發布時間：2022-04-28 10:09:50
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1篇建筑結構設計論文，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。
提要
結構設計的安全問題是所有從事結構設計與研究的人們一生都要面對的問題，本文作者結合自己的工程設計實踐，簡述了當代建筑師的設計思維對結構設計安全所提出來的挑戰，并且，通過一個結構設計師對當今建筑設計潮流的感悟與認識，提出了保障結構設計安全所必須堅持的基本原則。文章最后，對參與當代中國結構設計實踐的結構設計工作者們提出了一些期望。
前言
一段時間以來，由法國巴黎戴高樂機場2E侯機廳通道部分倒塌事故引起的對結構安全問題的討論成為業界甚至各種傳媒的熱門話題，由之引起的對國家大劇院以及各奧運在建項目進行結構安全再認識的聲音也不時傳起。特別是對正在設計施工中的奧運項目，按照政府決策部門的意見，建設單位組織結構有關專家逐個項目地進行了更為嚴格的結構設計安全評估。
結構設計安全是我們所有從事結構設計與研究工作者必須面對和回答的問題，巴黎戴高樂機場事故是結構在其設計使用壽命初期（投入運營一年），在常規荷載作用（沒有恐怖襲擊、沒有惡劣的區域突發自然災害）的情況下發生的，就是說，一定是在結構設計或施工的某個環節給結構留下了致命的內部缺陷才造成的，這一缺陷既可能是結構設計理論方面的，也可能是結構設計構造方面的，既可能是結構材料使用方面的，還可能是建造過程中的施工質量控制方面的，等等。無論什么原因，這種結構破壞形態都是結構設計原則所不允許的，引起我們的警覺也是應該的。
另一方面，我們也還是應該理性地、科學地、全面地分析和把握結構設計的安全問題。其實，追溯人類改造自然、改造世界的歷史足跡，我們還是有理由對當代結構設計理論和建造技術的發展水平感到自豪的。雖然我們現在感覺是越來越累，越來越難，但是在力學和材料科學發展的有力支撐下，我們所從事的結構設計與建造技術的發展還是基本上滿足了那些滿腦子求新求奇，求高求廣的所謂當代建筑師的表達欲望與需求的。
世界上沒有自由的結構設計師，但假如沒有我們，也就沒有建筑表達的自由
建筑師設計東西，無非表達兩種需求，一種是傳統意義上的功能需求，另外一種就是表達建筑情感，或者說是通過建筑表達情感。這種情感表達方面的需求可能是來自公眾的，也可能是來自政府或領導意志的，還可能就是直接來自建筑師的美學修為的。建筑師可以利用建筑特有的元素，比如建筑材料的材質、裝飾材料的色彩等進行其建筑情感的表達，但是這種表達的效果和能力是有限的，建筑師更重要的手段則是借助結構的能力完成這一表達需求，從這個意義上說，建筑師豐富的想象力既給結構設計提出了課題、帶來了挑戰，同時也就給結構工程師帶來了風險。
國家大劇院超大超深的地下結構體量，橢球拋物面殼體屋頂和圍繞殼體的環形水池都是安得魯實現其劇院功能需求與其情感表達需求的手法和元素。為了在不超越人民大會堂的限定高度內，完成劇場功能對豎向尺度的需求，“深入地下”是其自然的（也許是無奈的）選擇；橢球拋物面殼體屋頂罩住其下的三個功能劇場是建筑師進行區域空間整和的一種手段，在這塊區域上的建筑物進行這樣的整和處理我認為是必要的；建筑師設置環形水池的目的在于其制造區域寧靜氣氛的需要，這種建筑情感表達上的需求也是必要的。
國家大劇院
同樣的，在建的國家體育場（簡稱“鳥巢”）以及國家游泳中心（簡稱“水立方”）等標志性建筑，她們不單單是承載著滿足舉辦奧運會各單項體育功能方面的需求，也還要承載著通過其“別樣”的建筑形象來表達全國人民百年奧運夢想成真的情感需求，承載著要為最出色的一屆奧運會留下最出色的“建筑遺產”的使命。
自然的，建筑師是無法單獨承擔這樣的使命的，必須依靠結構工程師的支持來實現其“特別”的表達需求。或者說，結構工程師在這個時侯是沒有選擇的自由的，只有絞盡腦汁為建筑師的這種需求尋找“解決方案”，于是，百年之前的理論物理學命題“泡沫理論”被結構師拿來經過有趣的數學變換，最終成了表達建筑師“看似無序的水分子結構”的最好載體。
國家游泳中心總平面圖
建筑結構形式的爭議多半不是“好與不好”的問題，而是“值與不值”的問題
為了滿足建筑師們的“浪漫”需求，在傳統的結構構成方式無能為力的時候，結構設計師就必須探索新的、非傳統的結構構成方式。結構系統的基本形式，可以說已經被我們認識的差不多了，但是，這種說法只是限于基本體系，并不意味著創造新的結構形態可能性的減少，在擁有無限多樣的物種的豐富多彩的世界里，限定結構形態的類型顯然是不恰當的。
結構工程師的任務就是在既要保證結構安全同時又要滿足建筑美學需求的杠桿上尋找一個平衡點。只是，世界上終究沒有免費的午餐，當各種或是張揚的、或是陌生的結構形態出現的時候，在結構材料科學還沒有長足的發展的時候，在我們還不得不用傳統的結構材料去實現這樣一個個“浪漫”的需求的時候，對結構安全的關注也就從來沒有象現在這樣引起一端又一端的“爭議”。
從一個結構設計與研究工作者的角度看待這些“爭議”，我認為很多時候我們是可以在力學或規范的原則內尋找到這個“平衡點”的，隨后的問題是，這會要我們付出多大的“代價”，或者說要我們支付多大的“結構成本”？我認為對這個我們要支付的成本“值與不值”的不同看法是對建筑結構形式“爭議”的焦點問題。
其實，作為一個結構工程師，常常是不能判斷建筑的形象與情感“效益”與結構實現的“成本”之間到底誰高誰底的，因為前者是很難量化的。我們所能做的就是在保證建筑功能與美學需求的諸種可選擇的結構實現方式中找到成本較低的解決方案。
國家游泳中心南北剖面圖
國家大劇院南北剖面圖
例如，在國家大劇院工程結構的第一輪初步設計時，法國ADP公司確定的結構底板的頂面標高為-26.0米，這個標高受到了中國建筑與結構工程師的質疑，如此深的基槽，且不說開挖與降水的成本會很高，結構壽命期內的抗浮設計成本更是一項很大的投入，為此，我們建議在保證其建筑功能需要的前提下，盡可能提高建筑底面標高，法方在修改后的初步設計中將這一標高提高到了-22.0米。
與上述情形相反，國家游泳中心工程的建筑設計由于采用了ETFE雙層充氣膜，這種膜材的造價很高，所以，在相對深挖（增加基礎開挖與結構抗浮成本）和抬升建筑總高度（增加圍護膜材的用量）的比較選擇中建筑師完全依賴的就是綜合成本最小化的原則。
結構工程師要給浪漫的建筑師和建筑師的浪漫設定一條底線
作為一名結構工程師，我們還應該清醒地認識到，結構科學和材料科學的發展遠沒有達到可以令建筑師們的“浪漫思維”無約無束的境地。在實際結構的建造過程中影響結構安全的因素眾多，一方面，建筑結構理論歸根結底是一門實驗科學，理論與實際的偏差不可避免，另一方面，建造技術的發展水平和區域差異以及施工質量控制等等方面的諸多因素，都會給實際建造完成的建筑結構安全性能帶來某種程度的不確定性。
所以，建筑師們在通過建筑表達其美學或情感需求的時候，結構工程師們還是要給他們設定一條底線。這條底線不僅依賴于當代人類對自然界的認識水平，而且還依賴于現代結構技術與材料科學的發展水平，依賴于結構分析技術的發展水平。在某種程度上，我們可以允許他們突破某些“規范”條文的底線，但是不能允許他們突破“基本力學準則”的底線。尤其是當我們面對國外建筑師的時候，這一點做起來很難，譬如在和安德魯的法國ADP團隊合作設計國家大劇院的過程中，我們就經歷了多次的“爭執與說服”的過程。
國家游泳中心的設計過程也給了我們很多啟示，在建筑師浪漫的創意和結構的可實現之間還是有較長的一段路要走的，因此，我們投入很多精力進行了這種新型多面體空間鋼框架結構的試驗研究，最終才可以保證這種結構的安全、可靠。
鋼骨架結構效果
ETFE充氣枕結構
不能認為結構設計安全與結構設計的創造性是永遠的矛盾
實際上，對結構設計安全性的憂慮往往會束縛住我們結構設計創造性探索的步伐，雖然這種憂慮不是多余的。發生巴黎機場結構倒塌事故后，我們聽到的幾乎都是對安德魯主持設計的建筑的一片懷疑之聲，結構設計工程師們，尤其是從事重要公共建筑結構設計的工程師們更是增添了更多的謹慎與小心。
我認為，結構設計的任務始終是：按照建筑的功能與美學需求確定安全、合理的結構體系；進而依據建筑結構可靠度設計有關標準所確定的原則對結構作用效應與結構抗力進行符合結構實際工作條件（性能）的分析；最終應做到在規定的結構設計使用年限內，在現行規范規定的各種荷載作用下，所設計的結構是安全可靠、經濟合理、技術先進的。
為了實現這樣的使命，對結構設計安全的自始至終的關切無疑是必要的，另一方面，結構設計的創造性不但是當今建筑設計發展的必然要求，同時也是結構設計技術自身發展的要求。國家大劇院、國家體育場、國家游泳中心以及新中央電視臺等建筑在結構設計方面的創造性探索可以為我們跟蹤當今世界先進的結構設計理念提供一些線索，也可以讓我們檢視一下很多經驗的、傳統的結構設計思維是否還適應現代結構設計發展的要求。
“水立方”內外效果圖
因此我認為，結構設計工程師們在關注所設計的建筑結構是否安全的同時，也還是應該為結構設計技術的創造性發展做一些探索。這兩者不總是矛盾的，雖然在各種新結構的實踐過程中或是發生了很多爭議、或是走過了很多曲折的道路，但我始終認為沒有結構設計師參與的所謂建筑設計理念的創新都是無源之本，從這個意義上講，結構設計師在確定建筑設計發展方向上的作用是舉足輕重的。
尤其是當代中國的結構設計工作者，國家建設的飛速發展給我們提供了前所未有的結構設計實踐機會，在這個實踐過程中，我們是始終跟在所謂“西方世界先進的結構設計思維”后面，亦步亦趨，無所建樹，還是通過我們不斷的設計實踐與探索，爭取走在世界結構設計技術發展的前列，這確實值得我們認真去思考。
提要
結構設計的安全問題是所有從事結構設計與研究的人們一生都要面對的問題，本文作者結合自己的工程設計實踐，簡述了當代建筑師的設計思維對結構設計安全所提出來的挑戰，并且，通過一個結構設計師對當今建筑設計潮流的感悟與認識，提出了保障結構設計安全所必須堅持的基本原則。文章最后，對參與當代中國結構設計實踐的結構設計工作者們提出了一些期望。
關鍵詞建筑表達結構設計安全建筑情感爭議結構設計實踐
前言
一段時間以來，由法國巴黎戴高樂機場2E侯機廳通道部分倒塌事故引起的對結構安全問題的討論成為業界甚至各種傳媒的熱門話題，由之引起的對國家大劇院以及各奧運在建項目進行結構安全再認識的聲音也不時傳起。特別是對正在設計施工中的奧運項目，按照政府決策部門的意見，建設單位組織結構有關專家逐個項目地進行了更為嚴格的結構設計安全評估。
結構設計安全是我們所有從事結構設計與研究工作者必須面對和回答的問題，巴黎戴高樂機場事故是結構在其設計使用壽命初期（投入運營一年），在常規荷載作用（沒有恐怖襲擊、沒有惡劣的區域突發自然災害）的情況下發生的，就是說，一定是在結構設計或施工的某個環節給結構留下了致命的內部缺陷才造成的，這一缺陷既可能是結構設計理論方面的，也可能是結構設計構造方面的，既可能是結構材料使用方面的，還可能是建造過程中的施工質量控制方面的，等等。無論什么原因，這種結構破壞形態都是結構設計原則所不允許的，引起我們的警覺也是應該的。
另一方面，我們也還是應該理性地、科學地、全面地分析和把握結構設計的安全問題。其實，追溯人類改造自然、改造世界的歷史足跡，我們還是有理由對當代結構設計理論和建造技術的發展水平感到自豪的。雖然我們現在感覺是越來越累，越來越難，但是在力學和材料科學發展的有力支撐下，我們所從事的結構設計與建造技術的發展還是基本上滿足了那些滿腦子求新求奇，求高求廣的所謂當代建筑師的表達欲望與需求的。
世界上沒有自由的結構設計師，但假如沒有我們，也就沒有建筑表達的自由
建筑師設計東西，無非表達兩種需求，一種是傳統意義上的功能需求，另外一種就是表達建筑情感，或者說是通過建筑表達情感。這種情感表達方面的需求可能是來自公眾的，也可能是來自政府或領導意志的，還可能就是直接來自建筑師的美學修為的。建筑師可以利用建筑特有的元素，比如建筑材料的材質、裝飾材料的色彩等進行其建筑情感的表達，但是這種表達的效果和能力是有限的，建筑師更重要的手段則是借助結構的能力完成這一表達需求，從這個意義上說，建筑師豐富的想象力既給結構設計提出了課題、帶來了挑戰，同時也就給結構工程師帶來了風險。
國家大劇院超大超深的地下結構體量，橢球拋物面殼體屋頂和圍繞殼體的環形水池都是安得魯實現其劇院功能需求與其情感表達需求的手法和元素。為了在不超越人民大會堂的限定高度內，完成劇場功能對豎向尺度的需求，“深入地下”是其自然的（也許是無奈的）選擇；橢球拋物面殼體屋頂罩住其下的三個功能劇場是建筑師進行區域空間整和的一種手段，在這塊區域上的建筑物進行這樣的整和處理我認為是必要的；建筑師設置環形水池的目的在于其制造區域寧靜氣氛的需要，這種建筑情感表達上的需求也是必要的。
國家大劇院總平面圖
同樣的，在建的國家體育場（簡稱“鳥巢”）以及國家游泳中心（簡稱“水立方”）等標志性建筑，她們不單單是承載著滿足舉辦奧運會各單項體育功能方面的需求，也還要承載著通過其“別樣”的建筑形象來表達全國人民百年奧運夢想成真的情感需求，承載著要為最出色的一屆奧運會留下最出色的“建筑遺產”的使命。
自然的，建筑師是無法單獨承擔這樣的使命的，必須依靠結構工程師的支持來實現其“特別”的表達需求?；蛘哒f，結構工程師在這個時侯是沒有選擇的自由的，只有絞盡腦汁為建筑師的這種需求尋找“解決方案”，于是，百年之前的理論物理學命題“泡沫理論”被結構師拿來經過有趣的數學變換，最終成了表達建筑師“看似無序的水分子結構”的最好載體。
國家游泳中心總平面圖
建筑結構形式的爭議多半不是“好與不好”的問題，而是“值與不值”的問題
為了滿足建筑師們的“浪漫”需求，在傳統的結構構成方式無能為力的時候，結構設計師就必須探索新的、非傳統的結構構成方式。結構系統的基本形式，可以說已經被我們認識的差不多了，但是，這種說法只是限于基本體系，并不意味著創造新的結構形態可能性的減少，在擁有無限多樣的物種的豐富多彩的世界里，限定結構形態的類型顯然是不恰當的。
結構工程師的任務就是在既要保證結構安全同時又要滿足建筑美學需求的杠桿上尋找一個平衡點。只是，世界上終究沒有免費的午餐，當各種或是張揚的、或是陌生的結構形態出現的時候，在結構材料科學還沒有長足的發展的時候，在我們還不得不用傳統的結構材料去實現這樣一個個“浪漫”的需求的時候，對結構安全的關注也就從來沒有象現在這樣引起一端又一端的“爭議”。
從一個結構設計與研究工作者的角度看待這些“爭議”，我認為很多時候我們是可以在力學或規范的原則內尋找到這個“平衡點”的，隨后的問題是，這會要我們付出多大的“代價”，或者說要我們支付多大的“結構成本”？我認為對這個我們要支付的成本“值與不值”的不同看法是對建筑結構形式“爭議”的焦點問題。
