体系结构范文

体系结构篇1

遵循三条原则

BDSS在制订过程中，始终遵循如下三条基本原则:

第一，优先考虑HIS在医院与院外机构（卫生局、医院、医疗保险等）及院内各个应用系统进行信息交换的需求。BDSS要优先考虑那些通用的、有国内或国际常用分类编码的基本数据元。

第二，BDSS是相关信息系统应用模块的最小数据集。所谓最小数据，是当医院和供应商组织开发相应系统时，至少应该包含在内的那些基本数据元。BDSS不应该包括那些仅仅是支持各子系统定功能的不重要的数据元。

第三，公平表决，少数服从多数。最小数据集的概念不够清晰，非常具有弹性，因而某一特定数据元素是否应该选入，不同的立场、视角、环境和应用水平会导致不同的意见。这是BDSS制订过程中的第一个难点，实际解决的办法是: 当对于是否应该将某个数据元素选入BDSS出现意见分歧，并且无法经过讨论获得一致意见时，进行投票表决。所有基本数据集制订小组成员均有平等投票权，投票结果遵从少数服从多数的原则。

子域的划分

为了便于各标准制订小组任务分工与数据元的抽取，BDSS按HIS应用的不同领域，划分为11个子域。为了解决各子域之间数据元概念的共享与交叉引用问题，避免重复与冲突，又增加了一个共享数据元素域，共12个子域、603个基本元素。

（1）共享数据元素。域号为00，项目数为38。包括从其他11个子域抽取出来的共享数据元素。

（2）患者ADT及挂号与转诊。域号为01，项目数为40。主要针对病人挂号、就诊、入院、出院、专科、转院等事务的处理。

（3）门急诊、住院医嘱处理与医生工作站。域号为02，项目数为38。主要针对门急诊、住院医生（护士）工作站所涵盖的业务，医嘱录入与处理。

（4）财务与病人账务管理。域号为03，项目数为61。主要针对医院财务管理及病人费用、账单的管理。

（5）药品管理。域号为04，项目数为55。主要针对药品库存与流通的管理，包括各级各类药库、房（局）及制剂、试剂、药剂科的管理业务。

（6）医技科室管理。域号为05，项目数为38。针对除影像检查之外的所有功能检查的信息管理，含手术、麻醉、ICU、CCU等。

（7）实验室。域号为06，项目数为53。针对所有实验室，包括检验科、中心实验室及各专业化实验室的信息处理。

（8）医学影像。域号为07，项目数为91。针对医疗影像（PACS）和可视影像类管理（RIS）。

（9）后勤与物资。域号为08，项目数为60。针对物流和资产的信息管理，但不包括药物的信息管理。

（10）病案管理与电子病历。域号为09，项目数为76。

（11）人力资源与办公自动化。域号为10，项目数为41。

（12）医疗保险与社区保健。域号为11，项目数为12。

实际上，BDSS子域划分的合理性会受到两方面的质疑，一个是它的完整性，即12个子域是否能覆盖医院信息系统所涉及的所有基本数据元; 二是它的合理性，即是否可以有更好的分法，使其具有更明确的边界和有更少的重叠。答案都是不肯定的。一个自底向上分析、抽取的数据集只能基于当前医院信息系统的应用实践，但随着应用的扩展与深入，必定会有不间断的完善与改进。也许会与HL7的发展过程类似，最终走向自顶向下的方法。

数据元的提取

为数据元提取提供一个方法论指南，是确保提取数据元具有科学性和互操作性的关键。数据元的提取方法有两种: 自上而下（top-down）提取法、自下而上（down-top）提取法。

李包罗

北京协和医院信息中心教授，现任中国医院协会信息管理专业委员会主任委员、中国卫生信息学会标准化专业委员会副主任委员、中国卫生信息学会卫生信息技术应用专业委员会副主任委员、卫生部信息化领导小组专家组成员。

1． 自上而下的数据元提取法

对于新建系统的数据元的提取，一般适用自上而下的提取法。基本步骤是，在流程和功能分析的基础上，通过建模分析、确立关心“对象”，从信息模型的角度看，数据元主要解决数据的概念和组成。在概念信息模式和逻辑数据模式的基础上，分析提取数据元及其属性。一般步骤为: 域建模、流程建模、信息建模、数据元的提取、数据元的提交。HL7 3.0及其参考信息模型（Reference Information Model，RIM）是典型的依据自上而下的方法设计出来的。

2． 自下而上的数据元提取法

对于已有的信息系统，可根据其自身数据库系统的实体关系图（ERD）进行数据元的提取。也可以对于医院信息系统业已存在的信息模型、数据模型、数据流程图、数据库设计（模式、文件、格式）以及接口规范和计算机程序中数据元进行抽取。对这些系统中的已存在的数据元要依据本标准，结合BDSS的基本目标，逐应用域、逐系统收集、筛选、梳理、重排，找出共性，在协调的基础上定义、分类、整理和提交。

BDSS是自下向上选取出的基本数据集，依据的是多年来我国医院信息系统开发与实现的丰富经验以及医院医、教、研、管工作的实际需要。

无论采用哪种方法学来研制基本数据集，我们面对的是同一个客观世界，就特定的数据元概念而言，并没有什么不同。自顶向下的方法更容易表达数据元概念之间的关系，而自底向上的方法实现起来更简单，避免了复杂的分析抽象过程，因而只需要较少的资源。

3． 数据元的相互关系

数据元形式上是彼此平等的、不可再分的基本数据元素（Data Element）,但数据元概念实际上会隐含着层次的含义，BDSS定义了两种与层次有关的机制:

（1）共享数据元: 是指多个HIS应用子域均含有的，具有共同实质性内涵与属性的项目。例如: 姓名。ADT中的病人姓名，人事管理中的职工姓名，病案管理中的主治医生姓名等，其属性都来源于姓名，所以姓名是一个共享数据元。所有这些与姓名相关的数据元，都可拥有自己独立的数据元标识符，但是交叉参照中应填入姓名的数据元标识符。共享数据元中相应数据元素的属性应该继承。

（2）交叉引用数据元: 有些数据元在本子域范围内应该列出，但本质上是其他系统已经产生并定义的，无论其内涵、外延、名称均没有不同，例如RIS与PACS中使用的病人姓名其实就是在病人主索引（PMI）中产生并使用的，此类项目不应付给独立的数据元标识符，或者说,其数据元标识符应该与产生该项目的系统所赋予的标识符号相同，但可以在各子域中列出，并在交叉索引中标明其引用的数据元标识符(此时与自己的标识符号相同)。

数据元属性及属性的分类

数据元属性分为5大类共21项。其中:（1）标识类属性包括: 标识符、版本、注册机构、中文简称、中文名称、英文名称、英文缩写。（2）定义类属性包括: 定义。（3）表示类属性包括: 数据类型、数据类型（参考HL7）、数据长度、合法值域。（4）关系类属性包括: 域号、系统、依据、列表编号、列表名称等。（5）管理类属性包括: 主管机构、注册状态、提交机构、备注等。

