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高层建筑设计论文:城市空间高层建筑设计论文
1高层建筑和城市空间之间的概念和关系
(1)高层建筑的概念。所谓高层建筑就是指建筑物的楼层数超过一定值或者是楼层的高度超过一定标准的建筑。现如今,随着经济的增长以及人们对城市生活的向往,使得城市涌入越来越多的人口,但城市的空间有限,因此就是的高层建筑越来越受到城市开发单位的重视,也慢慢地成为一个城市兴旺发达的标志以及人们眼中的城市美景。高层建筑为城市带来了巨大的土地利用率以及为城市缩短了各部门的距离,使得城市内部之间的联系加强,此外,高层建筑还使得城市建设的效率大大提高,建设资金得到更有效的使用。高层建筑的发展离不开城市发展的需要,城市的进一步发展同样也需依托高层建筑的支持。
(2)城市空间的概念。所谓城市空间在狭义上就是指城市的生活空间以及城市的占地面积,但广义上的城市空间则指的是人们在城市当中生活所能够感觉到的种种感受。在高层建筑已经成为衡量一个城市发达程度的标志的时代,在高层建筑已经对城市生活的各个方面产生极大影响的现如今,城市空间问题就成为城市发展的大问题。城市空间内不同高度的建筑聚集在一起,形成了城市特有的外观,也体现着城市的审美和特征,是渗入到城市当中每一个人内心的感觉,是城市给每个人的感受的总和。
(3)高层建筑和城市空间的关系。高层建筑和城市空间之间的关系非常的复杂,他们之间没有的孰优孰劣,而是相互补充的关系。高层建筑作为城市空间的内部元素,但城市空间的设计和规划又不能以高层建筑为主,还需要考虑到城市中生活的人的心理因素。如何使得高层建筑的建设让城市空间以及城市的内部规划显得更加的合理,以及人文、城市的关系得到均衡才是我们需要认真探索的地方。
2高层建筑设计和城市空间的规划分析
(1)城市的空间规划要点。我们都知道,由于高层建筑在整个城市中所占据的比例非常的巨大,大量的高层建筑无疑会给生活在城市中的人带来极大的压迫感和压力。所以我们在进行城市的空间规划设计时就需要尽可能的为这些压力和压迫感进行缓冲,可以通过加宽道路,增加城市绿化之类的方法达到这一目的。这就告诉我们在进行城市空间规划设计时,需要考虑的不仅仅只是高层建筑的高度问题而已。
(2)城市空间的规划设计。要避免高层建筑密集,在我们进行高层建筑的建造之前就需要了解和认识到高层建筑的优劣。高层建筑虽然可以为城市节省大量的土地资源,发展更多的项目,但是高层建筑林立还会使得整个城市的气息变得沉重,高层建筑的兴起也不利于城市的节能环保的进行,同时高层建筑使用的玻璃还会给城市带来极大的光学污染。所以,我们在具体的城市规划中就需要对高层建筑的数量以及高层建筑之间的距离,也就是密度做充分的考量,切记不要使各个高层建筑之间过度的密集,要有一个舒展的空间。
3有关现代城市空间的高层建筑设计控制原则
(1)高层建筑外部尺度的控制。高层建筑之所以会给人们带来压迫感的原因有很多,但大体上主要就是两点。一个是楼层太高,使得人们对安全的威胁加大,另外一个就是高层建筑的尺度控制不合理。而后者则是这个问题的关键。通过调查和分析世界上各大城市的高层建筑的城市空间规划我们可以发现,并不是楼层高的城市人们的压力就一定会大,反而是高层建筑的外部尺度控制对人们的影响更大。当高层建筑之间的格局分配井井有条时,人们对于高层建筑所带来的压迫感会小的多,但如果高层建筑之间的外部体积以及空间位置杂乱不整,则会加大人们的不安全感和压力。所以,这就要求我们在城市空间规划时需要加大对高层建筑外部尺度以及空间位置的设计,避免草草了事使得高层建筑的设计不合理的现象产生,要注意对高层建筑周围景物的修饰和和谐感的搭配,高层建筑的尺度要有一个控制。
(2)高层建筑数量的控制。高层建筑数量的多少既是一个城市发展水平高的标志,但同时又是一个城市发展健康程度的衡量标准。并不是一个城市内具有的高层建筑越多一个城市的发展就会越好,过多的高层建筑会使得城市的运作出现困难和阻碍,所以我们在城市空间规划时需要把我的第二个原则就是机要维护城市的形象,但又要以一个的高层建筑数量为城市的发展提供保障,使得城市形象得以保障。
(3)高层建筑体量的控制。高层建筑作为城市的一大标志自然成为开发商以及政府都非常关注的问题,如何使得自己城市的高层建筑更加具有自己城市的特色,以及使得人们对该城市的高层建筑印象深刻就成为城市空间设计者需要关注的要点。在我们对高层建筑进行设计时,我们需要避免的就是不要为了外观的吸引而使得建筑本身的质量和功能受到影响,高层建筑不能仅仅作为好看的城市标志,还必须是能够满足日常生产经营要求的。切勿为了噱头而浪费城市资源。
4结束语
通过我们的分析可以得出,在高层建筑的发展越来越快速,城市空间问题越来越突出的时候,如何调整高层建筑和城市空间的关系,就转变为如何使得我们自己的生活更加精致优良的问题。我们需要从城市规划的初期就入手,将城市的优良规划和高层建筑有机结合起来,给我们的城市生活增添更多的空间,使得我们的城市更加的具有生机和格局。
