時間：2023-06-19 16:16:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇簡述建筑結構概念，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：建筑結構設計、概念設計、結構措施、分析與探討
在建筑結構設計過程中，概念設計與錯夠措施是相當重要的一部分內容。良好的概念設計與結構措施在一定程度上反映了結構設計人員的專業設計業務水平，下面主要概述作者對在建筑結構設計中的概念設計與結構措施的認識，并提出幾點個人的觀點及看法。
一、建筑結構設計中的概念設計與結構措施簡述
概念設計的主要內容是從建筑結構設計的總體方案開始，主要是應用人們對于建筑結構抗震設計方面知識去嚴格把握處理建筑結構設計工作當中的常見問題，如房屋整體機構體系、力學分布計算和結構構件延性等問題。一般認為，我們應用概念設計與結構措施主要是從宏觀原則的角度出發對所發現的問題進行合理評價、有效鑒別和優化選擇等處理過程，然后再通過計算整理和構造措施，以避免和減少建筑結構設計中出現抗震的薄弱部位。這一過程主要是考驗建筑結構設計工作人員判斷思維能力，原則上是通過從大量的建筑結構震害經驗中總結設計經驗，宏觀上確定并盡可能地解決建筑結構設計中的常見問題。由此可見，作為專業的建筑結構設計專業人員必需全面了解建筑的整體結構抗震設計的特點，重點是從建筑結構承載力分布情況考慮，發現問題，突出矛盾，以求利用正確的設計理念指導建筑結構概念設計。通常，概念設計所涉及的內容非常廣泛，不僅僅要遵循建筑整體總體方案確立的基本原則，還需要考慮到非材料的正確使用和結構關鍵部位的細部構造設計。
當前，概念設計是建筑結構設計中能夠展現先進設計思想理念的重要內容之一。在已經擬定的建筑設計空間中應用概念設計來完成建筑結構的總體設計方案，且可以良好地處理建筑結構構件之間的協調與配合的關系非常重要。但是，鑒于目前建筑行業在設計分工方面明顯細分化的現狀，專業的建筑結構設計工作人員也只能夠單調地依賴與國家編制的規范規程和設計手冊等，習慣了傳統的設計流程，開拓創新性明顯不足，這樣就造成概念設計與結構措施的應用推廣遇阻，實難以全面發揮預期的作用效果。
從經歷幾年的實踐經驗來看，建筑結構設計的概念設計與結構措施是非常重要，之所以重要是因為在我國現在所推行的建筑結構設計理論與計算理論中還存在許多不可忽略的缺陷和問題，如建筑結構混凝土構件內力和截面設計計算，內力計算主要是基于材料彈性理論，而混凝土構件截面是基于材料塑性理論的研究成果，二者之間就出現了一個比較突出的矛盾關系，往往由于這種矛盾關系導致設計計算的結果與使用結構的實際承載力分布情況偏差很大。概念設計與結構措施主要就是利用其先進的設計思想理念以彌補這種計算偏差的缺陷或者說是在設計過程中對不具備可計算性的結構設計實現可計算性。建筑結構設計的概念設計之所以重要還在于建筑結構設計的初步設計階段是不能夠通過依靠計算機來完成的，而主要的設計手段是需要專業的結構設計人員運用自身所掌握的對建筑結構概念的認識并結合經驗選擇一種成本最低、效果最好的結構設計方案。這就要求設計人員必須深刻地了解各類建筑結構的性能和特點，不斷加強自身的專業技能和知識水平，并且能夠充分應用，靈活運用。同時，由于現在的計算機技術逐漸在建筑設計與施工行業中起到了相當重要的作用，計算機技術具有計算高速、高精度的特點，這樣往往會給建筑結構設計人員造成建筑結構工作性能的誤解，對加強設計人員對建筑結構設計概念的意識培養造成極大的影響。
二、建筑結構設計中概念設計與結構措施的應用
2.1協同設計工作與結構體系的應用在不斷的結構設計研究與實踐中我們可以發現，協同工作的概念已廣泛存在于我國工業生產設計與制造行業之中，對于工業產品主要要求的是其在沒有達到設計壽命時盡可能控制質量不損壞，而對于建筑工程結構的設計，協同工作的概念更被進一步的延伸，要求建筑結構內部構件在能夠承載各種極限狀態下的合理受力不致破壞，且還需要各個構件之間的相互協調和配合工作。應該注意的問題是建筑結構的協同工作注意表現在建筑基礎與上部結構的關系上，務必將建筑基礎與上部結構視為一個有機的系統整體，而不能夠將二者分開設計處理。對于協同工作概念的理解還要考慮到結構在受到荷載的情況下，建筑結構內部各個構件都具有一定標準的應力承載水平。尤其是對于多、高層建筑物的結構設計時，為了能夠使得同層各個承力柱在一個相同的水平位移范圍之內，應避免設計過多的短柱。但是，隨著建筑物高度與層數的不斷增大，為避免底層豎向承力柱的截面積越來越大的情況，就不得不增加多、高層建筑下幾層短柱的設計數量。因此，田形柱的設計作為一個特殊的設計手段解決了這個問題。多、高層建筑結構設計的主要目的要求是為了抵抗水平力的作用以防止發生扭轉，為了能夠有效地抵抗多、高層結構的水平力作用，在一個平面之上的若干個正交方向的尺寸應盡量減小之間的距離，以保證在此兩個方向上的慣性矩相等，所以多、高層建筑抗側力結構的設計應盡量將其設置在建筑結構的四周，以增加整體結構的抗側剛度和抗扭慣性矩等穩定性能。
2.2 協同設計工作與材料利用率的應用
協同工作與材料利用率的應用是建筑結構概念設計與結構措施的另一項重要內容。設計材料的利用率越高，就體現出建筑結構設計協同工作的程度就越高。我國作為一個發展中大國，建筑結構概念設計的目的還在于能花最少的錢做最好的工程，設計材料利用率的高與低就是直接的體現。最后，我們應認識到協同工作原則也是建筑整體設計的工作原則，在建筑結構概念設計越來越被重視的今天，針對于建筑結構設計專業人員的要求標準，必須要具備深厚的結構設計基本理論知識基礎，并且能夠在實踐經驗當中不斷吸收先進的設計思想和理念，以精益求精的工作態度完成設計工作。
三、結束語
伴隨著我國社會經濟的發展和人民生活水平質量的提高，對于我國建筑結構設計也提出了更高的質量要求。在當前計算機技術的高速發展的大環境下，發展比較先進的設計計算理論和對計算機應用的加強都將會是我國建筑結構概念設計的重要保障基礎。同時，與時俱進的加快研究與應用新型的建筑施工材料和施工工藝，使得建筑結構設計更安全、更適用、更可靠、更經濟。建筑結構設計人員也應充分發揮自身的專業技能和個性，打破傳統成規，將建筑結構概念設計的思想進一步推廣和應用。
參考文獻
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關鍵詞：工業建筑；結構設計；復雜性；安全性
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.101
對于工業建筑而言，其結構設計合理與否，不僅決定著工業建筑建設質量，也影響著工業建筑建設資金投入。只有科學的設計，工業建筑結構才會合理，與生產活動和工藝要求等相適應。工業建筑與民用住宅建筑不同，其結構設計更復雜，安全性要求更高，要適應生產活動和工藝要求。介于此，進行工業建筑結構設計的復雜性與安全性分析是必要的，利于加深對工業建筑結構的認識。
1 工業建筑簡述
1.1 概念
工業建筑，指的是提供人民從事各類生產活動的建筑物或構筑物[1]。其中，構筑無有煙囪、水塔等，建筑物有化工廠房、紡織廠房、醫藥廠房等各類型廠房。
1.2 特點
工業建筑主要特點：（1）要有足夠的面積和空間；（2）符合生產工藝要求，安全性要求很高；（3）具體的生產活動不同，工業建筑結構形式也不同，要根據生產活動及其特點進行結構設計；（4）屋面排水、通風、采光及構造處理等方面復雜性較高。
2 工業建筑結構設計的復雜性與安全性
2.1 結構選型
由于工業廠房建成后的使用用途不同，不同的工業廠房，其生產工藝等方面要求是不同的[2]。所以，進行工業廠房結構選型時，要充分考慮工業廠房的使用用途、施工條件等因素，不僅要使用材質好、壽命長的材料，還要確保建成后的工業廠房結構能夠靈活的適應的生產容量等方面變化。下面對工業建筑常用的結構形式進行了分析：
第一，筋混凝土結構。鋼筋混凝土結構，具有建材采購方便、施工便利、耐火耐蝕、現場建筑、成本低等優勢。而且，按照這種結構建造出來的建筑，有著很廣的適用性，很多廠房都采用鋼筋混凝土結構。
第二，鋼結構。鋼結構一般采用工業化體系建設，工期短、成本低、施工方便，且適用于大跨度、大空間的工業廠房。但是受材質限制，這種結構防火、防腐蝕性能較差，如果工業建筑采用這種結構類型，必須注重防火、防腐蝕方面設計。
從以上內容可以看出，一般情況下，工業建筑結構建議采用鋼筋混凝土結構，因為這種建筑結構優勢明顯，不需要特別注意防火、防腐蝕方面的設計，安全性較高。但是如果是大跨度、大空間、振動較大的工業建筑，適宜采用鋼結構。
2.2 平面布置
確定工業建筑選址后，以生產工藝流程為依據進行建筑總平面設計，合理確定各分區、豎向設計、公用設施等[3]。進行工業建筑總平面布置時，除了以生產工藝流程為依據外，還要考慮職工生活用戶、生產經營管理用房、福利設施用房，以及污染問題，按照全局角度考慮平面布置。為了確保總平面布置的合理性，設計者可以采用計算機軟件輔助設計，如建筑信息模型，基于同一模型設計多種設計方案，優選出最佳平面布置方案。
2.3 生產工藝要求
建造后的工業建筑是用于生產活動的，為了生產活動的正常運作，工業建筑結構設計必要以生產工藝為依據，將生產工藝和生產活動做出結構設計的出發點，這樣才能保證工業建筑結構設計合理。
對于工業建筑而言，其生產工藝要求主要體現在三個方面：（1）生產流程。生產流程影響著各部門、各工段平面的次序和相關關系；（2）運輸方式及工具。運輸方式及工具影響著工業建筑結構類型選用、平面布置等設計工作；（3）生產特點。生產活動具有污染、易燃易爆等特點，做好生產環境、防腐蝕等方面的設計工作。
2.4 防腐蝕設計
工業建筑建成投入使用后，受生產工藝和生產活動影響，生產過程中經常使用或產生酸堿鹽類物質，容易腐蝕建筑物。所以，進行工業建筑結構設計時，要特別注重防腐蝕設計。
第一，選用防腐性能好的材料，或對建材采用防腐措施。如，門窗使用木質、塑料、玻璃鋼等防腐性能好的材料；金屬掛件涂抹耐腐蝕的涂料，在金屬表面形成防腐層；地面采用瀝青混凝土、花崗巖等材料。
第二，結構構件采用鋼筋混凝土材質，同時是混凝土表面涂抹耐腐蝕的涂料。如果結構構件使用鋼材，務必要做好防腐蝕措施，必須在鋼表面涂抹環氧樹脂漆等材質的防腐蝕涂料。
第三，帶有腐蝕性的生產活動要集中布置在下風側或水流的下游，限制酸堿鹽類物質腐蝕工業建筑結構。
2.5 防震設計
防震設計是關鍵的，它在工業建筑結構設計上占據首要位置，因為它直接決定著工業建筑后結構的安全性。根據我國相關規定，工業建筑方防震設計要求比較高，如果不能達到安全性要求，一旦遭受意外的沖擊振動，所造成的后果是嚴重的，特別是生產活動具有易燃易爆特點的，危及工業建筑區內及周圍范圍內的人員生命安全。因此，進行工業建筑結構設計時，必須合理進行防震設計，符合抗震要求。
當工業建筑結構規則、對稱，整體性比較好時，按照工業建筑結構及其抗側力結構進行抗震設計；當工業建筑結構整體性比較差使，要按照工業建筑結構抗震設計要求采用相應的加強措施，增強工業建筑結構的抗震性；當工業建筑廠房的結構高差比較大時，必須將生產用房與生活用房、管理用房等分開來布置，并分開相鄰的抗震縫，便于提高結構的抗震性。此外，抗震縫兩側要布置墻等構件，并按照設計要求合理控制抗震縫寬度。
3 結論
綜上所述，工業建筑不同于民用住宅建筑，其結構設計具有較高的復雜性與安全性。為滿足工業建筑結構設計的復雜性與安全性要求，要認真的進行工業建筑結構選型、總平面布置、防腐蝕設計、防震設計等工作，使工業建筑結構設計符合生產工藝要求，滿足建造后的使用用途，達到相關設計標準。
參考文獻：
[1]潘紹潔.工業建筑結構設計的復雜性及安全性[J].科技展望，2016（07）：33.