各项数据元属性的简要说明请参考附表，也就是BDSS的元数据说明。

・链接一・

1．制订BDSS遵循的主要规范性文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为BDSS遵循的条款:

（1）《GB/T 5271.4―2000》，信息技术词汇第4部分: 数据的组织（ISO/IEC 2382-4: 1987）; （2）《GB/T 10112―1999》术语工作，原则与方法（ISO/DIS 704:1997）; （3）《GB/T 15237.1―2000》术语工作，词汇第1部分: 理论与应用（ISO 1087: 1-2000）; （4）《GB/T 18391》，信息技术: 数据元的规范与标准化; （5）《GB/T 20001.1―2001》，标准编写规则第1部分: 术语（ISO 10241: 1992）; （6）《军队卫生信息分类代码表汇编》（一）。

2．制订BDSS参考的主要国际标准

（1）Health Level 7（HL7）: 医疗卫生信息交换标准; （2）Reference Information Model（RIM）医疗卫生信息交换标准（HL7）参考信息模型; （3）Systematized Nomenclature of Human and Veterinary Medicine（SNOMED）国际系统医学术语; （4）Logical Observation Identifiers Names and Codes，（LOINC）观测指标标识符逻辑命名与编码系统。

・链接二・

BDSS 1.0实例

例1: ABO血型 H-0000029

标识类属性:

版本: BDSS1.0

注册机构: 中华人民共和国卫生部

中文简称: ABO血型

英文名称: ABO Blood Type

英文缩写: ABO

定义类属性:

定义: 按照ABO血型系统规定人的血型代码

表示类属性:

数据类型: C

数据类型_参考HL7: CE

数据长度: 1

合法值域: 1，2，3，4，9

关系类属性:

域名: 共享组

系统: 个人基本信息

依据: 军队卫生信息分类代码表汇编(一)

列表编号: 021

列表名称: ABO血型分类代码

代码简称 名称

1AA型血

2BB型血

3OO型血

4ABAB型血

9不详血型不详

管理类属性:

主管机构: 中华人民共和国卫生部

注册状态: 注册

提交机构: 中国医院协会信息管理专业委员会

备注:

例2: 检验结果类型 H-0603007

标识类属性:

版本: BDSS1.0

注册机构: 中华人民共和国卫生部

中文简称: 检验结果类型

英文名称: Observation Result Type

英文缩写: Observation_Result_Type

定义类属性:

定义: 说明检验项目结果的类型，不同的类型有不同的表

达方法。

表示类属性:

数据类型: C

数据类型_参考HL7: ST

数据长度: 10

合法值域: QN，ORD，ORDQN，NOM，NAR，MULTI，SET

关系类属性:

域名: 实验室系统（LIS，含血库系统）

系统: 检验结果

依据: LOINC第五部分 标尺类型

列表编号: LOINC 表12.

列表名称: 标尺类型

代码检验结果类型

QN定量型(Quantitative)

ORD 序数型（或称等级型）(Ordinal)

ORDQN定量型或序数型(Quantitative or Ordinal)

NOM名义型(Nominal)名义型或分类型

NAR叙述型(Narrative)即文本叙述型

MULTI多样型(“Multi”)

SET集(Set)

管理类属性:

主管机构: 中华人民共和国卫生部

注册状态: 注册

提交机构: 中国医院协会信息管理专业委员会

体系结构篇2

关键词：建筑结构概念设计高层建筑结构体系

一、高层结构概念设计的三维层次

对于高层建筑结构, 可以设想成为一个从地基升起的竖向悬壁构件, 承受水平侧向荷载和竖向重力荷载的作用。侧向荷载是由风吹向建筑物引起的水平压力和水平吸力, 或者是由地震时地面晃动引起的水平惯性力。重力荷载则是建筑物自身的总重力荷载。这些侧向荷载和重力荷载的组合,趋向于既可能将它推倒(受弯曲),又可能将它切断(受剪切),还可能使它的地基发生过大的变形, 使整个建筑物倾斜或滑移。对抗弯曲而言,结构体系要做到不使建筑物发生倾覆,其支撑体系的构件不致被压碎、压屈或拉断, 其弯曲侧移不超过弹性可恢复极限;对抗剪切来说, 结构体系要做到不使建筑物被剪断,其剪切侧移不超过弹性可恢复极限;对地基和基础来说, 结构体系的各支撑点之间不应发生过大的不均匀变形, 地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力, 并不引起水平滑移。由于风力和水平地震作用力对于高层建筑是动荷载, 使建筑结构抗弯曲和抗剪切时都处于运动状态, 就会导致建筑物中的人有震动的感觉,使人有不舒服感。如果建筑物晃动得太厉害,还会使非结构构件(如玻璃窗、隔墙、装饰物等)断裂,甚至危及屋外行人的安全。所以,高层建筑结构要避免过大的震动。例如:在建造某 12层的办公综合楼,它长48m、宽18m、高 36m。建筑物两边各有 9 根柱,横行柱距为 18m,纵向柱距为 6m,中央有一个6×12m的电梯和管道井筒。考虑水平荷载的传递有几种不同方式,进行结构方案优选,分析两种结构方案:一种为仅由核心筒承受水平力,外柱仅承受大部分竖向荷载,不抵抗水平力,梁和柱铰接;一种为纵横两个方向柱和梁刚接形成框架,来抵抗纵横两个方向的水平力。在方案一中:筒井所受的风荷载1.4×6×8=67.2KN/m,竖向荷载近 似 为15120KN,井简墙自重为6×36×(6+12)×2=7776KN,可得抵抗倾覆弯矩的竖向荷载为22896KN。则可计算出合力偏心矩 e=M/G=67.2×36×18/22896=1.9m,超过核心范围(6/6=1m),不满足稳定要求。必须加强、加宽基础或采用下部锚固,才能避免基础向上抬起。在方案二中:由横行跨度的框架承担全部水平力。因此,在一个方向风荷载作用下,总框架一侧柱子受压,另一侧柱子受拉,并可近似求得总压力或拉力为:67.2×36×18/18=2418.2KN,大致由每侧9 根柱子平均分担 2419.2/9=268,8KN/ 柱

二、高层建筑的结构体系

1.框架结构体系

由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由梁联系起来,形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时,可用隔断分割成小房间,或拆除隔断改成大房间,因而使用灵活。外墙采用非承重构件,可使立面设计灵活多变。但是框架结构本身刚度不大,抗侧力能力差,水平荷载作用下会产生较大的位移, 地震荷载作用下较易破坏。不高于 15 层宜采用框架结构,可以达到比较好的经济平衡点。