其實，作為一個結構工程師，常常是不能判斷建筑的形象與情感“效益”與結構實現的“成本”之間到底誰高誰底的，因為前者是很難量化的。我們所能做的就是在保證建筑功能與美學需求的諸種可選擇的結構實現方式中找到成本較低的解決方案。
國家游泳中心南北剖面圖
國家大劇院南北剖面圖
例如，在國家大劇院工程結構的第一輪初步設計時，法國ADP公司確定的結構底板的頂面標高為-26.0米，這個標高受到了中國建筑與結構工程師的質疑，如此深的基槽，且不說開挖與降水的成本會很高，結構壽命期內的抗浮設計成本更是一項很大的投入，為此，我們建議在保證其建筑功能需要的前提下，盡可能提高建筑底面標高，法方在修改后的初步設計中將這一標高提高到了-22.0米。
與上述情形相反，國家游泳中心工程的建筑設計由于采用了ETFE雙層充氣膜，這種膜材的造價很高，所以，在相對深挖（增加基礎開挖與結構抗浮成本）和抬升建筑總高度（增加圍護膜材的用量）的比較選擇中建筑師完全依賴的就是綜合成本最小化的原則。
■結構工程師要給浪漫的建筑師和建筑師的浪漫設定一條底線
作為一名結構工程師，我們還應該清醒地認識到，結構科學和材料科學的發展遠沒有達到可以令建筑師們的“浪漫思維”無約無束的境地。在實際結構的建造過程中影響結構安全的因素眾多，一方面，建筑結構理論歸根結底是一門實驗科學，理論與實際的偏差不可避免，另一方面，建造技術的發展水平和區域差異以及施工質量控制等等方面的諸多因素，都會給實際建造完成的建筑結構安全性能帶來某種程度的不確定性。
所以，建筑師們在通過建筑表達其美學或情感需求的時候，結構工程師們還是要給他們設定一條底線。這條底線不僅依賴于當代人類對自然界的認識水平，而且還依賴于現代結構技術與材料科學的發展水平，依賴于結構分析技術的發展水平。在某種程度上，我們可以允許他們突破某些“規范”條文的底線，但是不能允許他們突破“基本力學準則”的底線。尤其是當我們面對國外建筑師的時候，這一點做起來很難，譬如在和安德魯的法國ADP團隊合作設計國家大劇院的過程中，我們就經歷了多次的“爭執與說服”的過程。
國家游泳中心的設計過程也給了我們很多啟示，在建筑師浪漫的創意和結構的可實現之間還是有較長的一段路要走的，因此，我們投入很多精力進行了這種新型多面體空間鋼框架結構的試驗研究，最終才可以保證這種結構的安全、可靠。
鋼骨架結構效果
ETFE充氣枕結構
不能認為結構設計安全與結構設計的創造性是永遠的矛盾
實際上，對結構設計安全性的憂慮往往會束縛住我們結構設計創造性探索的步伐，雖然這種憂慮不是多余的。發生巴黎機場結構倒塌事故后，我們聽到的幾乎都是對安德魯主持設計的建筑的一片懷疑之聲，結構設計工程師們，尤其是從事重要公共建筑結構設計的工程師們更是增添了更多的謹慎與小心。
我認為，結構設計的任務始終是：按照建筑的功能與美學需求確定安全、合理的結構體系；進而依據建筑結構可靠度設計有關標準所確定的原則對結構作用效應與結構抗力進行符合結構實際工作條件（性能）的分析；最終應做到在規定的結構設計使用年限內，在現行規范規定的各種荷載作用下，所設計的結構是安全可靠、經濟合理、技術先進的。
為了實現這樣的使命，對結構設計安全的自始至終的關切無疑是必要的，另一方面，結構設計的創造性不但是當今建筑設計發展的必然要求，同時也是結構設計技術自身發展的要求。國家大劇院、國家體育場、國家游泳中心以及新中央電視臺等建筑在結構設計方面的創造性探索可以為我們跟蹤當今世界先進的結構設計理念提供一些線索，也可以讓我們檢視一下很多經驗的、傳統的結構設計思維是否還適應現代結構設計發展的要求。
“水立方”內外效果圖
因此我認為，結構設計工程師們在關注所設計的建筑結構是否安全的同時，也還是應該為結構設計技術的創造性發展做一些探索。這兩者不總是矛盾的，雖然在各種新結構的實踐過程中或是發生了很多爭議、或是走過了很多曲折的道路，但我始終認為沒有結構設計師參與的所謂建筑設計理念的創新都是無源之本，從這個意義上講，結構設計師在確定建筑設計發展方向上的作用是舉足輕重的。
尤其是當代中國的結構設計工作者，國家建設的飛速發展給我們提供了前所未有的結構設計實踐機會，在這個實踐過程中，我們是始終跟在所謂“西方世界先進的結構設計思維”后面，亦步亦趨，無所建樹，還是通過我們不斷的設計實踐與探索，爭取走在世界結構設計技術發展的前列，這確實值得我們認真去思考。
一基礎設計
商業樓基礎設計等級為甲級，采用樁加防水板基礎。根據前期試樁檢測報告結論，采用Φ700鉆孔灌注樁，抗壓兼抗拔樁?；A埋深12.1m，遠大于建筑結構高度的1/18。經復核，風荷載及水平地震作用下基底均不出現零應力區，可滿足高層建筑結構抗傾覆穩定要求。
二地下車庫設計
地下車庫采用框架剪力墻結構，局部增加的剪力墻，主要有兩個作用:一是為了使得地下1層與地上1層的剪切剛度比大于2，滿足正負零作為地上單體嵌固端的要求，二是為了更好地保證室內外高差處水平力的傳遞。商業樓室內及室外相關范圍內，正負零零層采用梁板式結構，板厚180～250，雙層雙向配筋，且配筋率不小于0.25%。
三上部結構設計
(1)超限情況的判定
根據“住房和城鄉建設部關于印發《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》的通知(建質〔2010〕109號)”，對商業樓的超限情況判定如下:①商業樓結構高度29.2m，采用現澆鋼筋混凝土框架結構，屬于A級高度高層建筑，高度不超限。②商業樓3層以上豎向構件縮進大于25%，屬尺寸突變(立面收進);③商業樓地上樓層存在多處樓板有效寬度小于50%，開洞面積大于30%的情況;④商業樓3層和4層之間質心相差達18m，大于相應邊長的15%，同時，考慮偏心扭轉位移比大于1.2，小于1.4。綜合以上分析，商業樓屬于超限高層建筑。
(2)上部結構計算分析
在小震作用下，全部結構處于彈性狀態，構件承載力和變形應該滿足規范的相關要求。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3－2010第5.1.12條的要求，本工程采用SATWE與PMSAP兩種不同分析軟件分別進行了整體內力及位移計算，兩種軟件的計算結果基本一致，結構體系滿足承載力、穩定性和正常使用的要求。樓層最大位層間移角小于1/550，滿足JGJ3－2010第3.7.3的要求;在剛性樓板假定下，慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下，豎向構件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值均小于1.4。根據建筑抗震設計規范GB50011－2010第5.1.2條，對不規則建筑應采用時程分析進行多遇地震下的補充計算。本工程所選的三條波為TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035，每條時程曲線計算得到的結構底部剪力均大于CQC法的65%，三組時程曲線計算得到的底部剪力平均值大于CQC法計算得到的底部剪力的80%，故所選三條波滿足規范要求。時程分析的結果表明，結構體系無明顯薄弱層，時程分析法包絡值較CQC法計算結果小，故結構的小震彈性設計由CQC法計算結果控制。根據高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3－2010第5.1.13條的要求，對商業樓采用彈塑性靜力分析方法進行了補充計算。兩個方向罕遇地震下性能點最大層間位移角均小于1/50，小于規范彈塑性位移角限值，因此宏觀上商業樓所用結構體系能保證大震不倒的設計要求。在通過二階段設計實現三個水準的基本設防目標以外，針對本工程的具體情況，提出了以下抗震性能化目標:①設防地震作用下，中庭連廊等薄弱處樓板內雙層雙向鋼筋不屈服;②設防地震作用下，懸挑梁根部框架柱及大跨梁兩端相連框架柱斜截面抗剪按彈性設計，正截面抗彎按不屈服設計;PMSAP樓板應力分析結果表明，中庭連廊根部、平面凹口陰角位置一般為應力集地區域，在多遇地震作用下，樓板主拉應力不大于混凝土抗拉強度標準值，樓板不會開裂，在設防地震作用下，應力集中位置樓板主拉應力略大于混凝土抗拉強度標準值，但適當加大樓板配筋，即可滿足樓板內鋼筋不屈服。在設防地震作用下，利用SATWE進行彈性設計和不屈服設計，分別校核懸挑梁根部框架柱及大跨梁兩端相連框架柱的箍筋和縱筋，并與多遇地震計算結果一起進行包絡設計。計算結果表明，配筋值均在合理范圍，配筋切實可行。通過以上性能化設計措施，在對結構的經濟性影響較小的情況下，提高了結構的抗震性能，增加了建筑的安全性。
(3)上部結構設計
針對偏心布置和扭轉不規則，設計時，盡量使結構抗側力構件在平面布置中對稱均勻布置，避免剛度中心與質量中心之間存在過大的偏離;加強外圍構件的剛度，增強結構的抗扭性能。計算時，考慮偶然偏心的影響，設計時適當加強受扭轉影響較大部位構件的強度、延性及配筋構造。通過調整結構布置，將考慮偶然偏心下的最大位移比嚴格控制在1.4以下，第一扭轉周期和第一平動周期比嚴格控制在0.9以下。針對立面收進帶來的扭轉不利影響而采取的抗震措施詳第(1)條。構造上，對收進樓層(4層)加厚至140mm且雙層雙向加強配筋，配筋率不小于0.25%，但為減小大跨部分樓板自重，室內大跨度區域樓板厚120mm，屋面大跨度區域樓板厚130mm，收進部位上下層樓板(3層和5層)厚度不小于120mm，并雙層雙向加強配筋。根據《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3－2010》的相關規定，體型收進部位上、下各兩層塔樓周邊豎向結構構件的抗震等級提高一級，框架柱在此范圍內箍筋全高加密，提高縱筋配筋率;收進部位以下兩層結構周邊豎向構件配筋加強。針對因開洞形成樓板不連續情況，整體計算時按實際開洞情況建模，并將以上樓層定義為彈性膜，以考慮樓板不連續對結構的影響;同時，構造加厚連廊等薄弱區域樓板至130mm厚，并雙層雙向配筋，配筋率不小于0.25%。
四結語
本文對某超限高層商業樓的結構設計進行了簡要介紹，主要的設計要點可總結如下:(1)結合建筑功能和結構布置合理設縫，規避平面布置的不規則;(2)優化布置結構抗側力構件，適當加強外圈構件的剛度，提高結構的抗扭性能;(3)采用兩種軟件進行多遇地震彈性分些，結構應滿足相應的強度和剛度要求;(4)對結構進行多遇地震下的彈性時程分析，驗證結構體系的合理性，并與振型分解反應譜法進行包絡設計;(5)補充罕遇下的靜力彈塑性分析，控制性能點層間位移角不大于規范要求;(6)根據工程的具體情況，提出合理的抗震性能化設計目標;(7)利用概念設計原理，結合規范要求，對薄弱部位進行構造加強。
作者：黃均亮 單位：上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司
1工程概況
某工程由1棟6層商業樓，4棟超高層住宅樓，1棟59層超高層辦公樓組成。本文以6層商業樓為例，分析總結超限高層商業建筑的結構設計方法。結合6層商業樓的建筑功能和結構平面布置的特點，設兩道防震縫將其分為A、B、C三個區，分區后僅A區屬超限高層，故本文主要介紹商業樓A區，下文所提商業樓均指商業樓A區。本工程所在地區基本設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，建筑場地類別為Ⅱ類，場地特征周期，多遇地震為0.35s，罕遇地震為0.40s。商業A區結構單元抗震設防類別為重點設防類，應按高于本地區抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，故商業樓框架抗震等級應為2級。多遇地震計算時結構阻尼比取0.05，風振計算時結構阻尼比取0.02。
2基礎設計
商業樓基礎設計等級為甲級，采用樁加防水板基礎。根據前期試樁檢測報告結論，采用Φ700鉆孔灌注樁，抗壓兼抗拔樁?；A埋深12.1m，遠大于建筑結構高度的1/18。經復核，風荷載及水平地震作用下基底均不出現零應力區，可滿足高層建筑結構抗傾覆穩定要求。
3地下車庫設計
地下車庫采用框架剪力墻結構，局部增加的剪力墻，主要有兩個作用:一是為了使得地下1層與地上1層的剪切剛度比大于2，滿足正負零作為地上單體嵌固端的要求，二是為了更好地保證室內外高差處水平力的傳遞。商業樓室內及室外相關范圍內，正負零零層采用梁板式結構，板厚180～250，雙層雙向配筋，且配筋率不小于0.25%。
4上部結構設計
(1)超限情況的判定根據“住房和城鄉建設部關于印發《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》的通知(建質〔2010〕109號)”，對商業樓的超限情況判定如下:①商業樓結構高度29.2m，采用現澆鋼筋混凝土框架結構，屬于A級高度高層建筑，高度不超限。②商業樓3層以上豎向構件縮進大于25%，屬尺寸突變(立面收進);③商業樓地上樓層存在多處樓板有效寬度小于50%，開洞面積大于30%的情況;④商業樓3層和4層之間質心相差達18m，大于相應邊長的15%，同時，考慮偏心扭轉位移比大于1.2，小于1.4。綜合以上分析，商業樓屬于超限高層建筑。(2)上部結構計算分析在小震作用下，全部結構處于彈性狀態，構件承載力和變形應該滿足規范的相關要求。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3－2010第5.1.12條的要求，本工程采用SATWE與PMSAP兩種不同分析軟件分別進行了整體內力及位移計算，兩種軟件的計算結果基本一致，結構體系滿足承載力、穩定性和正常使用的要求。樓層最大位層間移角小于1/550，滿足JGJ3－2010第3.7.3的要求;在剛性樓板假定下，慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下，豎向構件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值均小于1.4。根據建筑抗震設計規范GB50011－2010第5.1.2條，對不規則建筑應采用時程分析進行多遇地震下的補充計算。本工程所選的三條波為TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035，每條時程曲線計算得到的結構底部剪力均大于CQC法的65%，三組時程曲線計算得到的底部剪力平均值大于CQC法計算得到的底部剪力的80%，故所選三條波滿足規范要求。時程分析的結果表明，結構體系無明顯薄弱層，時程分析法包絡值較CQC法計算結果小，故結構的小震彈性設計由CQC法計算結果控制。