關鍵詞：現代建筑結構設計；概念設計；工程實例
Abstract: With the development of the times and the improvement of people's living standard, the construction project scale, investment, technical complexity continues to increase, especially the influence of structural design of the factors and requirements are also increasing. This paper describes the connotation of architectural concept design, to explore the key points of application of conceptual design in structural design should grasp, hoping to give designers building structure of some work experience and help
Key words: modern architecture design; conceptual design; engineering example
中圖分類號：TU3文獻標識碼A 文章編號：
引言：概念設計是結構設計的核心和靈魂，它貫穿于結構設計的全過程。概念設計運用得合理，能使結構滿足建筑要求并以最快的方式將荷載傳遞到基礎、地基中，創造更為安全、舒適的工作和生活環境。并節約材料和資金，概念設計是一名設計工作者進行創新設計的基礎。
1、概念設計簡述
概念設計就是運用清晰的結構概念，依據整個結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、地震災害、實驗現象和工程經驗等對結構及計算結果進行正確的分析，并考慮到結構實際受力狀況與計算假設之間的差異，對結構及構造進行設計，使建筑物受力更加合理、安全、協調。概念設計主要從以下兩個方面對結構設計進行宏觀控制。一是在方案設計滿足建筑要求的情況下，從宏觀的角度考慮結構的整體性及主要分體系的相互關系，來確定建筑結構的總體布置方案。二是在理論設計過程中綜合考慮各方面因素對結果的影響，以判斷理論設計的準確性，并對一些工程中難以作出精確分析或在規范中未精確規定的問題，根據實際經驗采用一些結構構造措施進行處理。概念設計的目的是力求使設計方案安全、可靠、經濟、合理，是一個優化的過程。
2、結構設計中概念設計的體現
2.1 概念設計在結構設計流程中的體現
結構設計的流程一般分為三個部分：前期的方案選擇階段、中期的結構計算階段及后期的施工圖繪制階段，這三個階段都發揮著重要的作用。
（1）合理選擇結構方案。一個成功的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案，即選擇一個切實可靠的結構形式和結構體系。必須對工程的設計要求、地理環境、材料供應、施工條件等情況進行綜合分析，在此基礎上進行結構選型，確定最優結構方案。概念設計在工程設計一開始就應把握好場地選擇、能量輸入、房屋體型、結構體系、剛度分布、構件延性等幾個方面，從根本上消除建筑中的抗震薄弱環節。
（2）選用恰當的計算簡圖。結構計算是在計算簡圖的基礎上進行的，即對作用的荷載與構件的約束狀態進行一定的簡化，使其更加接近實際狀態。現在的建筑物功能復雜多樣，手
算已經無法滿足要求，結構計算需通過計算機來完成。所以，要將實際工程的結構形式轉變成可以用于計算機計算的模型，并保證有足夠的準確性就成為結構設計的關鍵問題。而達到這一目的就需要設計人員在結構計算的過程中利用概念設計進行分析與控制。
（3）正確分析計算結果。現在有許多軟件可以供結構設計人員選擇，但不同軟件往往會得出不同的計算結果。所以，設計人員在進行結構計算前，首先要全面了解該軟件的適用范圍和計算原理，其次使用時要避免人為失誤，并利用概念設計對電算結果進行科學分析，以做出正確、合理的判斷。
2.2 抗震設計中應注意的概念設計問題
抗震設計是結構設計的重要組成部分。地震是一種隨機振動，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性及參數，目前尚難做到。現在所采用的地震參數只是概率意義上的估計值，而結構在地震作用下所表現出的性能也具有許多不確定性，因此，抗震設計不能過分依賴理論計算，此時概念設計在抗震設計中就顯得尤為重要。
（1）選擇合適的場地。地震造成建筑物的破壞情況是各不相同的。一是由于地震時地面強烈運動，使建筑物在震動過程中，因喪失整體性或結構強度不足、構件變形過大而遭受破壞；二是由水壩倒塌、海嘯、火災、爆炸等次生災害造成；三是由斷層錯動、山崖崩塌、河岸滑坡、地層陷落等地面嚴重變形直接造成。前兩種可以通過工程措施加以防治，而后一種情況，單靠工程措施很難達到預防的目的。因此，選擇工程場址時，應進行詳細勘察，搞清地形、地質情況，選擇對建筑物抗震有利、盡可能避開對建筑物抗震不利的地段。任何情況下均不得在抗震危險地段建造可能引起人員傷亡或較大經濟損失的建筑物。
（2）選擇合適的基礎方案。基礎設計應根據工程地質條件、上部結構類型、荷載分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素確定，從而選擇經濟合理的基礎方案。基礎設計應參
照詳盡的地質勘察報告，一般情況下同一結構單元不宜采用兩種不同的基礎類型。
（3）采取相應的構造措施。遵循“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點強錨固”的設計原則，注意構件的延性性能，加強薄弱部位，注意鋼筋的錨固長度，尤其是直線段鋼筋的錨固長度，
考慮溫度對應力的影響。除此之外還應根據均勻、對稱、規整原則考慮平面和立面的布置。設置多道抗震防線從而盡量避免出現薄弱層。
3、結構設計中概念設計的應用
某工程為商住樓，主體平面形狀為凹字形，不規則的平面結構體系。工程設有一層地下室，一至三層為商場，上部為三個聯體單元的住宅，建筑功能較復雜。由于該地區為六度抗震設防區且風壓值較高，為確保結構的經濟與安全，概念設計主要通過以下幾個方面來體現：
（1）根據建筑物現有狀況及自然條件進行結構選型，采用框剪結構，以滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》對六度抗震設防區建筑物高度及高厚比的要求。
（2）在結構抗側力構件布置時，應與建筑專業密切配合，在建筑每部樓梯間及外周邊轉折處布置水平抗側力構件（剪力墻），以加強結構抗側移和扭轉剛度，并盡可能考慮剛心與質心的重合，以減少水平力作用下由于結構偏心而引起的空間扭轉效應。
（3）合理考慮樓層的平面布置，增大外周邊樞架梁、連梁截面，增大豎向剛度變化較大的樓層平面剛度（增加板厚），以加強周邊抗側力構件的聯系，增強結構整體性及空間協同工作的能力。
（4）在結構計算過程中，首先根據經驗預設較合理的自振周期，并根據初算結果，調整平面中剪力墻相對剛度，以減少結構偏心，注意控制框架柱及小墻肢的軸壓比，以增強結構延性。同時根據規范限值調整剪力墻沿豎向的厚度變化，控制層間位移量及頂點側移值，以求經濟與安全的統一。
（5）在構造設計時，有針對性地對轉折部位、連接部位以及由于水平力作用引起結構受力復雜部位或相對薄弱部位的結構構件進行構造及配筋的加強，使主要受力構件具有良好的變形能力及耗能能力，以提高結構的抗側力變形性能。
（6）盡量采用輕質墻體，以減輕樓層自重，同時要求提高地下室外回填土的壓實系數，通過人防地下室高強度的側壁與周邊回填土的共同作用，增強對結構的約束，以提高結構抗側力的整體穩定性，減少地震能量的放大。
（7）為減少溫度變化引起的混凝土開裂，在主樓中部設置伸縮縫；為降低沉降差在主樓與群樓之間設置沉降縫。通過以上概念設計，使該工程結構構件在剛度、延性、承載力等方面相匹配，形成一個在抗風、抗震中高效協同工作的結構整體，從而使建筑物在經濟、安全、適用、美觀的矛盾中找到了統一。
4、結語
隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，對建筑結構設計也提出了更高的要求。發展先進計算理論，加強計算機的應用，加快新型高強、輕質、環保建材的研究與應用，使建筑結構設計更加安全、適用、可靠、經濟是當務之急。設計內容紛繁復雜，應用靈活廣泛，需要結構設計人員充分發揮主觀能動性，在應用規范及工程力學知識和原理的基礎上，根據個人對結構及其受力狀態的理解，通過對自己積累的設計經驗的完美運用，做出經濟、合理、安全的結構設計。
參考文獻：
關鍵詞：建筑結構、設計、熱點、要點
中圖分類號： TU3 文獻標識碼： A 文章編號：
0引言
建筑結構設計是一項系統而復雜的工程設計，是結構設計人員對所要建造施工的建筑物的總體表達，其設計表達質量的好壞對建筑物的美觀性、經濟性和社會效益等均具有長遠意義的影響。因此嚴格依照設計技術規范，掌握設計的熱點及難點問題，并抓住設計的要點十分重要。
1建筑結構設計熱點分析
眾所周知，建筑結構設計通俗地講就是結構設計師運用專業知識，通過結構語言（設計者的設計方案、計算書及專業圖紙等）來表達自身的設計理念，進而通過結構語言凝煉出的建筑基礎，諸如墻，柱，梁，板，大樣、構造等元素來構架建筑的結構體系，確保建筑結構的安全性、穩定性和耐久性。通常結構設計師在接到具體的建筑結構設計任務時，要先進行全面的分析，做好設計準備工作，隨后再依次進入結構方案規劃設計，結構計算和施工圖設計階段，其中每個階段都有其設計的熱點、重點及難點問題。結構方案設計階段，設計師通常會依據建筑特性、用途及復雜程度等，重點考慮工程地質勘查報告、結構抗震設防、結構選型、結構設計最終采用的結構形式（磚混結構、筒型構架或其它結構）等。而結構計算階段是尾隨結構方案設計的下一道程序，此階段重點是根據所設計的結構形式的特點和要求來計算、布置結構的承重體系和受力構件，計算內容主要包括荷載的計算、構件的試算、內力的計算與構件的計算，具體到每個計算環節都有需要重點注意的內容與要點，諸如構件截面估算；梁、板的跨度計算；數據結果分析等等。而結構施工圖是關于承重構件的布置、使用的材料、形狀、大小及內部構造的工程圖樣,設計是為承重構件及其它受力構件施工提供依據。施工圖設計包含的內容有很多，如結構總說明；結構平面圖、基礎布置圖；承臺配筋圖；地梁布置圖；各層柱、柱配筋、梁配筋、板配筋圖、樓梯大樣、節點大樣等等，在設計時要重點注意，設計文件的完整性——圖紙、目錄、設計說明、計算書等缺一不可，及設計細部的具體性——配筋圖、布置圖、平面圖等都應能夠準確無誤的表達各承載體系或構件的具體細節及位置。