2.剪力墙结构体系

剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为 3- 8m,现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求容易满足,适于建造较高的高层建筑。而且其抗震性能良好,在历次的地震中,都表现了很好的抗震性能,震害较少发生,程度也很轻微。但是剪力墙结构间距不能太大, 平面布置不灵活,而且不宜开过大的洞口,自重往往也较大,不是很能满足公共建筑的使用要求, 而且其成本也较大。

3.框架―剪力墙结构体系

框架一剪力墙结构体系由框架和剪力墙组成。剪力墙作为主要的水平荷载承受的构件, 框架和剪力墙协同工作的体系。在框架一剪力墙结构中,由于剪力墙刚度大,剪力墙承担大部分水平力(有时可以达到 80%~90%),是抗侧力的主体,整个结构的侧向刚度大大提高。框架则承受竖向荷载,提供较大的使用空间,同时承担少部分水平力。由于有了剪力墙,其体系比框架结构体系的刚度和承载力都大大提高了, 在地震作用下层间变形减小, 因而也就减小了非结构构件(隔墙和外墙)的损坏。这样无论在非地震区还是地震区, 都可以用来建造较高的高层建筑。还可以把中间部分的剪力墙形成简体结构,布置在内部, 外部柱子的布置就可以十分灵活;内筒采用滑模施工,的框架柱断面小、开间大、跨度大,很适合现在的建筑设计要求。

4.筒中简结构体系

筒中筒结构体系由一个或多个简体为主抵抗水平力。通常简体结构基本形式有三种:实腹筒、框筒及桁架筒。筒体结构最主要的特点就是它的空间受力性能。不论哪一种简体,在水平力作用下都可看成固定于基础上的箱形悬壁构件, 它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力,并具有良好的抗扭刚度。简中筒结构是一种抵抗较大水平力的有效结构体系, 但是由于它需要密柱深梁, 当采用钢筋混凝土结构时,可能延性不好,而且造价昂贵。

结语

近些年来，建筑业有了突飞猛进的发展,城市 规划设计中的高层建筑越来越广泛。它以其高度强烈地影响着规划、设计、构造和使用功能。这就需要设计师从一开始就应该以一个立体的概念设计和体系为基础并运用到实践中。

参考文献:

[1]GB50011－2001建筑抗震设计规范[S]

[2]JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程[S]

体系结构篇3

关键词：软件体系结构，ATAM评估方法，SAAM评估方法

 

1 软件体系结构简介

软件体系结构是具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、数据构件和连接构件。处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。这一定义注重区分处理构件、数据构件和连接构件，这一方法在其他的定义和方法中基本上得到保持。

目前，软件体系结构的有关定义说法不一：有文献将软件体系结构定义为在软件密集的大规模系统或具有类似需求和结构的软件产品线的开发中，必须从一个较高的层次来考虑组成系统的构件、构件之间的交互，以及由构件与构件交互形成的拓扑结构，这些要素应该满足一定的限制，遵循一定的设计规则，能够在一定的环境下进行演化。

尽管各种定义都从不同的角度关注软件体系结构，但其核心内容都是软件系统的结构，并且都涵盖了如下一些实体:构件、构件之间的交互关系、限制、构件和连接件构成的拓扑结构、设计原则与指导方针。

2 软件体系结构的现状

近年来,人们逐渐认识到软件体系结构在软件开发中的重要地位，好的软件体系结构已经是决定一个软件系统成功的重要因素。因此,软件工程研究人员将研究热点集中到软件体系结构的研究上。目前已有一些公用的体系结构范型，但是软件体系结构的研究尚处在发展之中，用于对软件体系进行规格描述的模型、标记法和工具目前仍不是很正规，只是用特定的方式来理解并用于特定的系统，在很多方面的研究工作还需要继续进行。

尽管软件体系结构研究领域取得了若干成果，但在应用方面，软件体系结构仍然不够成熟。目前对软件体系结构的理解还仅限于直观，语义丰富但不严紧，体系结构似乎没有解决实际问题。由此可见,若要有效地指导软件工程实践、为软件开发提供一个好的结构及其设计结构的指导原则，软件体系结构研究还有若干问题需要解决。。

3 软件体系结构评估概述

所谓软件体系结构的分析评估，就是事先通过代价低廉的评估活动来识别软件结构中存在的潜在风险，找出软件体系结构中影响系统质量的主要因素及改进措施，并在此基础上检验软件的质量需求是否在具体设计中得到体现，并预测未来软件质量。

软件体系结构在软件开发和管理中扮演着越来越重要的角色。软件体系结构设计是对软件质量有着至关重要的影响,对于确保最终系统的质量有重要的意义。软件体系结构评估,是对系统的某些值得关心的属性(性能、可靠性等)进行评价和判断。评估的结果可用于确认潜在的风险,并检查设计阶段系统需求的质量,在系统被实际构造之前,预测其质量属性。

软件体系结构评估中,评估人员关注的是软件系统质量,这些质量可用性能、可靠性、可用性、安全性、功能性、可变性、集成性、互操作性等相关属性来表示。评估人员首先提出具体质量指标,并以这些质量指标作为软件体系结构优劣的评估标准。

4 介绍常用的几种评估方法

从目前已有的软件体系结构评估技术来看，基本可以归纳为三类主要的评估方式：基于调查问卷或检查表的方式，基于场景的方式和基于度量的方式。

基于场景评估方式的两种代表性方法简述

目前,最著名并被广泛接受的基于场景的软件体系结构分析评价方法是由SEI首先提出,其最具代表性的方法便是SAAM 和ATAM 。两者都是通过分析软件体系结构对场景的支持程度来判断该体系结构在多大程度上满足该场景所代表的质量需求。

4.1ATAM

ATAM方法是SEI于2000 年在SAAM方法基础上提出的,它是考虑了可修改性、性能、可靠性和安全性等多种质量属性的软件体系结构评价方法。

ATAM通过用调查表来收集影响软件体系结构质量属性的要素,描述质量属性的特征,尽管九个步骤按编号排列。ATAM能针对性能、实用性、安全性和可修改性这些质量属性,在系统开发之前对其重要性进行评价和折中。当评估活动结束后,将评估的结果与需求作对比,如果系统预期行为与需求充分接近,设计者就可以继续进行更高级别的设计或实现。。

4.2SAAM

SAAM是一种相对简单的软件体系结构评估方法。最初用来分析软件体系结构的可修改性,后来实践证明该方法不仅可用于可移植性、可修改性、可扩充性、可集成性等质量属性及系统功能进行快速评估,还可用于对性能、可靠性等其他质量属性的启发式评估。SAAM的评估包括六个活动。

SAAM不仅可以对单个构架评估,还可以对多个构架进行比较，不仅可以促进软件构架文档质量的提高,还可以促进参与评估的风险承担者之间交流沟通。

5 主要的评估方法比较

SAAM与ATAM方法相比较，是一种相对简单的软件体系结构评价方法，进行培训和准备的工作量较少。尽管SAAM评估步骤及细节较少，总体评估时还需根据场景对系统功能的相对重要性设置权重，确定总体评价，权重的设置具有很强主观性。

