发布时间：2022-12-15 04:02:13
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关键词:高层建筑;结构设计;抗震概念;应用
防震设计是高层建筑结构设计必不可少的一部分，并且地震是一种无法消除的自然灾害。因此，高层建筑结构设计人员应采取科学、合理的措施来降低地震对高层建筑物的危害系数，以提高高层建筑物的稳定性，从而保证人们的生命和财产安全，这同时也是我国高层建筑物结构设计工艺不断优化的必然结果。
1高层建筑结构设计中抗震概念概述
地震的发生是无规律的，因此做好高层建筑物的防震设计是十分必要的。实践证明，只有利用科学、合理的设计措施，整体布局高层建筑的结构细节，才能降低地震对于高层建筑物的危害。一般抗震设计是从抗震值和抗震措施两个方面进行的，其过程是:地震情况统计、数据分析、提出概念。抗震概念设计的主要内容就是保证高层建筑整体的稳固性和细节结构的抗震性。简单地说，抗震概念设计就是基于工程抗震的基本理论和实际的抗震经验总结出的工程抗震概念，是决定建筑物抗震能力的基础。抗震概念设计中包含空间作用、非线性性质、材料时效、阻尼变化等多种不确定的因素。抗震概念设计的原则是建筑结构设计简单性、刚度适宜性、匀称性、整体性。例如在一些地震频发的地区设计高层建筑时，应该考虑都高层建筑上下部分结构性质不同的问题。
2高层建筑架构设计中抗震概念设计的应用策略
2．1合理的场地
高层建筑物的建设地点也是保障建筑工程施工质量的关键因素。选择合理的建筑施工场地，不仅可以减少企业的投入成本，还能提高建筑物的稳固性。因此，施工人员可以利用现代先进科技设施来选择理想的地段。场地的选择应当避开地震危险地段，如地震时会发生崩塌、地裂以及在高强度地震下容易发生地表错位的场地。一般地震危险地段包括断层区、坡度陡峭的山区、存在液化和夹层的坡地以及大面积采空的地区。如发生严重地震的四川北川地区，其区域特点是县境内地形切割强烈，地形起伏大，相对高差超过1000m，沟谷谷坡一般大于25°，部分达40°～50°，甚至陡立。并且地貌类型以侵蚀构造山地、侵蚀溶蚀山地为主。另外在县境内还存在一条断裂带。这也就是北川地区成为汶川地震重灾区的原因，该地区的地震宏观烈度达到了Ⅺ度。因此，建设高层建筑的重点就是选择地势开阔、平坦以及中硬场地土。如我国中部平原地区，其地势平坦，并且属于地震低发区。当然，如果无法避免区域限制，那么也可以选择抗震性比较好的地区，如避免存在孤立山包的区域以及表面覆盖层厚度较小的区域。总之，因地制宜，选择合适的高层建筑建筑建设场地是保证高层建筑物稳定性的最佳途径。
2．2合理布局建筑平面
建筑物的房屋布置和结构布置都是影响高层建筑物稳定性的重要因素。依据抗震的概念，合理布局能够有效提高高层建筑物的抗震能力，延长建筑的使用年限。一般施工人员都会根据地震系数选择适当的建筑物高度和宽度，使高层建筑的抗震能力达到最大值。建筑平面的布置可以从四个方面考虑:一是布置平面时，应当遵循简单、对称的结构特点，以减少偏心;二是应当保证质量和刚度变化均匀，避免楼层错层问题;三是尽量设计合理的平面长度，且建筑物突出的长度也应该符合相关标准;四是尽量避免采用角部重叠的平面图形以及细腰形平面图形。如早前发生在墨西哥的地震，相关人员在地震发生后对房屋的结构进行了分析。据数据表明，建筑物刚度明显不对称会增加15%的地震破坏率，拐角形建筑会增加42%的地震破坏率，因此，高层建筑施工人员应该科学合理的设置建筑平面。此外，现浇钢筋混凝土高层建筑适用高度的确定需要考虑地区的地震烈度，如高层建筑的抗震墙在烈度系数达到6的地区，其最高适宜高度为130米;在烈度系数为7的地区，最高适宜高度为120米。总之，合理的高层建筑物平面布局是保证高层建筑抗震能力的关键。
2．3合理的结构设计
高层建筑的结构设计不仅要满足抗震要求，还要满足经济、功能齐全、施工技术等要求。在设计高层建筑结构时要考虑实际的场地环境和建筑物本身的建设标准。另外，结构的设计还应该满足对称性。总之，对于高层建筑的结构设计应该从各个方面综合考虑。首先，高层建筑结构的设计需要考虑多种影响因素，除材料、施工、地基、防烈度等因素外，还要考虑经济因素，之后才能确定建筑物结构类型。有利于防震的建筑平面设计包括方形、圆形、矩形、正六边形、正八边形等，不利于防震的建筑平面设计包括多塔形、错层、楼板开口等。次外，如果建设的高层建筑属于纯框架高层建筑，那么设计人员应避免出现框架柱倾斜、楼体倾斜等问题。因为如果框架柱倾斜，一旦发生地震就会出现剪切破坏问题，造成高层建筑的严重损坏。其次，更为重要的是结构设计一定要遵循对称原则，避免扭转问题的出现。如果高层建筑结构采取对称的结构，那么当发生地震时，其建筑物只会发生平移震动，建筑物各个部分的受力比较均匀，从而降低地震对高层建筑的破坏程度。
2．4设置多条防震线
设置防震线是为了提高高层建筑结构的抗震系数，提高建筑物体的稳固性。之所以设置多条防震线是因为建筑物中各个部分的结构和功能是不相同的，设计相应的反震线能整体提高高层建筑物的抗震能力。设置多条防震线的优势在于如果发生地震时，第一道防线的抗侧力构件在遭到破坏之后，其地震的冲击力和破坏力就会减弱。这样当地震经过多道防震线之后，地震的破坏力就会降到最低。如尼加拉瓜的马拉瓜市的美洲银行大厦，就是应用多道防震线的典型建筑，其大楼采用的是11.6米*11.6米的钢筋混凝土芯筒作为主要的抗震和防风构件，并且该芯筒又由四个小芯筒组成。相关数据显示，该高层建筑对于地震的反应用数据表示是，当发生地震时，其四个小芯筒的结构底部地震剪力值达到了27000KN，结构底部地震倾覆力矩达到了370000KN•m，其结构顶点位移值为120毫米。总而言之，设置多条防震线提高高层建筑物防震能力的重要手段。尤其是在社会经济快速发展的背景下，重视抗震概念的设计是延长高层建筑物使用年限，提高我国建筑工艺水平的关键。
3总结
综上所述，随着我国经济水平的不断增长，高层建筑物的数量也在迅速增长。因此，做好高层建筑结构设计中的抗震概念设计就凸显的尤为重要。将抗震概念设计应用到高层建筑结构设计中，不仅要考虑高层建筑结构施工的各个方面，还要考虑各种外界因素以及抗震标准。这样才能提高高层建筑的稳定性，降低地震给高层建筑造成的危害程度，从而保证人们生命和财产的安全。
作者:周宝学 单位:浙江华坤建筑设计院有限公司
参考文献:
［1］张念华．抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用［J］．中国新技术新产品，2014，04∶78－79．
［2］李国珍．高层建筑结构设计中抗震概念设计的应用浅析［J］．江西建材，2014，02∶29．
1 国内现状