根據高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3－2010第5.1.13條的要求，對商業樓采用彈塑性靜力分析方法進行了補充計算。兩個方向罕遇地震下性能點最大層間位移角均小于1/50，小于規范彈塑性位移角限值，因此宏觀上商業樓所用結構體系能保證大震不倒的設計要求。在通過二階段設計實現三個水準的基本設防目標以外，針對本工程的具體情況，提出了以下抗震性能化目標:①設防地震作用下，中庭連廊等薄弱處樓板內雙層雙向鋼筋不屈服;②設防地震作用下，懸挑梁根部框架柱及大跨梁兩端相連框架柱斜截面抗剪按彈性設計，正截面抗彎按不屈服設計;PMSAP樓板應力分析結果表明，中庭連廊根部、平面凹口陰角位置一般為應力集地區域，在多遇地震作用下，樓板主拉應力不大于混凝土抗拉強度標準值，樓板不會開裂，在設防地震作用下，應力集中位置樓板主拉應力略大于混凝土抗拉強度標準值，但適當加大樓板配筋，即可滿足樓板內鋼筋不屈服。在設防地震作用下，利用SATWE進行彈性設計和不屈服設計，分別校核懸挑梁根部框架柱及大跨梁兩端相連框架柱的箍筋和縱筋，并與多遇地震計算結果一起進行包絡設計。計算結果表明，配筋值均在合理范圍，配筋切實可行。通過以上性能化設計措施，在對結構的經濟性影響較小的情況下，提高了結構的抗震性能，增加了建筑的安全性。(3)上部結構設計針對偏心布置和扭轉不規則，設計時，盡量使結構抗側力構件在平面布置中對稱均勻布置，避免剛度中心與質量中心之間存在過大的偏離;加強外圍構件的剛度，增強結構的抗扭性能。計算時，考慮偶然偏心的影響，設計時適當加強受扭轉影響較大部位構件的強度、延性及配筋構造。通過調整結構布置，將考慮偶然偏心下的最大位移比嚴格控制在1.4以下，第一扭轉周期和第一平動周期比嚴格控制在0.9以下。針對立面收進帶來的扭轉不利影響而采取的抗震措施詳第(1)條。構造上，對收進樓層(4層)加厚至140mm且雙層雙向加強配筋，配筋率不小于0.25%，但為減小大跨部分樓板自重，室內大跨度區域樓板厚120mm，屋面大跨度區域樓板厚130mm，收進部位上下層樓板(3層和5層)厚度不小于120mm，并雙層雙向加強配筋。根據《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3－2010》的相關規定，體型收進部位上、下各兩層塔樓周邊豎向結構構件的抗震等級提高一級，框架柱在此范圍內箍筋全高加密，提高縱筋配筋率;收進部位以下兩層結構周邊豎向構件配筋加強。針對因開洞形成樓板不連續情況，整體計算時按實際開洞情況建模，并將以上樓層定義為彈性膜，以考慮樓板不連續對結構的影響;同時，構造加厚連廊等薄弱區域樓板至130mm厚，并雙層雙向配筋，配筋率不小于0.25%。
5結語
本文對某超限高層商業樓的結構設計進行了簡要介紹，主要的設計要點可總結如下:(1)結合建筑功能和結構布置合理設縫，規避平面布置的不規則;(2)優化布置結構抗側力構件，適當加強外圈構件的剛度，提高結構的抗扭性能;(3)采用兩種軟件進行多遇地震彈性分些，結構應滿足相應的強度和剛度要求;(4)對結構進行多遇地震下的彈性時程分析，驗證結構體系的合理性，并與振型分解反應譜法進行包絡設計;(5)補充罕遇下的靜力彈塑性分析，控制性能點層間位移角不大于規范要求;(6)根據工程的具體情況，提出合理的抗震性能化設計目標;(7)利用概念設計原理，結合規范要求，對薄弱部位進行構造加強。
作者：黃均亮 單位：上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司
1高層居民建筑斷肢結構墻結構的概述
建筑設計在進行高層居民建筑墻建筑時，在建筑斷肢結構墻之前，必須滿足以下的幾個條件：一方面，在對結構墻進行地震設計時，應該確保斷肢結構墻所承擔的最低層振底部地震的破壞力不能超過種地不的一半；另一方面，對于斷肢結構墻的下限，在斷肢結構墻數量較少的情況下，如果不能滿足底部地震抗拒力，應該把斷肢結構墻當作一般結構墻來進行設計；最后，如果在結構墻的結構中，只存在少數的小墻枝，設計時應該對小墻枝進行一半的結構墻處理。
2高層居民建筑短肢結構墻的結構設計
對高層建筑斷肢結構墻進行結構墻的設計之前，首先要對建筑的整體的結構墻進行設計規劃，以確保合理、足夠長度的長肢結構墻與短肢結構墻共同構建高層建筑。設計師在進行設計時，應該對短肢墻進行異形柱的設計，也就是斷肢結構墻的變形特征框剪結構。設計師在經過準確的計算以及測量后，僅僅只有結構墻的結構形式符合短肢架構墻的條件而且應該將結構墻的參數設定為段式結構強的標準參數。由于是在居民建筑房間的間隔墻教會胡設置成斷肢結構墻，因為是依據建筑間隔墻的位置進行規劃設計所以斷肢結構強對建筑產生不了阻礙。在短肢墻輸兩天不變的情況下，應該根據建筑結構的抗壓力進行確定。不要把斷肢結構墻設計的過多或者過少，這樣都會使建筑變得太過軟或硬，要堅持適度的原則，而且短肢墻的布置要均勻，以保障建筑結構鋼心與質心相統一。在某些情況下，往往會出現高層民居進駐負荷過重或者是造型不規則的情況，斷肢結構強應該被設計在平面之外的邊角或者是建筑結構的周邊，進而使建筑架構的整體性穩固，保持結構剛度的適度。另外，應該保證墻肢的厚度薄厚適宜，使間隔墻的表面沒有突出的墻肢。最后，設計師要按照高層居民建筑平面抗側剛度的標準，設計適合的中心剪力搶在高層建筑結構構中。
3高層居民建筑短肢結構設計中的要點
3.1對短肢墻的軸壓比進行合理的控制
現階段，在進行建筑設計的過程中，如果短肢結構墻在負荷的作用下，小偏差的條件下，說明短肢結構墻的延性交差，如果是大的偏壓就是在大的軸壓的情況下。因此，在進行施工建筑時，要特別關注混凝土的約束力以及裂縫情況。
3.2提高短肢結構墻的抗震性能
高層居民的建筑結構中，建筑的外邊緣、角點的短肢結構墻的抗震性能相對較弱，在地震來臨的時候就會遭到破壞。在高層短肢結構發生變形時，結構墻原有的變形就會得到加劇，進而導致墻體的裂縫。在進行設計的時候，設計師應該著重注意短肢結構的結構性能，采取科學合理的措施進行有效的防范。比如：設計師應該減少高層建筑邊角周圍短肢結構墻的軸壓比例，增加鋼筋的配筋率，適當的對小墻肢的抗震能力進行加強，以保障建筑結構的安全與實用。
3.3正確判斷短肢結構墻結構內梁的屬性
在短肢結構墻的墻梁設計過程中，假如墻開洞時墻梁的跨高比小于五，應該依據梁的實行對梁進行設計。在墻梁跨高比大于五的情況下，應該依據框架梁進行設計。因為高層家主結構的整個剛度以及抗側度都是受到短肢墻墻梁的剛度影響的，因此，有關短肢墻梁的截面選擇、梁的配筋以及設計都必須科學合理，進而提高建筑結構抗震性能。在高層居建筑短肢結構墻的結構設計中，建筑設計師可以對短肢墻的剛度進行適當的減少，使短肢墻的設計符合梁截面的要求，以保障短肢結構墻結構的穩定性與安全性。
4結語
綜上所述，在城市現代化進程日益加快的今天，高層居民的建筑技術越來越高端。現階段，為了滿足居民對高層建筑強度現代化作用要求，建筑設計師應該采用短肢結構墻的結構設計方案。在進行高層居民建筑墻設計的過程中，建筑設計師應該在充分利用科學信息技術的前提下，不僅僅要做好對短肢墻的軸壓比進行合理的控制、提高短肢結構墻的抗震性能、正確判斷短肢結構墻結構內梁的屬性等工作，而且要緊跟時展的步伐，明確人民群眾對房屋建筑的需求，順應社會發展的潮流趨勢不斷的對高層居民建筑短肢結構墻的結構設計技術進行改革與創新，進而在保障建筑質量安全的前提下，滿足人民群眾對建筑的居住要求。
作者：于毅 單位：湖北省建科建筑設計院
1.剪力墻建筑結構設計中的基本概念及其分類
1.1剪力墻結構設計的概述
通常來說，一般剪力墻結構的建設規模較大，可實際厚度較小。因此，這種特點也決定了剪力墻結構的具體形狀以及承受能力的大小。其中，剪力墻結構的組織形狀相似于板狀，自身具備了較高的承受能力，與柱子的受力程度非常相似。然而，在其他方面上，這兩者有著十分明顯的差異。并且，剪力墻結構是建筑結構中不可或缺的優秀部分，設計人員在對其進行設計時，不僅要充分發揮剪力墻結構固有的承載力大和平面內剛度大的優點，還應該按照不同場所要求，設計出科學合理的剪力墻結構設計方案，使其發揮最大化的使用性能。
1.2剪力墻結構的分類
（1）雖然實體墻與截面剪力墻在某些方面，有著較大的差異。可是，這兩者的開通面積與不開通面積是基本相同的。并且，這種剪力墻結構形式在發生變化時，也是呈現了曲線狀態，是一種固定不變的形態。
（2）即使剪力墻開口不大，但因為剪力墻開通面積已經遠遠超出了規定范圍。所以，此時的剪力墻結構呈現的是彎曲狀態，并且無任何的阻擋點，從而導致其位置和形態均發生了不同程度的變化。
2.剪力墻建筑結構的厚度和長度的選取
剪力墻墻肢截面的高度就是剪力墻墻肢的長度，這個長度一般不應超過8m。在剪力墻結構設計中應確保剪力墻結構的延性，為了避免脆性的剪切破壞，可將高寬比大于2的細高剪力墻設計成彎曲破壞的延性剪力墻。但是有的墻體長度很長，為了確保墻體的高寬比值大于2，就要采取開設洞口的方法將長墻分成均勻的、長度較小的連肢墻，而其洞口則最好采用約束彎矩比較小的弱連梁。
3.剪力墻建筑結構設計計算的原則
設計人員在對剪力墻結構進行設計時，應該遵守相應的設計原則，真正做好考察工作，堅決不可以采用盲目的設計方法。只有這樣，才能確保剪力墻結構設計的規范性，這也是保證建筑結構安全可靠性的重要表現。
3.1樓層之間最小剪力系數的調整原則
一般情況下，為了防止安全隱患的發生，減輕建筑結構的自身重量，設計人員在對建筑工程進行設計的過程中，可以采用減少剪力墻布置的方法。但是，這種設計形式有一個必要的前提條件，那就是短肢剪力墻的力矩必須保持在規范的標準要求內。同時還可以應用大開間的剪力墻結構，以此來提高建筑結構的強度，充分保證樓層剪力系數的安全性，并從一定程度上，大大降低了工程造價成本。
4.剪力墻結構優化設計的幾點建議
我們知道，剪力墻結構作為建筑結構設計中至關重要的一個環節，其設計質量的好壞將會對建筑工程建設質量產生非常大的影響。而這種建筑結構形式因為具備較高的強度以及良好的延展性的優點，因此得到了十分廣泛的應用，充分發揮了自身的有效價值。但是，在實際應用過程中，由于建筑工程存在很多的不確定性，當剪力墻結構發生明顯的變化狀態時，常常會受到一些外力因素的破壞，使得剪力墻結構的抗震性能遭到了一定的影響，同時也大大降低了建筑結構的穩定性。一般情況下，剪力墻結構最大的優點是具備了十分理想的承載能力。并且，在剪力墻結構的側面部分，也擁有著較大的平面內剛度，這就充分保障了建筑物的安全性。另外，在建筑內部的剪力墻結構設計中，石柱與房梁都是隱蔽起來的，有效的提高了建筑室內的美感。但是，剪力墻結構也存在著較大的缺陷，無法為人們提供更多的可利用空間，經常會給人們的日常生活造成許多的不便。通過相關調查數據表明是剛韌性較強的剪力墻，在地震發生時，房屋所受到的損壞是最小的。但是，建筑設計人員一定要注意將其控制在合理的范圍內，不允許其隨意的擴散發展。從而確保剪力墻結構設計工作的質量和效率。其次，由于剪力墻結構成本費用較高，這無疑會對建筑工程建設成本上造成一定的壓力。因此，建筑企業要采取及時有效的解決對策，盡可能減少工程成本的浪費，促剪力墻結構能夠正常運行。
5.結束語
綜上所述，可以得知，剪力墻結構在建筑結構設計中占據著重要的地位，對于建筑物整體結構的安全穩定性起到了重要的作用。因此，建筑企業要高對重視剪力墻結構問題，不斷優化剪力墻結構設計方案，逐步提高剪力墻結構設計水平，相關設計人員要充分做好現場施工的勘察分析工作，根據實際的施工情況來制定最終科學合理的剪力墻結構設計方案，加強對剪力墻施工質量的監管力度，建立完善的施工管理體系，注重對施工人員安全意識的培養，使其能夠嚴格按照規范的操作流程進行施工作業，確保建筑物整體的使用質量，從而促進我國建筑行業的蓬勃發展。
作者：邵杰 單位：哈爾濱市建筑設計院
1煤炭工業礦井建筑結構設計的重要性
煤炭工業中的建筑是煤礦生產需要配置的設施，具有多方面的用途，對結構建筑的設計能夠在綜合建筑各方面需要的同時強化建設的合理性，使煤炭工業建筑的綜合效應達到最大化。建筑的實際建設完成，必須有整體的規劃，結構設計既起到了對建筑的規劃作用，并實現了與煤炭工業特點的結合，使建筑與工業相適應，增強建筑的價值體現。通過設計方案的對比，形成最優設計方案，能夠降低建設成本，在性能上也更加有技術保障，同時各項建筑指標的達成，也確保了建筑的安全性，滿足了煤炭工業的生產要求。隨著煤炭工業的現代化發展，煤礦生產方式不斷發生新變化，煤炭工業建筑理念也在不斷更新，建筑結構設計能夠及時運用最新的理念，加以體現到具體的施工建設當中，確保煤炭工業建筑的現代性，使其適應生產，保障礦區的人身安全和財產安全[2]。
2煤炭工業礦井建筑結構設計中的改進措施
煤炭工業中的建筑結構設計必須體現安全性，因而其設計要求較一般的建筑設計高出很多，同時由于以往建筑設計對功能、安全等指標的過于注重，而忽視了其他方面的考慮，使得設計上存在一些問題，需要在具體設計中加以改進，以實現更高的發展要求。
2.1明確建筑結構設計指標，建立標準模型
煤炭工業建筑設計的成型由各項具有重要作用的指標數據決定，這也是在設計中的重要參考依據，對設計方案的最終完成有著重大影響[3]。建筑設計的各項參數包括目標參數、控制參數等的設定都要結合煤礦的實際情況，將波動幅度小的參數選擇出來，作為指標形成參照標準，能夠在設計中更加精準地得出與目標參數相符的數據。在設計中，建筑材料以及結構構件尺寸、面積等指標需要在建設前設定出來，對各項參數前處理。相似的函數應當設計多組，以便在比較中找出最優化的方案。通過函數分析煤炭工業建筑結構的性質，為工程建設最大限度地節省了時間、材料等。同時，建筑結構的穩定安全性與使用年限等的硬性規定，設計要權衡約束條件，結合力學等科學確定架構的剛性、結構形變限度等，確保符合規定標準。當設計各項重要指標都確定之后，以此為參考建立標準模型，使結構設計更加直觀化，有助于煤炭工業建筑的最終建設。
2.2綜合計算數據，選擇最佳設計方案
煤炭工業的建筑結構設計除了龐雜的數據確定外，還設計多項計算程序的運行，這也是改進設計的一個重要環節[4]。由于煤炭工業建筑要求高，變量復雜，多種設計條件在其中需要綜合考慮，因而對其進行數據的計算，以實現建筑建構的精確化。在計算當中，結合實際需要，采取不同方法對數據進行演算，轉化約束條件，節省時間，恰當的計算方式能夠推動程序的最優化，使其用途更加齊全，運行更加高效，多個小程序的有機組合，形成程序的綜合化，使結構設計更有保障。通過程序的運算，結合計算結果，在模型的矯正下，根據現實要求，選擇煤炭工業建筑結構設計最佳的方案。通過對這個方案進行可行性的評估以及安全性等的結合，進行具體實施建設。同時，在以往建設中對煤礦建筑美觀因素考慮不足的具體情況下，將外觀等參數置入計算當中，在方案中加以體現，從而提高結構設計的人性化。