（1）场景的生成方式不同

SAAM方法采用头脑风暴技术构建场景，要求风险承担者列举出若干场景，并将场景分为直接场景和间接场景两类，分别支持对体系的静态分析和动态分析。

（2）风险承担者商业动机表述方式不同

软件体系结构的评估参与人员主要有风险承担者及评估小组成员，不同的风险承担者对软件的质量属性有着不同的组织目标，在软件体系结构阶段就应该考虑他们的商业动机及目标满足程度，评估小组根据他们确定的场景来评估软件系统特定方面的性能。

（3）软件体系结构的描述方式不同

在评估之前，首席软件设计师需要对软件体系结构作详略适当的讲解，这种信息讲解的表达透彻程度将直接影响体系结构的分析质量。

SAAM 则提倡使用非常单纯的体系结构要素。。对体系结构的静态描述一般都要区别数据的连接和控制连接，对软件体系结构的动态描述主要描述系统在各个不同时间的行为，给出软件的体系结构。

6 结束语

当今软件系统的规模变得越来越大，结构也越来越复杂，在这种情况下，软件体系结构变得越来越重要。对于软件系统来说,所关注的一个最主要问题便是质量,尤其对于大规模的复杂软件系统更是这样。软件体系结构对于确保最终系统的质量有重要的意义。

对一个系统的体系结构进行评估,便是为了在系统被构建之前预测它的质量。软件体系结构评估的目的是分析潜在的风险,并检验设计中提出的质量需求。并不需要精确的评估结果,通过分析体系结构对于系统质量的主要影响,进而提出改进。尽管目前已经有了很多比较成熟的软件体系结构评估方法，但是仍有很多地方值得改进和创新，需要我们再以后的学习工作中继续去研究。

【参考文献】

[1] 张莉; 高晖; 王守信. 软件体系结构评估技术. 软件学报, 2008年06期

[2] 沈剑翘; 聂华北. 软件体系结构(风格)综述. 电脑开发与应用, 2008年 02期

[3] 周娜琴; 张友生. 基于软件体系结构的可靠性分析. 计算机工程与应用, 2008年30期

[4] 王霞俊. 浅谈软件体系结构. 常州轻工职业技术学院学报, 2007年01期

 

体系结构篇4

关键词 软件体系结构；UML；建模

中图分类号TP31 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2010）33-0230-02

0引言

软件体系结构（Software Architecture）是近年来软件工程领域中的一个热点研究方法。它的出现为软件复用特别是设计方案的复用带来了新的前景。体系结构并非可运行的软件，确切的说，它是一种表示，这种表示使得软件工程师能够分析设计在满足需求方面的效力，也能够在在改变仍然相对容易的阶段考虑体系结构可能的选择，还能够减少和软件构造相关联的风险。软件体系结构不包括硬件、网络或物理体系结构。软件体系结构不是整个系统的描述，而仅仅是系统内的软件和创建软件所需环境的描述。

UML（Unified Modeling Language）统一建模语言,是用来对软件密集系统进行可视化建模的一种语言。UML为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、和编制文档的一种标准语言。UML作为一种模型语言，它使开发人员专注于建立产品的模型和结构，而不是选用什么程序语言和算法实现。当模型建立之后，模型可以被UML工具转化成指定的程序语言代码。

UML的出现及其与体系结构研究结论的结合，为体系结构的应用带来了新的契机。

1软件体系结构视点

软件体系结构视点是通过把UML图的类型运用到具体的体系结构开发任务而确定的。每一个视点有具体的建模目标和系统相关者。

表1所列的视点提供了一组高度概括的软件描述。环境视图提供了对系统边界及系统发生交互的外部实体集合的概述。分析视图提供了一个以建模为中心的实体的抽象集合。

表2给出了一个以描述软件设计为目的的视点的集合。构件、构件交互及构件状态视图提供了一个对于逻辑运行结构及其功能，以及它们之间通信的映射。子系统结构依赖视图提供了一个子系统依赖关系和接口的图形表示。分层子系统视图提供了一个所有子系统高度抽象的视图。逻辑数据视图提供了构件共有的数据模型描述。

通常，大型软件系统的整体视图时及其重要的。而一些视图会被同时使用。例如，在构件接口的设计中，通常要创建构件视图、设计交互视图和构件状态视图。

2实例系统

为了阐明大型系统的各方面的概念和视图，选择一银行系统为范例。这个实例说明了一个完整的银行系统。系统中的遗留部分，可以支持传统的结算、存款和贷款业务。这部分包括用户记录存储、交易历史记录和交易管理，也支持银行职员和用户查询。遗留部分还包括和外部银行、其他分支机构、旧式ATM、银行职员及客户电话查询的接口。新添加的部分，可以支持基于Web的用户接口、双向寻呼接口、移动电话浏览器访问接口、增强型ATM和连接分支结构的增强型接口。网络用户和移动电话和浏览器接口不仅支持传统的账目查询，还可以支持股票证挂历，资金电子过户，支票付款和账目转账。出纳员、账户经理和信贷员接口属于基于企业网的新式接口。

2.1系统环境和领域分析

在系统环境和领域分析中需要构件最高层次的体系结构所需的几种整体来表示，包括环境视图、概念图和整体分析视图。概念图比较随意也不稳定，没有特定的建模方式。

环境视点包括系统和系统有接口的外部实体及系统和这些实体的接口，目的是使用一个视图来描述所有外部实体及它们之间的接口信息。环境视图往往是体系结构组创建的第一个系统视图，包括系统和外部系统之间的接口及系统和人的接口。图1描述了银行系统的环境视图。

环境视图中，操作者的名字应该与定义的角色相匹配货相互映射，操作者的角色可以有不同的等级。例如，网络操作者可以进一步细分为ATM网络操作者和局域网设备操作者。

整体分析视点提供了一个关于问题领域的一致看法，独立于任何细节之外。该视点提供实体集以及对它们之间的关系、属性和行为的表示方法，可以用来构造分层子系统视图和子系统接口以来试图，主要用来帮助理解系统中的关键实体，用来构建系列化的部件。

2.2 事物和数据设计

图2逻辑数据模型

逻辑数据体系结构描述了实体的结构或形式、数据关系，以及约束。逻辑数据体系结构通常被称作为数据框架或者逻辑数据模型。数据框架采用的带有属性的UML类来表述。

逻辑数据视点概括了系统中所有主要数据实体，是一个关注于属性和关系的UML视图。在该视图中只包括由多个构件或者子系统共享的数据实体。图2描述了银行系统的逻辑数据模型。

3结论

本文以银行系统的分析和设计为例，介绍了如何利用UML的视点建模。使用了用例图描述说明外部系统角色和设计中的系统，使用类图描述了实体集的关键数据视图。

设计软件的过程中应通过一系列视图展开，并在单一的结算中直接实现所有的内容。体系结构是系统的映射，它定义了系统的不同组成部分、它们之间的关系和交互、通信机制、以及如何修改系统组件、如何添加新组件等整体规则。好的体系结构强调系统的功能和非功能两个方面。使用UML的过程是以体系结构为中心的，并且在过程的早期就要建立这个体系结构。

参考文献

[1]Booth G, Rumbaugh J, Jacobson I.The Unified Modeling Language User Guide[M],1999.