在我国，框架结构在设计的过程中，基本采用的纯框架的设计理论。填充墙做为非结构构件，结构计算时只是在进行荷载计算时将填充墙的自重附加在计算模型上，没有考虑到填充墙与框架本身的拉结关系的影响。
《高层建筑混凝土结构技术规程》[4]（以下简称《高规》）中4.3.17条明文规定：当非承重墙体为砌体墙时，框架结构的计算自震周期可取0.6～0.7的折减系数。这是因为大量的科学实测数据表明：实际工程当中，建筑自身的自振周期小于理论计算出来的周期。特别是墙体采用实心砖填充墙的框架结构，因为实心砖填充墙的刚度大于框架的刚度，其影响更为显著。大量数据表明，实测周期约为计算周期的50%～60%。
在建筑的施工过程中，为了填充墙的稳定、施工方便，通常会采取填充墙与框架柱、梁周边拉结的做法，或者通过拉结钢筋来加强框架和填充墙之间的联系，这样的施工方法有利于填充墙整体的稳定和防止裂缝的生成，并且对于隔音、防水、保温、隔热也是有利的。这一做法也直接导致了框架填充墙结构体在水平或竖向动力作用下，作为一个整体来共同作用。
但是，就算按照目前采用的地震三水准的设防目标，“小震不坏、中震可修、大震不倒“的抗震设计原则，只能做到对于建筑的结构构件不发生破坏或者倒塌，建筑当中存在的大量的非结构构件还是存在被破坏的可能。从以往的震害当中可以看到，非结构构件的破坏也是相当严重的，并对人的生命安全和财产安全造成了极大的破坏。造成这种局面的最主要的原因是在结构设计的时候对非结构构件譬如填充墙等的对抗震的影响被忽略，缺乏对其受力性能的分析和细致的研究。
实验表明：填充墙与结构框架的之间的相互作用明显的改变了建筑主体结构的内力分布情况。目前设计的现况是将本身的填充墙框架结构考虑成空的框架结构，并不能反映主体结构的真实的内力分布，同时抗震设计规范中所给出的柱端弯矩增大系数虽然考虑了节点两侧柱端弯矩之和的放大，但不能反映填充墙的影响，柱端和梁端弯矩比很可能超过柱端弯矩增大系数及附加轴力的情况，导致了计算过程中对柱的实际内力估计不足，造成结构设计上的偏差。
2 框架填充墙的抗震受力分析
根据大量震害调查结果，数据表明如果没有考虑到结构因为填充墙而引起的整体刚度变化，会造成不必要的震害。一般我们会采用以下几种方法来计算填充墙的受力：（1）框架填充墙在进行线弹性受力分析时，一般采用的底部剪力法进行分析。（2）由于竖向荷载对于结构的侧翼影响很小，所以一般不必考虑。（3）在水平力作用下的框架结构，其侧移包括截面弯矩引起的侧翼、弯曲型变形和截面剪力引起的侧移、剪切行变形。
3 钢筋混凝土框架填充墙的破坏模式
影响钢筋混凝土框架结构填充墙破坏的因素有很多，譬如填充墙的宽高比、框架和填充墙的刚度比、强度、选用的材料等，都可能导致墙体破坏的结果不同。一般情况出现的填充墙的破坏有以下几种模式：
（1）弯曲破坏模式。当结构开始受力时，因为整体结构受到的侧向荷载还比较小，填充墙及框架主体处于未分离的状态，因此弯曲单元使一个整体的形式，由于墙体本身属于脆性材料，所以抗拉强度较低，因此在填充墙在受力过程中的受拉端出现了水平裂缝。这种破坏模式一般发生在细高框架结构当中。
（2）剪切破坏模式。在结构的侧向荷载作用下，因为墙体的组成材料之一砂浆抗剪强度较低，所以受力过程中块体间接触面就会出现粘接滑移现象，导致墙体沿灰缝形成锯齿形的裂缝。当填充墙高宽比较大时，锯齿形裂缝由于受到墙体高宽比的限制而不能充分发展，于是就沿着墙体的水平灰缝向另一个受压端继续发展。
（3）对角破坏模式。填充墙中部处于拉压应力状态，当主拉应力较大时，在填充墙中部一定区域内出现裂缝并向受压端发展，形成填充墙斜压杆传力机制，导致形成对角破坏。 （4）局压破坏模式。填充墙受压端处于双向压应力状态，提高了填充墙的抗压强度，但是高应力值使得受压端发生局部压碎破坏，形成局压破坏。
4 填充墙对框架结构的影响
（1）大幅度的提高了框架机构的抗侧刚度，显著减小了框架结构的自震周期。以某选矿厂主洗车间的实心粘土砖填充墙的多层钢筋混凝土框架结构为例，对建筑的自振周期进行了计算和实测。得到的结果是按照结构为纯框架的计算方法得到第一自振周期为0.671s；按现行的规范考虑填充墙的影响计入折减系数，得到的第一自振周期为0.5s；工程建成以后，根据实际的情况对建筑进程测量，得到的第一自振周期为0.41s。
由此可见，填充墙对钢筋混凝土框架结构的自振周期的影响时非常大的。
（2）当框架结构不考虑填充墙作用时，填充墙的存在增大了结构的抗侧刚度，减少了结构整体在动荷载作用下的位移反应，提高了整体结构的抗震性能。
（3）填充墙是地震作用时耗散结构非弹性能量的主要构件，能够减少作用在框架主体结构的地震作用，在抗震中充分发挥着抗震第一道防线的作用，能够延缓主体结构在地震中的破坏。
（4）考虑填充墙的作用能非常明显的改变主体结构的内力分布，并增大了柱端分担的弯矩，会导致柱端和梁端弯矩比超过规范的规定，出现了地震作用下柱破坏先于梁破坏的现象。并且部分填充墙承担的侧向力由柱直接向下传递，使柱的轴向压力增大，进一步加剧了柱的破坏。如图1所示。
图1 柱头的剪切破坏
（5）框架结构如果使用砌体填充墙，当墙体的布置不当时，常能造成结构的竖向刚度变化过大，或形成短柱，或形成较大的刚度偏心。由于填充墙的布置由建筑专业完成，结构图纸上不予表示，所以容易被忽略而造成震害。所以《高规》[4]6.1.3明文规定：抗震设计时，框架结构如采用砌体填充墙，其布置应符合下列规定：①避免形成上、下刚度变化过大。②避免形成短柱。③减少因抗侧刚度偏心造成的结构扭转。
5 填充墙在设计和施工过程中应注意的问题：
（1）在墙体施工中增加构造柱；当墙体高度超过一定范围时，增加圈梁或小梁；圈梁和构造的使用在一定程度上提高了墙体的延性，增强了墙体本身的抗震性能，可以成为结构的第二道抗震防线。通过对前几次震害的调查研究，圈梁和构造柱在地震中的有利作用非常明显；
（2）当墙于不同的位置时，设计时应按区域划分设计；如果墙只是考虑起到隔墙的作用，那么在设计中可以倾向于考虑滑移变位的材料。当墙体作为耗能构件时，则重点应考虑起在能耗机制方向的设计。当墙体可以与结构构件共同起到抗侧刚度的时候，应仿照剪力墙对其进行设计。
（3）做好墙体与周围构件的连接处理，尽可能使用柔性连接；刚性连接是目前工程中采用最多的连接方式，但是其不利的地方在于抗震时填充墙参与受力，对结构的影响较大。
6 结语
【关键词】钢筋混凝土，建筑工程，结构设计，优化研究
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一.前言
