。并且对于一定高度的建筑而言，竖向荷载的大小基本上是一个定值，而水平荷载的数值是随着结构动力性的不同而有一定的差异的。
2.2结构侧移是结构设计的控制指标
在高层建筑结构设计中结构侧移是其关键因素，这一点是与多层建筑不同的。随着建筑物层数的增加，水平荷载下结构的侧移变形问题变得越来越严重，对于水平荷载作用下的侧移应当控制在一个特定的限度里。
2.3抗震设计要求高
高层建筑结构设计的抗震设防设计除了需要考虑竖向荷载和风荷载以外，建筑结构还必须具备较好的抗震能力，在结构设计中应当做到小震不坏、大震不倒。
2.4轴向变形
在高层建筑中，由于竖向的荷载数值非常大，可以在柱中产生非常大的轴向变形，因而会使连续梁中间支座处的负弯矩值的大小变小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值的大小增大；还会在一定程度上影响预制构件的下料长度，根据轴向变形的计算值的大小，对下料长度进行相应的调整；另外还会影响到构件剪力和侧移。
2.5结构延性
与低层建筑与多层建筑相比，高层建筑的结构更柔一些，当出现地震的情况，高层建筑的变形会更大一些。为了使高层建筑在进入塑形变形阶段以后仍然具备较强的变形能力，为了避免建筑倒塌，应该特别需要在建筑构造中采用恰当的方法，以保证高层建筑的结构具有一定的延性。
高层建筑结构设计的基本要求
基础设计在设计的时候应当最大限度地发挥出建筑地基的潜力，在必要的时候还可以对地基变形进行验算。基础设计应该有详尽的地质勘探报告，在一般情况来说，同一个结构单元最好不要采取两种不同的基础类型。
在高层建筑构造设计中，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境以及施工条件等情况进行整体分析，并且要与建筑、水、电、暖等专业进行充分协调，同时在此基础之上对建筑结构进行选型，确定结构方案，在必要的时候还应该对多方案进行比较、择优。
在高层建筑构造设计中，为了保证建筑结构安全应当选择恰当的计算简图。计算简图中应当有相应的建筑构造措施作保证。实际的建筑构造节点一般不可能只是纯粹的铰接点或刚接点，但是必须要与计算简图的误差在构造设计的许可范围之内。
在高层建筑构造设计中，要坚持“强剪弱弯、强柱弱梁、强压弱拉”的原则；要注意构件的延性；注意钢筋的锚固长度；加强薄弱部位；把温度应力的影响考虑在内。
在高层建筑构造设计中，考虑均匀、规整、对称的原则；考虑抗震的多道防线；避免出现薄弱层。
高层建筑结构设计的问题及对策
4.1结构的超高问题
在有关抗震规范以及高层规程中，对于建筑结构的总高度有着明确、严格的限制，特别是在新出台的规范中，针对以前的超高问题，不仅仅将原来的高度限制采用A级高度之外，还增加了B级高度，无论是处理措施还是设计方法都有了不少改变。而在实际的建筑工程设计中，有过由于未考虑结构类型转变的问题，致使施工图在审查时没有通过，要求必须重新调整结构设计或者召开专家会议进行进一步论证的案例，这对建筑工程的工期、造价等方面的影响非常大。因此，在高层建筑构造设计时必须严格按照相关规定，控制建筑总高度，以避免不必要的损失。
4.2短肢剪力墙的设置
根据新规范的相关规定，把墙肢截面的高厚比在4到8之间的墙定义为短肢剪力墙，经过大量的实验数据以及实际工程经验，对于短肢剪力墙在高层建筑中的应用添加了非常多的限制，所以，在高层建筑构造设计中，结构设计工程师应当尽可能少地采用最好是不采用短肢剪力墙。
4.3嵌固端的设置
现在的高层建筑通常都配置两层或者两层以上的地下室和人防，嵌固端一般会设置在地下室的顶板上，也有可能是设置在人防的顶板上，所以，在嵌固端的设置位置这个问题上，结构设计工程师通常会忽视由于嵌固端的设置问题所带来一些需要注意的地方，例如：嵌固端楼板的设计、在结构整体计算时的嵌固端的设置、嵌固端上下层的刚度比的限制、结构抗震缝的设置与嵌固端位置的协调性、嵌固端上下层的抗震等级的一致性等问题，如果忽视其中一个方面就极有可能导致在后期设计时的工作量全部放在结构设计的修改上，甚至是为建筑的安全埋下伏笔。因此，在高层建筑结构设计中应当把与嵌固端的设置相关的问题考虑进去，以免设计后期的麻烦。
4.4高层建筑结构的规则性
新出台的规范在高层建筑结构的规则性上与以前的规则有较大的不同，新规则在这方面增加了比较多的限制条件，不像以前那么宽松，例如：嵌固端上下层的刚度比信息、平面规则性信息等内容，并且，新的规范还采用了强制性的条文明确规定：高层建筑不应当采取严重不规则的结构体系。所以，结构设计工程师必须严格注意新规范中的这些限制，以避免在后期施工图的设计工作中形成被动的局面。
总结
近几年来，我国的高层建筑的建设步伐越来越快。为提高结构设计的质量，结构设计人员应当不断地学习，提高自身能力，吸取以往设计失败的教训，结合建筑施工实践，通过工程经验的积累，并精心设计才能做出安全、先进、经济的高层建筑的结构设计。
【参考文献】
