高層建筑設(shè)計(jì)原則

1、高層建筑設(shè)計(jì)原則隨著城市化發(fā)展的不斷推進(jìn)，人們對(duì)生活環(huán)境的要求度越來(lái)越高，高層建筑對(duì)一座城市環(huán)境 平衡的影響越來(lái)越大?？茖W(xué)合理的高層建筑能給一個(gè)城市帶來(lái)視覺(jué)享受和生活辦公享受，因 此注重高層建筑設(shè)計(jì)地的改革創(chuàng)新就是注重未來(lái)的生活品質(zhì)。高層建筑是城市空間建造的重 要元素，它的設(shè)計(jì)影響著城市生活公共空間的創(chuàng)造，為城市居民提供生活居所、辦公場(chǎng)所、 休閑娛樂(lè)區(qū)域?？茖W(xué)合理的高層建筑能給一個(gè)城市帶來(lái)視覺(jué)享受和生活辦公享受、在高層建 筑建造過(guò)程中，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)十分重要。本文立足于對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析， 提出了高層建筑設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則以及在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問(wèn)題。一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)高層建

2、筑結(jié)構(gòu)要同時(shí)承受垂直荷載和風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力。 一般低層結(jié)構(gòu)的水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)影響較小，但在高層建筑中，水平荷載和地震作用是重要因 素。隨著高度的增加，位移增加很快，過(guò)大的側(cè)移會(huì)影響建筑使用，會(huì)造成非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié) 構(gòu)構(gòu)件的損壞。所以必須將結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在一定的范圍之內(nèi)。1水平力是設(shè)計(jì)是首要考量在高層建筑中，不同于在低層和多層房屋的結(jié)構(gòu)當(dāng)中以重力為導(dǎo)向的豎向荷載是控制結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，水平荷載有著決定性的作用，水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用， 其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。雖然豎向荷載還會(huì)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的 影響但豎向荷載大體上是定值，不足以改變

3、結(jié)構(gòu)性質(zhì)。2結(jié)構(gòu)位移設(shè)計(jì)是控制方法高層建筑當(dāng)中特別是超高層建筑，因此結(jié)構(gòu)位移也成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)。頂點(diǎn)位移 的限值決定了數(shù)值大小以及其振動(dòng)的頻率;防止結(jié)構(gòu)因?yàn)樽冃芜^(guò)大導(dǎo)致其受到損壞以及破壞 最主要的控制因素就是層間相對(duì)位移，對(duì)于其限值在現(xiàn)行的規(guī)范當(dāng)中有點(diǎn)嚴(yán)格，可以適當(dāng)?shù)?放松。在高層建筑當(dāng)中軸向變形在高層建筑中也不可忽視。因?yàn)樨Q向荷載的數(shù)值是在不斷加 大的，可能會(huì)在柱中產(chǎn)生軸向變形的問(wèn)題，所以在進(jìn)行采購(gòu)預(yù)制構(gòu)件時(shí)就應(yīng)當(dāng)依照軸向變形 重新計(jì)算值調(diào)整下料的長(zhǎng)度，防止不安全的因素影響結(jié)果。3結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)相對(duì)于低層或多層來(lái)說(shuō)高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震性是很弱的，在地震的作用下可能會(huì)出現(xiàn)比 低層以

4、及多層更大的變形，因此進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，剛度以及承載力應(yīng)當(dāng)是自下而上漸漸減小 的，變化均勻且連續(xù)，不會(huì)出現(xiàn)太多的變化。若是豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的話，就必須認(rèn)真把 多種因素的考慮精確并仔細(xì)的分析，尤其得進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析，采取增大樓層結(jié)構(gòu)延性等 措施，合理確定軟弱樓層的塑性集中變形，把其變形的能力提高。于此同時(shí)，應(yīng)沿房屋周邊 布置高層建筑的抗水平力構(gòu)件，這樣就可以為其提供足夠大的扭轉(zhuǎn)力矩構(gòu)件，并且其沿周邊 布置之后會(huì)形成一定的空間結(jié)構(gòu)，還能夠?yàn)槠涮峁┹^大的抗傾覆力矩從而保證結(jié)構(gòu)的延性。4抗震設(shè)計(jì)要求更高近幾年來(lái)地震災(zāi)害頻繁發(fā)生，震級(jí)在不斷地增加，建筑物損壞造成嚴(yán)重的后果，危機(jī)人 們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全

5、。因此高層建筑的抗震性能更值得關(guān)注，結(jié)構(gòu)工程師在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè) 計(jì)的時(shí)候必須加大在抗震的設(shè)防方面的研究力度，把高層建筑的抗震性能有效的提高，使得 高層建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到做到小震不壞、大震不倒。二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則1親近性原則高層建筑的設(shè)計(jì)興建，只單純考慮建筑物自身的建設(shè)尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，高層建筑是人為設(shè) 計(jì)、為人服務(wù)的城市建設(shè)項(xiàng)目，因此以人為本的建筑理念應(yīng)該是高層建筑設(shè)計(jì)的根本要求。 應(yīng)充分考慮人們對(duì)高層建筑的視覺(jué)觀感、親近感等要求，把冰冷的混凝土鋼筋水泥建造的高 樓大廈真正的變成人們生活的一部分，有親切感和實(shí)用感。注意高層建筑的近人尺度設(shè)計(jì)。 近人尺度其實(shí)是人們對(duì)高層建筑的一個(gè)整體感官把握，注