伴随着我国建筑行业的迅速发展，工程建筑行业日渐成为了我国国民经济新的经济增长点，不仅仅在国民经济的增长中占据着越来越重要的地位，而且在改善居民生活方式，提高居民的生活质量方面有着巨大的推动作用。随着钢筋混凝土建筑结构在建筑行业中的广泛应用，建筑结构的设计和施工都有了新的标准和要求，在钢筋混凝土结构的设计施工中，不仅仅要使得结构的平面，立面布置符合相关规则，更要使得建筑结构的各种构件的强度和变形能够达到相关的标准，同时，要在满足建筑设计基本目标的基础上，更加重视建筑结构的抗震设计，提高建筑结构的抗震能力，保证整个建筑结构的质量。
二.钢筋混凝土建筑结构设计的优化措施
1．严格控制钢筋混凝土建筑结构设计中的各种材料设计
(一)在掺合料选择方面上。选择一些增加混凝土强度性能的一些掺合料。
(二)沙，沙石，水泥的配合比上面，优化三者配合比。
(三)在水泥的选择方面上。根据工程的需要，选择相对应的水泥。
(四)在钢筋的选型上面。比如，用U型钢，工字钢代替圆形钢。
2．结构体系的选型方面
由于大开间剪力墙结构体系，可以做到房间不露出梁柱，有效空间大、隔音效果较好，当采用钢制模板时，墙面和楼板表面平整并且不需要在湿作业的情况下抹灰。另外该结构体系不但用钢量少，施工周期短、造价低，还具有整体性强、侧向刚度大等优点，有利于抗风抗震，所以自九十年代起建筑结构体系基本上都采用大开间现浇钢筋混凝土剪力墙结构。随着经济的发展，为了进一步降低建筑造价，近几年来部分地区越来越多地采用短肢剪力墙与简体或一般剪力墙组成的结构体系。这个结构体系也属于剪力墙结构的一种。它的特点是建筑平面布置更具灵活性，并且又能节省钢筋和混凝土用量，减轻建筑的总重量，从而降低地基基础造价。
3．建筑结构的基础设计方面
在建筑的基础设计中，要综合考虑建筑场地的地质情况以及水位、使用功能、上部结构类型、施工条件和相邻建筑的相互影响，以保证建筑物不会过量沉降或倾斜，而且还能满足正常使用要求。另外还要注意相邻地下建筑物及各类地下设施的位置，以保证施工的安全。
4．建筑结构设计的抗震方面
（一）房建结构设计要从建筑的全局出发
全面考虑各种建筑部位的功能，在此基础上，科学设计每个部分的构件，保证每个部件之间的契合，促使每个部件或者是若干部件组合起来可以完成某一特定的设计要求，满足一定的现实需求，同时，通过抗震设计，使得每个构件都可以具有相应的承载力，当地震来袭，每个构件都可以有着一定的次序先后破坏，整体组合构件将会有着更强大的承载力和柔性，从而延缓地震破坏的速度，消耗爆发的能量。增强建筑的整体抗震能力。
（二）要严格选择地基选址
地基选址是进行建筑结构设计的基础，因此，在房间结构抗震设计中，要科学避开山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本着坚硬，牢固，平坦，开阔的选址原则。亲身实地，利用先进技术设备，进行地质勘探，山石水土监测，并取样论证，科学严谨分析。力求使得整个地基牢固可靠，地质稳定无渗漏，无坍塌，无暗河，无熔岩，无火山……从而保证整个地基不会因为承载而发生小范围的坍塌。影响到整体承载能力和抗震能力设计。
（三）采用合理的建筑平立面
建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，通过无数次的实验表明，简单、规则、对称的建筑结构抗震能力强，对延缓地震烈度范围延伸，消耗地震的能量，减少地震对整体结构的破坏，而且，对称结构容易准确计算其地震反应。
5. 加强对连梁的设计优化
（一）对连梁的刚度进行折减
连梁由于跨高比较小与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下的内力往往很大，在连梁遇到外力发生屈服的过程中，主要有几个表现，比如出现裂缝，连梁的刚度减弱，内力发生重新分布，因此，一般而言，在进行建筑结构设计之前，要对连梁的刚度实施折减，从高规中的相关条款解释而言，是要对整个混凝土建筑结构的各个环节的刚度和弹性进行比较科学合理的分析，但是，在具体实际的操作过程中，各个部分的构件都需要承担比较大的弯矩和剪力，并且配筋设计具有很大的难度，因而，在笔者多年的建筑结构设计过程中，可以减少对竖向荷载能力的考虑，而更多的进行适当的开裂设计，将内力转移到墙体上去，如此，可以更好的实现建筑结构设计的优化。
（二）在设计过程中适当的减少连梁的高度
在进行连梁的设计中，为了达到降低连梁刚度，减少地震影响效果的目的，可以在保证整个建筑功能的基础上，让连梁的总体的跨度不断增加，如此，可以很大程度的让连梁的整体高度降低，一定程度而言，也使得可以讲整个连梁的整体承载能力控制在一定的范围之内，既可以让设计得到优化，又可以让建筑的功能得到正常发挥。
（三）在连梁设计过程中适当增加厚度
在进行连梁设计，在做好各种构件的设计优化的基础上，可以让连梁的整体截面的宽度进一步扩大，如此，不仅仅可以让建筑结构整体的刚度变大，也能够让整个地震过程中产生的各种内力作用相对而言变得更大。而且，由于连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。通过剪力墙的厚度增加，也有可能达到让连梁抗剪承载力符合限度的目的。
（四）提高混凝土等级
为了让连梁的抗剪承载能力不会超过规定个标准，可以合理的提高剪力墙的混泥土的等级，当混泥土的等级得到提升，混泥土的弹性模量增加比例会小于抗剪承载力的提升比例，从而，可以达到控制目标。
6．建筑结构设计的施工方面
为满足结构承载力的需求，通常在结构设计中柱与梁板选择不同强度等级的混凝土。施工规范规定柱的施工缝宜留设在梁底标高以下20mm-30mm处，其原则是施工缝宜留在结构受力小且便于施工的位置。施工时，为方便柱身混凝土的下料与振捣，在梁内钢筋未绑扎之前进行浇注。按施工规范的要求，当梁柱的混凝土强度等级不同时，节点处应按。弱梁强柱”的原则。在实际施工中，施工班组制定合理的节点保证措施，监理人员加强对浇注质量的监管和提高整体结构的抗震性能十分重要。
三.结束语
钢筋混凝土建筑结构设计是一项专业性极强的工作，必须综合考虑到多种因素，既要满足居民的生活生产多种需要，更要从地震防护，防水防渗漏等各种因素对建筑结构做出性能设计，同时，从城市整体的人文自然，交通政治等各方面的因素出发，选择合理的建筑结构体系，做出科学严谨的设计，实现实用价值和美学价值的统一，为整个建筑业的发展和居民生活质量的提高，奠定基础。
参考文献：
[1]刘利峰 钢筋混凝土建筑结构设计优化研究 [期刊论文] 《科技资讯》 -2010年20期
[2]张红标 建筑结构设计成本优化研究--以深圳高层钢筋混凝土建筑结构为例 [学位论文] 2011 - 浙江大学：企业管理
[3]张民 钢筋混凝土框架-剪力墙结构设计的优化研究 [学位论文]2008 - 同济大学土木工程学院 同济大学：结构工程
[4]洪叶 空间钢筋混凝土框架结构优化研究 [学位论文]2007 - 上海大学：结构工程