2.3綜合分析計算結果，保證結構設計質量
由于在結構設計中參數的復雜性，導致計算結果也多樣化，主要的設計人員要將計算結論加以統計，進行綜合分析，通過各個設計方案優劣的比對，形成科學的認識[5]。在此基礎上，從多個角度抓住方案細節，分析異同點，避免因疏忽而遺漏了關鍵點，致使出現結構設計的漏洞。煤炭工業的建筑建設是一項綜合的工程，需要動用大量的資源，因此，設計上必須精益求精，在考慮節省成本的同時，對建設技術也要相應地加以改進。通過對數據計算結果的綜合分析，設計方案的比對，消除了建設中的各項弊端，使結構設計更加趨于科學性，從而保證了建筑結構設計的質量，為設計的優化提供了重要的保障。
3結語
煤炭工業的建筑結構設計需要科學地綜合建筑的多項指標，考慮煤炭工業生產的許多因素，因而在設計上要保證其合理性，應當加強在設計過程中對各項數據指標的精確化處理。結合力學、建筑學等多種學科知識，將現代化建筑設計理念運用其中，在首要考慮安全性的同時，加強煤炭工業建筑結構設計中其他功能價值的置入，能夠推動煤炭工業建筑的健康發展。同時，隨著工業生產的深刻變化，建筑結構設計的人性化要求日益強烈，在當前的煤炭工業建筑上，應當加強新理論的指導，最大限度地帶動煤礦建筑朝現代化轉變。
作者：馬路濱 單位：山西晉煤集團勘察設計院有限公司
［摘要］隨著我國社會主義現代化建設的加快推進，社會生產力也得到了飛速發展。在現代工業體系中，工業建筑的結構是直接影響工業生產力的關鍵性因素。不斷增長的生產力對工業建筑結構的工藝布置、工藝流程提出了更高的要求。同時，隨著職業衛生安全體系的不斷健全，工業建筑在保證生產過程平穩運行的同時還要保證工作環境的安全性與舒適性。這些全新的理念對原有的工業建筑結構設計水平帶來新的發展機遇的同時也帶來了新的挑戰。如何優化工業建筑結構設計，讓生產工作安全、高效運行的同時滿足現代社會發展理念，成為了工業生產部門思考探索的重點問題。
［關鍵詞］現代工業體系;工業建筑;結構設計;優化設計
工業建筑是維持工業生產安全平穩進行的重要保障，工業建筑的結構設計對于企業來說至關重要。工業建筑結構在很大程度上決定著企業的生產、管理效率。工業建筑結構的合理性缺失必將導致企業增加生產運營成本，無法有效的利用人力物力，使企業發展陷入困境。好的工業建筑結構應該綜合企業的生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等，針對企業自身的特點進行結構性優化，實現生產環節的最優化設計，從而降低企業生產運營成本，提高企業利潤率。
1工業建筑結構設計
工業建筑結構設計應秉承安全性強、建設成本合理、結構質量高三個基本原則，并嚴格按照國家的規范標準，結合企業自身生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行系統化設計。首先，根據企業對建筑強度的要求，合理選擇鋼材型號。選用鋼材必須通過國家質量檢測體系的認證，確保鋼結構的強度與質量。在合理選用鋼材型號的同時，對鋼結構進行防腐防銹處理也是保障其剛度及強度的重要措施。根據所選的鋼材型號，對建筑結構進行系統的應力分析，選擇對應的焊條，保證其焊縫的結構強度。同時也不能忽視結構附件的性能要求，應按照實際需求及相關規范進行選型配備。此外，還應格外注意對地基的處理，根據建筑結構進行針對性的地基處理，確保工業建筑結構的穩定性與抗震等級要求。
2工業建筑結構設計的優化
2．1工業建筑結構設計優化概念
現代工業建筑結構設計優化概念較之以往有很大不同。與傳統工業建筑結構設計優化只重視建筑結構的分析、設計相比，現代工業建筑結構設計優化更加注重對生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多方面多角度綜合評價、分析，權衡性能、成本、結構、舒適度等多方因素，確立科學、合理的工業建筑結構設計方案。通過對工業建筑結構設計進行最大程度優化的方式，達到有效提高企業生產效率、管理效率，降低企業生產運營成本，提高企業利潤率的目的。
2．2工業建筑結構設計優化中存在的問題
結構優化與建筑美學的矛盾在當前工業建筑結構設計優化過程中尤為突出。通常在結構設計中很難做到對結構強度、建筑性能、實用性與現代設計理念、建筑美學兼顧。過多關注設計理念與建筑美學的優化，會造成設計方案對結構布局、工藝流程的考慮不足，使得優化方案缺少實用性，對工業生產的提升效果不明顯，很難得到企業的認可。另一個主要問題是工業建筑結構設計方案中工程造價優化與結構強度優化的矛盾。鋼結構的設計除了要保障剛度、強度的同時還要做到兼顧經濟合理性。如何在保證設計要求的情況下盡可能優化結構工程造價、減少鋼材使用量，也是設計人員在工業建筑結構設計優化中主要考慮的問題。
3工業建筑結構設計優化的探討
3．1建立工業建筑結構設計優化模型
科學、合理的開展工業建筑設計優化工作離不開一個好的結構設計優化模型。在工業建筑設計優化過程中，針對重點變量進行函數模型的建立，對多種結構參數進行模擬、分析。函數模型的建立與運用有助于實現設計參數的最優化，從而根據實際需要，找出最科學的優化方案。在工業建筑結構優化模型的建立中，針對工程的基礎結構、屋蓋系統、圍護結構三個重要方面進行重點優化，對其進行選型分析、受力分析、工藝分析、造價分析等全面評價，確保優化方案的有效性。工業建筑結構設計優化模型構建的重點在于確定參數變量，根據約束性條件與結構設計的主要影響因素確定模型中的參數內容。參數內容確定后，應根據企業對工業建筑結構設計的優化目的與優化方向選定合適的函數模型，確定最終的優化方案。
3．2完善工業建筑結構設計管理體系
在工業建筑結構設計優化中，常因為缺乏指導性的優化理念與量化標準，使得結構優化方案有很大的變動性，并對設計管理與施工管理造成不利影響。為了保障工業建筑結構設計優化工作的有效進行，滿足現代工業建筑結構設計優化的需要，必須完善與之相匹配的管理體系，建立專業的指導思想與量化標準。對工業建筑結構設計的優化活動進行有效的管理與評估，采取針對性措施對優化進行規范管理，根據相關標準規范與思想理念對設計人員的工作進行指導和考核，實現對工業建筑結構設計優化的質量控制。
4結語
工業建筑的結構設計是一項專業性強、內容復雜的工作，對設計人員的專業素養與綜合能力都有著很高的要求。必須充分結合企業自身特點，綜合考慮生產模式、工藝流程、設備選型、管理方式等進行多種因素，對設計方案的性能、成本、結構、舒適度、建筑美學等多方面進行科學合理的取舍，選擇合適的參數變量，根據優化方向針對性選擇函數模型，確立科學合理的參數內容，做出最佳的工業建筑結構設計優化方案，實現設計的最優化。
作者:李雷 單位:山東省冶金設計院股份有限公司
1裝配式建筑概述
裝配式建筑是指用預制的構件在工地裝配而成的建筑。這種建筑的優點是建造速度快，受氣候條件制約小，節約勞動力并可提高建筑質量［1］。裝配式建筑最初出現于上世紀初期，并不需要現澆作業，只需要現場裝配即可，同時，這種建筑中的構件成本并不高，性價比也很好，且帶有綠色建筑特點。在生態環境保護備受重視的今天，裝配式建筑因具有綠色環保特征，受到人們的青睞。
2裝配式建筑結構體系
2．1種類劃分
對于裝配式建筑來說，擁有多種類型，按照形式劃分有剪力墻形式、框架與優秀筒形式、框架與剪力墻形式等;按照高度劃分有多層混凝土式、高層混凝土與低層混凝土式［2］。在我國應用最多的裝配式建筑結構形式為剪力墻結構，但在商場等建筑項目中多采用框架式。
2．2抗震性能
在自然災害頻發的今天，任何建筑最重要的一點莫過于具有良好的抗震性能。通過研究可以發現，裝配式混凝土建筑結構大致可以分為兩種，一種是全裝配式;另一種是半裝配式，無論哪種裝配形式，其裝配程度的高低不會影響到建筑整體剛度，能夠影響結構剛度的只有受力構件剛度與節點剛度，如果它們的剛度不達標，那么在地震等自然災害發生以后，建筑使用者的安全將受到極大威脅，因此，應提升受力構件與節點剛度［3］。同時，在裝配式建筑中有多個節點形式，不同結構剛度所帶來的影響也不會不同，尤其是抗震性能存在一定差異，所以，在裝配式建筑結構體系設計過程中，應加強與現實情況的聯系，提升建筑結構的抗震性能。
3裝配式建筑結構設計
3．1框架結構體系設計
對于裝配式建筑框架結構體系來說，在我國商場建設中應用較多，也是應用力度較大的裝配式建筑結構。之所以采用這種結構體系，主要是由于該體系質地相對較輕，便于運輸，同時它屬于綜合性能相對較好的高層框架。在利用框架結構體系的過程中，無論是疊合板還是合梁都會在工廠內部完成，然后利用運輸設備將這些框架運輸到施工場地，再在現澆處理節點或梁端鍵槽等方式的作用下完成下一階段的設計。為提高框架結構體系裝配式建筑的受力能力，在實際設計中還需要關注以下幾點問題:一，強度等級控制。無論是柱混凝土還是預制框架柱底的強度等級至少要達到C30左右;二，平面設計原則。在設計梁柱中心線的過程中應做到豎向平面相同，且呈現對齊形式，在縱向上也要以對齊為主;三，預埋件的處理。對于框架結構體系設計來說，預埋件屬于不可缺少的一部分，所以，在實際設計過程中應保證處于不同區域的預埋件能夠很好的連接在一起，無論是承受軸力還是剪力都處于良好狀態。
3．2剪力墻結構體系設計
剪力墻結構體系在我國居民保障住房中的應用較多，在設計這種結構體系的裝配式建筑時，可以根據需求與工廠實際情況選擇剪力墻結構，既可以是半預制式，也可以是全預制式，無論哪種形式都能滿足設計需求。為確保裝配式建筑結構質量，滿足使用需求，應關注以下幾點內容:一，設計好承重墻板。承重墻是裝配式剪力墻結構體系設計中不可缺少的一部分。為做好承重墻設計，保證建筑質量，需要將承重墻搭建在兩側的山墻上。同時，做好內力計算結果與抗側力設計。此外，在結構豎向抗側力設計的過程中，應保證現澆方式能夠將豎向主承力鋼筋漿錨與連接帶組合在一起，并做好抗震設計與連接設計，以便提升建筑結構的整體性，避免出現中斷的情況;二，控制好鋼筋直徑與強度。在剪力墻結構體系設計中應保證各個預制構建間的連接性處于良好狀態。在實際設計的過程中不僅要確保傳力良好，還要提高構造的可靠性。如果發現該結構的抗震能力較差，應適當提升鋼筋直徑與強度;三，注意與現場吊裝環境的聯系。對于剪力墻結構體系來說，如果在設計中采用的是分塊設計，那么在實際設計中應注意與現實情況的聯系，如房間構造、拼接位置等。對于豎向接縫的部位，應做到避免應用到暗柱中，且盡量避免在同一個建筑結構中應用多個構件。此外，在實際設計中應嚴格按照相關要求操作，做好驗算，避免出現配筋變形等情況，只有這樣才能保證設計合理，滿足人們實際需求。
4結語
通過以上研究得知，裝配式建筑是現代建筑中應用較多的一種形式，它不僅可以降低勞動強度，還有利于生態環境保護，但不同的裝配式建筑在結構體系與設計上的方式并不相同，注意要點也存在差異，因此，本文聯系實際情況，分別對框架式裝配式建筑與剪力墻裝配式建筑的結構設計進行了研究，希望能為相關人士帶來有效參考，加大裝配式建筑在我國的設計與應用力度。
作者:黎靜 單位:青島博雅置業有限公司
摘要：工程造價控制是以提高建筑工程項目資金投入合理性的有效措施，是降低建筑投資成本的關鍵，而很多建筑工程中對工程造價控制方面的重視度還不夠高，尤其是在建筑結構設計中的工程造價控制更是存在忽視的態度，進而導致工程造價控制管理過程中問題層出不窮，如：實際施工項目使用資金與工程造價設計不符，嚴重超出的情況，最后導致建筑工程資金投入過高，浪費情況普遍，影響到建筑企業的發展，基于建筑結構設計的工程造價控制進行研究。
關鍵詞：建筑結構設計；工程造價控制；變量問題；控制措施
從建筑結構設計工程造價控制方面來分析，該階段的工程造價控制對整個建筑項目工程造價控制的影響非常大，可以說結構設計的影響已超出總工程造價的50%以上；而從建筑結構設計周期來分析，其階段的設計周期僅占總工程建設周期的20%，可見建筑工程結構設計階段對總工程造價的影響有多大。就現階段建筑工程結構設計的工程造價來看，值得建筑企業相關部門給予高度重視，并采取有效的控制措施，以保證建筑結構設計工程造價合理。
1建筑結構設計的工程造價
1.1建筑結構設計、工程造價基本概念。一個完整的建筑工程項目，前期工程規劃以及結構設計環節非常重要，是整個工程項目施工的圍繞優秀，從建筑結構設計中能夠充分顯示出施工技術與工程造價之間所存在的關系，并予以有效的施工方案實現施工順利、成本合理的目的，這樣對工程造價來說也能夠提高控制能力。建筑結構設計的主要目的就是以滿足建筑方案要求，確保建筑項目整體設計合理，以達到建筑工程竣工后安全可靠、經濟適用的目標，促進建筑企業可持續發展。建筑項目工程造價是指整個建筑工程施工、決策、設計等各環節投入成本的總額度。1.2建筑結構設計與工程造價之間存在的影響關系。工程設計的過程實際上就是將建筑工程中技術與經濟兩個元素從對立的走向轉變成統一走向的過程，目的是以提高建筑工程技術能力的同時，降低建筑工程施工成本的投入，在以保證質量的基礎上實現經濟效益的提高。建筑工程項目中的各個成本投入環節非常多，在經過合理規劃后，并取得決策確認，就可以作為控制建筑工程施工質量與工程造價的重要依據，因此，建筑結構設計的合理性、科學性非常重要。經過多年對工程造價的了解與分析，工程結構設計與工程造價之間的影響關系非常明顯，以達到百分之五十左右的影響率?？梢娊ㄖY構設計對工程造價好壞的影響非常大。
2建筑結構設計階段工程造價難以控制的變量問題
2.1工程造價機構配置不合理所引起的變量問題。就當前建筑項目設計中，結構設計環節至關重要，相應的工程造價結構配置也需要具備科學性與合理性，而現階段，在建筑工程結構造價控制機構配置不合理已成為影響總工程造價的直接因素之一。在建筑工程項目中，造價管理部門與其他管理部門處于平等關系，甚至還有很多建筑工程中對工程造價部門的存在不夠重視，并沒有設立專門的管理與執行部門，因此在工程造價管理過程中，由于權限與獨立性問題、部門地位問題、結構配置不合理問題導致造價管理工作中存在的各種問題居多，就拿獨立性問題來說，直接影響數據的準確性，極容易發生后續工程造價的問題與誤差，導致資金投入過大，浪費情況居多，不合理利用成本現象普遍，最后導致工程資金投入加大的問題。2.2控制造價環節缺乏執行力所引起的變量問題。執行力是一個任務是否能夠有效完成的關鍵，在建筑工程造價控制過程中，其相關部門的執行力也一樣重要，而現階段在很多建筑工程項目中造價控制與管理的執行力嚴重缺乏，部分建筑企業對造價控制的重要性不夠了解，也沒有意識到造價控制的執行力會直接影響到總工程造價的結果。因此在建筑工程造價控制措施上仍是以傳統的方法為主，不具備科學性，造價控制管理人員對工作的態度也不夠認真，造價控制數據的準確性也有待審核與驗證，進而造成資金使用不合理的情況發生。2.3缺乏準確的目標所引起的變量問題。在建筑項目結構設計環節中工程造價過程缺少一個明確的控制目標已成為影響工程造價控制重要因素，沒有明確的目標就意味著工程造價控制處于盲目的狀態中，這是一種級不負責任的問題。這個問題的具體表現是施工企業在確定設計階段工程造價的目標時，不根據實際的情況來制定目標，不能形成一個有機地整體，對工程造價目標的一致性十分不利，降低后期施工工作的完成效率。