[1]胡丽荣.概念设计在建筑结构设计中的应用意义[J].黑龙江科技信息,2010,6(27):90-92.
[2]包乐琪 郭玉霞 陈绪坤.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富向导,2011,5(14):69-71.
[关键词] 结构设计；水平力；扭转
[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
中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：
随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化, 城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要, 促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展, 抗风和抗震理论的不断完善, 加之新的施工技术和设备的不断涌现, 特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高, 为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。本文对高层建筑结构设计中值得重视的几个问题进行了探讨, 仅供参考。
1.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:
1.1 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。
1.2侧移成为控制指标
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方成正比(= qH4ö8E I)。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）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）居住人员感到不适或惊慌。
（3）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）主体结构构件出现大裂缝, 甚至损坏。
1.3 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。
1.4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。
2 高层建筑结构设计的几个问题
2.1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。
2.2高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心,在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点, 即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一, 在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏, 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。在水平荷载作用下, 高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀, 减轻结构的扭转振动, 应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下, 由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制, 高层建筑不可能全部采用简面形式, 当需要采用不规则L 形、T 形、十字形等比较复杂的平面形式时, 应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内, 同时, 在结构平面布置时, 应尽可能使结构处于对称状态。
2.3 高层建筑结构设计中的侧移和振动周期
建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面: 合理控制结构的自振周期; 控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。
(1) 结构自振周期
高层建筑的自振周期(T 1) 宜在下列范围内:
框架结构: T 1= (0. 1～ 0. 15)N
框—剪、框筒结构: T 1= (0. 08～ 0. 12)N
剪力墙、筒中筒结构: T 1= (0. 04～ 0. 10)N