[2]JosephSchmuller.UML基础案例与应用[M].李虎，王美英，万里威，译.北京：人民邮电出版社，2002，6.

[3]Young Joon Yang,Soon Yong Kim,Gui Ja Choi,Eun Sook Cho,Chul JinKi,Soo Dong Kim.A UML-based object-orientedframework development methodology[J].Software Engi neering Conference, 1998. Proceedings.1998 Asia Pacific，1998，12：2-4.

[4]马重明，张学旺，范时平.基于UML的软件体系结构开发方法[J].计算机工程与应用，2006，42(4)：118-120.

体系结构篇5

关键词：轻钢结构；建筑体系；应用

前 言：改革开放以来，随着我国钢建技术的不断成熟，质量的逐步稳定。轻钢结构在建筑中的应用越来越广泛，它是以轻型高效钢材和轻质高效隔热维护材料组装而成的，居住舒适，美观洁净、适用性能强的全装配低层和多层钢结构建筑。从轻钢结构建筑的研究资料上分析，其建筑物的重量与其它类住宅通用体系相比可减轻30%，特别是在地质承载力低和地震烈度较高的地区，其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。因此，在我国土地资源匮乏而钢产量相对充裕的现实情况下，国家倡导轻钢结构住宅的建设是十分适宜的，轻钢结构建筑已成为继大跨钢结构建筑和高层钢结构建筑之后在我国发展最迅速的新型钢结构建筑体系。

一、轻钢结构建筑的主要结构体系

（一）轻钢龙骨结构体系

轻钢龙骨结构体系主要适用于中低层住宅或别墅，大致可分为两类：一类为以冷弯C型钢组成的龙骨体系，另一类为以小型热轧型钢组成的龙骨结构体系。轻钢龙骨体系一般由柱、梁、天龙骨、地龙骨及中间腰支撑通过配套扣件和加劲件用自攻螺钉连接而成。梁柱构件厚度在1～3mm，柱子间距为400～600mm。其主要受力机理为：柱子与上下龙骨及支撑或隔板组成受力墙壁，竖向力由楼面梁传至墙壁的大龙骨，再通过柱子传至基础。水平力由作为隔板的楼板传至受力墙壁再传至基础。由于在传力过程中，墙面板承受了一定的剪力，并提供了必要的刚度，故墙面板应满足一定的要求。楼板可采用楼面轻钢龙骨体系，上覆刨花板及楼面面层，下部设置石膏板吊顶，既可便于管线的穿行，又满足了隔声要求。

（二）纯框架体系

该体系在纵、横两个方向均为多层刚接框架，由轻钢梁、柱组成，结构相对简单，节点一般必须采用刚接连接。使用空间较大，但其抗侧移刚度较弱。为满足层间水平位移和总侧移的要求，构件的截面尺寸会较大，造成用钢量较大，不够经济。梁采用H型钢、箱形梁以及其它形式。

（三）框架支撑体系

针对纯框架结构抗侧移刚度差的缺点，框架支撑体系在纵、横两个方向适当部位沿柱高增设支撑体系。支撑常采用两种形式，一种是采用截面刚度较大的H形或箱形截面；另一种是采用轻型的槽钢、角钢或钢管截面。前者一般用于高度较高，抗侧移要求特别是抗震要求较高的多高层建筑，后者用于高度不是很高的低层建筑，一般住宅建筑主要是轻型支撑形式。框架梁一般采用热轧或高频焊接H型钢，可选用高宽比较大的截面，其抗弯承载力及刚度均较大；亦有采用冷弯薄壁型钢。柱子可以采用与纯框架结构类似的截面，也可以根据其受力特点，选择冷弯型钢组合断面等轻型构件。

（四）错列桁架结构体系

错列桁架结构体系由美国麻省理工学院于20世纪60年代首先提出，在建筑布置上具有一定优越性，称作间隔析架体系，国内也有译为交错桁架的，其成功用于多个公寓及旅馆建筑中。该体系是由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成，桁架高度等于层高，在相邻柱上为上下层交错布置，楼板一端搁置在桁架的上弦，另一端搁置在相邻桁架的下弦。由于两开间布置一榀桁架，且中间无柱子，所以非常适合住宅、旅馆建筑各单元的灵活布置要求。

（五）框架一剪力墙体系

该体系是以楼梯间或其它适当部位（如分户墙）采用现浇钢筋混凝土剪力墙，作为结构主要抗侧力体系，框架部分主要承担竖向荷载。其优点是，钢筋混凝土剪力墙抗侧移刚度较强，可以减小钢柱的截面尺寸，降低用钢量：剪力墙的布置较为灵活，房间布置所受的限制较小，但应避免采用钢框架与单片混凝土剪力墙组成的混合结构。另外，也可采用预制混凝土剪力墙、薄壁钢板剪力墙或组合剪力墙。

（六）框架一核心筒体系

该体系常常是以卫生间（或楼、电梯间）组成四周封闭的现浇钢筋混凝土核心筒，与钢框架的混合结构受力体系。核心筒抗侧移刚度极强，主要承担水平荷载，钢框架主要承担竖向荷载，可以减小钢构件的截面尺寸。

二、轻钢结构及其应用范围

一般来说，轻钢结构主要有以下几种：①冷弯薄壁型钢结构；②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。

（一）应用范围

轻钢结构用度广、优势明显，在我国大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。

（二）轻钢结构建筑的优点

轻钢建筑一般指承受相对较小的外加荷载，采用较小的构件截面尺寸，结构自重较轻的钢结构。轻钢住宅结构是以经济型材构件，包括冷弯型钢，热轧或焊接H 型钢、T 型钢，焊接成无缝钢管及其组合构件作为住宅承重骨架，以轻型墙体材料作为围护结构所构成。轻型墙体材料有压型钢板及其组合板材、PC 板、蒸压轻质加气混凝土板（ALC 板）及稻草板等重量轻，保温防火隔热性能好、防火效果佳的轻质材料。与传统的建筑结构相比，轻钢结构建筑的优点有：1.建筑空间布置灵活，能满足不同住户对住宅的多种功能要求；2.采用材料轻质高强、抗震性能好、安全性高；3.可以实现住宅建设的工业化和产业化；4.施工方便快捷，建设周期短；5.符合国家环保和可持续发展的要求；6.综合经济效益好。

正是由于轻钢结构的诸多优点，而且随着近年来防火、防腐新产品的不断出现，已较好地解决了轻钢结构抗腐蚀性差的缺点，使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用。