3實現建筑結構設計階段工程造價控制的具體措施
3.1制定一個明確的工程造價控制目標。通常情況下，建筑設計階段的工程造價的控制目標一般是采用制定方案的初步估算來制定所謂工程造價控制階段的初步目標，對于包含具體技術設計的建筑工程將使用初步設計概算作為建筑結構設計階段工程造價控制的目標，對于沒有具體技術應用的建筑則可以不經過修改直接將初步設計概算作為工程造價的控制目標。3.2完善建筑結構設計階段工程造價控制制度。完善的建筑結構設計階段工程造價控制制度是有效實現建筑結構設計階段工程造價的關鍵因素，要建立完善的建筑結構設計階段工程造價控制制度需要保障已經制定的工程造價控制制度要完的工程造價控制的績效評價體系，提升整的執行下去，其次要建立一套合理性工作人員的工作積極性，做到獎懲分明，最后是要明確建筑結構設計階段工程造價控制的各階段的目標和具體責任人，明確的目標和職責是工程造價控制工作的重要前提，也是提高建筑結構設計階段工程控制的最有力的保障。3.3合理選擇建筑設計階段工程造價的控制方法?？茖W合理的工程造價控制方法是保障建筑結構設計階段工程控制的關鍵因素，當前應用最廣泛也是最有效的工程造價控制方法是采用價值工程的數據信息來對工程價值的工作內容進行科學分析，并使用限額設計的方式實現建筑結構設計階段工程造價控制的規范化。盡管限額設計的方法對工程造價的控制產生了一定的作用，但是該方法在設計階段的方案的制定和施工管理以及設計概要等方面還存在較大的局限性，在實際應用中會出現一些不合理或者運算錯誤的地方，要及時的發現并解決，以保證工程造價控制方法的合理性。3.4實現建筑結構設計階段的工程造價的數字化。科學技術是第一生產力這句話十分適用于建筑結構設計階段工程造價的控制，科技的進步帶動了建筑結構設計階段工程造價的控制方法數字化的發展，當今社會先進的網絡計算機技術的發展更是為工程造價的控制帶來了無限的上升空間，要合理使用現在互聯網中龐大的信息資源，建筑結構設計階段工程造價的控制的數字化發展是未來工程造價控制發展的必然趨勢。設計研究專門的工程造價控制的計算機軟件仍是提升工程造價控制方式數字化發展的重要方法。數字化條件下的工程造價控制必然會提高工程施工中的管理質量和控制效率。
盡管各大施工企業都具備比較完善的工程造價的控制方法，但是在具體的實施過程中還是會發生一定的問題，要加強行業交流和技術水平的探討，取長補短，全面提高工程造價控制措施的科學性，促進建筑業的可持續發展。
作者:聶鴻魁 單位:秦皇島維拓建筑設計有限公司
摘要：高層建筑結構設計課程教學內容的選擇與組織，應以應用型人才能力培養為目標，理論與實踐并重，并注意兼顧不同學習基礎的學生。根據該課程實踐性和操作性強的特點，教學中教師應以促進學生提高實踐技能、掌握關鍵知識為主線，整合課程各個單元的教學內容開展任務驅動教學和項目導向教學，將“教、學、做”有機結合起來；要注重學生興趣的培養和潛能的發掘與提升，廣泛開展探究性學習和協作學習；應做到教師講授、學生自學、課堂討論相結合，課內學習與課外學習相結合，理論教學與實踐教學相結合；應引導學生主動到建筑設計院、工作室參觀實踐，從而不斷提高學生的實踐應用能力。
關鍵詞：高層建筑結構設計；教學內容；教學方法；教學手段
高層建筑結構設計課程的教學內容涉及混凝土結構、結構力學、結構抗震等知識的綜合應用，作為培養從事土木工程設計、施工、預算、招投標工作的高級工程技術人才的土木工程專業，一般將高層建筑結構設計課程設置為一門專業限選課。土木工程專業畢業生的就業方向主要有結構設計、工程施工技術管理、預算和招投標等崗位，這些工作崗位都與高層建筑結構設計具有密切聯系。土木工程結構設計崗位的主要工作內容已由多層建筑設計轉變為高層建筑設計；從事土木工程施工管理工作，必須掌握高層建筑結構的識圖與讀圖等知識，清楚高層建筑中哪些是主要受力構件，哪些是構造構件，在施工過程中遇到一些簡單的高層事故應如何處理，等等，這些都有賴于該課程的學習；土木工程預算和招投標管理工作中大量的分析計算都要靠計算機來完成，要求工作人員要在看懂圖紙（很多是高層建筑圖紙）的基礎上建立分析模型，做到不多算、不漏算，這也有賴于該課程的學習。工程專業開設該課程的意義由此可見。但是，由于種種因素的影響，目前該課程教學中還存在不少現實問題。鑒于此，本文擬從教學內容、教學模式、教學方法、教學過程等方面探討高層建筑結構課程的教學改革問題，希望能為該課程教學質量的提高提供參考。
一、課程教學內容規劃
隨著我國經濟的發展，土建行業對人才的要求特別是對學生工程素質的要求越來越高，企業歡迎的是具有完備知識結構又具備較強工程能力的人才。高層建筑結構設計課程涉及很多計算，教學內容十分豐富，但該課程的學時往往十分有限，因此，合理選擇教學內容就顯得尤為重要。該課程教學內容的選擇應以應用型人才能力培養為目標，理論與實踐并重，并注意兼顧不同學習基礎的學生。土木工程專業一般將該課程安排在大學四年級第一學期，主要內容包括緒論、高層建筑結構的體系與布置、高層建筑結構的荷載和地震作用、高層建筑結構的計算分析和設計要求、框架結構設計、剪力墻結構設計、框架―剪力墻結構設計、高層建筑地下室和基礎設計等，與先修課程混凝土結構、混凝土結構與砌體結構、基礎工程、工程結構抗震等有緊密聯系，也存在一定的內容重復現象。為了保持教學內容的系統性，教師處理與已開設課程重復的內容時，應做到“重復的內容講差別，相似的內容講典型，突出重點”[1]。例如：荷載計算部分的一些內容與混凝土結構課程的相關內容相似，按照相似的內容講典型的原則，對該部分內容，教師應重點講解高層建筑結構的風荷載計算（考慮風震系數），而活荷載計算可不考慮不利布置；框架結構設計部分的一些內容，與混凝土結構與砌體結構等課程的相關內容存在重復現象，按照重復的內容講差別的原則，對該部分內容，教師應重點講解在框架結構設計中如何調整位移比、周期比、軸壓比、相鄰層剛度比、層間位移角、層間受剪承載力比等高規參數；高層建筑結構基礎設計部分的一些內容，與基礎設計和基礎工程課程存在內容重復現象，按照重復的內容講差別的原則，教師可重點講解高層建筑“筏板基礎”“樁基+筏板”設計中的常見錯誤及其原因。
二、課程教學模式
在開設高層建筑結構設計課程時，學生已具備一定的專業技能，但綜合能力還有待提高。采用多元化教學模式是近年來該課程教學的主要特點之一。根據高層建筑結構設計課程實踐性和操作性強的特點，教師應以促進學生提高實踐技能、掌握關鍵知識為主線，整合課程各個單元的教學內容開展任務驅動教學和項目導向教學，將“教、學、做”有機結合，著力體現應用性、實踐性和開放性的課程理念。將“教、學、做”一體化的教學模式有機融入教學過程，有利于處理“懂”與“會”的關系，學生可以先懂后會，也可以先會后懂或邊懂邊會。此外，教師還可以把課堂搬進實驗室、建筑設計院、工程施工現場等場所，廣泛開展直觀教學，實現課堂教學與實習實訓的一體化，從而有效提升學生的綜合能力。
三、課程教學方法與教學手段
高層建筑結構設計課程的教學環節分為課堂教學、PKPM軟件應用、工程設計實踐和考核[2]。以下從四個方面探討該課程的教學改革。
(一)課堂教學
課堂教學應以講解高層建筑結構設計的基本設計理論、抗震規范、高層混凝土結構技術規程等內容為主；要有明確的教學目標、有效的教學策略和具體的學習評價指標；要注重學生興趣的培養和潛能的發掘與提升，廣泛開展探究性學習和協作學習；要注意培養學生終身學習的觀念，力促學生自主發展和可持續發展。在高層建筑結構設計課程教學中，還應做到課堂講授、自學、討論相結合，課內學習與課外學習相結合，理論學習與實踐環節相結合[3]。第一，課堂講授與自學相結合。教師在課堂教學中應重點講授基本概念、基本原理和難點，并向學生指定課外自學的內容和思考題，以培養學生的自學能力，化解教學內容多而課時有限的矛盾。第二，開展課堂討論，啟發學生開展積極的思維活動[4]。大學生思想獨立性強，思維靈活，喜歡獨立思考問題。因此，在全班或小組內圍繞一個問題開展討論，讓學生各抒己見，相互啟發，有利于發揮學生學習的積極性和主動性，充分提高教學效果。如在高層結構選型內容的教學中，可讓學生以某“高層設計采用哪種結構體系較合理”為題在班級范圍內開展討論，讓學生在愉快的氛圍下通過主動思考掌握高層結構體系的有關知識。就課堂討論的方式來講，教師可先提出問題，讓學生在小組討論的基礎上，選出代表到黑板前陳述意見，這樣既可活躍課堂氣氛，提高教學效果，也可提高學生的表達能力。第三，課內學習與課外學習相結合。在每次課結束前，教師都應向學生明確課后的復習內容、預習內容及思考題。對于較抽象的教學內容，教師應組織學生開展課堂討論或課外學習小組（宜以宿舍為單位）討論。教師還可結合單元教學內容，組織開展以高層結構設計基本理論知識和常規應用為基礎的小型競賽活動，如PKPM建模大賽等，以鍛煉提高學生的知識運用能力。第四，理論教學與實踐教學相結合。筆者的調查表明，很多學生在學習過程中都感覺到“高層建筑混凝土結構技術規程”難以理解，難以聯系具體工程實例；結構設計只是停留在單個構件上，不明確結構整體設計的思路。因此，教師在教學中應結合具體教學內容引入工程實例，通過對工程實例的詳細講解，使學生加深對理論知識的理解，提高應用能力。比如，對高層建筑常用的三種結構，即框架結構、剪力墻結構、框架―剪力墻結構，教師可借助實際工程項目，依次詳細講解抗側力構件的布置、主要高規參數的控制、平面的布置、施工圖的繪制，通過實例講解使學生理清結構設計的整體思路，加深對規范條文的理解。需要說明的是，教師教學中選用的案例可以來自企業生產實踐，也可來自教師指導學生完成的工程設計實踐項目。教師指導學生進行工程設計實踐（包括結構選擇、結構建模、施工圖繪制等），是提高高層建筑結構設計課程教學質量的有效手段。
(二)PKPM軟件應用教學
PKPM軟件應用教學的重點是理解和掌握高層建筑結構設計的基本過程，主要有以下三個教學步驟：(1)結構布置的講解與練習。在此步驟中，要通過講解和練習，使學生掌握運用PKPM軟件建模的技巧，理解“抗規”關于結構平面和豎向布置的基本要求。結構平面布置要求平面形狀簡單、規則、對稱、質心和剛心重合[5]30?31；結構豎向布置的要求主要是抗側力構件沿豎向不突變等。(2)PKPM基本計算參數輸入練習。在此步驟中，應要求學生按照相關要求，結合工程結構的實際情況輸入PKPM相關參數，并理解基本風壓、基本雪壓、設計地震分組、抗震設防烈度、連梁剛度折減系數等參數的含義。(3)PKPM計算結果的分析判斷和參數調整。在此步驟中，應指導學生通過對計算結果的分析，判斷結構的周期比、位移比、剪重比、相鄰層剛度比、軸壓比、整體穩定是否滿足要求，并對不滿足要求的參數進行調整。
(三)工程設計實踐教學
開展高層建筑結構設計課程實踐教學，有利于學生強化工程概念和感性認識，激發學習主動性，提高創新能力。在工程設計實踐教學中，教師可以組織學生分組參觀調查當地已建高層建筑，了解其構型、結構體系、存在的施工問題等；可以讓學生以小組為單位完成高層建筑的建模，如15層以下教學樓、辦公樓、賓館等框架結構的建模，20層以下住宅樓等剪力墻結構的建模，20層以下寫字樓、公寓等框架―剪力墻結構的建模。
(四)課程考核
高層建筑結構設計課程的常規考核方法是筆試成績與平時成績相結合，但筆試成績一般占總成績的80%，這容易導致學生只重視理論而忽視實踐，不利于學生應用能力的提高。該課程的考核應著重考核學生綜合運用知識的能力，可采用筆試、上機操作、實踐環節相結合的考核方式。其中，筆試成績占總成績的50%，試卷的制作可參考國家“注冊結構工程師專業資格”考試；上機操作成績占總成績的20%，可以給定房屋建筑平面圖和立面圖，讓學生在規定時間內運用PKPM軟件完成滿足結構設計規范要求的結構建模；實踐環節成績占總成績的30%，內容包括考察報告的撰寫情況、在分組建模實踐教學中的表現等。
四、教學過程的組織
如前所述，在每次課結束前，教師都應向學生明確課后的復習內容、預習內容及思考題，其中預習的內容可以是參觀現有高層建筑結構，調查了解其結構形式、結構設計、施工中存在的問題等，并形成文字。導入新課時，教師可用5分鐘左右的時間了解學生的預習情況，并通過總結引出新課題。在講授新課的過程中，教師應突出重點，把握難點，可按照理論講授―例題解析―學生練習―歸納總結的步驟組織教學。如在講解高層建筑的結構體系時，可先分述每種結構體系的概念，再舉例分析典型的結構體系布置，然后讓學生畫出附近教學樓等高層建筑的結構，最后歸納總結常見建筑結構體系的選擇。課堂討論教學環節一般可采取學生自由發言與教師總結相結合的方式，而在安排有小組前期調研的情況下，應緊緊圍繞小組代表的匯報發言開展現場提問。另外，教師在課堂教學中還應引導學生主動到建筑設計院、工作室參觀實踐，以實現學以致用，不斷提高學生的實踐應用能力。例如，為了提高應用型技術人才培養質量，黃淮學院在其大學生創新創業園設置了建筑設計院校內實踐基地，為土木工程、建筑工程等專業學生的工程實踐提供了良好的平臺，教師引導學生到這里結合教學內容參觀實踐，無疑能夠有效地促進學生實現所學理論知識的內化和實踐應用能力的提升。
作者:邵蓮芬 單位:黃淮學院
摘要:土木工程結構設計是一個全面的建筑體系設計工作，需要通過扎實的理論基礎，之后加入靈活的創新思維，以嚴謹認真的工作態度完成整個設計過程。土木工程設計過程中要保證設計的合理性、安全性。根據平時工作中的設計、建設經驗來完成整個設計過程。我國目前的土木工程建筑結構設計在設計策略和設計安全性考量上還存在著一定的問題。本文根據現階段存在的問題提出具有針對性的意見，使土木工程設計在合理性和安全性上更好的適應我國現代化發展的需求。
關鍵詞:土木工程；結構設計；安全性
1土木工程結構設計概述