N 为结构层数。
结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内:
第二周期: T 2= (1ö 3～ 1ö5 )T 1; 第三周期: T 3= (1ö 5～ 1ö7)T 1。
(2) 共振问题
当建筑场地发生地震时, 如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近, 建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期, 通过调整结构的层数,选择合适的结构类别和结构体系, 扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别, 避免共振的发生。
(3) 水平位移特征
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。
3结语
总之，高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析，多做方案比较。否者任何在这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。
【关键词】结构设计；概念设计；地基设计
前言
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对住宅建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论，加强先进技术的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。高层建筑结构设计是一个复杂的过程，应从结构的概念设计着手、加强住宅地基结构设计。针对当前设计质量状况,设计单位应加强内部的质量管理, 设计管理部门要加大对设计质量的监督管理,结合施工图设计审查、专项检查、质量抽查等工作,加强对业主、勘察、设计单位的市场监管力度。并通过控制这些指标，使高层的结构布置更加合理，达到更好的效果。
一、住宅结构设计常见的问题分析
1、结构选型。建筑物的结构设计,不仅要求具有足够的承载力,而且必须使结构具有足够抵抗侧力的刚度, 使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规定的范围内.基于上述基本原理,工程综合分析了结构的适用,安全,抗震,经济,施工方便等因素,选取了结构方案.结构为框架体系,由钢筋混凝土框架承担竖向力和侧力。钢筋混凝土框架刚度布置相对比较均匀,在满足建筑功能情况下,尽量减少平面扭转对结构的影响。
2、部分结构设计不合理,安全隐患比较多。如《建筑抗震设计规范》第 7.1.8 条(强制性条文)规定“底部框架- 抗震墙结构,上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐”。有些设计把底层设计成大空间,抗震墙很少, 上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐,造成结构体系不合理,传力不明确;有些设计中抗震分类、场地类别选用错误,导致整个结构设计错误。一些混凝土构件,特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求,有的相差一半,有的甚至一半都达不到，有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定,常见漏算错算现象，有些结构设计与提供的计算书不一致,结构强度远远低于计算结果,设计常见严重安全隐患。
3、设计深度达不够。一些设计人员制作图纸“偷工减料”,设计粗糙,过于简单,施工图中应有的系统图、大样图、相关剖视图漏缺;一些重要的、应该用图纸反映的内容只标注“见图集”、“由设备厂家确定”等,施工图设计表述不全,细部大样不详,不能反映工程的全貌;一些重要的设计依据、设计参数、工程类别、安全等级、耐火等级、防火消防处理等在设计总说明中没有标明或交待不全。这些问题的产生, 有的是由于设计人员没有对一般住宅尤其是多层住宅设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解; 还有的是由于设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验。
二、住宅结构设计的概念设计与地基设计分析
1、必须及早介入建筑结构的概念设计。住宅设计无论是多层砖混或框架剪力墙结构, 都不同于以往的静力设计,必须从抗震的角度,采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此,结构设计人员必须及早介入建筑结构的概念设计,方案设计阶段应正确把握建筑结构的概念设计,对不同形式的住宅建筑掌握各自概念设计中容易疏忽的要点。