关键词：工建筑工程；抗震结构；设计
Abstract: In recent years the quality requirements for construction projects showing increased year by year trend, especially in the construction of related facilities for construction projects, is to become the focus of attention, the earthquake construction of the building construction project is one of the important part. This paper will combine with many years of practical experience, civil engineering seismic analysis focus on the simple exposition, for reference.Key words: construction work projects; seismic structure; design
中图分类号：TU3文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02
0引言
由于我国处于地壳运动中的两条地震带上，导致我国相关城市经常会遭受到地震灾害的影响，从上世纪六、七十年代的几次地震中足以看出，因建筑物倒坍、倾斜等而造成的人员伤亡和财产损失占到了整体灾害损失80%左右，因此，加强对建筑工程抗震结构施工，从而提高建筑项目的稳定性能已刻不容缓。
加强对建筑工程的抗震结构建设，首先需要对建筑结构进行抗震结构分析工作，以使其在建设施工过程中抗震效益得到最大程度的发挥，因此起初的设计分析工作尤为关键。当然，在对建筑工程进行抗震结构设计时，应充分对相关的影响因素进行考虑，使其整体概念符合设计施工的标准规范。简言之，抗震结构概念设计是指在特定的建筑空间及地理条件下，通过整体概念对结构的总体方案进行分析，依据结构总体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部构造措施的宏观控制。概念设计受到国内外工程界的普遍重视，并将发挥更大的作用。
1概念设计的重要性和必要性
随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与开发，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济已成为当务之急。而且针对建筑结构设计的现状，提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性，推动结构设计的发展，是非常有必要的。这就需要工程界和教育界共同的努力，而推广概念设计思想是一种有效的办法，分析如下：
1.1建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（以下称新抗震规范）
以可靠度理论为基础，吸收了延性设计的思想。但对于一些具体问题，例如“中震可修”的设防目标等，规定相当模糊。所以我们不能盲目地照搬照抄规范，应该把规范作为一种指南和参考，并在实际工程应用中作出正确的选择。这就要求我们对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，把概念设计应用到实际工作中去。
长期以来，人们认为结构设计很简单，只需遵循规范和手册，等建筑师完成建筑设计后，使用计算机就可以完成结构设计。但这不能充分地运用结构设计者的知识和技能，而且还会与建筑设计方案产生分歧和矛盾。所以我们应考虑在结构设计中如何运用概念设计，比如结构的抗风设计与抗震设计，抗震设计要求能消减外荷载，吸收或转换震动的能量；而抗风设计则要求结构在风的作用下动力效应较小，刚度较大。这一矛盾必然影响结构体系的抗风和抗震性能。为了弥补这一缺陷，需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。
1.2概念设计的重要性，还体现在方案设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的，这就需要结构工程师综合运用结构概念，选择最为可靠、经济的结构方案。为此，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法，可以在设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，这也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。美国一些著名学者和专家曾说过：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”计算软件的选择和使用不当，也会造成结构设计的不合理，甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。
1.3新抗震规范提出了在建筑物内设置地震反应观测系统的要求，并提出了结构两个主轴方向的动力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在结构概念设计中还应该注意结构与场地的共振问题。例如在唐山地震时，天津塘沽地区的7-10层框架结构房屋破坏严重，而3-5层的砖混结构住宅却只有轻微损坏。后来经调查发现，框架房屋的自振周期和场地的卓越周期一致导致共振，而3-5层砖混住宅的自振周期远低于场地的卓越周期，因此破坏较轻。
1.4建筑结构的抗震设计，存在着许多模糊而且不确定的因素。例如地震作用是一种随机性很强而且循环往复的荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，要准确计算或预测建筑物所遭遇的地震特性和参数，还难以做到。风荷载的脉动性与涡流作用情况也是如此。因为建筑物受到的地震作用难以确定，所以适用、安全、经济的结构体系必须注重概念设计。
2概念设计的理解及应用
结构抗震设计的目的是使结构在强度、刚度、延性以及节能等方面取得最佳，从而满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的要求。在当前的科技水平和经济条件下，为了保证结构具有可靠的抗震性能，概念设计应充分考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性，建立结构计算模型，抗震结构体系的选取，材料效用，风作用、温度作用以及结构的空间作用等。