土木工程的結構設計在設計過程上大致可以劃分為三個階段，即結構方案階段、結構測算階段、施工圖設計階段。在結構方案階段中，主要是根據要施工的地區的地質勘測報告設計相應的工程公安，包括抗震防裂程度、工程高度、工程結構形式等等。當工程設計方案相對確認下來狗，就根據方案的具體要求進行下一步的布置和測算工作。在結構測算過程中，主要是對工程負載的情況進行計算。包括外部負載和內部負載的計算。負載的計算主要根據負載的要求確定相應工程配件的使用，根據組合值系數和標準值系數的測定來確定施工參數，構造施工措施要求。對于內力的測算，來完成構件截面參數的確定。內力的測算要根據構件截面、負載值確定。這包括彎矩、剪力、扭矩等等。最后，根據構建的計算、要根據之前確定的內力計算的要求，保證測算構件是否達到了相關要求。這時也可針對需求對構件截面參數加以調整。在施工圖設計階段，就是根據前兩步的結構方案設計階段、結構測算階段，進行施工圖的設計。在此過程中要將設計者的要求和設計意圖通過圖紙表達出來，施工圖是施工的依據，施工圖中要包括建設項目各部分工程的詳圖以及零件使用、、結構部件明細表、驗收標準方法等。民用的工程施工圖應具備設計圖紙、包括圖紙目錄必要的設備、材料表、工程預算書。施工圖設計文件，應滿足設備材料采購，非標準設備制作和施工的需要。
2土木工程結構設計中存在的問題
土木工程結構設計中存在的問題主要集中在兩個方面、一方面是專業角度的問題、另一方面是安全角度的問題，下面將分別從這兩個方面進行闡述。從專業角度來說在土木工程設計中，箱、筏基礎底板挑板的設計過程、梁、板的跨度計算、摩擦角區域的處理、抗震縫距離的設計、基礎板厚度的確定都需要進行測算考量。對于箱、筏基礎底板挑板的設計，首先要假設出挑板可以將邊跨底板鋼筋進行調整，出挑板后，能降低基底附加應力，當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基。從土木工程建設角度來說，如果取消挑板，能夠方便柔性防水的處理，在建設多層建筑時，結構設計中可兼顧到下層建筑。梁、板的跨度計算中，梁、板的跨度計算計算跨度，又叫計算長度，應當根據計算時要求、構件的組成形式、支承端約束剛度、支承反力等因素綜合考慮，摩擦角區域的處理，內摩擦角，是土的抗剪強度指標，是工程設計的重要參數?；鶎娱_挖時，會應用到摩擦角區域處理的問題，如果魔草叫區域中邊基地的土會受到影響較小，不會反彈。但中心部位，基土反彈情況較為明顯，回彈部分需要人工進行清除?？拐鹂p距離的設計中，主要通過增加抗震縫的距離來對地震時產生的結構碰撞的風險降低?；A板厚度的確定要根據房間設計的不同大小來選定相應的基礎板厚度。如果基礎板的厚度都按照大房間的標準進行設計、勢必會造成浪費。如果都按照小房間的標準進行設計則會造成安全問題。所以實際的應用中，通常是在大房間中墊聚苯，小房間設定基礎板的厚度。從安全角度來說，目前土木工程設計中存在的問題有:(1)工程設計規范的安全水平比較低，與國際同類作業相比，由于沒有設定規范的視屏問題，會造成工程施工的進行難度的加大，最終導致了施工質量較低;(2)工程設計規范的整體牢固性差;(3)土建結構工程的耐久安全性差、正確使用與維護意識相對較差。
3加強土木工程建設的建議和對策
從具體而言可以從兩方面進行考慮:從設計的安全性上，應從管理首要保證設計的安全性，盡量選擇資質等級較高、管理先進、實力雄厚的設計單位進行設計、這樣就可以掌握先進的設計方法和設計理念，設計設備也會較好、設計人員的素質和專業能力強、設計經驗豐富，設計出的建筑安全性較高。再設計時也要加強理論學習，使設計人員和施工人員對于設計理論和設計標準能夠很好的掌握。對于設計過程中，涉及到工程造價、工程量的統計、計算、所以在此類工程量計算過程中，要嚴謹、認真，對于每一筆數據都要認真核對。設計圖紙要詳細，以便施工者能夠根據設計圖紙準確掌握設計意圖，從而進行施工，這樣能夠降低因圖紙問題造成的施工不明確的現象，避免了事故的產生。在施工過程中，要注意過程監管，設計單位與施工單位要保持聯系，對于設計圖紙中不明確的問題，要進行及時的溝通和設計核對，以便發現錯誤。設計人員對于施工人員提出的建議，要給予足夠的重視。從土木工程行業標準角度來說，要根據全面性因素來對土木工程結構設計的方案進行評估。因為土木工程的方案是工程實施的基礎，對設計方案的評估要滿足安全性、經濟型合理性。等等。可通過對設計方案屏蔽、論證的方法，提高設計的水平。設計過程中，不一味的追求標準圖，雖然采用標準圖能夠減輕工作量，加快設計進度，但為了保證設計的安全性，設計人員應該認真的對設計方案進行審核，對于可能存在壓縮費用的過程進行仔細的成本核算，在保證基礎、滿足行業標準的前提下，保證設計的合理性、高效性、創新性。
4總結
本文首先對土木工程設計的基本情況進行了概要闡述，根據工程設計的幾個階段展示了土木工程的工作范圍和工作要求。之后提出了現階段我國土木工程設計中還存在的問題，從具體設計過程和安全性兩個角度提出了相關的問題。最后在此基礎上，根據存在的具體問題對土木工程的建設提出了建議和相應的對策。本文的研究對我國土木工程結構設計的發展提供了一種新的思路。
作者:董旭 單位:徐州工業職業技術學院
1工程概況
某辦公建筑平面呈長方形，長為156m，寬為29m，地上五層，局部六層，總建筑面積21511m2。建筑內部空間主要為大空間的辦公區域，因為需要營造綠色生態的辦公環境，整棟建筑物內有大量的綠化面積，并且分布在不同樓層。首層入口處有8根“7字形”裝飾柱，柱子高度為五層樓高，支承在五層的一根30m跨的橫梁上；另外有一個高出屋面約25m，平面呈正方形的拔風塔，塔中央有一根準800直徑的圓柱。
2結構選型
國家規范《綠色建筑評價標準》和《廣東省綠色建筑評價標準》中均給出在保證安全、耐久的前提下，采用資源消耗低和環境影響小的建筑結構體系的要求，規范指出符合要求的結構體系主要包括輕鋼結構體系、砌體結構體系和木結構體系。因此該工程在方案階段確定結構體系時，根據建筑使用功能要求，進行了多方案的比較：方案1：木結構體系。工程所在地區不是木材出產地，需要從外地運進木材，這樣規模的商務辦公樓，如果采用了木結構，一方面會消耗大量的森林資源，另一方面，單純的木結構也不能完全滿足建筑的使用功能要求。這個方案不可取。方案2：砌體結構體系。工程所在地區屬于抗震設防烈度7度區，該結構體系對于縱橫墻間的距離是有要求的不能太大，同時墻體的開窗面積是有限定的。這樣就很難滿足現在建筑的功能要求，而且這種體系的抗震性能較差，因此不采用該方案。方案3：鋼框架與鋼筋混凝土組合樓蓋結構體系。根據過往的設計經驗，在多層建筑中采用框架結構既能很好滿足建筑功能要求，又對抗震設防方面有利，同時又是合理、適用的體系。采用鋼結構可以減少對周邊的環境影響，滿足綠色建筑的要求。但是這個方案又存在一個問題：因為存在大量的綠化面積，給鋼結構防水措施提出了更高的要求，在這方面的材料消耗相應增多；也會增加使用階段的維護成本，不符合規范在建筑全壽命周期內，最大限度地節約資源的要點，該方案不是綠色建筑最佳的結構方案，因此也未被采用。方案4：鋼筋混凝土框架與部分鋼結構組合體系。該方案是在方案3的基礎上把鋼框架改為鋼筋混凝土框架結構，保留部分結構采用鋼結構。對照規范的內容綜合各方面的因素，因地制宜，進行多方案比較，確定符合規范要求的結構體系，達到經濟、合理、適用、節約資源的目標，并且根據工程實際情況，盡可能采用可再利用的建筑材料。通過方案比選，本工程選用方案4：鋼筋混凝土框架與部分鋼結構組合體系。
3結構設計要點
①入口處的8根“7字形”裝飾柱以及其連接的橫梁，8根柱子建筑要求外觀尺寸為700×1300，有16m高，橫梁跨度為30m，建筑外觀尺寸要求為800×1500，結構設計上構件采用鋼結構，一方面構件自重輕，可以減小地震作用，另一方面在處理橫梁與框架柱的連接節點上也變得容易。在工程成本上，采用鋼結構較現澆鋼筋混凝土結構，能夠節省人工、外腳手架、模板及支撐系統費用，另外工期效益顯著。②中庭屋蓋部分，建筑設計為不上人的采光屋面，該屋面跨度為30m，三邊支承。一方面因為跨度比較大，如果采用鋼筋混凝土，其自重必然較大，其次從建筑空間效果來看，在二層平臺花園以及其他各層均可以看到該屋蓋，如果采用鋼筋混凝土結構，不夠輕盈。所以設計結構設計上決定采用鋼網架結構。網架結構平面布置圖如圖7所示。③對于兩處從二層平臺花園上三、四樓的樓梯，因為建筑要求做成懸臂形式，中間不加柱子，從節省材料以及造型美觀考慮，把它做成鋼木組合樓梯（鋼骨架木踏步樓梯），從而達到既美觀輕巧又相對省材的目的。
4優化設計
結構專業在綠色建筑設計中最突出的內容是節材，因此該工程在設計圖紙出來以后，根據綠色建筑的要求，為了達到進一步節材的目標，對主體鋼筋混凝土結構部分的設計圖紙作了進一步的優化，其中優化的內容主要是通過調整次梁的布置，相對原設計一個房間三道次梁改為兩道次梁，從而增大板的跨度，使其在盡量不增加截面厚度以及鋼筋量的基礎上，達到最大優化值。優化前與優化后的18～28軸三層結構平面布置圖如圖8、圖9所示。根據結構計算得出，前后兩個設計成果在混凝土用量上基本持平，而在鋼筋用量上，前一個含鋼量為35.63kg/m2，而后一個為33.40kg/m2，這一優化節省了6%鋼筋用量；同時因為減少了一道次梁，在建筑模板方面也會相應減少材料損耗。另外，拔風塔中央的準800直徑的圓柱也作了優化，由原來C25,配18根25鋼筋的混凝土柱改為準800×10的鋼管柱，這樣既節省混凝土8.8m3，鋼材量用量也從原來的1.35噸，減少為0.434噸，并且節省人工、模板及支撐系統費用，工期效益顯著。綜上，優化后的本工程符合國家規范《綠色建筑評價標準》和《廣東省綠色建筑評價標準》中，對建筑工程提出的資源消耗低和環境影響小的要求，節省了鋼筋用量，減少材料損耗。
5結語
結構專業在進行綠色建筑設計時，除了滿足國家相關規范要求外，在確定結構體系進行多方案比較時，應對照綠色建筑的標準和要求，綜合各方面的因素，因地制宜，采用經濟、合理、適用與節約資源的最佳方案。并應重視對設計進行優化，使結構設計達到資源消耗和環境影響小的目標。本工程對照《綠色建筑評價標準》中與結構專業有關的內容，做到符合規范的要求，為項目獲得國家公共建筑三星級綠色建筑設計標識，結構專業起到了應有的作用。
作者:孔德欣 單位:廣東啟源建筑工程設計院有限公司
1高層建筑結構設計受力分析
1．1高層建筑結構受力特征
高層建筑結構在模型上一般可以假想為一個從地基出發并不斷上升的懸臂構件。高層建筑主要承受水平作用效應和豎向作用效應，水平作用效應一般指風荷載，在抗震設防地區還包括水平地震作用。豎向作用效應則一般由結構自重荷載產生，在抗震設防烈度為8、9度時的大跨度和長懸臂結構及9度時的高層建筑，還應考慮豎向地震作用。在這些作用效應下，結構整體及主體構件均需具有足夠的承載能力、剛度和延性，整體的設計注重概念，應符合相關規定中對于建筑形體的規則性要求，包括平面布置的規則性及豎向布置的規則性。結構在抵抗彎曲方面來說，結構體系務必滿足:不能使建筑物產生傾覆;在承受荷載時，它的支撐體系的某些部位不應被壓屈、壓碎或者直接被拉伸破壞;同時彎曲側移不能超出彈性極限的范圍。而結構在抵抗剪力方面來說，結構體系務必滿足:建筑物不至于發生剪切破壞;同時結構的整體剪切側移不能超過彈性極限的范圍。最后對于結構的地基和基礎來說，由于高層建筑一般是高次不靜定結構，所以結構體系在支承點處應避免較大的不均勻變形，從而可以防止出現較大的二次內力。
1．2高層建筑結構的傳力路線
高層建筑的豎向平面結構和水平平面結構都必須有明確的傳力路線。以某個作用在樓面上的重力荷載為例，它要通過樓蓋構件的彎曲傳遞給豎向結構的某個構件，直到建筑物的基礎和地基。傳力路線的模式根據結構的類別和布置而異。高層建筑的底層往往只允許有少量的立柱，以便有足夠的空間可以設置寬敞的入口、前廳或廣場。這時，有較密柱間距的上層結構的重力荷載，就要通過另一種結構體系傳給底層立柱以及底層立柱基礎。當高層建筑的樓層平面有突變時(如樓層有收進，或由矩形平面變成其他形狀的平面時)，或結構體系有變化時，它們的傳力路線也會發生改變，這時往往既要有豎向的轉換結構，也要有水平方向的轉換結構。在高層建筑結構傳力路線中還有一個區別于底層建筑結構的特殊問題，那就是高層建筑的每個立柱都承受著上層傳來的重力荷載，要考慮它們各自在施工和使用過程中豎向壓縮量的差異。這既要在設計中加以考慮，也要在施工過程中及時加以調整，以保證各層樓面的水平度，減小因不同柱的壓縮量有過大差異而引起的結構內力。
2概念設計
2．1抗關于側力構件合理布置規定
對于一個單獨的結構單元，在設計上的通常做法是，一般會盡力避免設計出應力集中的縮頸和凹角部位;而且盡量不要在這些部位設置樓、電梯間。整個結構外形也要避免外挑，尺寸內收也不宜過急，避免在結構上形成薄弱部位。最大限度地防止因局部結構或構件破壞，而出現全部結構失去承載力的情況。
2．2關于高寬比的規定
高寬比的規定是對結構整體剛度、整體穩定、抗傾覆能力、承載能力以及經濟合理性的綜合考慮，是長期工程經驗的總結，根據當前的實際工程來看，這一限值是比較經濟合理與實用。但隨著目前高層建筑的快速發展，設計師們發現其實高寬比并不是必須要滿足的。實際工程已有一些超過高寬比限制的例子(如深圳京基100大廈高441．8m，共100層，高寬比為9．5，天津117大廈，高597m，共117層，高寬比為9．7)，當然高寬比超過限值時，應對結構進行更加準確的受力分析，并施加可靠的構造措施。
2．3短肢剪力墻的設置問題
在新的規范中，將墻肢截面高度與厚度比為5－8的剪力墻定義為短肢剪力墻，且根據試驗數據和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制。比如在剪力墻設計等級為四級，短肢剪力墻的配筋率要求是1%以上，而普通剪力墻則為0．2%。高厚比較小的構件的脆性破壞較大，不利于抗震。所以，在具體的高層結構設計里，設計師們應該充分利用其它現有構造形式來代替短肢剪力墻，減少不必要的麻煩。
2．4嵌固端的設置問題
在結構計算模型的選擇上，如何準確地確定嵌固端位置是一個十分關鍵的問題，這直接關系到實際的受力狀態與選擇的計算模型是否符合以及內力等相應計算結果是否無誤。因為現在高層結構通常會設有一層或者是二層的地下室(可以當作人防工程來使用)，而嵌固端的選擇，可以結合各層的剛度變化，再根據它的實際布置狀況，可以選擇在一層頂板的位置，也可以是二層頂板的位置，同時在地下室其他樓層等部位也是有很大可能的。但是在這個問題上，結構設計師們往往會忽略了一系列需要注意的問題，例如嵌固端的設置和剛度比的限制等問題，忽視這些問題將會對工程的質量和后期數據的分析造成很大的隱患。
3地基與基礎結構設計
在基礎的具體設計中，應根據地基復雜程度、建筑物規模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度來確定基礎設計等級。首先，地基計算應滿足承載力計算的有關規定;其次，由于高層建筑的基礎設計等級均為甲級或乙級，因此均應按地基變形設計;若地下室存在上浮問題時，還應進行抗浮驗算。下面就高層建筑中不同的基礎類型分別闡述在設計計算中應注意的事項:在對箱基和筏基的梁板進行配筋計算時，務必相應地扣除底板上直接作用的梁板荷載和自重，當出現箱筏的四邊區格和地基反力過大的情況，這時要對梁板進行加強配筋;而在進行箱基結構設計時，要考慮洞口上下的連梁的影響，驗算其截面面積，若洞口的位置或者大小有變動，要復核連梁的抗剪強度和抗彎強度;若是進行整體箱基和筏基的設計，必須考慮樁土的因素，其共同工作會對結構造成一定程度的影響。