一是对一般多层砌体住宅结构,应按《建筑抗震设计规范》要求做到优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系:纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处;不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。二是对钢筋混凝土多、高层结构住宅,力求做到结构布置尽量采用规则结构。对复杂结构,可以设置防震缝,把它分割成各自规则的结构单元。结构布置以少设缝为宜,一旦设缝,则应使防震缝的设置与伸缩缝、沉降缝相统一;框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置,以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力;框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态,除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外,还需采取措施,保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。
2、加强住宅地基结构设计。为防止或减少由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏,可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。诸如:避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置;避免立面体形变化过大;将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元;加强上部结构和基础的刚度;同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。地基的结构设计应分别就高层建筑与多层建筑考虑不同的设计。
一是对高层建筑来说,由于需要一定的埋置深度,从经济的角度考虑,基础一般采用桩箱或桩筏结合的形式。此时应保证箱体的整体刚度,群桩布置的形心应与上部结构重心相吻合;当土层有较大起伏时, 应使用同一建筑结构下的桩端位于同一土层中,并应考虑可能产生的液化影响。二是对多层建筑而言,从经济的角度考虑,一般不愿意采用长桩的方案。但对软土层覆盖层厚度较大的地区,一般都需要经过地基处理的方式来达到控制建筑物沉降的目的。常用的软土地基处理方式类型较多,但在选择地基处理方案前,必须认真研究上部结构和地基两方面的特点及环境情况,并根据工程设计要求,确定地基处理范围和处理后要求达到的技术指标, 以及各种处理方面的适用性。同时综合考虑处理方案的成熟程度及施工单位的经验,进行多方案比较,最终选定安全实用、经济合理的处理方案。地基经处理后,还必须满足规范所规定的强度和变形要求。
三、住宅结构设计的要求分析
1、结构计算注意的问题。一是免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符, 基础底板上多算或少算土重。二是底框砌体结构验算。三是避免楼板计算中方法不正确。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替;双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则由于跨中弯矩未进行调整,将使计算值偏小。四是对电算结果的正确性作出有效评价。
2、构造设计注意的问题。一是严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。二是注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性,又必须满足最小配筋的要求。三是按抗震构造要求设置的构造柱,应在整个建筑物高度内上下对准贯通,上至女儿墙压顶,下至浅于 500mm 基础圈梁,或伸入室外地面以下 500mm的构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。
四、结语
结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员， 需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究，以不断提高自身的结构设计水平，使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。
参考文献：