2.1现行抗震计算模型的理解和应用
新抗震规范规定：一般情况下，应允许在建筑结构的2个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。而实际结构难以实现强柱弱梁的主要原因则是计算模型问题。即：仅仅对相互正交的2个主轴方向进行内力分析和强度设计，不能真实反映结构的空间作用。所以，应用概念设计的原理，结合大量震害和试验研究成果，所得出的结论是：构件的最不利受力状态随着构件和地震作用方向而变化。当地震作用方向与结构主轴方向一致时，梁处于最不利受力状态；当地震作用与结构的主轴方向呈45度时，大多数柱处于最不利受力状态。
2.2结构薄弱部位抗震构造措施的理解和应用
结构薄弱部位的处理，如建筑平面外墙转角处的转角窗，限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置，如果采用概念设计，解决这一问题的方法是2竖向构件间应设厚板、暗梁等可靠拉结。再如，由于节点部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此来比较梁、柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在地震区，不宜采取梁柱偏心过大的节点形式，而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。
3建筑结构抗震设计的前景展望
结构抗震体系由传统的以“硬抗”为主的抗震体系向以“柔抗”为主的结构减震控制体系发展。结构减震体系采用的是以“柔”克刚的新概念，它通过调整结构动力特性、隔震、减能或控制来达到抗震的目的，在未来的工民建中结构抗震的思路将向着减轻危害的方向发展。
4总结
经过多年的抗震探索和研究，设计中引入了概念设计的设计新理念。这种设计理念从宏观角度对建筑抗震结构进行设计，在某些方面弥补了以往设计思路对抗震结构思考的不足之处，为今后的工民建结构抗震设计开辟了新路。
参考文献：
[1] 杨星;;地下室结构的分析与设计探讨[A];计算机技术在工程建设中的应用――第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2006年
关键词：综合楼，建筑，结构，选择，设计
中图分类号：TU2文献标识码： A
随着我国社会经济以及城市化不断发展，学校综合楼建筑结构类型越来越多，同时兼具多种功能。鉴于学生的学习状态日益紧张，为了能够提高学生的学习效率，必须要为学生提供安静的、广阔的学习空间。综合楼作为中学的一个核心功能建筑，其为形成相对独立的学习空间奠定了基础，作为一种公共建筑，学校教学的特性要求综合楼必须保证一定的质量，合理选择建筑结构，设计最优建筑施工方案，实现综合楼与学校环境的有机融合，为学生提供良好的学习环境。建筑结构作为影响建筑工程质量的重要因素之一，必须合理选择和设计，实现造价与质量的协调统一。
在学校综合楼建筑结构选择以及设计过程中，要确保不仅要科学、合理地利用自然资源，还要提高工程建筑的质量，在设计的过程中只有做好前期规划，避免楼房出现坍塌现象，对学生造成严重的影响，做到合理地改造和利用自然，达到建筑和自然共同发展的效果，才是成功的设计。为了能够为学生提供一个良好的学习环境，学校的综合楼不仅需要展现出学校自身特色，还必须符合学校建筑的通用要求。本文通过对某中学教学楼实际工程进行介绍，对学校综合楼建筑选择及设计提出几点合理的建议。
工程实例的概述
某中学的教学楼，占地总面积为5000m2，教学楼分4层，每一层高3.5米，综合楼内主要包括：教室、办公室、音乐室、多媒体教室、会议室，每一层设男女卫生间，教学楼采用钢筋框架结构，抗震级别乙级，场地类别为Ⅱ类，建筑物的使用寿命为65年左右。
实例教学楼工程的地质条件分析
教学楼工程的地质条件，地基标准承载力为120kN/m2左右，填土以下的两米左右为粘土，地基的承载力为250kN/m2左右，地下水处于天然地面以下4m之处，对教学楼造成的影响不大。在建造的时候，工程人员必须多加注意。
教学楼的主体结构设计
主体结构设计主要包括结构的选择、结构体系、承重方式、结构布置、基础设计等方面，下文进行详细介绍：
3.1结构选择
3.1.1结构形式
教学楼的结构形式主要包括以下几种结构：混合结构、框架结构以及部分混合部分框架结构等。其中混合结构具有施工简单的特点，其造价也相对较低，用钢量也相对较小；然而却具有整体性较差、难以满足大跨度的缺点。框架结构具有非常好的整体性，并能够充分满足学校教学楼这类建筑对于巨大空间的需求，但造价却较高，对结构的要求也非常高。经过技术经济的比较，对于教学楼这样大型的建筑物来讲，推荐使用的结构形式为框架结构形式，该结构形式能够有效保障框架的整体性。所以本工程采用框架结构，合理设计内部空间，保证建筑结构的完整性和耐久性。
3.1.2教学楼的结构体系
教学楼的结构体系主要包括：框架、简体、剪力墙这三个方面。其中框架结构的特点主要包括整体性能好、能够满足较大的空间，并具有较高的耐久性，其整体的特点主要是承受竖向建筑物的竖向荷载以及侧向力，但剪力墙则可以为建筑物提供抗侧刚度，有利于提高结构的抗震力，通过减少风荷载，从而减少地震过程中的侧向位移。为了能够更好的提高抗震等级，根据实际的地形，该教学楼主要选用框架体系。
3.1.3教学楼的承重方式
教学楼的承重方式主要包括：框架承重、纵向框架承重、纵横向框架混合承重这三种。这三种的框架数量较少，对该教学楼的情况进行分析要求布置较小的联系梁，但是缺点是房屋的横向抗侧钢度较差，进深尺寸受预制版长度的限制。纵横向框架混合承重则具有较好的整体工作性能，对抗震有利，由于建筑的横向框架跨数少，教室对室内的采光要求比较高，该地区抗震等级要求不高，建议选用横向框架承重。
3.2教学的梁柱界面尺寸
梁柱的主梁计算尺寸，其计算公式为：
H=（1/2-1/16）1，b=（1/2-1/3）b 取值范围包括：h=500mm，b=250mm
柱的高度计算公式为：
H=1/15（低柱高）h=（1-1.5）b 取值范围包括：h=400mm，b=300mm
3.3教学楼面的结构布置
由于该实例的综合楼建筑楼面标高的变化情况不大，大厅和厕所的结构层有所下降。工作人员在进行结构平面布置的时候，主要是从上层结构平面下放到下一层建筑平面进行布置。按照高跨比的条件选择板厚，在建设的过程中，工程人员在考虑到钢筋布置和钢筋布置混凝土的抗裂度之后，将h取值为100mm。
3.4框架柱下的基础设计
3.4.1选型