6、重人為感覺(jué)、使用價(jià)值和審美要求， 設(shè)計(jì)尺度應(yīng)參考多數(shù)人的尺度系數(shù)與之成為相應(yīng)比例特別是人們接觸的到的細(xì)節(jié)部分如臺(tái) 階、門、窗、陽(yáng)臺(tái)、柱子、裝飾等尺度的處理。2協(xié)調(diào)性原則高層建筑應(yīng)注意與建筑整體尺度方面的考量。建筑整體尺度，包括高層建筑的各個(gè)組成 部分，如樓層主體、頂部結(jié)構(gòu)等各部門的比例協(xié)調(diào)統(tǒng)一等注意相對(duì)尺度，而且要注意高層建 筑中細(xì)節(jié)部分的層次要求。3實(shí)用性原則高層建筑具有樓層高、居民多的特點(diǎn)，因此在進(jìn)行建筑高層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮實(shí)用性的 問(wèn)題，比如高層建筑物的穩(wěn)定性、抗震性、防火性以及各種電氣設(shè)備安裝位置、樓梯間空間 安排、建筑物整體劃分的合理程度，只有本著實(shí)用科學(xué)的原理才能發(fā)揮高層建筑的整體

7、優(yōu)勢(shì)。4環(huán)保性原則高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃中，對(duì)節(jié)能環(huán)保元素的應(yīng)用也應(yīng)予以重視。一方面，選擇自然環(huán)境和 地理環(huán)境都較為優(yōu)秀的位置建設(shè)，例如考慮交通便捷性、空氣環(huán)境質(zhì)量好、采光照明好等條 件來(lái)規(guī)劃。另一方面建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要貫穿建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)，合理應(yīng)用環(huán)保技術(shù)，如太陽(yáng)能電池 板、地?zé)嵩O(shè)計(jì)、雨水回收系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，以便 形成系統(tǒng)的高層建筑節(jié)能體系，營(yíng)造能耗低、 環(huán)境舒適的居住環(huán)境。對(duì)空間的利用也要把握節(jié)能環(huán)保，從分考慮高層建筑的空間占用科學(xué) 合理的進(jìn)行利用。5整體性原則注重高層建筑與城市環(huán)境的整體性考量，因此要注意環(huán)境尺度的合理把握。環(huán)境尺度， 包括考慮高層建筑所處城市地理位置、城市大小、周圍街道尺度環(huán)境、建筑

8、物的輪廓設(shè)計(jì)要 求等，要根據(jù)具體的環(huán)境比例要安排高層的建設(shè)。三、淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題1防雷的問(wèn)題高層建筑的高度和結(jié)構(gòu)集中度較高，容易受到雷擊。因此高層建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于防雷的設(shè) 計(jì)要求比較重要，常見(jiàn)的避雷設(shè)施有在易受雷擊的部位和建筑的頂端位置安裝避雷針、避雷 網(wǎng)避雷帶，注意接地裝置的設(shè)置。建筑物結(jié)構(gòu)中含有的金屬物體和閣樓等部位帶有的金屬物 體都要進(jìn)行接地處理，從而防止高層建筑受到雷擊災(zāi)害。？2抗風(fēng)的問(wèn)題高層建筑高度較高，不穩(wěn)定性較大，容易受氣流的影響。在設(shè)計(jì)高層建筑輪廓時(shí)要考慮 風(fēng)向、風(fēng)流的作用力。設(shè)計(jì)科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)盡量保護(hù)建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和牢固。將抗風(fēng)設(shè)計(jì) 考慮到高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中

9、去充分分析和研究這一重要課題。3電氣的問(wèn)題高層建筑的用電包括樓層配電、消防電源、應(yīng)急照明以及電梯的用電。其中樓層配電是 基本的設(shè)計(jì)要求，要保證配電線路的科學(xué)合理安排;消防電源作為緊急情況下必要的設(shè)施， 應(yīng)該在高層建筑設(shè)計(jì)中給予充分考慮，作為緊急電源要與基礎(chǔ)供電電源分屬兩個(gè)不同區(qū)域的 供電所，保證基礎(chǔ)用電停止時(shí)消防用電正常使 用;應(yīng)急照明系統(tǒng)用電包括樓梯通道路線指示 牌電源的供給、消防照明設(shè)備的使用等，要保證應(yīng)急照明系統(tǒng)的科學(xué)合理設(shè)置，便于疏散人 群保證安全;電梯的用電，高層建筑設(shè)計(jì)電梯的設(shè)置是基本配備，要根據(jù)樓層居民人口數(shù)量 來(lái)選擇相對(duì)荷載量的電梯，電梯的安裝也要選擇便捷、安全的位置，為了保證停電時(shí)電梯的 運(yùn)轉(zhuǎn)正常電梯的電源也要相對(duì)獨(dú)立便于居民生活。4防火的問(wèn)題高層建筑總體布局結(jié)構(gòu)繁瑣復(fù)雜，而且高層人口居住較為密集，因此居民日常生活中的 防火問(wèn)題應(yīng)充分考慮到。首先是人群疏散通道的設(shè)計(jì)要求，走廊、樓梯通道要保證暢通安全 便于疏散。有采光、照明設(shè)備要保證正常工作避免踩踏事件的發(fā)生，并且要注意