三、轻钢结构建筑的应用

在美国、日本、意大利、澳大利亚等国家和地区，早己把钢结构用于住宅，轻钢结构建筑则是一种常见的结构体系。在美国普通的低层民用住宅中，采用轻钢结构，特别是采用镀锌轻钢龙骨作为承重结构体系应用于住宅建造所占的比例，从20世纪90年代初的5%己发展到现在的25%左右，且技术己经成熟完善，例如典型的北美轻钢住宅。北美钢结构低层住宅是一种轻型钢骨结构体系，一般为4层以内，也可以建造6-7层的房屋。

我国轻钢结构住宅的研究和应用试用于20世纪90年代末，目前还处于研究和试点工程阶段。目前全国已进行了大量的试点项目，例如：上海现代房产实业有限公司建造了几万，低层和高层轻钢结构住宅试点工程；1999年新疆库尔勒建造了一幢8层错列桁架体系钢框架住宅楼；马鞍山钢铁公司建成了2层的轻钢试点工程，全部采用马钢生产的热轧H型钢；北京西三旗水电工程宿舍为6层H型钢-剪力墙结构体系，压型钢板组合楼面，自承重砌体外墙，钢筋混凝土独立基础加连系梁，防火为防火涂料加砂浆覆面；北京某综合办公楼为5层，局部6层，为轻钢结构，用钢量约55kg/，按现行定额标准，其造价比钢筋混凝土结构方案略低；山东莱芜钢铁股份公司在莱芜钢城建造H型钢住宅样板小区等。

四、结束语

通过对轻钢建筑结构体系的研究和应用表明，逐步开发轻钢建筑，不但可以加快国家和城市的发展速度，还能提高建筑质量和人们的居住水准，同时还促进了社会的可持续性发展，给社会带来了良好的经济效益，这也是发展轻钢结构建筑的重要意义。

参考文献：

[1]王元清.轻钢房屋钢结构的设计与应用[J].建筑结构，1999（6）.

[2]魏明钟.钢结构设计新规范应用讲评[M].北京.中国建筑工业出版社，1991.

体系结构篇6

关键词：WebService，软件体系，结构分析

 

使用Web Service模式进行软件设计越来越受到业界的欢迎，Web Service技术解决了很多以前的技术难以解决或者解决起来比较困难的问题，当然，新技术也带来了一些新的固有问题，本文对web service的体系结构，以及使用的技术进行介绍。

1，软件体系结构简介：

虽然软件体系结构已经在软件工程领域中有着广泛的应用，但迄今为止还没有一个被大家所公认的定义，一般认为：

1，软件体系结构是软件在设计构成上的基本、可供设计选择的形态和总体结构。

2，软件体系结构定义软件的局部和总体计算部件的构成，以及这些部件之间的相互作用关系。即结构（静态）和行为（动态）。

软件体系结构是对子系统、软件系统组件以及他们之间相互关系的描述。论文格式，软件体系。子系统和组件一般定义在不同的视图内，以显示软件系统的相关功能属性和非功能属性。系统的软件体系结构是一件人工制品，这是软件设计活动的结果。

2，软件体系结构的发展基于软件模型的发展

软件模型包括过程模型、对象模型、组件模型、配置型组件模型、Web Services模型、GridServers模型、Intelligence Services模型。

不同的模型决定了不同的软件体系，各种模型的发展是螺旋式的，不是抛弃式的。因此，软件体系的重心也是不同的。

3，web service模型中的体系结构

Web service的定义：Web service平台是一套标准，它定义了应用程序如何在Web上实现互操作性。你可以用任何你喜欢的语言，在任何你喜欢的平台上写Web service ，只要我们可以通过Web service标准对这些服务进行查询和访问。

Web service平台需要一套协议来实现分布式应用程序的创建。任何平台都有它的数据表示方法和类型系统。要实现互操作性，Web service平台必须提供一套标准的类型系统，用于沟通不同平台、编程语言和组件模型中的不同类型系统。在传统的分布式系统中，基于界面(interface)的平台提供了一些方法来描述界面、方法和参数。同样的，Web service平台也必须提供一种标准来描述Web service，让客户可以得到足够的信息来调用这个Web service。最后，我们还必须有一种方法来对这个Web service进行远程调用。这种方法实际是一种远程过程调用协议(RPC)。为了达到互操作性，这种RPC协议还必须与平台和编程语言无关。

Web Service结构如图1-1

图1-1

Web service的执行模式如图1-2

图1-2

3.1 XML和XSD

可扩展的标记语言XML是Web Service平台中表示数据的基本格式。除了易于建立和易于分析外，XML主要的优点在于它既与平台无关，又与厂商无关。XML是由万维网协会(W3C)创建，W3C制定的XML SchemaXSD定义了一套标准的数据类型，并给出了一种语言来扩展这套数据类型。XML结构如下图1-3

图1-3

Web Service平台是用XSD来作为数据类型系统的。当你用某种语言如VB.NET或C#来构造一个Web Service时，为了符合Web Service标准，所有你使用的数据类型都必须被转换为XSD类型。如想让它使用在不同平台和不同软件的不同组织间传递，还需要用某种东西将它包装起来。这种东西就是一种协议，如 SOAP。

3.2 SOAP

SOAP即简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol)，它是用于交换XML编码信息的轻量级协议。它有三个主要方面：XML-envelope为描述信息内容和如何处理内容定义了框架，将程序对象编码成为XML对象的规则，执行远程过程调用(RPC)的约定。SOAP可以运行在任何其他传输协议上。例如，你可以使用 SMTP，即因特网电子邮件协议来传递SOAP消息，这可是很有诱惑力的。在传输层之间的头是不同的，但XML有效负载保持相同。论文格式，软件体系。

SOAP消息封装的模型如图1-4

图1-4

Web Service 希望实现不同的系统之间能够用“软件-软件对话”的方式相互调用，打破了软件应用、网站和各种设备之间的格格不入的状态，实现“基于Web无缝集成”的目标。

3.3 WSDL

Web Service描述语言WSDL就是用机器能阅读的方式提供的一个正式描述文档而基于XML的语言，用于描述Web Service及其函数、参数和返回值。因为是基于XML的，所以WSDL既是机器可阅读的，又是人可阅读的。论文格式，软件体系。WSDL 你会怎样向别人介绍你的Web service有什么功能，以及每个函数调用时的参数呢？你可能会自己写一套文档，你甚至可能会口头上告诉需要使用你的Web service的人。这些非正式的方法至少都有一个严重的问题：当程序员坐到电脑前，想要使用你的Web service的时候，他们的工具(如Visual Studio)无法给他们提供任何帮助，因为这些工具根本就不了解你的Web service。解决方法是：用机器能阅读的方式提供一个正式的描述文档。Web service描述语言(WSDL)就是这样一个基于XML的语言，用于描述Web service及其函数、参数和返回值。论文格式，软件体系。论文格式，软件体系。因为是基于XML的，所以WSDL既是机器可阅读的，又是人可阅读的，这将是一个很大的好处。一些最新的开发工具既能根据你的Web service生成WSDL文档，又能导入WSDL文档，生成调用相应Web service的代码。图1-5为WSDL文档的元素结构