總之，建筑結構設計包羅萬象，各階段的各個環節都有其設計的熱點與重點，由于文章字數有限不能一一概述，那么筆者就針對自身設計體驗，從設計三階段中各擇幾點來簡述其設計要點，望大家多多海涵。
2建筑結構設計要點試探
2.1結構方案設計階段
2.1.1地質勘察報告要點分析。地質勘察報告是建筑地基結構設計的依據，而地基是建筑的基礎，故做好地質勘察極其重要。筆者認為此階段設計者應嚴格根據工程實際情況向甲方提出勘察要求，甲方應積極配合委托勘察單位進行地質勘察并提交完善詳細的勘察報告，以供設計之用。其中要求勘查報告應包括以下要點：“勘察目的、依據標準、勘察工作布置和勘察方法；擬建項目概況；建筑場地地形、地質構造、地層地貌、巖土性質、參數及其均勻性；地下水水位類型；地基承載力的建議值；基礎形式的推薦；勘察點平面布置圖、土層剖面圖、巖層等高線等”， 總之，勘查報告各項要點俱全才能為結構設計提供良好的前提依據。此處筆者認為值得一提的是結構設計時，軟弱地基的危害十分嚴重，有的設計者憑經驗和知識采用砂墊層加強一下承載力的處理方式是不可靠的，個人認為應該在經驗、標準和知識的基礎上，綜合考慮墊層寬度及厚度，嚴格進行換土墊層的設計計算，方能安全經濟的解決軟弱地基的處理設計問題。
2.1.2結構防震設計要點。防震設計是建筑結構設計的重要環節。在進行抗震結構設計時，要著眼于結構的整體地震反應，并按照結構的破壞機制和過程，靈活運用抗震設計準則；還要把握防震整體布置的大原則，兼顧關鍵部位的細節，這樣不但有利于從根本上解決結構抗震問題，更有利于提高結構自身的整體抗震能力。在實際設計中，通常設計師是運用計算軟件來進行抗震分析，這就要求首先設計者應有專業的設計技能，且對所用軟件的適用范圍、技術條件、計算模型等均具有深刻的認識和充分的掌握，并對所有計算結果認真分析，確保結果合理有效，才可用于工程實際。其次可采取抗震構造措施設計，如選用抗震性能好的材料、提高結構自身承載能力和變形力、對結構采用多道抗震設防體系等來做好“防守”工作，確保建筑結構具備良好的抗震能力。
2.1.3結構選型設計要點。結構選型設計包括確定建筑結構體系、結構方案和初步確定結構構件尺寸。設計的要點是必須綜合分析建筑物使用功能、建筑方案的功能要求、外部載荷作用、當地地質條件（包括地下水）、施工手段及建筑物高度（含地下室）等因素，并依照設計標準、專業知識和設計經驗（如在民用住宅建筑中，結構體系多設計為框架結構、框剪結構、剪力墻結構）進行全方位的設計考慮，力求結構選型滿足相關單位、建筑設計所提要求的同時，還要兼顧到結構造價的合理性和經濟性，及其后期施工的便利性。
2.2結構計算要點
2.2.1構件截面估算要點。對構件進行截面估算主要是為了給整體結構建模提供依據。計算時要注意：對柱截面的估算應首先運用公式進行柱軸力估算，其次是引入水平地震荷載進行軸力調整，然后再次進行面積估算，最后再根據面積和受彎情況，按各向軸跨比確定構件寬高值。對梁截面的估算和板厚的估算則是按標準規定并結合工程經驗而定，通常主梁的梁高常取1/8—1/12的梁跨；次梁取1/12—1/18的梁跨；懸挑梁取1/6的梁跨；梁寬則常取1/2—1/3梁高；板厚取1/30的板跨，雙向板取1/30—1/40的板跨，懸挑板取1/10板跨。 2.2計算梁、板跨度的要點。之所以提到梁板的跨度問題是因為筆者認為：常規手冊或教科書上所述的計算跨度的規定和概念僅適用于常規的結構設計，在應用漸廣的寬扁梁中并不合適。解決此點的方法：可將梁板結構認為是在梁的中心線上有一剛性支座，取消梁的概念，將梁板統一看做是一變截面板，那么在扁梁結構中，梁高與板厚之比大于1不多時，個人認為應將計算長度取到梁中心，選取梁中心處的彎距、梁厚及梁邊彎距和板厚配筋，并取二者大值配筋（借用臺階式獨立基礎變截面處的概念)。柱子計算也可將柱當做是超大截面梁，故配筋該取柱邊彎距。
2.3施工圖設計要點。對設計者而言，要想抓住結構施工圖設計的關鍵要點，就必須正確掌握圖紙的要素，對圖紙有一個整體的把控，并深入到結構空間概念中，方能設計出完善的施工圖。拿屋面結構圖來講：梁板式及折板式的結構處理方式，常被用于坡屋面建筑。當建筑屋面坡度及屋脊線轉折復雜，且跨度大或平面不平時，設計者們此時該采取梁板式的結構處理方式，反之則采用折板式。還要注意繪圖時經常用的文件應增加樣品示意圖以方便施工人員施工。再拿繪制結構圖來講：何時需要結構軟件建模是需要結構設計者分析的。理論上講，按照國家抗震設計規范，當建筑地處6度區的抗震設烈度地帶時，可不必開展檢查地震剖面的工作，也就不用輸入結構軟件建模，但前提是必須確保結構符合國家規定的抗震措施要求并解決了局部受壓問題后，方可直接進行結構設計。但若新建建筑地處7度區以上地帶時就必須進行建模計算。而實際工作中筆者建議出于穩妥和謹慎考慮，若條件便利，都事先進行合理的結構軟件建模，對結構圖繪制都是有益無害的。
3結語
總之，結構設計是項系統而全面的工作，設計者要有扎實的理論功底，靈活的思維及嚴謹的工作態度，牢固掌握設計規范及規程，抓住結構設計各階段的熱點與要點，不斷學習、總結經驗，才能設計出安全、適用、經濟、美觀且耐久性長的建筑結構。
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【2】孫曉峰;陳小俊;淺談結構設計一點體會[J];才智;2008年09期
【3】徐霓虹;建筑結構安全性的實現[J];煤炭技術;2011年08期
【關鍵詞】建筑結構工程；抗震設計；理念；要點；作用
一、建筑結構工程的抗震設計理念
我國《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）對建筑的抗震設防提出"三水準、兩階段"的要求，"三水準"即"小震不壞，中震可修，大震不倒"。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此，要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此，要求結構具有相當的延性能力（變形能力）不發生不可修復的脆性破壞。
二.建筑結構工程抗震設計的要點
1、建筑形體及構件布置的規則性。平而不規則的主要類型有：扭轉不規則、凹凸不規則、樓板局部不連續，具體可以體現到對結構分析軟件的計算結果的分析判斷，如扭轉不規則，體現在：位移比不宜大于1.2且不應大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應大于0.90豎向剛度不規則的主要類型有：側向剛度不規則、抗側力構件不連續、樓層承載力突變等，如側向剛度不規則就要求本層的側向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80。等。如設計結果不滿足，設計人員應對模型重新進行分析，調整梁柱布置及截而，盡量做到使結構規則。如確實滿足不了，則應對薄弱部位進行重點加強。如平而規則而豎向不規則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規范要求乘以不小于1.15的增大系數。
2、提高抗震設計等級。研究表明，以地震災害分析50年為一個分析周期，而小震的重現世間為50年，小震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為62%；中型地震的重現世間為475年，中震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為10%；大型地震的重現世間為2000年，大震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑工程設計專家指出，我國地震多發地帶應該及時提高建筑工程的抗震等級，嚴格控制建筑工程的抗震設計，確保建筑工程的抗震穩定性。
3、控制建筑工程材料的質量。建筑工程抗震性能除了會受到建筑工程體系、抗震防線及建筑施工方案等因素的影響之外在多數情況下還對建筑的施工材料產生極大地影響。通常，建筑材料強度、建筑材料剛度對建筑工程的抗震性能會產生很大的影響，而且還會受到來自建筑材料連續性及建筑材料均衡性的影響。所以在選取建筑工程材料過程中，一定要對建筑施工材料的延伸性和剛度進行仔細、認真考查，并且同時最大限度與建筑工程體系相符合建筑施工材料能得到確保。
4、重點部位重點設防。對于建筑中容易出問題的環節，重要的環節可以人為的對其加強，如煤礦建筑井口房設計中，驅動設置在井口房樓板上的情況，該區域振動大、拉力大，并且與煤礦生產息息相關，設計中應重點加強。另外，破壞后容易引起大面積倒塌的構件，也應作加強處理。
5、軸壓比和短柱設計。在建筑工程抗震設計中，為了提高結構的抗震性，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態，避免縱向受力鋼筋未達到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發生。由于柱的剛性強度比較高，使得整體結構的延性就差，當發生地震災害時，結構吸收地震能量和耗散能量就少，使得結構很容易發生破壞。所以在高層結構設計時，通常采用強柱弱梁設計方法，且梁具有很好的延性，可以發生適量的變形，就會減少柱子進入屈服強度的可能性，且在設計時可以適當增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細比小于4，但不能依據長細比小于4則判斷是短柱。因為短柱的確定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。