为了能够满足施工要求，应该选择阶梯形的基础，钢筋主要使用一级钢。在建筑的过程中，应该注意从确定荷载计算、荷载设计等方面进行分析。
基础梁。本教学楼没有基础梁，因此基础梁的选择以及荷载不纳入计算范围内。
荷载计算值。荷载计算值主要包括：M=0.52 kN·m。其中N=1106.35kN V=3.39kN。
3.4.2基础配筋的设计
基础配筋的设计主要图1所显示：
图1 基础配筋的设计
3.5其他结构类型
3.5.1楼梯结构类型
楼梯的结构类型选择可以选择梁式楼梯，虽然采用板式楼梯显得比较轻巧，但经过一系列的计算得出，梁式楼梯比板式楼梯更加适合，其公式如下所显示：
楼梯段的板厚：h=（1/25-1/30）lo，其中lo表示的是梯段的水平跨度，h=120mm
休息平台梁的板厚：h=（1/8-1/12）l，其中，h=400mm，b=240。
3.5.2雨棚结构
雨棚结构主要采用悬梁的方式进行浇筑，在下雨的时候能进行有组织的排水工作，排水坡度为3%。
结束语
通过分析学校的建设需求，选择合适的地理环境，认识到综合教学楼建设所在的环境应该适应自然的发展，并通过探讨得出综合建筑还应该考虑当地的实际情况，包括当地的人文环境、自然景观等。教学楼的建筑，必须做到自然与建筑之间的和谐统一，既满足建筑所处的地理位置需求，也满足学生的学习需求。
参考文献
[1] Stephen Dobney.SOM Selected and Current Works,Hong Kong:Everbest Printing,1999.
[2]大卫·劳埃德·琼斯.建筑与环境——生态气候学建筑[M].中国建筑工业出版社,2005.
[3]吉迪恩·S·格兰尼,尾岛俊雄.城市地下空间设计[M].中国建筑工业出版社,2005.
【关键词】建筑物；抗震概念；抗震设计；建筑结构设计；应用
地震严重威胁了人们的生命和财产安全，由于地震具有不可预知性，我们只能够在增强自身危机意识基础之上，增强我们所使用建筑物的抗震能力。抗震概念设计是建筑提升其抗震能力的基础，因此，将抗震概念设计融入到建筑结构设计之中去是当前的一大趋势。
1.建筑结构抗震的重要性
建筑的基本功能是供人们居住，随后才是审美价值的体现。就建筑的基本功能来说，其能够供人居住的首要前提是安全，包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是说，建筑物只有在保证了自身安全的前提之下，才能够供人们使用。因此，在建筑物的设计和建设过程中，往往需要对影响建筑安全性的因素作全方位考虑。
地震作为一种不可预知的自然灾害，其对建筑物安全性能的影响极大。而建筑物的安全一旦遭受威胁，必然会出现倒塌事件，从而砸伤和掩埋生命，给人们带来物质和精神上的双重损失。因此，建筑物在建设初期就必须做好抗震的准备工作，从根本上确保人们的生命和财产安全。
2.建筑物抗震概念设计
建筑工程在施工前期需要对建筑物结构进行设计，建筑结构设计一般分为两种：一种计算设计，一种概念设计。其中，计算设计是指根据相关的计算理论和计算规范对建筑结构模型，以及结构的受力状态进行设计。这种设计的基础是建立在客观存在，并有迹可循的建筑材料或外压力量之上的，也就是说，计算设计时，建筑物结构以及受力状态都是可以做出相关假设，并进行计算，得出一定结果的。但，这种设计方法显然不适用于建筑物的抗震设计。因为，地震本身具有着不可预知性，地震的发生是随机的，地震发生时建筑物结构的变化情况，包括建筑结构质量、钢筋混凝土内部模量和阻力的变化都是无法做出假设的，更无法对其进行计算。因此，单纯的依靠假设和计算是无法设计出具有较高稳定性的抗震结构的。只有将建筑物概念设计考虑进抗震设计中，综合计算设计，使两者协同发展，这才有可能设计出良好的建筑物抗震结构，提高建筑结构的抗震能力，减少地震中人员的伤亡率。
3.抗震概念设计的原则
3.1合理的地基基础设计
地基是建筑物的基础结构，对建筑物稳定性起着一定的保障作用。建筑物地基基础的设计应该结合施工场地的实际情况来考虑，施工现场的地质条件、水文环境，再加上建筑工程的结构类型、地基的实际荷载力等，对这些因素进行综合分析，以期最大限度的发挥建筑结构的抗震作用。
3.2优化建筑的平立面结构
建筑抗震概念设计会涉及到建筑物各个部分的结构设计，其中，建筑平面结构和立面结构的设计是较为重要的。在优化建筑的平面结构和立面结构时，务必要遵循以下原则：（1）结构简单，当地震发生，波及建筑物时，建筑物内部的结构体系受力明确；（2）建筑结构设计保证规则、对称，保证刚度变化的均匀，避免设计中出现楼层错层现象。在实际设计中，有时候可能会因为地理环境的影响，而导致建筑的结构必须要设计得不规则，这种情况就需要设计者在设计中对地震作用仔细的进行分析和计算，估算建筑物局部部位的应力和扭转反应，并根据计算结果，做好必要的防震工作。
3.3保证构件之间连接的可靠性
建筑结构抗震性能的提高需要确保建筑各个结构构件之间连接的牢固和稳定性，是决定建筑结构拥有良好抗震性能的关键。通常情况下，建筑结构构件在安装和连接时需要做到以下几点：（1）保证结构构件自身的承载力等于和它进行连接的构件的承载力；（2）预埋件的锚固承载力等于与它相互连接的构件的承载力；（3）各个构件之间的连接要牢固且可靠，并具有一定的刚度和变形能力。
4.抗震概念设计在建筑结构设计中的应用研究
4.1建筑设计应重视建筑结构的规则性
建筑结构的设计应该重视其规则性，综合现代建筑在地震中的若干表现来看，建筑结构规则性一直都对抗震能力产生着极其重要的影响。某一年，某一地方发生了地震，地震发生时，某地有两幢间隔并不远的高层建筑，一幢高层建筑是马那瓜的中央银行大厦，另外一幢高层建筑为十八层高的美洲银行大厦。当时的马那瓜地震强度被估计为八度，两幢高层建筑中，一幢在地震过程中遭到了严重的破坏，在地震后被拆除，而另一幢只有轻微的损坏，在地震以后稍微修理便可以继续使用。这两幢高层建筑在地震中的表现引起了人们的关注，经过研究发现，在地震中破坏较轻的建筑立、平、剖均比较对称和规则，其结构侧向刚度以及材料强度和质量分布都是连续、均匀的，而另一幢高层建筑则相反。所以，可以认为，建筑设计应该重视建筑结构的规则性。
4.2合理选择建筑的结构体系
抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和经济性起决定性作用。
（1）合理选择建筑的结构体系要求所选择的建筑结构体系不仅要有合理的地震作用传递途径以及明确的计算简图，还要求建筑结构体系的传力路线、传力合理以及受力明确，这些都应该与不间断的抗震分析相符合。
（2）合理选择建筑结构体系还应该对由于部分构件或者部分结构的破坏而导致的整个建筑结构体系丧失对重力荷载或者对抗震能力的承载能力。其中，有内力重分配功能以及赘余度功能是抗震概念设计的一个重要原则。坚持这一重要原则的重要性在很多建筑物地震后的实际情况中都得到了很好的印证。