图1-5

3.4 UDDI

UDDI 的目的是为电子商务建立标准；UDDI是一套基于Web的、分布式的、为Web Service提供的、信息注册中心的实现标准规范，同时也包含一组使企业能将自身提供的Web Service注册，以使别的企业能够发现的访问协议的实现标准。图1-6为UDDI的原理

图1-6

3.5 远程过程调用RPC与消息传递

Web Service本身其实是在实现应用程序间的通信。我们现在有两种应用程序通信的方法：RPC远程过程调用和消息传递。使用RPC的时候，客户端的概念是调用服务器上的远程过程，通常方式为实例化一个远程对象并调用其方法和属性。RPC系统试图达到一种位置上的透明性：服务器暴露出远程对象的接口，而客户端就好像在本地使用的这些对象的接口一样，这样就隐藏了底层的信息，客户端也就根本不需要知道对象是在哪台机器上。

4 总结

Web service是创建可互操作的分布式应用程序的新平台。Web service 的主要目标是跨平台的可互操作性。为了达到这一目标，Web service 是完全基于XML、XSD等独立于平台、独立于软件供应商的标准的。

Webservice在应用程序跨平台和跨网络进行通信的时候是非常有用的。Web service适用于应用程序集成、B2B集成、代码和数据重用，以及通过Web进行客户端和服务器的通信的场合。

当然，Web service也不是万能的，你不能到处滥用Web service。在有些情况下，Web service 会降低应用程序的性能，而不会带来任何好处。论文格式，软件体系。例如，一台机器或一个局域网里面运行的同构应用程序就不应该用Web service 进行通信。

参考文献

1．《大型软件体系结构：使用UML实践指南》 （美）盖兰德等著 叶俊民等译

2．《应用框架的设计与实现——.NET平台》 XIN CHEN 等著

 

体系结构篇7

关键词 计算机；网络；体系；机构

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0185-02

0引言

几十年来，计算机网络发展相当迅速。但计算机网络的实现要解决很多复杂的技术问题：支持多种通信介质，比如双绞线、同轴电缆、光纤、微波、红外线等；支持多厂商、异构互联，包括软件的通信约定以及硬件接口的规范；支持多种业务，比如批处理、交互分时、数据库等；支持高级人机接口，满足人们对多媒体日益增长的需求。正如结构化程序设计中对复杂问题的模块化分层处理一样，在处理计算机网络这种复杂系统时所采用的方法就是把复杂的大系统分层处理，每层完成特定功能，各层协调起来实现整个网络系统的功能。计算机网络体系结构就是介绍计算机网络中普遍采用的层次化网络研究方法。

1计算机网络体系结构的基本概念

1.1通信协议

在网络系统中，为了满足数据通信的双方准确无误的进行通信，这就需要我们根据在通信过程中产生的各种问题，制定一系列的通信双方必须遵守的规定，这就是我们所说的通信协议。从通信协议的表现形式来看，它规定了交互双方用于通信的一系列语言法则和语言意义，这些相关的协议能够规范各个功能部件在通信过程中的正确操作。

1.2实体

每层的具体功能是由该层的实体完成的。所谓实体是指能在某一层中具有数据收发能力的活动单元（元素）。一般就是该层的软件进程或者实现该层协议的硬件单元。在不同系统上同一层的实体互称为对等实体。

1.3接口

上下层之间交换信息通过接口来实现。一般使上下层之间传输信息量尽可能少，这样使两层之间保持其功能的相对独立性。

1.4服务

服务就是网络中各层向其相邻上层提供的一组功能集合，是相邻两层之间的界面。因为在网络的各个分层机构中的单方面依靠关系，使得在网络中相互邻近层之间的相关界面也是单向性的：下层作为服务的提供者，上层作为服务的接受者。上层实体必须通过下次的相关服务访问点（Service Access Point，SAP），才能够获得下层的服务。SAP作为上层与下层进行访问的服务场所，每一个SAP都会有有自己的一个标识，并且每个层间接口可以有多个SAP。

1.5服务原语

网络中的各种服务是通过相应的语言进行描述的，这些服务原语可以帮助用户访问相应的服务，也可以像用户报告发生的相应事件。

服务原语可以带着不同的参数，这些参数可以指明需要与那台服务器相连、服务器的类别、和准备在这次连接上所使用的数据长度。假如被呼叫的用户不同意呼叫用户建立的连接数据大小，它会在一个“连接响应”原语中提出一个新的建议，呼叫的一方能够从“连接确认”的原语中得知情况。这样的整个过程细节就是协议内容的一部分。

1.6数据单元

在网络中信息传送的单位称为数据单元。数据单元可分为：协议数据单元（PDU）、接口数据单元（IDU）和服务数据单元（SDU）。

1）协议数据单元

不同系统某层对等实体为实现该层协议所交换的信息单位，称为该层协议数据单。

其中：协议控制信息，是为实现协议而在传送的数据的首部或尾部加的控制信息，如地址、差错控制信息、序号信息等；用户数据为实体提供服务而为上层传送的信息。考虑到协议的要求，如时延、效率等因素，对协议数据单元的大小一般都有所限制。

2）服务数据单元

上层服务用户要求服务提供者传递的逻辑数据单元称为服务数据单元。考虑到协议数据单元对长度的限制，协议数据单元中的用户数据部分可能会对服务数据单元进行分段或合并。

3）接口数据单元

在同一系统的相邻两层实体的一次交互中，经过层间接口的信息单元，称为接口数据单元。

其中，接口控制信息是协议在通过层间接口时，需要加一些控制信息，如通过多少字节或要求的服务质量等，它只对协议数据单元通过接口时有作用，进入下层后丢弃；接口数据为通过接口传送的信息内容。

1.7网络体系结构

网络体系结构就是以完成不同计算机之间的通信合作为目标，把需要连接的每个计算机相互连接的功用分成明确的层次，在结构里面它规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。实际上网络体系结构就是用分层研究方法定义的计算机网络各层的功能、各层协议以及接口的集合。

2网络体系结构的分层原理

当今社会上存在这各个年代、各个厂家、各个类型的计算机系统，如果将这不同的系统进行连接就必须遵守某种互联标准规则。为了减少协议设计的复杂性，大多数网络都是按照层的方式来组织的。

在网络的各个不同分层结构中，每一层都要服务于它的上层，并且呀说明服务对象的相应接口，上层只不过是利用下层所提供的服务和相关的功能，不用知道下面的层次为了此次服务到底采用了什么样的方法和相关的协议，下层也仅仅是知道上面一个层次传送过来了什么参数，这就是层次间的无关性。处在各个不同的系统里面的相同层次之间的实体之间没有什么直接的相互通信的能力，它们的通信必须经过相邻近的下面层次和更加下层的各种通信来完成。分层结构的优点如下：