三.建筑結構工程中抗震設計的作用
1、降低地震對建筑的影響。現最被工程界認可的一個辦法是在建筑基礎與建筑的主體部分之間加設一個隔震層，有的設計師在建筑物的頂端部分加設一個"反擺"。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據相關研究分析，如果對"反擺"設置合理，那么對降低地震作用的概率可達65%，也能最大限度地減少建筑物內的物品受損程度。這一方式在國內外正被廣泛地研究，并應用到了實際的工程建筑中，取得了較好的成效。
2、保證建筑的剛度。在建筑結構的設計過程中，合理地設計和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用"鋼結構"對其進行進一步加層加固。加固分為兩種情況：a.如果所需要進行加層的建筑結構的體系是鋼結構，而國家規定：上部是鋼結構、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結構是不符合抗震規范的。b.假設屋蓋的部分是采用鋼結構，而鋼筋混凝土仍然是作為整個建筑結構的抗側力的主要體系，則必須根據相關的規定進行抗震設計。
3、提高建筑結構的抗震力。出于對建筑結構抗震功能的保證，在建筑結構工程中要特別注意做到以下幾點：a.在建筑結構工程中要考慮地基的穩定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；b.同一建筑結構單元要設計在性質一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結構設計，有利于發揮地基的抗震功能；c.建筑結構工程盡量做到規則、對稱，以降低地震作用導致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導致建筑扭曲的狀況發生；d.建筑的整體結構設計中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑結構的抗震力，同時建筑結構受力設計要明確，防止存在建筑結構局部薄弱；e.最大程度的減少建筑結構自身重量，從而減小建筑對地基的壓力，達到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力。
4、設防標準。我國明確規定，建筑的使用價值被區分成4個類別：甲乙丙丁。甲類和乙類建筑：當抗震設防的烈度是6度～8度時，應該符合本地的抗震設防再高1度；丙類建筑：丙類建筑的抗震措施以及抗震作用都應該要符合本地的抗震設防要求；丁類建筑：在通常情況之下，地震措施可以相對于本地抗震設防的要求適度降低，但地震作用必須符合本地的抗震設防要求。
結束語
由于地震的不確定性和破壞性特點，因此在建筑結構工程中應用抗震設計體現了設計的安全概念以及對自然災害的預防措施。隨著全球地震不斷頻發，為了更好的保護群眾的財產生命安全，建筑結構工程的設計尤為重要，建筑物的抗震設計必不可少，因此有必要對抗震設計的作用進行分析，旨在提高建筑工程的質量。
參考文獻：
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[2]吳學榮. 高層建筑結構工程方法與應注意的問題[J]. 建材與裝飾，2012（27）
窗體頂端
關鍵詞：建筑結構；結構設計；當代建筑
在城市建筑中，高層建筑的數量日益增多，為迎合人們對建筑產品的質量和功能要求。結構設計方面呈現多元化的特征。本文將從容積率、消防和抗震三方面 的結構設計進行分析，確定三方面的基本內 容，并結合施工設計的實踐經驗，提出相應的結構設計改善方案，以確保高層建筑在結構方面具有更高的質量、更完善的功能和更安全的能力。
一.高層建筑結構設計存在的問題
根據高層建筑的特點以及相關的建筑設 計實踐，筆者認為容積率、抗震和消防三方 面是結構設計方面最值得探討的內容，因為 這方面直接涉及到項 目的經濟利益、項目業 主住戶的住宅安全等方面：①合理容積率的 確定，關系到建筑物未來業主入住時的舒適 程度。項目的占地面積一般是固定不變的， 而通過層數、棟距改變建筑面積，可以讓容 積率也隨著改變。層數的增加、棟距的減少， 容積率將會得到提高，開發商的經濟效益也 會提高，但業主住起來的舒適程度將會大幅 度降低；反之容積率的減少，業主住起來的 舒適程度會得到提高，但會削弱開發商的經 濟效益。由此可見，層高和棟距作為一個結 構設計時的可變因素，要在結合開發商和業 主兩方面因素進行綜合考慮 ②消防結構設 計方面，高層建筑的規模大、結構復雜、可 燃物也比較多，發生火災的概率往往大于普 通的建筑物，而且火災一旦發生，由于高溫 對流作用以及高空風大的特點，火勢的蔓延 速度快。高層建筑的層數多，垂直疏散距離 長，從高層到下層的疏散，往往需要較長的 時間，加上疏散通道寬度受到限制，容易產 生疏散困難的問題。⑨高層建筑在抗震結構 設計方面，是一個薄弱的環節，由于高層建 筑的復雜性以及地震發生時震動的不確定 性，以及建筑設計人員對地震的破壞性的理 解處于模糊概念狀態，致使抗震分析的準確 度不高，筆者認為高層建筑的抗震結構設計 要根據地震災害的特點進行總體規劃布置以 及局部構造設計，進行靈活變動，以確保高 層建筑的耐久性以及建筑使用者的生命財產安全。
二.建筑結構設計的重點
①延性耗能。在建筑結構的整體設計上要注意加強薄弱環節 ，盡量做到等強度。同時， 應使建筑結構在一個恰當的部位能消耗大量的能量，在具體設計中即為各式各樣的梁，如框架梁 、聯肢墻的連肢梁等。結構延性一般用延性系數表示，它表示的是結構極限變形（位移、轉角、曲率）與屈服變形的比值，也可以分別用位移延性系數 ，轉角延性系數等來表示 ，該 比值越大 ，結構的延性越好 在設計上為提高鋼筋混凝土梁的延性，一般采取以下措施：（1）首先應選取合適的梁截面尺寸，以獲得合適的配筋率，避免梁受拉筋過多或出現超筋。因此，對地震區梁的配筋率要大大低于一般梁的最高配筋率。（2）梁上部（跨中）和下部（端部）配置適量 的受壓筋。（3）提高梁混凝土強度等級，采用中低級鋼筋對延性有利。（4）T形梁比矩形梁延性好。（5）注意加密箍筋。地震區鋼筋混凝土梁的位移延性系數一般要求不得低于4。
②多道防線設計。現在有一種新的抗震概念：當建筑結構受到強烈地震動主脈沖卓越周期的作用時，一方面利用結構中增設的贅余桿件的屈服和變形 ，來耗散地震輸入能量；另一方面利用贅余桿件的破壞和退出工作，使整個結構從一種穩定體系過渡到另一種穩定體 系，實現結構周期的變化 ，以避開地震動卓越周期長時間持續作用所引起的共振效應。這種通過對結構動力特性的適當控制，來減輕建筑物的破壞程度 ，是對付高烈度地震的一種經濟有效的方法。
③妥善處理非結構部件。非結構部件一般是指在通常結構分析中不考慮承受重力荷載以及風、地震等側力荷載的部件，如內隔墻，框架填充墻，建筑處圍墻板 ，樓梯等。實際上 ，在地震作用下，高層建筑中的這些部件或多或少地參與工作，從而改變了整個結構或局部構件的剛度，承載力和傳力路線。造成未曾估計到的局部震害。在鋼筋混凝土框架體系的高層建筑中，這些影響最為普遍。（1）砌體填充墻的抗震作用：①使結構剛度增大 ，自振周期縮短 ，水平地震力增大 30%’50%。⑦改變了結構的地震剪力分布狀況。③砌體填充墻具有較大的抗推剛度，限制了框架的變形，從而減小了整個結構的地震側移幅值。（2）柱端震害，在地震中，角柱上端被嵌砌于框架問的磚墻頂斷。這是典型的柱端震害。在框架體系設計中必須考慮，并采取恰當的預防措施。（3）形成短柱破壞。采用鋼筋混凝土框架的高層建筑，就框架柱的受力狀況和破壞形態而言，一般情況下屬于長柱。由于窗裙墻對框架柱的剛性約束 ，減短了柱的有效長度，使它變成了短柱，承擔的地震力大增，發生剪切破壞 因此，采用貼砌圍護方案或墻、柱柔性連接方案都是防止短柱破壞的有效手段。否則沿柱的全高，柱身箍筋的配置均應符合短柱的規定。這一點，在施工圖中，應當說明清楚。
三.建筑結構設計特點
3.1軸向變形不容忽視
建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起交大的軸向變形，從而對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。
3.2水平荷載成為決定因素
①因為樓房自重和樓面使用荷載在構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比：而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件 中引起的軸力，是與連接區方高度的兩次方成正比；②對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
3.3 結構延性是重要設計指標
為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的 變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措 施，來保證結構具有足夠的延性。
3.4 結構延性是重要的設計指標。
相對于較低的樓房而言 ，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，尤其需要在構造上采取恰當的措施，以保證結構具有足夠的廷陸。
四、建筑工程結構設計中提高建筑安全性的措施
加強工程結構設計安全性的管理要想保證建筑工程的質量，就必須要聘用好的設計單位，只有資質深的工程設計單位才能夠設計出安全的建筑工程，因此，建筑工程結構設計相關單位一定要具備級別高的資質， 而且要具備非常強大的實力，同時還要有先進的內部管理。 這樣的設計單位在設計理論比較扎實，設備齊全，同時設計工作者的知識豐富，具備非常高的素質，因此，設計出的工程結構更安全，讓人放心。
關鍵詞：高層建筑；抗地震；防倒塌
一、問題提出