4.3提高结构构件的延性
结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。对各种建筑结构采取的抗震措施进行规范，从根本上对各类建筑结构的构件延性水平进行提高是抗震概念设计在建筑结构设计中应用的重要问题。这里所指的抗震措施主要有：采用水平向和竖向混凝土构件，加强对砌体结构的约束，从而使配筋砌体在地震中建筑物产生裂缝以后不会散落和倒塌，从根本上使建筑物在地震时不致丧失对重力荷载的承载能力。
5.结束语
综上所述，一幢建筑，其抗震性能如何主要依赖于抗震概念设计对结构整体的宏观把握，只要对结构进行合理的概念设计，使建筑结构符合一定的要求和原则，便能够达到抗震的目的。 [科]
【参考文献】
[1]曹会兰，李山有，张雷，李伟.ARX结构模态参数识别方法对比（Ⅰ）——基于理论地震反应时程的对比[J].地震工程与工程振动，2009，（01）.
[关键词]高层建筑；结构设计；要点；主体结构；地基；框支结构
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0389-01
1.现代建筑结构设计的要点分析
1.1 起决定性因素的水平荷载是绝对不允许被忽视的，现代的建筑结构设计的过程中：楼面使用荷载和建筑物的自重等因素将在竖构件中通常引起与建筑物高度的一次方成正比例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的一定的轴力与弯矩数值，所以，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。
1.2 在高层建筑结构设计过程中，轴向变形也是必须考虑进去的，可能会由于数值较大的竖向荷载，轴向变形可能在柱中引起一定程度的发生，引起连续梁中间支座处的明显减小的负弯矩值越来越明显，也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，而达到影响连续梁弯矩的目的。
1.3 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，原因是：，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。
1.4 设计工作还有一项重要指标结构延性，在相同的地震作用下变形相对而言比较大，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软一些。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别的危险。
2.建筑结构设计工程实例
本论文以某高层住宅建筑工程这个项目为例，需要指出建筑结构设计的基本流程与注意事项如下：建筑工程这个项目位于某城市的市中心繁华的地段，地上20层，地下1层，建筑总高度达到78.3m，建筑总面积大约25万m2。宅建筑工程这个项目建筑结构的长宽比为3.8～7.4，高宽比为5.6～10.1。宅建筑工程这个项目所在地有着平坦的地形，以人工填土为主的表层，土层在垂直与水平方向有着非常稳定的分布，一般第四纪沉积土层的以下部分。宅建筑工程这个项目建筑的结构为二级安全等级，抗震设防重要性为丙类抗震设防，基本风压0.45kN/m2，抗震设防烈度为9度抗震设防烈度。
2.1 主体结构设计
高层住宅建筑工程这个项目的主体结构采用的是剪力墙现浇钢筋混凝土框架结构体系。其中框架的抗震等级为二级抗震等级，剪力墙的抗震等级为一级抗震等级。高层住宅建筑工程这个项目中部布置剪力墙，形成筒体，并且将其作为主要的抗侧力构件，设置框架柱在筒体周围合理，这都是结合建筑物的实际使用功能。高层住宅建筑工程这个项目在地下室顶板是结构嵌固端，将板厚设定为180mm，板配筋为双层、双向形式的满布。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。这是为了充分考虑其承受与传递地震作用产生水平力的问题，这是由于本工程受到层高与使用功能的限制。
2.2 基础设计
设计人员根据高层住宅建筑工程这个项目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，这是由于所在地的地质勘探及地基承载力的实际计算结果所决定的。高层住宅建筑工程这个项目由于受到筒体内电梯基坑、集水井局部下沉的影响，因此最终决定采用梁板式筏形为基础，筒体四周的板厚为1.5m，剩下部位为1.0m板厚，所以，非常有可能导致导致主梁难以正常贯通，筒体部位的竖向荷载也相对较大。高层住宅建筑工程这个项目计算基础结构过程中，要特别重视各类技术资料与数据的收集和整理，进行计算时采用弹性地基梁板基础软件，真实性与可靠性是能够确保计算结果的。
2.3 框支层结构设计
2.3.1 框支层结构设计
高层住宅建筑工程这个项目结构设计中，为了有效改善混凝土的受压性能，增大结构延性，在设计工作中合理控制墙肢轴压比，其比例应控制在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之间。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
2.3.2 框支柱设计
高层住宅建筑工程这个项目框支柱的抗震等级为二级，在本工程框支柱的剪力设计中，设计值按照柱实配纵筋进行计算，还要剪压比应控制在0.15以内，乘以放大系数1.1。柱内纵向钢筋的配筋率应
2.3.3 箱形转换层楼板设计
高层住宅建筑工程这个项目的结构设计中，箱形转换层的箱体的上下层板厚均为25cm，总高度为245cm。结构设计工作中，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，实配双层、双向通长钢筋。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。
3.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与条件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在设计过程之中，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的整体品质的目的，这样也会有利于项目建设工作的顺利进行。
参考文献
[1] 王平.房屋建筑结构设计中常见问题分析[J]技术研发.2010（06）.