［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。 转贴于
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：框架结构；多层建筑；结构设计
中图分类号：TU375.4文献标识码： A 文章编号：
框架结构是现今建筑设计中应用很普遍的一种结构形式，虽然具有诸多优点，但在施工过程中也要做好质量控制，否则将会出现各种问题，以下是本文作者结合自己多年工作经验对框架结构设计问题的总结，供大家参考。
一、多层建筑结构设计的框架结构问题
1．在框架结构设计中，忽视纵向框架设计。根据建筑抗震设计要求，水平的地震作用应该按照两个主轴方向的抗侧力构建来承担。但是在一些结构设计中设计人员只对纵向普通的连续梁进行设计，导致框架中的纵筋配置和梁柱的节点无法满足框架抗震的构架要求。因此常出现梁的支座负筋，跨中纵筋配筋配置不足的现象。也就是说，在进行框架结构设计时，设计者要将纵向框架与横向框架放于同等重要的位置。
2．设计时因为对板受力状态认识不全面，或者为了计算方便，简单的将双向板按照单向板来进行计算，使得计算假定与实际受力情况不符，从而导致了长方向上配筋过大，短方向上仅按构件配筋，造成了配筋严重不足，致使了板出现裂缝。
3.施工图达不到规定要求
一些设计人员制作施工图时，制作图纸“偷工减料”设计粗糙简单，漏缺施工图中应有的大图样、系统图等相关剖视图；施工图设计表述不全面，细节大洋不详细，不能完全反应工程的全貌；还有一些重要的设计依据、设计参数、安全等级、工程类别、耐火等级以及防火校方处理等在设计施工图总说明中没有交代清楚或没有标明。
4.结构设计工作中态度问题
在现阶段由于各级单位设计工作量较大，任务比较繁重，加上甲方要求比较急等等方面的原因，使得建筑工程的结构设计往往变成了速成品。另外，设计人员的业务设计水品也是参差不齐，致使建筑工程的结构设计质量不可避免的出现了这样那样的问题。建筑物既要实现其本身的使用价值、商业价值，还有实现其重要的社会功能。建筑结构设计本身就是一项关乎人民财产安全的大事，关乎建筑单位投资大小以及经济效益息息相关。因此，进行建筑工程结构设计的设计人员必须要有强大的责任感，应该在设计工作中精心设计，认真负责。不光是为了工作，为了企业，更是为了大家，为了自己。另外，还要求建筑结构设计人员拥有扎实的理论知识功底和灵活创新的思维，加强对房屋建筑结构设计中常见问题的探索与研究，不断提高自己的结构设计水平，从而设计出更高水准、更经济、更合理的建筑结构形式。
二、框架结构设计的原则
1.框架梁柱的截面设计原则
由大量的震害分析和近年来国内外试验研究资料得出,框架设计应设计成延性结构。梁,柱塑性铰设计,应遵循下述原则。强柱弱梁和强剪弱弯,注意构造措施。在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台粱与其相连,使得楼梯间的柱很可能成为短柱,应对柱箍筋全长加密或者采用复合矩形螺旋箍筋和高强复式螺旋箍筋。一定要加强短柱设计的意识;对于框架结构长度略超过规范限值,建筑功能需要不允许留缝时,为减少有害裂缝,建议浇筑补偿性混凝土。利用细而密的双向配筋。对屋面宜设置后浇带,后浇带处按构造措施宜适当加强;对于框架结构外立面有带形窗,因设置连续的窗过梁,使框架柱可能成为短柱,应注意加强构造措施。
2.结构计算参数的选取
设计抗震等级的确定和基本地震加速度值结构抗震等级的确定直接影响到地震作用计算的大小和抗震措施的采用。在工程设计中,多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑,如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等,其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑,首先应当根据GB50223295建筑抗震设防分类标准确定其中哪些建筑属于乙类建筑(可能还有甲类建筑)。乙、丙类建筑,地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。但对于乙类建筑,一般情况下,当抗震设防烈度为6度～8度时,抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。《建筑抗震设计规范》规定:对于丙类建筑的抗震等级按6.1.2确定,这规定对多数丙类的工业与民用建筑来说是可行的。而对于《建筑抗震设计规范》的另外规定“:抗震设计设防类别为甲、乙、丁类的建筑,应按本规范第3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级”的规定却经常被遗漏。这样就会把一些建筑错误归类,错误地选择抗震等级,导致设计的错误。