建筑物在地震中是否會被損害，不能簡單依據設計時的抗震級別和抗震烈度，設計時的受力大小、角度與實際地震中的受力大小、角度是否吻合，也是一個很重要的因素。但是，回想當年汶川重建人員“責任重于泰山，半點不敢馬虎”的誓言，按照“8級抗震、9度設防”標準重建的建筑物，卻有不少都抵不住7級地震，這就不能不令人質疑了，高層建筑結構設計上如何做到有效防震呢？本文就該話題談幾點筆者的看法。
二、我國高層建筑結構設計的難點
1、抗震結構設計
抗震結構一直以來都是高層建筑結構設計的難點之一，由于地震的發生具有不可預測性，加之高層建筑結構十分復雜，往往在高層建筑中，結構設計人員無法全面的將抗震原理融入建筑結構設計之中[2]。同時地震具有非常發性，高層建筑往往在結構設計上抗震數據分析簡便，抗震系數難以得到保障。如若高層建筑在結構設計中不能夠將地區地震特點融入總體規劃布局之中，并合理設計結構局部，建筑物必將難以抵御地震危害，這對建筑物使用者造成的傷害也是巨大和難以挽回的。
2、抗風結構設計
高層建筑對風振十分敏感，因此抗風壓成為了高層建筑結構設計的重點任務之一[3]。由于高層建筑本身樓層建筑較高，其對上層風的阻隔作用也就變得十分明顯，風由于高層建筑的阻擋，其空氣動力效應也將隨之改變，會產生對高層建筑的動力荷載。因此，風壓對高層建筑具有較高的危害性，如若風壓過大，也可能會直接導致高層建筑的主體結構承受過大的動力荷載，而遭到損壞，甚至發生墻體裂縫、內外裝飾物脫落等現象。
三、高層建筑抗震結構設計的方法
1、應重視建筑結構的規則性
結構的平面布置不規則、平面布局的剛度不均都會對抗震效果產生不利影響。因此，在高層建筑物的結構抗震設計中，不應采用嚴重不規則的設計方案。在高層建筑中抗震設計中，提倡平、立面布置規整、對稱、減少偏心，建筑的質量分布和剛度變化均勻。以往震害經歷表明，此種類型的建筑在地震時比較不容易受到破壞，容易估計出其地震反應，易于采取相應的抗震措施。
2、對地基的選擇
高層建筑在地震中的破壞主要來源與地基沉降，如果高層建筑地基出現沉降，其結構必然受到破壞。因此，高層建筑結構設計中，首先要對地基抗震進行針對性的設計。選擇堅硬的場地土建造高層建筑，可以明顯地減少地震能量輸入，從而減輕地震的破壞程度。高層建筑宜避開對抗震不利的地段，當條件不允許時應采取可靠措施，使建筑在地震時不致由于地基失穩而遭受破壞，或者產生過度下沉、傾斜。 為了保證高層建筑的穩定性，要求基礎要有一定的埋置深度。埋深基礎四周土壤的被動土壓力，能夠抵抗高層建筑承受水平載荷所產生的傾覆和滑移。天然地基基礎埋深為建筑高度的1/15，樁基基礎埋深為建筑高度的1/18。高層建筑宜設地下室。
3、多道設防
多道設防，就是設有多道抗震防線，避免因部分結構的破壞而導致整個體系喪失抗震能力。框架結構應使梁的屈服先于柱的屈服，利用梁的變形來耗能，從而使框架柱退居第二道防線。其措施就是梁端調幅。框剪結構應使剪力墻連梁首先屈服，然后是墻肢；要使墻肢易屈服，必須是墻肢稍短、洞口較多的聯肢墻，因此規范規定限制墻肢過長。最后框架作為第三道防線。對剪力墻結構，通過構造措施，保證連梁先屈服，如連梁折減剛度，少配縱筋、配交叉抗剪筋，并通過空間整體性形成高次超靜定等。
4、運用高延性設計
結構構件除應具有必要的承載能力，還應具有良好的延性和較多的耗能潛力，防止過早的剪切、錨固和受壓等脆性破壞。所謂延性，就是結構受地震屈服后進入塑性變形階段，其變形能力的大小。變形越大，就是延性越大，因為地震耗能是靠強度和塑性變形能力的綜合，即充分變形而不倒，促使地震給高層建筑帶來的破壞被有效地減弱，避免重大損失的發生。
5、結構構件設計合理性
框架設計應符合：剛梁柔柱，強柱弱梁，強剪弱彎，節點更強。框架作為主要受力構件，對結構安全至關重要。框架設計應避免剪切先于彎曲破壞，避免混凝土的壓脆先于鋼筋的屈服，避免鋼筋錨固粘結先于構件破壞。目的就是使塑性變形開裂耗能而不致遭受脆性破壞。剛梁柔柱，就是讓節點彎矩多分配一點給梁端；強柱弱梁，就是在配筋方面讓柱多配一點，梁配筋恰當；強剪弱彎，就是梁頂彎矩可以調幅，而剪力不能調幅，剪力還可按實際彎矩配筋調大，剪力配筋強于彎矩配筋；節點更強，是加強節點配箍及縱筋錨固，施工中應注意鋼筋間距，以便施工易于振密，保證節點穩固。
四、高層建筑結構抗震設計應用的體系
1、框架-剪力墻體系
框架-剪力墻體系不僅框架結構布置靈活，使用方便，又有較大的剛度和較好的抗震性能。在承受水平力時，剪力墻和框架通過的連梁和樓板共同組成的一種結構體系。在該體系中，框架的主要作用就是承受垂直方向的載荷，剪力墻的主要作用就是承受水平方向的剪力。框架-剪力墻的結構體系中剪力墻在地震作用下呈彎剪破壞，且塑性屈服盡量產生在墻體的底部。連梁宜在梁端塑性屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發揮抗震作用前不失效。按照“強墻弱梁”的原則加強墻肢的承載力，避免墻肢的剪切破壞，提高其抗震能力。
2、剪力墻體系
剪力墻體系的結構剛度大、空間整體性好。在剪力墻結構體系中，剪力墻擔負了所有的垂直方向的載荷和水平方向的力。剪力墻結構體系的剛度和強度都很高，有延性，傳力整體性好、直接均勻，抗倒塌的能力很強，它是一種良好的結構體系，能建的高度大于框架或者框架-剪力墻結構體系。
3、鋼結構體系
鋼結構具有良好抗震性，工業化生產程度較高，鋼結構施工周期較短，并且具有節能環保、延展性好等優點，特別對于鋼結構建筑具有的延展性可以對地震波產生衰減作用，減少地震對建筑的破壞，具有良好的優勢。但由于經濟和技術方面的要求，鋼結構體系的高層建筑未能普及，這是未來高層建筑結構的發展方向。
提高高層建筑結構設計的規則性，合理設計各個抗側力構建的布局，從而形成合理的系統化的承載布局，同時在垂直方向采用抗側力構建提升建筑物整體的強度和剛度，滿足建筑物的承載穩定性和連續性要求，也是高層建筑結構設計中抗震優化設計的重要方式。
五、總結
高層建筑的結構體系是隨著社會生產的發展和科學技術的進步而不斷發展的。自20世紀90年代后，高層建筑結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的日程，特別是我國處于地震多發區，高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務。
參考文獻：
[1] GB 50011-2001 建筑抗震設計規范[S].
[2]呂西林?復雜高層建筑結構抗震理論與應用[M]?2007?
關鍵詞：綠色設計；工廠設計；節能
中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A 文章編號：
為貫徹執行國家對工業發展的產業政策、裝備政策、清潔生產、節能減排、環境保護、節約資源、循環經濟和安全健康等法律法規，住房和城鄉建設部于2010年8月了《綠色工業建筑評價導則》全面推進我國綠色工業建筑評價工作，對新建、擴建工廠中的主要生產廠房、輔助生產廠房、集中動力站房、倉庫等建筑提出了設計和評價要求，從可持續發展的建設場地、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境與污染物控制、室內環境與職業健康、運行管理等方面進行控制。
機械工業作為國民經濟的支柱產業, 產業規模大, 是耗能、耗材的生產大戶, 已經成為能源消費增長的重要因素。近年來機械工業飛速發展, 汽車產業快速擴張, 打造綠色制造工廠是節能減排的要求和落實科學發展觀的重要體現。在整個項目的建設過程，要全面貫徹綠色、環保、節能。設計作為建設項目中重要的環節，對整個項目的建設起到了重要的決定作用，因此在工廠的設計過程中，如何達到節能、環保，倡導綠色設計勢在必行。
1.綠色設計的概念
綠色設計的概念是從并行工程(Concurrent Engineering) 思想發展而來,其目標是使所設計的產品對社會的貢獻最大,而對制造商、用戶和環境的成本最小。綠色設計作為一種設計思潮與方法論，是將環境與經濟協調發展作為產品開發的基點, 強調在產品開發階段按照全生命周期的觀點進行系統性的分析和評價, 消除潛在的、對環境的負面影響，著眼于人與自然的生態平衡關系。它所要解決的根本問題就是如何減輕由于人類的生產與消費給環境增加的生態負荷。在設計過程的每一個過程中都要充分考慮到環境效應，即盡量減少對環境的污染和破壞。綠色設計的基本原則可以簡述如下為資源利用最佳原則、能源消耗最少原則、零污染原則。
在設計全過程中，貫徹“預防為主，治理為輔”的環境保護思想，拋棄“先污染，后治理” 的傳統設計的環境治理方式；采用先進的、安全的技術原則；使其綜合效益最佳原則，從而滿足實際需求的原則。
2.工廠設計中的綠色設計
2.1 總圖布置及能源應用
工廠項目根據規模生產的特點多采用一次規劃、分期實施, 廠房分期建設、設備分期采購, 產品分期投入的方式以滿足生產和企業發展的要求。總體工藝設計應充分考慮分期銜接, 實現投資的技術經濟合理性，資源、能源的有效利用。
因此，廠區的工藝總圖需要按照產品的特性考慮工藝生產區劃布局, 按生產工藝流程布置各類廠房, 廠房間設機械化運輸通廊, 做到運行效率盡可能的高、物流路線盡可能的短、運行能耗盡可能的低。
精心布置生產工藝, 選擇節能高效產品, 提高設備的開動率, 降低設備空載時間, 節約能耗。合理優選能源種類, 保障經濟供給、降低綜合能耗。
公用動力設施靠近負荷中心, 避免管線的迂回,節省管線材料及減少運行中的能量損耗。通過技術創新實現制造裝備的革新, 提高效能、減少能耗。
2.2工廠能源的選擇
機械工廠的能源使用量大，在能源的選擇原則上采用“減量化、再利用、資源化”的原則,從源頭上減少資源消耗和環境污染。在有限的能源選擇中，選用環保、節能、可再生的資源。
目前在資源的利用中，除了傳統的資源的基礎上，也可采用地源熱泵、太陽能、風能、余熱回收等資源。
2.2.1地源熱泵系統
地源熱泵是一種利用土壤所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供暖制冷空調系統。近年來,基于地源熱泵的中央空調系統發展迅猛。目前，地源熱泵系統逐漸在工業廠房建設項目中實現，如在安徽某汽車生產項目中采用地源空調對其總裝車間供應舒適性空調，總建筑面積約6萬㎡，空調系統冷負荷為3400kW，熱負荷為4300kW，采用土壤源熱泵系統運行模式。裝配車間該地源空調項目2010年設計，2012年投入使用，效果達到設計要求。