关键词：钢筋混凝土；异形柱；结构设计；性能研究
中图分类号：TU375文献标识码：A
在现代化工程施工建设中，常见的异形柱结构体系主要包含了T字型、L字型、Z字型和十字形柱截面的现浇钢筋混凝土框架结构。在现代化的工程项目中，这种钢筋混凝土结构的应用有效的促进了建筑结构的改革、增加了建筑材料应用，减轻了建筑物资中，增加了建筑物使用面积，适应了现代化变动功能，是目前工程施工技术改革的主要途径之一。就当前常见的钢筋混凝土异形柱结构与传统的混凝土结构相比较存在着很大的特殊性，其柱截面形式也与传统的截面柱存在着极大的差异。
一、钢筋混凝土异形柱概述
随着我国国民经济的稳步前进，人民物质生活水平不断提高，人们在生活中对于住房要求也逐渐由原来的最低房屋保障到现在的商品化发展。使得大多数的市民在住房要求上可以按照自己的意愿来选择住房，异形柱框架结构体系就是在这种时代背景下发展形成的，这一结构的出现有效的，满足了建筑结构功能要求，为建筑事业的发展奠定了基础。
1、钢筋混凝土异形柱概念
所谓的异形柱主要指的是那些柱面结构异常的建筑结构简称，这里所谓的异形截面主要指的是区别于传统的几何形状、横截面的异常状态。在目前的工作中，是通过采用异形模板结构来浇筑混凝土形成的混凝土柱结构。异形柱是在满足建筑结构的刚度、承载力要求和前提下，根据建筑结构的使用功能、设计布局的前提下，根据建筑物的使用功能，建筑设计、布置要求而采取的一种其他截面形态的柱体结构。
2、异形柱结构的应用
在当前的建筑工程中，异形柱结构的采用日渐增多。形成这种发展趋势的主要原因在于：首先，随着城市能用土地资源的不断增加，越来越多的高层建筑结构不断出现，从而使得传统的建筑结构无法满足目前人们生活需要而产生的一种新型结构体系；而另外一个方面是因为建筑结构本身的抗震和使用功能的需要而形成的一种新型结构。这种建筑结构的应用使得房屋装饰效果好、家具布置灵活、室内整齐美观的优势。
二、异形柱横截面承载力的研究
随着社会经济发展，各种新兴建筑结构不断涌现，已成为房屋建设工作的重点所在。在现代化建筑结构设计中，目前的工程项目在应用中已成为保证建筑结构质量安全的基础依据。在工程建设中，做好异形柱横截面承载力研究至关重要，是保证工程施工质量和效益的关键所在。
1、异形柱正截面承载力
异形柱截面受到外力的作用下一般都会发生双向弯曲的现象，因此在工作中应当按照双向偏压构件来进行研究。经过工作研究我们发现，在这几种类型的异形柱界面中，普遍存在着承载力与弯矩力低的特点，同时不同方向上的承载力所引起的差异性也较多，其在横截面与轴面上的位置变动也不尽相同。在目前的建筑工程项目中，正截面承载力的计算方法通常都是通过离散截面法和手算法两种进行的。手算法在应用中通常都是建立在点算法基础上形成的一种简单、简化的计算流程，是通过计算图标中所涉及到的仪器、简化公式来进行计算的一个过程。通过在计算中考虑到纵筋锚固的滑移问题和钢筋混凝土结构整体性问题，在计算的过程中需要通过针对建筑结构的本身特点与自身施工优势进行研究，且在工作中进行系统、深入的研究。经过分析表明，在目前的建设工作中，对于异形柱横截面双向弯压柱的计算是一个随着轴压比不断增加而减少，随着荷载角度变动而变化且差异性不断转变的模式。
2、混凝土和钢筋的应变关系
钢筋的应力σs与应变εs为线性关系，钢筋的应力取其应变与弹性模量Es的乘积，但当应力大于强度设计值时取设计值。用公式表达为：σs=εsEs；-fy≤σs≤fy（3）式中，εs，σs-钢筋应变和对应的应力，Es-钢筋的弹性模量；钢筋的拉和受压强度设计值。
3、内力平衡条件
4、异形柱斜截面受剪承载力
L、T、X、十字形截面柱在斜向水平荷载作用下，由于翼缘的有利作用，其受剪承载力的平面图形在各象限呈外凸的梅花瓣形，在斜向剪力作用下，如果按X、Y两个分量分别配筋计算中不考虑垂直方向翼缘的作用满足要求的话，则柱的斜向承载力将满足要求。试验研究表明，轴压力可以推迟斜裂缝的出现，抑制斜裂缝的开展和提高受剪承载力，增加配箍率同样可以提高受剪承载力和变形性能，并使裂缝分布均匀裂缝宽度变窄；提高构件的剪跨比可以提高其延性系数和极限位移。
5、异形柱的受力性能及其轴压比控制
异形柱的延性比普通矩形柱的差。其在设计的过程中轴压比、高长比（即柱净高与截面肢长之比）是影响异形柱破坏形态及延性的两个重要因素。异形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下，各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。
三、结语
异型柱框架结构的平面布置比普通矩形柱框架灵活，可以较好满足建筑功能的要求，具有良好的发展前景，结构设计人员应充分了解异型柱的受力特点，正确把握设计要点，确保工程结构安全可靠，经济合理。
参考文献：
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