基本地震加速度值的选取对于地震作用的计算影响较大,所以一定要严格正确的确定其值。《建筑抗震设计规范》(GBS0011-2001)中规定:抗震设防烈度为7度时,设计基本地震加速度值分别为0.1g和0.15g两种,抗震设防烈度为8度时,设计基本地震加速度值分别为0.2g和0.3g两种,设计中要严格地震区的划分,选取正确的设计基本地震加速度值。
地震力的振型组合数,对高层建筑,当不考虑扭转耦联计算时,至少应取3;当振型系数多于3时,宜取3的倍数,但不应多于房屋的层数;当房屋层数不大于2时,振型数可取层数。对于不规则的结构,当考虑扭转耦联时,对高层建筑,振型数应取不小于9;结构层数较多或结构刚度突变较大,振型取值数应大,如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等,振型数应取不小于12或更多,但不能多于房屋层数的3倍;当房屋层数不大于2时,振型数也不应多于层数的3倍。只有当定义弹性楼板,且采用总刚分析,必要时,振型数才可以取得更多。
在利用PKPM系列软件中,TAT或SATWE计算软件的梁输入模型都是矩形截面,没有考虑存在楼板形成T型截面而引起的梁刚度增加,造成结构的实际刚度大于计算刚度,算出的地震作用剪力偏小,使结构不安全。因此计算时应将梁刚度放大,放大系数边梁取1.5、中梁取2.0为宜。
框架结构由于填充墙(砌块、轻质砌块、轻质墙板)的存在,使结构的实际刚度远大于计算刚度,实际周期小于计算周期,使结构偏于不安全。因此,算出的地震作用效应偏小,使结构偏于不安全,因而对结构的计算必须对周期进行折减。当采用砖砌体填充时,周期折减系数可取016～017;当砖砌体填充墙较少或采用轻质空心砌块填充时,可取017～018;当完全采用轻质空心砌块填充时,可取019。只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。
对于多层框架,尤其是活荷载较大时,是否进行活荷的最不利布置、组合对计算结果影响很大。使程序中给定的梁设计弯矩放大系数,也不一定能反映出工程实际应力分布情况,有可能造成设计的结构不安全或保守。考虑目现在计算机速度比较快,建议设计中都应进行活荷载的最不利布置计算。
三、结束语
无论是民用建筑还是工业建筑，框架设计都是建筑建设的重要组成部分，它不仅影响着整个建筑结构设计方案，还影响着建筑落成后的安全和维护问题。作为建筑结构的设计人员,创新的设计思维和一定的专业水平是必需的，认真负责的工作态度更是必不可少。在平时的工作实践中要严格要求自己按照建筑结构设计的标准规范进行设计，以保证建筑的质量与安全，进而保证人们的财产和人身安全，推动建筑业更好更快地发展。
参考文献：
关键词：结构设计；设计要点；工程案例
引言
因为科技的发展导致建筑技术的进步，建筑工程面临着越来越高的要求。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、 建筑结构设计工程案例
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
（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
（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：建筑结构；结构设计；荷载值；问题研究；取值
一、前言
建筑设计的发展和地震等灾害的频繁发生让结构质量的好坏越来越受到社会各界的重视，我国建筑结构的安全使用性能和稳定性能还存在很大的提升空间，特别是和发达国家相比，存在很大的差距。在建筑结构设计中荷载取值非常重要，但是我国在这方面的理论和实践还有不足。所以在建筑结构设计中要拓宽对荷载取值的研究和加强荷载布置的分析方法。
荷载指的是使结构或构件产生内力和变形的外力及其它因素，是在建筑中对结构的承载力、变形、裂缝、稳定性等进行验算的依据，再根据不同的结构要求选取对建筑结构负面影响最大的组合进行结构计算。这种计算方式能够有效提高建筑物的结构质量。我国建筑规范对荷载值的计算有一套“公认”方法，但是荷载计算实际上没有绝对的公式和方法，因为每个建筑有不同的建筑结构，所以计算要因时而异、因地而异。所以荷载值的确定对设计师的理论知识和实践精要要求非常高，设计师要对整个结构的承载能力和性能以及结构构件之间的相互作用都要了解透彻。
二、荷载类型
施加在结构上的集中力或者分布力称为荷载。荷载根据时间的长久分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。永久荷载是施加在工程结构上不变的（或其变化与平均值相比可以忽略不计的）荷载。如结构自重、外加永久性的承重、非承重结构构件和建筑装饰构件的重量、土压力等。因为恒载在整个使用期内总是持续地施加在结构上，所以设计结构时，必须考虑它的长期效应。结构自重，一般根据结构的几何尺寸和材料容重的标准值（也称名义值）确定。；可变荷载，是施加在结构上的由人群、物料和交通工具引起的使用或占用荷载和自然产生的自然荷载。可变荷载的随机性表现在空间的变异方面，变化和平均值难以忽略，包括建筑上的活动人群、自然界的风、雨、雪荷载等；偶然荷载有可能出现的荷载，而且一旦出现，量值较大，包括地震、汽车撞击作用等持续很短的荷载等。