2.2.2太陽能光伏技術
我國有著豐富的太陽能資源, 太陽能光伏發電作為一種清潔能源方式, 得到了越來越廣泛的應用。為了加強對新能源的綜合利用, 降低CO2 的排放,順應國內外大環境和顧客的需求, 積極開展該項技術的開發和應用, 各設計團體在太陽能光伏發電系統課題的方面開展了研究。
在2010年，東風設計院在對東風公司總部大樓太陽能發電項目成功實施了太陽能發電項目后, 總裝機容量為129KWP, 系統采用先進的太陽能光伏發電系統和柔性太陽能電池組件, 利用最大功率跟蹤方式進行并網發電, 并于2011 年3 月1 日試運行。
此外，風能、水能以及生產過程中產生的余熱回收，也將作為新型能源在工廠設計中廣泛應用。
2.3工廠建筑設計
工廠項目的綠色設計涵蓋了整個工廠建設的全過程,尤其在建筑設計方面，合理控制體型系數、圍護結構窗墻比控制以及建筑保溫隔熱性能的節能適合部位采用可調節外遮陽, 防止夏季太陽輻射透過窗戶玻璃直接進入室內。
在工廠建筑中應采用耐久性和節材效果好的建筑結構材料。高強混凝土、高耐久性高性能混凝土、高強度鋼等結構材料在耐久性和節材方面具有明顯優勢。使用高強混凝土、高強度鋼可以解決建筑結構中肥梁胖柱問題, 可增加建筑使用面積，實現生產區域大空間的需求，從而滿足生產線的對車間面積的需求。
目前工廠鋼結構建筑所占比重較大, 尤其是主要車間，很多廠區為了更大程度利用土地，采用大的綜合性的聯合廠房來滿足生產的需求。鋼結構具有公認的諸多優點: 自重減輕, 基礎施工取土量少, 對土地破壞小； 大量減少混凝土和磚瓦的使用, 有利于環境保護； 建筑使用壽命結束后, 建筑材料回用率高, 有利于建筑節材等。
砌體結構( 含配筋砌體結構) 中涉及到的混凝土和鋼材相對于鋼筋混凝土結構或鋼結構要少很多,所以對于砌體結構主要考慮使用原材料中含有廢棄物再生利用的砌塊, 如粉煤灰磚等。
圍護結構應重點采用固體廢棄物再生、可再循環材料回收和再利用的制成品。
3.結語
綠色設計在工廠設計中的應用，將會產生明顯的經濟效益、環境效益和社會效益，要在節約資源和能源，實現資源的永續利用，減輕了環境污染，實現社會、經濟和環境的健康協調發展。設計作為項目中最重要的環節，充分利用綠色設計的理念，對整體項目的節能、環保以及可持續發展起到了有效的指導效用。
參考文獻
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[2]劉宏菊等. 綠色設計方法 —設計領域發展的新趨勢[J].中國環境科學.1999(19)
建筑結構設計的基本要求。即是對建筑物結構的強度、剛度以及穩定性的設計計算和驗算，使其滿足各自對應的容許條件，從而保證建筑物結構的可靠性和安全性。建筑結構設計主要是指建筑基礎結構和上部結構。由于建筑結構受到的恒載主要以建筑物的自重和豎向靜力為主，其上部結構主要確保結構在受到以上荷載時能夠保持穩定性在容許設計范圍內。建筑物受到的地震荷載一般是呈縱向傳遞的，而靜態荷載與地震作用一般是相反的呈垂直傳遞，為了有效、合理地平衡建筑物結構的上部和下部的地基復雜條件，因此選擇基礎結構就顯得非常核心和重要。
二、對建筑結構設計中結構選型原則的簡述
進行結構設計時，首先要選擇各類結構的形式。結構選型是否合理，不但關系到是否滿足使用要求和結構受力是否可靠，而且也關系到是否經濟和是否方便施工等問題。結構的選型的基本原則是：（1）滿足使用要求；（2）受力性能好；（3）施工簡便；（4）經濟合理。
三、對建筑結構設計中相關問題的注意事項以及解決方法
1關于箱、筏基礎底板挑板的陽角的相關問題
由于通過陽角面積的區域占整個綜合基礎底面積的比例很小，因此可以直接將其設置成斜角或直角等都是可以的。如果底板的鋼筋是雙排雙向布置，且在懸挑部分保持不變，則陽角不需要加輻射筋。
2關于箱、筏基礎底板的挑板的相關問題
當箱、筏基礎的底板處的鋼筋以常規的處理辦法來處理布置時，不會出現其總數影響全部鋼筋的情況，從經濟、節約以及合理的角度去綜合考慮，不但有助于規范邊跨底板部分的鋼筋，而且在費用上還是非常節約而經濟的，往往還便于計算。當設置好出挑板之后，能夠有效地降低地基的附加力，使其明顯地減弱。假如基礎的形式位置是在人工及天然位置的坎上的時候，加挑板一般使用天然的低級，可以減輕總的下沉現象，如果出現受力不均衡的話，可以在特定的部位設置挑板，或者還可以采用調節沉降量和整體傾斜等。另外，如果有特殊需要還可以使用周圈窗井進行工作。
3關于梁、板的計算跨度的相關問題
一般來說，專業教科書或相關專業資料上所涉及到的本部分的內容，如凈跨的1．05倍等說法，一般情況下只適合于那些日常比較常見的建筑結構設計中，而當遇到寬扁梁的跨度計算時，此種硬性規定就顯得不太適合了。關于梁板的結構構件，從簡化式的角度去分析，可以看成是在梁的中心線上有一個剛性支座，消除了單一的梁本身的概念，統一將梁板看成是一變截面的板。在寬扁梁結構構件中，如果梁的高度尺寸比板的厚度尺寸多出的部分并不是很大時，其計算長度應該取至梁的中心，并且選梁中心處的梁厚以及彎矩，同時選取梁邊彎矩和板厚配筋，在二者中選取計算值較大者作為計算數據。（以臺階式獨立基礎變截面處的定義為例說明問題）在實際的設計過程中，柱子也可以近似看成是一個超大的截面梁，因此梁在計算配筋時應該取柱邊彎矩。一般存在削峰，實際認為是比較正常的，假如不存在削峰，往往認為是存在問題的。
4關于當主梁有次梁時要加附加筋的相關問題
一般來說，當遇到主梁有次梁時，在這種情況下，應該先考慮添加箍筋，附加的箍筋實際上可以認為是：在此梁的截面范圍內無法加箍筋或是箍筋缺乏時，在此梁的兩側補上箍筋（以在板上的洞口布置附加筋為例說明問題），通常情況下附加筋都是要有的，而且在建筑結構的設計規范中也有明文的規定，但是這樣的規定并非是絕對的。目前，規范中已明確地對其進行了敘述，位于梁下部或梁截面高度范圍內的集中荷載，應全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說，位于梁上的集中力如：梁上柱、梁上后作的梁如：水箱下的墊梁是不需要添加附加筋的。總之，添加附加筋的原則是：位于梁下部的集中力應該添加附加筋。但梁截面高度范圍內的集中荷載可以根據具體情況而定，當主次梁截面相差不大，且次梁的荷載較大時，應該添加附加筋；而當主梁高度很高，次梁的截面很小、荷載也很小時，而且快接近板上的附加暗梁，這時主梁可以不用再添加附加筋。再如由于工藝的原因而形成的主次深梁的截面都比較大時，但是荷載卻不算大時，此時的主梁也可以不用再添加附加筋。總的來說，當主梁上的次梁存在開裂的問題時，如果次梁的受壓區頂至主梁底部的截面高度的混凝土添加了箍筋，并且確保能夠承受次梁產生的剪切力時，那么主梁就不需要再添加附加筋。同樣，當主次深梁以及次梁的截面相對于主梁截面、荷載較小時，以上論述同樣適用。梁上的集中力與產生的剪切力在整個梁的范圍內都是一樣的，即只要滿足抗剪要求，則集中力也滿足要求。
5關于沉降計算的相關問題
建筑物的基坑在被開挖的過程中，由于坑邊的基底土在摩擦角范圍內是受到約束的，因此它是不會發生反彈的，但是坑中心位置的地基土則是會發生反彈的，回彈的方式仍以彈性為主，回彈的部分則需要以人工清除的方式處理。而如果當基礎較小時，其受到的約束就會相對比較大，這時就可以忽略回彈的那部分，所以在對其進行沉降量計算時，則應該遵照基底的附加應力計算。反之，假如當基坑非常大時，通過對比，就可以看出它所受到的約束就會不是很大（以箱基為例說明問題），所以在對其進行沉降量計算時，則應該遵照基底的應力進行計算，而被坑邊土約束的那部分可以作為安全儲備，這也就解釋了導致經過計算得出的沉降值之所以大于實際施工過程中的沉降值的重要原因。
6關于回彈再壓縮的相關問題
由于建筑物的基坑在被開挖之后，必然會出現反彈性（坑邊的基底土在摩擦角范圍內是受到約束的，因此它是不會發生反彈的），所以在對建筑物的箱基礎進行沉降量計算以及定性分析時，都要遵照基底處的壓力進行計算和分析，而被坑邊土約束的那部分可以作為安全儲備，這也就解釋了為什么經過計算得出的沉降值之所以大于實際施工過程中的沉降值的主要原因。
7其他的一些需要注意和值得重視的相關問題
7．1柱子縱筋量的相關問題
一般情況下，建筑物中柱子的使用不是非常地多，其費用自然而然在整個建筑物構造費用中所占據的份額也就不是很高，但是柱子對于整個建筑物結構構造的穩定性的影響卻是占據著舉足輕重的地位。大量的實際工程實驗顯示，當柱子的縱筋的總量在大約2．4－2．6倍左右的計算值時，柱子上的塑性鉸才有被避免的可能性，因此作為結構工程的設計人員不得不重視該項工作。
7．2鋼筋的搭接長度及有關問題
建筑物構件中，縱筋的搭接長度等于N倍鋼筋的直徑D，一般來說，這個D值取鋼筋中直徑相對較小者（前提條件是：較大直徑的鋼筋并未被充分使用，否則D值仍然取鋼筋中直徑較大者，甚至有可能縱筋要向下延伸一層），實際施工過程中，為了將兩根鋼筋捆靠在一起，使用的工藝往往是用細鐵絲捆在一起，其實這樣做所起的作用不但與設計要求相差甚遠，而且這樣做還減弱了混凝土和鋼筋的共同作用的默契，即弱化了鋼筋和混凝土之間的粘結力。所以，應該盡量采用焊接的方式來處理。
四、結束語
關鍵詞: 樁基；設計；分析
Abstract: Based on the calculation and analysis of the pile foundation vertical bearing capacity, this paper elaborates on how to correctly cloth pile according to the specifications requirements in JCCAD, points out several optimization pile foundation design method, discuss briefly its selection and summarizes the problems needing attention of cap, link beam, beam, raft calculation.