1）独立性强。各个层次之间有具体的分工，独立性是指被分层的具有相对独立功能的每一层只要知道下面的层次能够为自己提供的服务是什么和自己向上面一个层次能够提供什么服务就好，不用知道下面的层次为自己提供的服务需要什么方式；

2）适应性强。层与层之间是相互独立的，一层内部发生了变化并不影响与他相连接的其它各层；

3）易于实现和维护。整个大的系统进行分层后，一个复杂的系统被分解成很多个功能单一、范围较小的子系统，每一个层次仅仅实现了与自己相关的功能，不仅仅让复杂的系统变得清晰明了，也是网络系统中各个环节的实现和调试变得简单和容易。

3结论

计算机网络的体系复杂，各个层次间的联系多种多样，相信只要学习好现有的体系结构，一定能够应对各种网路体系问题，由于作者本身经验和知识层次的欠缺，文中难免会出现不合理之处，望作者批评指正。

参考文献

[1]谢希仁.计算机网络.4版.北京：电子工业出版社，2003.

体系结构篇8

关键词：高层建筑；结构体系；总体布置

1 结构体系

结构体系指结构抵抗外部作用的结构构件组成方式。目前在高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体及它们的各种组合和板柱-剪力墙等。

1.1 框架结构体系

框架结构是由梁、柱通过节点连接成的框架承受水平和竖向作用的结构体系，如图1所示。墙体只起维护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，能获得较大空间，建筑立面处理容易变化，结构自重轻，在一定高度范围内造价低等优点。缺点是：结构侧向刚度较小，结构顶点位移和层间相对位移较大，在地层作用下，非结构构件破坏严重。因此，采用框架结构时，应控制建筑物的层数和高度，以避免为了满足框架刚度和强度的要求，而使梁、柱截面尺寸过大，造成技术经济的不合理设计。

根据不同需要，框架结构体系可以有三种不同的布置方案：

（1）横向主框架承重。它的主要承重结构是由横向主粱和柱组成，用纵向连系梁将横向框架连接成整体，如图1（a）所示。横向主框架承受大部分竖向荷载和横向水平作用，纵向框架仅承受少部分竖向荷载和纵向水平作用。因此，常采用较大截面的横梁来增加框架的横向刚度和抗力，而纵向梁的截面高度相对较小。（2）纵向主框架承重。纵向的梁和柱组成的纵向框架为主要承重结构，横向布置次梁，如图1（b）所示。由于大部分竖向荷载由纵向框架承受，横向框架仅承受少部分竖向结构自重和横向水平作用，因此，横向连系梁可采用较小的截面尺寸，这样可使楼层净高有效地被利用，以设置较多的架空管道，故适用于某些工业厂房。这种布置方案因横向刚度较差，在民用建筑中一般较少采用。当柱网平面尺寸接近正方形时，或采用大柱网时，或楼面有较大活荷载时，常采用这种方案。

1.2 剪力墙结构体系

剪力墙结构体系是利用建筑物墙体承受竖向及水平作用，并作为建筑物的维护及房间分隔构件的一种结构体系，见图2。剪力墙在抗震结构中也称抗震墙。它在自身平面内的刚度大，强度高，整体性较好，在水平荷载及地震作用下侧向变形较小，抗震性能较强。因此，适用于建造较高的高层建筑。剪力墙结构的局限性在于剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，难以满足公共建筑的使用要求，结构的自重也较大。故多用于住宅、公寓、旅馆、办公楼等建筑，目前我国10-30层的高层住宅多采用这种结构体系。

1.3 筒体结构体系

筒体结构是空间受力体系，筒体为筒状的、封闭截面的薄壁悬臂构件，筒体结构是框架-剪力墙和剪力墙结构的综合和发展，它将抗侧力构件集中到房屋的内部和形成空间封闭筒体，使整个结构体系既具有极大的抗侧力刚度，又能获得较大的空间，建筑平面设计具有良好的灵活性。因此，该种体系结构广泛应用于多功能、多用途、层数较多的高层建筑中，如办公楼、商店及其他综合建筑。

1.4 板柱-贯力结构体系

内无梁楼板与柱组成的板柱框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构体系称为板柱-剪力墙结构体系。此结构体系主要由剪力墙承受侧向力，柱承受竖向荷载的大部分。其适用高度宜低于一般框架结构。上述结构体系的运用要根据房屋性质、高度和所承受的外部作用，特别是水平作用的大小等因素来选择。每种结构体系的适用高度是不同的，勉强地将一种结构体系应用于其他高度，将是不经济的。具体采用哪一种结构体系应根据建筑物所征地的实际情况综合考虑确定。

2 结构总体布置的一般原则

在高层建筑结构设计中，不仅要根据结构高度，还应根据是否抗震设防及设防烈度等因素选择合理的结构体系。当结构体系确定后，结构总体布置应当密切结合建筑设计进行，使建筑物具有良好的造型和合理的传力路线。因此，结构体系受力性能与技术经济指标能否做到先进合理，与结构布置密切相关。

2.1 结构平面布置

在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则、刚度及承载力分布均匀。不宜采用严重不规则的平面布置。

2.2 结构竖向布置

高层建筑的竖向体形宜规则、均匀、避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化.不应采用竖向布置严重不规则的结构。为了使房屋具有必要的抗侧移刚度、整体稳定、承载能力和经济合理，房屋的高宽比不宜太大，应满足一定要求。

2.3 缝的设置

在多层与高层建筑中，为防止结构因温度变化和混凝土收缩而产生裂缝，常隔一定距离用伸缩缝分开；在高层和低层部分之间，由于沉降不同，可由沉降缝分开；在抗震设防地区，建筑物各部分层数、质量、刚度差异过大，或有错层时，也用防震缝分开。当房屋长度超过以上规定时，可设伸缩缝将房屋划分为两段或若干段。高层建筑设置伸缩缝往往给建筑结构和建筑构造带来因难，所以对长度超过容许值不多的房屋常不设缝，而是通过温度与收缩应力计算，适当增加结构配筋的办法来加强，并可通过建筑、结构或施工的办法来减小结构中的温度与收缩应力。目前工程设计中也大都倾向于不设抗震缝。

2.4 基础设计一般原则

高层房屋的基础应力求类型、埋深一致，且基础本身刚度宜尽可能大些。箱形基础及伐式基础是高层建筑结构常用的形式。当采用桩基时，应尽可能采用单根、单排大直径桩或扩底墩，使上部结构的荷载直接由桩或墙传至桩顶；基础底板因受力较小可以做得较薄，如果采用多根或多排小直径桩，基础底板就会出受到较大弯矩和剪力而需增大厚度。

参考文献

[1]史艳胜.高层建筑结构总体布置方法及原则分析[J].城市建筑，2012（17）.