一个建筑的承载力是有最大值和极限值的，在最大值和极限值范围内能够保证建筑安全和稳定，一旦超出其最大值或极限值会使结构受到破坏，甚至降低建筑物的经济寿命，一旦建筑发生安全事故就会给人们的人身安全带来严重威胁，所以结构设计人员在进行建筑结构设计时首先要进行荷载计算，然后再根据荷载值计算结构内力，再进行构件计算。
长久荷载和可变荷载是荷载值研究的主要两个方面，在结构设计中取两者中较大值：
在实际设计过程中，建筑物的实际荷载是很难去准确计算的，即使资料完整，计算手段先进也避免不了荷载计算误差。在目前来说，荷载取值办法是根据结构设计的具体情况做合理假设，采取半经验半概率性的方法。所以在荷载取值上要对很多标准和方法进行研究和分析。
三、荷载的标准值
《建筑结构荷载规范》中对荷载的标准值做了一些定义，特别是对住宅、办公楼、商店的楼面荷载做了调查和统计，采用适当的概率统计模型。
1、屋面活荷载要在考虑适当提高屋盖系统设计安全的前提下，给予修订
2、屋面积灰荷载，根据历史积灰荷载值，按照一定除尘设施及3-6个月的严格清灰制度下，根据灰尘的厚度及灰容重来计算。
3、民用建筑楼面活荷载，根据等效均布荷载平均值加2倍均方差来取用
4、工业建筑楼面活荷载，按照等效换算原则，一般取上限，并参考沿用数据后予以确定。
四、荷载效应的合理组合
标准组合、永久组合、频遇组合是正常使用极限状态设计的荷载效应组合，根据结构设计规范可以在不同的情况下使用这些组合。
标准组合也可以称为短期效应组合，砼受力裂缝控制符合建筑一级、二级要求时，采用荷载标准组合计算。验算构件挠度和基础抗裂计算也可以使用标准组合；永久组合在某种意义上来说是相对于标准组合，是长期效应组合方式。永久组合更多地考虑荷载长期效益对结构构件正常使用状态影响的分析。在地基基础计算，可以使用永久组合。对于裂缝控制不应出现拉应力时刻也可以采用永久组合；频遇组合是一种新的组合模式，所以应用范围比较狭窄，主要集中在吊车梁设计和桥梁结构设计中。每一种荷载组合都是适用的条件和限制，所以要根据不同的设计要求采取不同的荷载组合。
五、概率极限状态设计计算
概率极限状态设计计算是目前国际上较为先进的结构设计方法，它能够根据结构的形式、材料、尺寸来确定结构的可靠指标。前苏联在20世纪50年代就提出了极限状态计算法，它根据荷载系数、材料系数、工作条件系数统一起来形成安全系数，形成了结构的极限状态。极限状态验算内容：对砼拉应力进行验算；对砼受力构件裂缝宽度验算；要控制变形构件，对受弯力构件挠度验算；如果对楼盖结构的舒适度有要求，对竖向自动振频率来验算；构件延性验算。
概率极限状态设计原则是一概率为基础保证结构设计失效概率足够小，从而保证结构的安全性、适用性和耐久性。
六、荷载取值中的重点
多高层建筑是现代建筑业发展的一个标志，因为建筑土地紧张致使建筑类型往多层方向发展。很多多层建筑结构设计就需要考虑到垂直活荷载折减系数的取值。按照我国《荷载规定》，计算墙柱梁基础时，楼面或者标准值应该乘以规定的折减系数，施工活荷载一般在1.0—1.5KN/㎡。楼层数目为1—6层时，垂直活荷载的折减系数为0.7，7—8层时，为0.65—0.6，9层以上为0.55。因为折减系数取值具有经验性和概率性，所以在计算强、柱基础以上是一二层的时候，折减系数是比较准确的，在三四层以上的时候就偏向于保守。所以结构设计师一定要按规范来取值计算荷载，保证荷载值最大限度的符合结构设计的实际情况。
多层建筑层数不小于1层，高度不小于28米时，做抗震设计时应计算竖向地震作用。在多层民用建筑中，有地震作用组合时，仅考虑水平地震作用，不考虑地震作用和风荷载。房屋高度不大于60米时不考虑风荷载，大于60米时应考虑风荷载。通常采用风洞试验来确定建筑物的风荷载。地震区的高层建筑进行抗震设防，6度设防不需计算地震作用，只需要采取必要的抗震措施，7—9度时要进行设防并且要计算地震作用。10度以上要进行专门的研究。多层建筑的荷载组合要符合《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》等规定。
七、结语
现在荷载值的确定上有很大的差异性，对结构设计的安全性和稳定性都有一定的影响，所以在结构设计中一定要提高荷载值运算的方法和技术，研究符合实际变化规律的荷载理论模型。结构计算过程中，合理采取和布置结构荷载值。
参考文献：
[1]张同明，建筑结构荷载与结构反应[J]。山西建筑，2001（6）.
[2]李仁美，高层建筑桩基持力层荷载试验分析应用研究[J]，四川建材，2008（3）.