Key words : pile foundation; design; analyze
中圖分類號：TU7文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
樁基工程是一項繁重而復雜的過程，在此過程中設計人員應在深刻理解規范的基礎上，注重概念設計，選擇合適的樁型，優化樁的布置方式，正確合理的使用計算軟件，使上部結構荷載直接、有效、分散的傳遞到土中，統籌兼顧，從各方面使之合理化，做到“安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量、保護環境”。
1 樁基的豎向承載力計算與JCCAD中荷載的選擇
根據《建筑樁基技術規范》JGJ 94-2008，樁基的豎向承載力計算應符合下列要求：
1.1 荷載效應標準組合：
1.1.1 軸心豎向力作用下Nk≤R；
1.1.2 偏心豎向力作用下除滿足
1.1.3 還應滿足Nk≤1.2R（2）
1.2 地震作用效應和荷載效應標準組合：軸心豎向力作用下NEk≤1.25R;
在上述條件下樁頂荷載值是逐漸增大的，同時樁的承載力也是逐漸增大的，設計中必須同時滿足以上條件。那么什么情況下是軸心豎向力？什么情況下是偏心豎向力？可以做一整體假設：假如上部結構重心和基礎形心重合，在荷載效應標準組合下以及豎向地震作用下上部結構對基礎形心只有軸向力而無彎矩，即軸心作用；在風荷載以及水平地震作用下，有軸力也有彎矩，即偏心豎向力。整體而言：風荷載和水平地震作用在整體上并不改變建筑的重量，對基礎只是產生剪力和彎矩。
2 樁基的優化
2.1 活荷載折減。按照《建筑結構荷載規范》4.1.2條活荷載折減，把這一折減系數填在JCCAD中，程序默認系數為1.0，程序有自動折減選擇，但這一折減系數僅針對荷載規范表4.1.1（1）項建筑類別，因此設計人員應根據建筑功能、層數選擇合適的折減系數填入計算。
2.2 對摩擦型樁基，符合《JGJ 94-2008》5.2.4條時，可考慮承臺效應確定復合基樁的豎向承載力特征值，讓承臺下地基土承擔一部分豎向力。
2.3 在進行樁筏基礎設計時，經常會出現地基反力大于單樁承載力的情況。此時可以通過調整基床反力系數K值，相應增加地基土所承擔的反力值，但又不超過地基土的承載力，從而降低樁端反力，達到使其小于單樁承載力的目的。一般而言，地基土所承擔的上部荷載值大概占10%左右。
2.4 通過破壞試驗確定單樁承載力設計值。樁基設計，一般先根據巖土工程勘察報告所提供的土層參數值估算單樁承載力設計值。根據這個估算的承載力設計值進行樁基礎設計，然后再通過靜載試驗復核是否滿足單樁承載力設計值。這樣做，多數情況下樁的實際承載力大于設計值，有的甚至相差幅度較大。因此有條件時，建議樁采用破壞性實驗，準確科學的確定單樁承載力設計值來進行樁基礎設計，可以取得比較好的經濟效益。
3 樁型的選擇
樁型的選擇應根據建筑物的使用要求、上部結構類型、荷載大小、工程地質情況、施工設備和條件及周圍環境等因素綜合考慮確定：
3.1 預制樁適宜用于持力層層面起伏不大的強風化巖層、風化殘積土層、砂層和碎石土層，且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性黏性土層。所穿越土層中存在孤石或者從軟塑土層突變到特別堅硬層的巖層，均不適宜采用預制樁。
3.2 沉管灌注樁適宜用于持力層起伏較大，且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性黏性土層。對于樁群密集，且為高靈敏度軟土，則不適宜采取打入式沉管灌注樁，而且沉管灌注樁施工質量很不穩定，在工程中的應用受到限制。
3.3 鉆（沖）孔灌注樁使用范圍最廣，通常適宜用于持力層層面起伏較大，樁身穿越各類土層及夾層多、風化不均、軟硬變化大的巖層。但鉆（沖）孔灌注樁施工需要泥漿護壁，如施工現場受限制或者環境保護有特殊要求則不宜采用。
3.4 人工挖孔樁適宜用于地下水埋藏較深，或者地下水埋藏較淺但能采用井點降水且持力層以上無流動性淤泥質的地層。成孔過程中可能出現流砂、涌水、涌泥的地質不宜采用人工挖孔樁。
4 承臺、聯系梁、承臺梁、筏板的計算
4.1 樁承臺應滿足受彎、受剪、受沖切、局部受壓，承臺厚度一般由受沖切控制，同時柱縱筋在承臺內的直錨長度應滿足《JGJ 94-2008》4.2.5條，且樁頂縱向主筋錨入承臺內的長度應滿足《JGJ 94-2008》4.2.4條。對雙柱聯合樁基承臺，當兩柱之間出現負彎矩時應設置暗梁或者在承臺頂部配筋。
4.2 承臺與承臺之間一般應設聯系梁。聯系梁的截面尺寸及配筋按下述方法確定：以柱剪力作用于梁端，按軸心受壓構件確定其截面尺寸，寬度不宜小于250mm,高度一般為承臺中心距的1/10～1/15；配筋則取與軸心受壓相同的軸力，按軸心受拉構件計算。在抗震設防區也可取柱軸力的1/10為梁端拉壓力確定截面尺寸及配筋。當聯系梁上有隔墻時，聯系梁按拉彎構件計算配筋，可以把計算的彎矩及軸力輸入PKPM計算軟件GJ模塊快速計算。
4.3 當采用剪力墻下設置承臺梁，承臺梁下布樁時，樁應盡量布置在墻下，以減少承臺梁內力及配筋。承臺梁計算經常出現抗剪、抗彎不足，一般都調整承臺梁截面寬度、高度等，在條件允許的情況下，可以把地面以下至承臺梁頂面的剪力墻墻肢加長，使獨立的墻肢之間的距離縮短或者聯系起來，增強承臺梁與上部剪力墻剛度，使承臺梁與相鄰剪力墻共同工作，使之更有利于承受上部荷載產生的彎矩、剪力。應注意承臺梁的計算應采用JCCAD里面的“樁筏筏板有限元計算”模塊，而不是“基礎梁板彈性地基梁法計算”模塊。
4.4 當采用樁筏基礎時，應注重“變剛度調平”，在荷載較大處布置密樁、長樁、較大直徑樁，改變樁基剛度使建筑物沉降均勻，從而降低筏板內力及配筋。筏板的配筋采用JCCAD里面的“樁筏筏板有限元計算”模塊計算，筏板配筋局部較大時，可合理考慮上部結構剛度，考慮基礎和上部結構共同工作，使基礎剛度大大增大，從而增大抵抗上部結構傳來不均勻荷載的能力，減少變形差，減少內力和配筋。
5 結語
樁基礎具有整體性好，承載力高和沉降量小、結構布置靈活等優點，在結構設計中廣為采用，尤其在高層建筑中應用更為普遍。而中國建筑科學院編制的PKPM基礎CAD設計軟件JCCAD是廣大設計人員常用的軟件之一。本文就如何安全、合理、經濟的設計樁基礎，并且正確使用JCCAD軟件做一些分析，供設計人員參考。
參考文獻：
[1] GB 50009-2001.建筑結構荷載規范（2006版）[S]
[2] GB 50007-2002.建筑地基基礎設計規范 [S]
關鍵詞：高層建筑；基礎設計；上部結構；地基問題
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
引言：
高層建筑由于具有層數多，高度大，重量大等特點，所以其豎向荷載大而集中，風荷載和地震荷載引起的傾覆力矩成倍增長，因此要求基礎和地基提供更高的豎直和水平承載力，同時使沉降和傾斜控制在允許的范圍內，并保證建筑物在風荷載與地震荷載下具有足夠的穩定性。這就對基礎的設計提出了更高、更嚴的要求。高層建筑基礎工程的造價在建筑總造價和總工期中所占的比例，與上部結構形式和層數、基礎結構形式、樁型以及地質復雜程度和環境條件等因素有關。因此，基礎工程的設計對高層建筑本身及其周圍環境的至關重要。
一、高層建筑基礎設計要素研究
高層建筑的上部結構具有很大的剛度，它和基礎結構及地基三者實際上構成了一個共同作用的體系。長期以來，由于人們認識上的局限性以及計算手段的缺乏，在設計計算中往往人為地切割了各部分之間的聯系，而把上部結構和基礎結構作為兩個獨立的單元分別進行考慮，結果導致基礎彎矩和縱向彎曲過大，基礎設計偏于保守。同時，沒有考慮基礎實際存在的差異沉降對上部結構引起的次應力，在某些部位低估了上部結構的內力，從而使這些部位計算結果偏于不安全。
1.1 上部結構的剛度對基礎受力的影響
假設上部結構為絕對剛性，當地基變形時，各豎向構件只能均勻下沉；如忽略豎向構件端部的抗轉動能力，則豎向構件支座可視為基礎梁的不動鉸支座，亦即基礎梁猶如倒置的連續梁，不產生整體彎曲，卻以基底分布反力為外荷載，產生局部彎曲。反之，假設上部結構為絕對柔性，對基礎的變形毫無約束作用，于是基礎梁在產生局部彎曲的同時，還經受很大的整體彎曲。于是，兩種情況下基礎梁的內力分布形式與大小產生很大的差別。實際結構物常介于上述兩種情況，其整體剛度的考慮非常困難，只能依靠計算軟件分析。在地基、基礎和荷載條件不變的情況下，增加上部結構的剛度會減少基礎的相對撓曲和內力，但同時導致上部結構自身內力增加，即是說，上部結構對減少基礎內力的貢獻是以在自身中產生不容忽視的次應力為代價的。
1.2 地基條件對基礎受力的影響
基礎受力狀況取決于地基土的壓縮性及其分布的均勻性。當地基土不可壓縮時，基礎結構不僅不產生整體彎曲，局部彎曲亦很小；上部結構也不會因不均勻沉降產生次應力實踐中最常遇到的情況卻是地基土有一定的可壓縮性，且分布不均，這樣，基礎彎矩分布就截然不同。基礎與地基界面處往往顯示出摩擦特征。由于土的強度有限，形成的摩擦力也有限，不會超過土的抗剪強度。孔隙水壓力的變化，可能改變壓縮過程中摩擦力的大小與分布。此外，外荷載的分布和性質、基礎的相對柔度以及土的蠕變等涉及時間變化的效應等都會影響到界面條件。因此，應從完全光滑一直到完全粘著這兩種極端情況之間來慎重估計界面摩擦的影響。
1.3 基礎剛度對基底反力分布的影響