4結構計算與分析
4．1結構整體計算的軟件選擇
當前比較常用的計算軟件一般包括:建科院PKPM其中的SAT-WE，MIDAS，ANYSYS，ETABS，SAP等。由于各個軟件使用的計算模型有一定區別，所以在各個軟件計算結果上就會有或大或小的差異。實際工程中，務必考慮結構類型和計算模型的具體特點，在進行整體分析時選擇最恰當的軟件，并使用不同軟件進行對比分析計算，從不同軟件計算的相差較大的結果中，選擇最接近工程實際情況的數據。若不能選擇合適的計算軟件，不但會消耗大量的時間和精力，更重要的是會對結構埋下安全隱患，造成日后的工程問題。所以為了保險起見，通常在布置復雜的高層設計中，宜使用不少于兩種不同的模型來進行內力分析和計算。
4．2剪力墻底部加強部位墻厚的確定
在進行抗震設計時，剪力墻的底部加強部位一般采取增加邊緣構件箍筋和墻體的布筋來防止地震荷載的影響，預防結構出現脆性破壞，從而能夠比較有效的改善結構的抗震性能，在現行的規范中，明確指出剪力墻結構底部加強部位的高度可以參考墻肢的1/8和底部兩層二者中的較大值;而部分框支剪力墻結構底部的取值，可考慮以上兩層的高度及墻肢總高度1/8中的較大值。一般情況下，高層建筑結構底部加強部位的剪力墻截面厚度bw的取法按照以下規定，按照一、二級級抗震標準的情況，bw宜選擇剪力墻無支長度的1/16或層高;按照三、四級抗震標準的情況，bw宜選擇剪力墻無支長度的1/20或層高。但在墻底受力較小且結構層高相對較高的情況下，其厚度還按上述要求取值，就顯得很不經濟。所以，根據具體的工程實踐，厚度可以適當減小，而且必須按照下面的公式計算穩定性。
5結束語
本文主要對高層混凝土結構設計中若干問題做了詳細的介紹和闡述，重點分析了結構的概念設計、地基與基礎設計以及結構的計算與分析等方面的內容。在實際的工程設計中，應充分考慮這三個方面的影響因素，不斷將各項工作落實到位，從而進一步推動高層建筑結構設計不斷向前發展。
作者:葉宜成 單位:福建省南平市建筑設計研究院
一、BIM技術概述
在建筑形式和數量不斷增多的前提下，工程項目中所涉及的信息量也越來越大，這些信息如果得到及時收集，并加以利用，那么對于其他建筑工程的建設將會具有極大的推動作用。不但能夠縮短工期，還能夠加有效節約成本，提高施工質量，除此之外還能夠更好的避免很多施工事故的發生，因此，信息技術在我國建筑工程中的優勢非常顯著。但是現階段，我國還是應該采取一定的措施更好的發展和推廣這項技術，這樣才能夠將次技術的優勢充分發揮出來，有效的節約成本，提高施工效率以及施工安全保障。在這個基礎之上，我國相關技術人員應該全方面，高效率的對BIM技術的優秀技術原理進行研究，可以說，此項技術是我國建筑設計領域的新起點，是一次革命性的開始，因此具有非常巨大的現實意義。
二、BIM模型所包含的設計項目
1.構件方面
BIM技術在建筑結構構件設計中具有非常重要的作用，其中內容很豐富，包括構建材料、幾何尺寸以及荷載等信息，這些信息能夠非常直觀的顯示出來，相關的設計人員能夠隨時進行使用和分享。尤其是在結構節點設計方面，BIM技術的使用，能夠快速和直接進行構件作用的判斷，將梁、板以及墻、柱等部分的信息進行定義，同時能夠對連接構件做出更加合理的判定，這樣是為了更好的將其與節點的進行匹配，這樣就能夠將所建立模型的信息進行科學地參數計算。比如，建筑設計中的混凝土構件，BIM技術能夠將其使用量的多少以及鋼筋的用量進行準確預測，并將其現實在模型信息中。
2.整體層次關系
使用BIM技術，必須要建模，而模型的構件需要大量的信息數據，在虛擬的條件下，模型能夠非常正確完整將結構進行優化調整，為人們提供最合理、最具可行性的施工方案，同時，還可以緩解施工過程中所產生的突發問題，協調各部分施工之間的關系，BIM技術可以及時搜集并整理各種施工信息，并實現分享，施工人員以及技術人員在需要的時候可以隨時進行查閱和使用，為建筑結構整體分析計算提供更多依據。
三、BIM模型的層次應用
1.BIM模型的集成化應用
BIM模型采用的是參數化的描述方式，這種方法是目前最合理的信息單元描述方式，能夠非常準確的將建筑結構中的梁、墻以及柱等部分建立模型，在建立模型的時候，建筑物實際上就是真實的展現過程中，其內部信息以及內涵都會被描述出來。另外，在建立模型的這個過程中，系統還會對結構中大量物理信息進行全面的分析，進行分類處理。技術人員能夠更加直觀，便捷、多方位的對建筑物的構造情況進行了解，從而有效避免很多設計上失誤，以及事故的發生。
BIM技術的優秀就是利用數據庫模型體現出各個設計參數，這使很多結構模型都和實體結構參數相互一致，參數在形成模型化后，會根據不同的構件特征形成相互的規則性，使模型設計能夠和實際施工相互聯系。
3.信息共享和交換
在結構設計完成后，BIM模型能夠直接讀取結構設計中的信息，并且結合這些信息建立完整的結構分析模型。三維模型的結構布置保持與分析模型相互一致的狀態，使結構狀態得到高度的統一，建筑信息模型在傳統的模型分析上往往以數據作為基礎，BIM在讀取數據的過程中，使數據文件轉換為自身的結構形式，最終實現設計流程中的資源共享，以此提高資源的協調應用能力。
四、結構設計中BIM應用的難點
1.應用BIM技術的三維設計工具軟件（Revit釆等）用了較多的模塊參變量和系統參數，與二維創建視圖技術有很大的不同，軟件需要兼顧與二維設計習慣的一致性，所以模塊參變量和系統參數比常規工具軟件要復雜很多倍，這就使得應用中因為系統參數設置不當或參數與參數之間不匹配而導致很多意想不到的問題。
2.在進行結構設計時，很多結構形式十分特殊，這就需要特殊的結構模塊對其進行控制，但是三維圖形和剖面視圖不能形成理想的施工效果，很多設計者會因此放棄BIM技術，而使用原始的二維繪圖設計方案
3.結構工程師在建立BIM模型時，注重的問題主要是物理模型能否自動生成平法施工圖文檔，以及能否正確轉化為可以被結構分析軟件認可的結構分析模型。在結構設計中，安全性分析計算是首要環節和重要問題。BIM建立的是完全的數據庫式模型，從理論上來說，實現BIM物理模型與結構分析模型之間的雙向鏈接是完全可行的。
五、BIM在結構設計中的處理辦法
1.建立完整的項目樣板
在建筑結構設計中，項目樣板是所有設計中的基礎，而項目樣板設計所包含內容很多，具體為標準化處理的線型、字體以及符號等方面。而BIM技術的應用，能夠快速有效的建立完整的樣板，并且能夠避免很多必要的重復，減少無用功，提高工作效率，現階段，我國已經建立了一套符合我國實際情況的設計標準，這項標準能夠對我國結構設計中的各個環節進行監控并能夠更具不同用戶的需求，有針對性的進行指導。
2.設計符合要求的結構構件
在建筑結構中，梁、柱以及樓板等都是非常重要的基礎部件，因此這些部件對于建筑來說，有著非常重要的支撐作用，通常來說，它們一般為預制部件、現澆部件以及各種更結構部件等。設計的時候，要從建筑物的實際情況出發，根據不同需要進行設計。在這些形式中，比較常用的就是現澆部件。設計的時候，設計人員應該嚴格進行設計方案的選擇，部件功能不同，澆筑的方式也不同，要最大限度減少不同因素之間的沖突反映。保障結構部件的作用能夠得以有效發揮。
3.鋼筋混凝土結構中的平法表示
在鋼筋混凝土施工圖繪制中，通常采用平面方法進行表示，在圖紙上采取特殊的標點符號進行標注，施工技術人員通過工藝轉換形成樣圖。BIM技術可以使平面表示法的內容多環節和多角度展示，BIM模型能夠更加輕松的提取出關鍵數據和優秀信息，以滿足施工時間和放樣需求。
六、結束語
建筑的結構設計之所以越發重要，是因為我國的建筑數量不斷增多，同時樓層數量以及高度都在增加，這意味著建筑的抗震性能以及穩定性必須要不斷加強，因此科學的進行結構設計、確保建筑結構能夠承受各種環境下的外力作用，這樣才能夠確保國家以及人們的生命財產安全。BIM技術的合理應用，能夠有效提高設計的合理性，可行性同時兼具經濟性，最大限度提高建筑質量，為國家和人們的利益提供保障。
作者:彭寶瑩楊志杰李娜單位:青島萬達東方影都投資有限公司青島騰遠設計事務所有限公司
1建筑結構設計
幾何特征使用幾何特征描述設計信息，制定工藝規劃，按照產品生產環節作業估算，擁有較高的精度。成本估算還可以應用近些年出現的專家系統和神經網絡方法。神經網絡較高的容錯性和自動糾偏功能能夠根據較小的工程信息量迅速的完成結構設計。
2建筑結構設計成本優化算法
（1）設計階段優化的成本優化。有限元法是復雜結構優化的可靠而強大的分析手段，運籌學和計算機技術的應用能夠為有限元法提供運算的平臺，使有限元法成為了一種有效精準的工具。優化設計要求在相同使用性能下獲得盡可能低的成本，但是不能夠忽略建筑結構、設備等多種影響因素，把集成化和串行式設計為并行式，保證建筑使用要求的同時實現成本的優化。（2）結構設計成本優化。進行設計要選擇設計變量，包括結構形狀參數和使用材料等，通常情況下選取因素越多效果越好，但是設計變量越多工作量也越多，施工工程設計過程中要把優化效果不明顯的參數作為預定量，選擇設計量要根據客觀實際制定一定的范圍，數據并不是任意的。（3）選擇設計變量之后根據變量建立目標函數，按照設計變量表示追求的指標的表達式或者由設計變量決定的無法用解析式表示的某種指標。目標函數是評定結構方案合理性的技術指標，包括體積、承載能力、造價、變形等都可以是優化設計的目標函數。（4）約束條件。約束條件是和優化變量有關的不能忽略的限制，約束條件需要盡量簡化。但是進行結構設計時往往有很多的約束條件，最主要有兩種：一種是設計標準參數，例如混凝土配筋率和梁的最小寬度等；另一種則是保證結構功能正常發揮的參數限制，主要有強度、剛度和穩定性等，這些約束條件和設計變量之間相關性不大，往往需要在復雜的結構計算之后才能夠得出。（5）優化算法。優化算法要具有收斂速度快并且計算相對簡化的特點，需要選擇合理的優化算法模型，可以簡化理解為在約束條件下求目標函數的極值或者最優的數學問題。在工程實際優化過程中約束條件和目標函數之間的關系是非線性并且是隱形函數，優化算法還需要根據優化問題的層次進行適當調整。
3建筑結構成本優化措施
對建筑成本的研究始自上個世紀60年代，主要形式是采用成本管理思想方法提供有助于決策的成本信息，有目標分析、作業分析等內容。之后我們對建筑成本、建筑方法功能、價值管理和生命周期等技術進行了歸納總結，認為只有更加精準和富有活力的施工成本預測才能更好的提供早期成本建議和市場預測。我們認為未來建筑成本的研究優化發展方向將是建筑成本優化實際工作的更深程度和工藝對市場、定額更好的適應性，這也是我國建筑結構的設計成本優化的工作目標。
3.1建筑設計階段的成本優化
建筑的主體是建筑結構，建筑成本主要包括建筑結構、土石方、設備安裝、地基處理等，建筑結構的成本超過了建筑總成本的50%，所以保證建筑結構的科學合理是控制建筑成本的關鍵，而建筑結構的成本控制，除了施工階段外，設計階段的工作也十分重要，建設過程中要采用科學有效的措施優化建筑成本，進而為整個建設工程節約成本。
3.1.1建筑設計階段的成本優化
常見的建筑設計階段通常采用的成本管理方法主要是限額設計，具體實現方法以及途徑是目標成本的分解和工程量的控制，專家采用類似工程建設成本比例把成本估算按照比例分配到各個項目中，但是建筑工程成本的影響因素很多，采用經驗分析的方法會造成較大的差異性，不能實現最優成本分配。建筑結構是建筑主體和支撐，進行結構設計的主要目的是滿足建筑物的建筑功能，還要保證建筑結構擁有一定的承載能力，擁有一定的安全性、適用性和耐久性，這些都需要通過合理的設計成本來提高建筑結構的工程性能來實現。
3.1.2建筑結構的規劃設計的成本優化
要遵循安全適用、經濟美觀的科學原則，還要通過合理的結構規劃為施工提供便利，保證各項工程要素之間能夠相互配合，保證設計水平的整體提高。進行結構設計要注意結合建筑設計的整體特征，避免產生彼此之間的矛盾。進行建筑設計要保證整體結構的安全性和經濟性，因為建筑結構的設計規劃是對建筑結構設計的根本層面，只有真正重視起這個工作環節才能為建筑工程后續的施工發展創造良好的條件，以下是建筑結構規劃設計中的成本管理主要工作內容：（1）保證結構的合理性。結構方案是施工主要的參考資料基礎，相同的建筑如果在不同方案基礎上會產生不同的效果，設計者要保證施工方案的科學合理。結構方案要能夠處理好結構和構件之間的關系，保證受力結構能夠保持最佳狀態，還要保證建筑結構的承載力和剛度。在設計方案中要注意簡化受力途徑，還要提高建筑結構抗風險能力，降低工程整體造價。設計者制定的設計方案要能夠保證結構件的協調一致，保證設計達到最佳標準，建筑師和設計師之間要進行充分的溝通，創新結構設計形式，保證各項基礎建筑功能，構建完善的結構設計體系。（2）保證結構設計的準確性。建筑工程是一項復雜的系統工程，安全性和舒適性是建筑工程的建設目標，進行設計要把設計者的經驗充分利用起來，并利用計算機技術保證運算的準確性，減小計算和設計誤差。同時還要保證計算參數的準確性，通過計算機程序進行計算時要和建筑的工程實際相結合，不能把所有設計過程都依賴電腦完成，設計者需要根據設計結構概念以及自身工作經驗判斷設計方案的合理性。
3.2施工建設過程中的成本管理
（1）結構材料的選擇。建筑結構的基本屬性是具有一定的承載能力，建筑物的承載力依靠優質的建筑材料和合理的施工設計方案完成，選擇建筑材料需要遵循一定的原則，材料的使用要能夠提高建筑本身的整體強度、剛性等參數，設計人員進行設計時要結合施工實際確定選擇鋼筋混凝土還是預應力混凝土，保證建筑物的安全性和經濟性。混凝土變形和配筋率需要合理設定，降低工程間接成本。（2）基礎形式的合理化。建筑工程基礎的建設成本占到了總成本的30%，合理的基礎結構設計對于建筑成本優化有著顯著的作用。進行基礎結構設計時如果存在承載能力較強的天然地基，而高層建筑為剪力墻結構形式時合理的基礎形式應該是墻下條基和小筏板，通過這種形式減小基礎的工程量。
3.3建筑整體設計成本優化提高
建筑的功能性和安全性需要把全局觀念和整體意識灌輸到每一個工程技術人員的觀念中，合理配合整體結構和構件，保證建筑整體性的最佳受力狀態和單獨構件的最佳受力狀態的協調統一，提高建筑剛性和延展性。
4結束語
建筑結構設計成本優化分析的主要內容有對結構設計方案正確性的提高、材料的選擇、建筑整體性協調性的提高等，建筑結構設計的成本優化主要措施是對建筑結構設計方案的調整，通過對設計方案的調整改進，發揮各項建筑材料的最大功能，在保證建筑基本功能的前提下增強建筑結構的經濟性，這樣才能實現建筑結構設計的成本優化，節約社會資源。