絕對柔性基礎當上部結構剛度可以忽略時，對荷載傳遞無擴散作用，如同荷載直接作用在地基上，反力分布 p(x,y)則與荷載 q(x，y)大小相等、方向相反。當荷載均勻時，基礎呈盆形沉降；如欲使基礎沉降均勻，則需使荷載從中部向兩端逐漸增大，呈不均勻狀。理論分析與試驗研究表明，基底反力的分布除與基礎剛度密切相關外，還涉及到土的類別與變形特性、荷載大與分布、土的固結與蠕變特性，以及基礎的埋深和形狀等多種因素。基底反力分布大致分為三種類型：1）如果基底面積足夠大，有一定的埋深，荷載不大，地基尚處于線性變形階段，則基底反力圖多為馬鞍形；如圖（a)所示；當地基土比較堅硬時，反力最大值的位置更接近于邊緣。2）砂土地基上的小型基礎，埋深較淺或荷載較大，臨近基礎邊緣的塑性區逐漸擴大，這部分地基土所卸除的荷載必然轉移給基底中部的土體，導致中部基底反力增大，最后呈拋物線形，如圖（b）所示。3）當荷載非常大，以致地基接近整體破壞時，反力更加向中部集中而呈鐘形，如圖（c）所示；當兩端存在非常大的地面堆載或相鄰建筑的影響時，也可能出現鐘形的反力分布。
圖a) 圖b) 圖c)
1.3 上部結構與基礎和地基共同作用的概念
上部結構與地基和基礎三者是彼此不可分離的整體，每一部分的工作性狀都是三者共同作用的結果。共同作用分析，就是把上部結構、基礎和地基看成是一個彼此協調工作的整體，在連接點和接觸點上滿足變形協調的條件下求解整個系統的變形與內力。在共同作用分析中，上部結構和基礎通常是由梁、板組成，因此可以采用有限單元法、有限條法或解析方法建立上部結構和基礎的剛度矩陣，并利用變形協調條件與地基的剛度矩陣耦合起來。地基首先需確定采用何種地基模型：線彈性地基模型，非線彈性地基模型還是彈塑地基模型。然后建立地基的剛度矩陣。但是習慣上用所謂的結構力學法來建立各種地基模型的柔度矩陣，然后求逆得到它們的剛度矩陣，與上部結構和基礎的剛度矩陣耦合起來，從而求得地基反力和沉降。在共同作用分析中，可以根據實測結果把基礎和上部結構的實際剛度進行共同作用分析，并考慮施工過程的影響，把結構荷載和剛度形成情況分別考慮來進行共同作用分析。
二、高層建筑基礎設計共同作用理念的應用
對上部結構、基礎與地基共同作用的理論進行高層建筑的基礎設計，能夠比較真實地反映其實際工作狀態，此外，還可以利用共同作用理論提高和改善高層建筑基礎設計的水平和質量，取得更大的經濟效果。具體來說，可從下面幾方面入手：
（1）有效地利用上部結構的剛度，使基礎的結構尺寸減小到最小程度。例如，把上部結構與基礎作為一個整體來考慮，箱形基礎高度可大為減小；當上部結構為剪力墻體系時，有可能將箱形改為筏基。應注意的是，上部結構的剛度是隨著施工的進程逐步形成的，因此在利用上部結構剛度改善基礎工作條件時，應模擬施工過程進行共同作用分析，以免造成基礎結構的損壞。
（2）對建筑層數懸殊、結構形式各異的主樓與群房，可分別采用不同形式的基礎，經慎重而仔細的共同作用分析比較，可使主、裙房的基礎與上部結構全都連接成整體，實現建筑功能上的要求。
（3）運用共同作用的理論合理地設計地基和基礎，達到減少基礎內力與沉降、降低基礎造價的目的。例如在一定的地質條件下，考慮樁間土的承載作用，得以加大樁徑、減少樁數，合理布樁、減少基礎內力，從而在整體上降低基礎工程的造價。
三、高層建筑基礎設計中應注意的問題
（1）保證荷載的可靠傳遞
基礎結構應具有必要的強度和剛度，以保證將高層建筑上部結構作用于基礎頂面的巨大豎向、水平向荷載與力矩，可靠地傳給地基土或樁頂。
（2）參與變形協調，減少不均勻沉降
基礎結構介于上部結構與地基土之間，其剛度大小及其在平面上的分布，對調整不均勻沉降、減少整體和局部撓曲至關重要。例如：多、高層建筑中，當采用條形基礎不能滿足上部結構對地基承載力和變形的要求，或當建筑物要求基礎具有足夠的剛度以調節不均勻沉降時，可采用筏型基礎 筏型基礎的平面尺寸，在地基土比較均勻的條件下，基底平面形心宜與上部結構豎向永久荷載的重心重合。當不重合時，在荷載效應準永久組合下，宜通過調整基底面積使偏心距 e 符合下式要求：
E≤0.1W/A
式中W——與偏心距方向一致的基礎底面邊緣的抵抗矩；
A——基礎底面積。
對低壓縮性地基或端承樁基的基礎，可適當放松上述偏心距的限制。按上式計算時，高層建筑的主樓和裙房可以分開考慮。
（3）內力分析中，應盡可能考慮基礎結構與上部結構和地基土的共同作用
基礎結構與上部結構和地基土三者之間的共同作用是客觀存在的。當然，在實際工程設計中往往不可能都做到，特別是地基模型及其參數的選取，對共同作用的結果影響甚大；但在構造和配筋上反映對共同作用結果的考慮，是完全可能和必要的。
例如：在同一大面積整體筏型基礎上建有多幢高層和低層建筑時，筒體下筏板厚度和配筋宜按上部結構、基礎與地基土的共同作用的基礎變形和基底反力計算確定。帶裙房的高層建筑下的大面積整體筏型基礎，其主樓下筏板的整體撓度值不應大于 0.5 ，主樓與相鄰的裙房柱的差異沉降不應大于1%，裙房柱間的差異沉降不應大于2%。
四、結語
總之，高層建筑的上部結構，基礎及地基組成了一個共同作用的體系，在高層建筑基礎設計中，要有效利用上部結構剛度，充分考慮地基條件對基礎受力的影響，合理選擇基礎形式，運用共同作用的理論設計地基和基礎，達到減少基礎內力與沉降、降低基礎造價的目的。
參考文獻
關鍵詞：再生性；建筑元素；室內藝術設計
中圖分類號：TU972 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4117（2012）02-0283-01
引言
在室內空間設計中，再生性元素的運用與體現無處不在。從室內建筑結構元素到設計師自我創造性元素再到現成品元素的直接運用等等，都能在某個特定環境下成為室內設計中再生性元素的體現。如果一個優秀的設計師在任何條件下都可以出色的完成其設計，就源于設計師本人對室內建筑各要素的把握和運用能體現結構功能及美觀，提升室內空間的功能性及審美價值性。但如果設計師對于室內建筑元素的把握不夠全面，忽視了元素的再生性，一味的做元素推擠的反復工作，或者過度的在不了解建筑性質的前提下使用元素的，最終導致設計結果與最初的想法相違背。于是針對諸如此類現狀，通過研究當今各優秀室內設計案例以及古代建筑文明，揭示和開拓出建筑元素的可再生性原理。
簡述再生性建筑元素
室內設計各行為中，了解室內建筑特性是設計的前提和必經之路，同時也是收集空間中各要素的關鍵，通過對原有建筑的仔細分析，可以了解到一些建筑元素的特性，所有這些對室內設計將有著巨大的影響。影響在于原有的元素在經過改造或者與新元素新材料的結合后會變化生成新的要素，很多時候這些要素將成為設計中的焦點或是體現設計提升設計價值的關鍵，把這些諸如此類產生的新元素我們稱之為再生性元素。
一、再生性建筑元素在新室內空間設計中的體現
（一）突出主體、顯現焦點
我們可以說室內空間中，建筑形式是基礎要素。所謂建筑形式，廣義上說是建筑的整體風格。狹義上是指建筑空間中各元素直接關系的體現，是各元素性質的總和后所產生的整體效果。設計師在考慮設置對象的大小、形狀的時候，必須清楚的認識對象的形式特征給建筑空間帶來的影響。好比我們著重強調一個對象時，這個對象將成為空間的焦點，把其他對象列為輔助使用，這樣可以彌補空間中其他不足之處，突出主體、顯現焦點。這都是通過創造元素及再生元素的方式達到我們最終理想的室內空間效果。
在世界文化遺產西遞宏村的建筑中，其中門樓的修建是徽州人十分重視的，有“千金門樓四兩屋”一說。再看其西遞宏村中尚德堂的門樓十分精美，為“八”字門樓，上有大型門罩具有避雨的作用，門樓的設計凝重莊嚴，并體現了其房屋的實用性，并能反映主人身份和地位。
（二）體現空間質感、提升空間特性
在新室內設計空間中，選擇特殊的材料和質地可以賦予空間特殊的含義和個性，所以材料是體現室內空間設計不可或缺的元素。材料的裝飾好壞，直接影響著空間氣氛。每種材料都有它本身的自然肌理紋理，紋理有粗超感的、細膩感的、堅硬感的、柔和感的，是體現空間質感的，同時也能提升空間特性。所以材質具有再生空間個性的作用
在英國倫敦由設計師阿爾瓦羅?西扎等人設計的臨時性作品――蛇形藝廊就充分的說明了材料能體現建筑元素的再生性。設計師的建筑材料是的有機材料，墻和屋頂是用木片做成的曲面，結構由427根木橫梁通過卯榫結構結合。屋頂蓋了248塊半透明聚碳酸酯塑料板，這樣就形成一個寬達17米得輕型浮動結構，強調了它的臨時性。整個設計的手法是現代的，確也結合了傳統的元素。使用的材料反映了設計師追求創新同時又不失傳統，并且通過材料的視覺重量感使得建筑作品輕盈，好像是浮動在地面上的效果，讓材料附有生命氣息。這里的材料似乎都是活動的，可隨處搬移的，雖然是臨時性的，確給人一種不論在何處都能再生的一種建筑體驗。
（三）再現空間用途、體現功能需求
再生元素體現功能的方式在于利用與建筑的功能有直接關系的東西去裝飾空間，這些東西可以是生活中的現成品，目的是再現空間的用途；或者用設計師抽象的概念，通過微妙概念化的方式傳達其功能價值；再者使用文化符號的元素體現空間功能。在完成體現室內功能使命的同時也證實了元素的再生性。就好比設計師約翰?L?約翰遜設計的設計師之家的室內空間，大量的使用了家具去控制和組織內部的特殊區域，將位于中心處設計為操作臺面，形成一個趣味的中心，其他的布置都圍繞操作臺而展開。這些處理都體現了室內空間中再生性元素的多功能使用。
二、再生性建筑元素在即有室內空間設計中的體現
再生性建筑元素在即有空間設計中形式的體現，與在新室內設計中的體現有所差異，其差異在于在即由空間里原本就存在舊的元素，而新的設計是要是整體的上做可能是顛覆作用的設計效果，那么新舊很容易產生很大的差異性。建筑也需要更新，以此來滿足新的需求變化。位于英國利物浦的泰特美術館，是一座用磚石建造的帶有紀念性意義的大廠房，柱廊采用是象征堅固的多立克柱式，設計師只是重新組織和安排內部的空間，基本保留了建筑的外輪廓，只是將內部空間改造成一個簡單、高雅的適合于布置現代藝術展覽的空間，并在使用靚麗且具有曲線感的橘紅色接待臺裝飾，格外引人注目。所以建筑色彩也是建筑元素中再生性的體現，色彩是帶有生命的信號。
三、結語
“誰擁有這個建筑，這個建筑就應該為誰而特別設計”，這句話正是表明建筑元素的最終目的是為使用者服務的，設計師利用各種元素設計或改造環境都必須圍繞未來使用者的功能需求，并不是盲目的自我化行為。
再生性元素只有站在為人服務的基礎上，才會是有生命的。
作者單位：武漢紡織大學
參考文獻：
[1]布魯克?斯通.再生建筑元素[M].大連理工大學出版社,2010.9.