作者:黃逢萍單位:貴州勁嘉房地產開發有限公司
一、捆住地震內力的結構體系
1、現行建筑結構抗震（理論）技術存在的錯誤：世界各國采用的抵抗地震破壞的建筑物體的基本類型，都是以吸收地震能量為主的插入式整體結構（對地球而言），即將建筑物的基礎和上部結構設計為絕對不可分割的剛體插入地球，因而建筑物抵抗地震破壞力的受力分析和設計，就不得不從結構整體考慮建筑物的抗震性能，地震破壞力是通過土層和巖石沖擊建筑物的基礎并直接將沖擊力傳遞給上部結構，上部結構的作用力（荷載）加上地震產生的內力又反作用于基礎，因而建筑物基礎的強度設計要求，應是地震力和上部結構反作用力的疊加。
地震破壞力是往覆水平剪切力，上部結構的反作用力是垂直于地面的。這樣兩個方向互相垂直，并處于運動沖擊狀態的作用力，在一個平面上會交了。地震破壞力以強大的往覆水平推動力，推動著（抓?。┙ㄖ锘A做水平往覆運動，因而很容易分析，在這兩種力的會交面上，實質上形成了遠大于地震破壞力的往覆剪切力。因此，建筑物的抗震能力在插入式整體結構中是很難達到實際抗震設計要求的，現在的建筑物一般都是偏于保守的理想設計和建造，因而投資也在大大增加，即便如此，在實際的地震災害中，建筑物受破壞的程度依然是很嚴重的，進而也無法擺脫和減輕地震災害，給人民的生命和財產造成的巨大損失。
歷史的教訓足已充分說明，插入式建筑結構體系受到了嚴峻的檢驗，即似地球為相當好的慣性參考系，又將建筑物體插入地球，形成不可分割的剛體。在過去的年代，建筑物還處于低層范圍時，問題還不嚴重，而在現代化高層、重型建筑中，仍然是采用插入式剛箍捆住內力的結構，在實際的地震災害中存在著嚴重的隱患。插入式整體建筑物結構體系在正常情況下，即非地震靜止狀態，是沒有問題，而在地震災害爆發時，插入式整體建筑物體系的結構受力傳力路線明顯發生混亂，建筑結構設計的極其重要的力學原則：
（1）、不論在任何情況下，結構的傳力路線必須清楚。
（2）、以當地的最不利外界因素為設計依據，如很多地區必須考慮可能發生的最大地震破壞力。這就是說建筑物抵抗地震破壞的正確條件是：運動中建筑結構內力的傳遞必須正確、清楚。
插入式整體建筑結構在地震時，將地震破壞力直接傳遞給上部結構，使上部結構發生搖晃，由于上部結構是剛箍捆住內力的結構，因而在搖晃中產生的巨大能量沒有釋放點，而被迫返回基礎，地震又很快的不斷的沖擊建筑物的基礎，向上部結構輸送地震能量。這樣上部結構返回的作用力，同基礎傳來的地震內力發生沖撞，沖撞最厲害的集中點，就是能量集中釋放的突破點，也是結構的破壞點，通常都在基礎與上部結構的交面上，破壞的形式是剪切破壞，而整個建筑物不是倒塌就是傾斜。
目前，許多國家在高層建筑的抗震設計方案中，已經出現了新的結構，如：美國紐約的42層高層建筑物，建在于基礎分離的98個橡膠彈簧上，日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物，前蘇聯的建在與基礎分離的沙墊層上的建筑物，以及在中國已經獲得了美國、中國和英國發明專利權的，剛柔性隔震、減震、消震建筑結構與抗震低層樓房加層結構，都十分成功的應用于工程實踐中，都明顯的在建筑結構體型上，改變了傳統的插入式剛箍捆住內力（吸收地震能量）的結構體系?？傊荚诮ㄖO計的結構方面設法擺脫在地震災害時，嚴重威脅著人們的生命安全的插入式剛箍捆住內力的結構體系。其實質都反映了對“似地球為相當好的慣性參考系”為指導理論，所制定的現行抗震硬抗、死抗地震打擊設計規范的動搖，本質上也是改變了建筑結構受力體系，而不在似地球為絕對靜止不動的慣性參考系了。
1、現行建筑結構抗震設計與地震場地效應的問題現行建筑結構的抗震設計，是根據結構力學和建筑結構設計的理論基礎而來的。結構力學和結構抗震設計規范，將地震破壞力簡化并規定為在建筑物上部結構中的水平運動力，對建筑物的水平作用力與反作用力的硬抗平衡，這一規定實質上存在著嚴重的問題和錯誤。
其一：地震爆發時，首先是大地在做往覆水平運動，由于建筑物基礎插入大地，因而必然隨大地的往覆水平運動而運動，建筑物上部結構也因此被迫運動，但是建筑物上部結構的運動形式不是水平運動（因而根本就沒有受水平的作用），而是因基礎在受地震水平力運動中，產生的運動力傳遞到上部結構，迫使上部結構沿地震受力方向，作反方向S形式傾斜擺動；
其二：地震爆發時的沖擊波只有兩個方向，而現在所有城市的建筑物的規劃設計，是根據城市的道路按東西南北方向和建設的需要各自排列的。將建筑物上部結構視為受水平運動，也只能有30%的建筑物的結構抗震設計受力方向與地震沖擊波受力方向相同，而70%的建筑物的抗震設計受力方向與實際地震沖擊波的沖擊方向，處于非常不利的位置，當地震爆發時，只有少數正好與地震沖擊波方向協調一致的建筑物不一定破壞，而大多數與地震沖擊波方向不一致的建筑物，自然就很難逃脫地震沖擊破壞倒塌的后果。地震對建筑物的沖擊破壞，主要是對建筑物基礎產生的水平往覆沖擊剪切力，從而使基礎被沖擊破壞失去穩定后，造成上部建筑物的破壞和倒塌，地震沖擊波首先是破壞了基礎，而不是破壞上部建筑結構，所謂萬丈高樓從地（基）起，就是這個道理?；A都破壞了，上部建筑自然就保不住了；
其三：城市中建筑物的類型是多種多樣的，主要反映在超高層、高層、多層和輕重型建筑之分，而這些不同類型的建筑，又以基礎深度的差別體現在地震沖擊波的大小上，基礎越深、越大，受地震沖擊波的沖擊自然很大，在加上城市地下建筑設施不少（如：地下建筑、地鐵、地下大型管道等），都是構成城市地震場地效應發生互相變化的種種直接因素。現行抗震設計中，都沒有考慮地下建筑設施的自身抗震，以及對地面建筑物基礎和地基的地震場地效應所產生的嚴重問題。
2、現行建筑結構抗震樁基設計與地震場地效應的嚴重問題現行抗震設計中的樁基礎的設計有兩種類型，一種是端承樁類型，另一種是摩擦樁類型。端承樁是將深層的地基反作用力通過樁傳遞給地面，構成對上部建筑物作用力（壓力）的平衡。摩擦樁是通過樁基礎與一定深度的地基土層十分緊密的擠壓結合中產生足夠的反作用力，通過樁傳遞到地面，構成對上部建筑物的作用力（壓力）的平衡。這里必須指出的是，這兩種類型的樁基礎在對上部建筑物的作用力（壓力）構成平衡的充分條件是：靜力荷載，即在沒有外力的作用下成立的。
在端承樁中，端樁是反作用力的頂點，樁身是傳遞反作用力的通道，樁身四周的土層是給樁身起到了極其重要的穩定作用，由此，可以定義：樁端的承載力，樁身的強度是和樁身四周的土層構成了端樁基礎的整體，缺一不可。
在摩擦樁中，樁身的強度與樁身四周土層緊密擠壓所產生的反作用力，構成了摩擦樁基礎的整體，也是缺一不可的。這兩種類型的樁基礎在地震爆發時，強大的地震水平往覆沖擊波，完全改變了上述狀態，使端承樁在地震沖擊波中，使端承樁的承載力發生水平往覆運動，不但失去對樁身的穩定，反而對樁身構成了往覆水平沖擊，其結果：端承樁不是破壞，就是下沉失穩。隨著端承樁的破壞和失穩，建筑物上部結構自然也就處于破壞倒塌的危險境地，而摩擦樁的危險就來的更快了，地震沖擊波迫使摩擦樁樁身必須與四周土層與樁基松開，失去摩擦樁身必須與四周土層緊密擠壓的必要條件，并且土層對樁身構成水平沖擊力，隨著摩擦樁中四周土層與樁身摩擦力的解除和改變，樁不是破壞就是失穩，其上部建筑物隨之處于時刻會破壞和倒塌的危險之中。
3、現行予應力建筑結構在地震中的嚴重問題所謂予應力建筑結構，是人為的在建筑結構的主要承力構件中，對主要承力構件中混凝土施加予應力，一般是通過對結構中承力構件的鋼筋進行張拉，利用鋼筋的回彈力擠壓混凝土來實現的。根據對承力構件中鋼筋的張拉，與混凝土的先后關系，又可分為先張法和后張法兩大類。
從建筑結構中的予應力構件，到予應力結構的發展，已經有較長的時間了，在建筑結構中應用予應力構件和發展予應力結構的優勢，在很多城市的建設中，得到了較廣泛的應用。在城市建設和發展中，推廣和應用予應力構件和予應力結構，的確能起到一定的積極作用。但是，有一個十分重要的結構動力學問題需要特別注重，所謂建筑結構動力學方面的問題，也就是地震爆發時，地震沖擊波迫使建筑結構產生振動的動態反應，地震沖擊波沖擊建筑結構，使其產生的內力在結構中傳遞，而予應力構件和予應力結構的力學模型是：1）予應力張拉兩端的固端成支座，是不允許有任何改變的；2）予應力構件或予應力結構在使用過程中，其構件和結構是不允許發生水平推動，振動彎曲和上下振動的。也就是說，予應力構件和予應力結構，只有在沒有任何外力的情況下，才能達到予應力構件和予應力結構設計的使用要求。因此可以定義：予應力構件和予應力結構的安全使用條件，是不能承受任何外力（尤其是地震沖擊力）的靜力使用狀態。
地震沖擊波在建筑結構中，將無情的迫使建筑結構中的所有梁、柱、板、墻體等受力構件發生變形，即地震沖擊力能完全改變予應力構件和予應力結構的兩端邊界條件，使其構件和結構中的予應力償失。任何在使用中的予應力構件和予應力結構，當予應力衰退和償失后，其構件和結構必然破壞。因此，在地震設防城市的建設中，是不能使用予應力構件和予應力結構的。但是，現在許多城市的建設中都使用了予應力結構，這是十分危險的。因此，應盡快在地震爆發之前，采取補救措施，否則，后果一定是十分嚴重的。
綜上所述，現行世界各國所實行的建筑結構體系，是與地震沖擊波相對抗、硬抗（死抗）的捆住地震內力的結構體系。從結構動態平衡的根本原理來分析，這種與地震力相對抗的結構體系的靜態平衡在地震中完全破壞了。也就是說，現行的建筑結構體系，只能滿足靜態（無地震沖擊波）狀況下的作用力與反作用力的平衡。當地震爆發時，建筑結構內力的靜態平衡被破壞了。這就是現行建筑結構體系抵抗不了地震沖擊破壞的根本原因所在?，F行建筑結構的抗震設計，只是加大了建筑結構的剛變，使其增加了對地震沖擊力的對抗力（死抗力），沒有從結構動態平衡的基礎上去尋求，建筑結構與地震沖擊波的動態平衡，建立一個與地震內力相適應（不是相違背）的“釋放地震內力的建筑結構動態平衡體系”。
總之，幾百年來，人類所推行的靜態（加大剛度）的建筑結構體系，違背了地球地震的客觀規律。因此，給人類自己造成了巨大的災難。人類為了在地球上更好的生存和發展下去，就得從根本上解決適應地球地震客觀規律的建筑結構體系。因此，一種與地震力相適應的“釋放地震內力的建筑結構動態平衡體系”的動態平衡的力學理論的建立，并制定新的建筑結構釋放地震沖擊波的設計標準（在也不是對抗的標準），將是人類發展的方向和目標。
二、釋放地震內力的建筑結構體系1、釋放地震內力建筑結構體系的理論基礎我們從現代地球物理學家關于地球板快運動理論的力學分析中，以及對地震客觀規律的不斷揭示，更進一步對地球的認識，有了新的力學見解，我們認為地球是一個在運動中自身求得內力平衡的結構體系，它有兩個階段的運動規律：
（1）、地球內力的平衡階段：地球結構體，在自轉和圍繞太陽周轉運動的過程中，所產生的內力，在平衡階段，地表運動處于內力平衡，地球運動處于靜止狀態，此階段可似地球為慣性參考系階段。
（2）、地球結構體系處于內力平衡階段后，其內力仍然在不斷的增加，而地球結構體不能承受日益增大的內力，而在運動中，通過地球板快的運動，地震和火山等形式釋放出來，以求得新的內力平衡，這個階段是地表的活躍階段。其不斷增加的內力將在地球內力集中點釋放出來，此階段可似為非慣性參考階段。地球內力平衡過程中的這兩個階段，在地球內部不斷循環下去，形成了地球生態平衡的必然規律。
人類是在地球生態的環境中生存的，因此，人類必須遵循地球生態環境中的各種自然規律去發展。從人們開始認識到對過去認識的不足，即理論上的不足和錯誤，又不斷的在生活實踐中，提高了對地球生態環境的認識，進而不斷的揭示自然規律，掌握和運用規律為現代人類和將來造福。應該明確的指出，人類對地球認識的提高和深化，其指導人類如何適應地球生態的科學理論，也就隨之進入了更高的階段。
2、釋放地震內力建筑結構體系新技術的應用：已經獲得中國、美國和英國發明專利權的新技術“建筑物抗震減震裝置”、“建筑物消震裝置”和“高層建筑隔震消能裝置”完全改變了傳統的插入式剛箍捆住地震內力的建筑結構體系，將建筑物整體有機的隔離成兩個受力體系，這樣地震破壞力的傳遞媒介改變了，由直接傳遞轉化為間接傳遞。不言而喻，“建筑物抗震減震裝置”將大大減少地震對上部結構的沖擊，反之，上部結構對基礎的作用力也大大減小。
新技術的設計依據是以柔克剛的動態平衡原理，該技術的主要特點是：能十分有效的大大減弱地震災害對建筑物的打擊破壞。目前，發展中國家和發達國家的科學家們在研究抵抗地震災害方面，都從過去只是單純考慮建筑結構加大剛度的硬抗（死抗）方式，而向建筑結構隔震減震的方面發展了。原因十分清楚，過去幾百年來建筑物硬抗地震災害方法的不斷失敗，告訴和啟發人們要尋求一種適應地震客觀規律的抗震方式。用一句通俗的話來講，以柔克剛，才能達到建筑物在地震沖擊中的動態平衡，而不被破壞，反之，以硬抗來對抗地震的打擊，即以剛克剛設計的建筑物是根本抵抗不了地震的打擊的。因為人們設計建筑物的剛度，不可能達到（保證）比地震破壞力還要大得多的程度。否則現代的專家們去研究建筑物的消震、隔震與減震，不就失去意義了嗎？
“建筑物消震裝置”發明專利技術，就是要從根本上解決地震爆發時對建筑物基礎的安全保護，其形式是沿建筑物四周一定距離內，在基礎底面到地面的位置，設置“建筑物消震裝置”，該裝置的作用是從任一方向完全切斷地震波沖擊基礎的傳力路線，使基礎處于安全保護之中，基礎都安全了，上部建筑自然也就安全了。如果是高層建筑，還要結合采用另一項“建筑物抗震減震裝置”發明專利技術，將更加有效的保護高層建筑的安全使用。該技術還可以用于50—80年代舊建筑物的消震保護，特別是對大會堂、大禮堂、展覽館、影劇院等，對無法抗震加固的大型建筑和古建筑的消震保護是十分有效的。該發明專利技術是在不影響舊建筑物的繼續使用，不用搬遷的情況進行，比常規抗震加固安全，還節省40%左右的投資，用于新建筑中，比常規設計節省20%左右，并能完全達到地震設防要求。該專利技術已經成功的應用于中央黨校、國務院二招等舊建筑的加高和消震減震工程中。創新科技經評審已列為中國北京市重大科技成果推廣計劃，國家科委成果辦發文向全國推廣，中央電視一臺、二臺、十臺均新聞和專題報道。
“建筑物抗震減震裝置”和“建筑物消震裝置”完全適應于新建筑結構，也適應于使用中的已建成的建筑結構的抗震、減震和消震措施。即適用于工業和民用建筑、鐵路橋梁和公路橋梁、塔式和倒擺式結構、大型水庫的大壩以及地面和地下的建筑物。地震給人類造成的災害，使人類越來越清醒的認識到，科學技術的不斷發展是人類在地球生態環境中生存和發展的需要，人類為了更好的在地球生態環境中生存和發展下去，就必須不斷的認識地球的生態環境及自然規律，不斷的提高科學理論和更先進的技術水平，使人類建造的、賴以生存和發展的建筑物適應地震破壞力的能力不斷增強，以減免地震災害時人民的生命和財產的巨大損失。