作者:王程 单位:山东省冶金设计院股份有限公司
高层建筑设计论文:异型柱高层建筑设计论文
1异型柱的使用原则及特点
异型柱的主要特点为,首先,在尺寸规格上具有优势,如其厚度通常在300mm左右,和墙体等厚,其框架也和墙体规格相同。另外,采用异型柱之后,可以有效避免建筑物内部出现梁柱现象,使内部宽敞,管线良好,进而增加了内部结构的美观程度。另外,采用异型柱之后,还能够节省施工材料。其次,异型柱能够有效降低墙体的厚度,使房屋显得更加轻巧、灵活,增加了建筑物的使用功能。另外,异型柱使用之后,有效减少了施工材料,这无形中减少了墙体内填材料的使用量,减少了墙体自重,从而提高了抗震性能。再次,异型柱的使用,极大提高了墙体的结构性能,避免了传统墙壁具有短肢剪力的弊端,所以,使用效果更加突出。所以,异型柱具有自身优势,能够完善建筑内部结构,提高内部美观效能,同时能够减轻墙体自重,对于提高建筑物抗震性能具有重要意义。
2异型柱施工要点
2.1异型柱的施工类型
目前,应用在高层建筑物中的异型柱主要有三种,分别为L形、T形、十字形,这几种异型柱的共同特点为肢高与肢厚比不大于4。异型柱在施工过程中,施工人员主要将注意力集中在其结构设计及空间布置方面。在此基础上,逐渐形成了异型柱施工方式,主要包括施工模板、钢筋、混凝土及其它施工材料。其中模板主要用在混凝土浇筑过程中,起到固定效果,从而有效控制了混凝土浇筑不便及浇筑之后形状不易控制等弊端。
2.2异型柱施工原理
首先严格检查施工材料,如模板、钢筋及混凝土材料等。之后安装模板,固定钢筋,再实施混凝土浇筑。等混凝土浇筑之后,需要将模板按顺序拆除,之后采取一定保护措施。
2.3操作流程
施工准备阶段→柱、墙体弹线环节→异型柱中的钢筋绑扎及验收环节、模板制作及固定环节、构架搭设环节→模板安装→模板校正及加固环节→梁、模板及钢筋安装环节、混凝土输送泵管安装环节→隐蔽验收环节→施工之后混凝土养护工作→模板拆除及成品保护工作→异型柱整体验收工作。
2.4施工要点
首先,施工之前准备工作。施工中需要用到混凝土、钢筋、模板等施工材料。为了提高施工质量,需要对这些施工材料进行严格检验。尤其是对混凝土原材料,如水泥、砂子、外添加剂、骨料等,进行严格检查。水泥质量要高,水化热不能太高;砂子务必干净,不能含有泥沙;骨料大小必须匀称,颜色也应符合要求;根据施工要求选用合适的外添加剂。钢筋不能受到严重腐蚀,质量需符合施工要求。模板需要根据施工要求订制。其次,钢筋绑扎环节。钢筋是混凝土的骨架部分,其质量好坏,直接影响着混凝土质量高低,应给予重视。在绑扎之前,需要事先将模板内部的杂物清理干净,才能进入之后的浇筑环节。另外,钢筋接头数目也有严格要求,如钢筋接头应安装在构件受力最小的部位,并且在纵向受力之内,接头数目不能超过1个。这样,才能保障钢筋绑扎质量,进而提高施工要求。再次,模板固定工作。根据异型柱尺寸要求及其它使用规定,选用适合的模板。一般情况下,应用在异型柱中的模板主要规格为,模板厚度为10mm,加固方木为50mm×80mm的规格。在具体施工时,需要采用单根钢管,然后将异型柱设置成方形,对阴角部位定形。由于用到钢管,其一端固定,一端和柱箍垂直相接。另外,在施工时,需要对不同的异型柱采用不同的施工方式,由于模板固定在异型柱施工中具有较高的重要性,所以,固定之后需要组织相关专家检验,合格之后,才能投入使用。第四,混凝土施工。混凝土搅拌好之后,需要运送到施工现场,在浇筑时,需要控制好坍落度,一般为160-180mm,之后需要用到振捣棒,振捣结实,但不能和模板边缘接触。在浇筑时,为了提高浇筑质量,需采用分层浇筑,即将整个混凝土浇筑分成若干部分,逐层浇筑。由于异型柱的强度等级不同,框架内部的混凝土强度等级值也应有所差别,才能保障施工要求。第五,模板拆除工作。混凝土浇筑之后,做好成品养护工作,当达到拆除模板要求时,按照拆除规定拆卸。
2.5施工质量控制
首先,模板安装环节。模板在异型柱施工中具有重要作用,只有将模板工作做到位,才能保障混凝土浇筑符合施工要求。在模板设计时,需要考虑到异型柱的结构特征、荷载大小及施工材料等,才能保障具备良好的承载力、刚性及稳定性。另外,设计出的模板,还能具备承载混凝土的重量及侧压力。为了提高模板质量及硬度,在设计时需要采用明胶带,以控制施工缝。模板设计好之后,在固定之后,需要清除里边的杂质,再实施混凝土浇筑,才能保障浇筑质量。其次,钢筋环节。钢筋是混凝土的骨架部分,不仅要求质量合格,还要求安装符合施工规定。具体表现为,规格、尺寸、数量、相邻之间的距离及接头位置等。在混凝土浇筑之前,务必将这些做到位,才能够保障混凝土具有良好的稳定性。另外,钢筋切割之后,在连接时,需要按照施工规定,对接头位置做合理规定。再次,混凝土浇筑。为了保障浇筑质量,需要采用分层浇筑方式,之后,做好浇筑检查工作,合格之后,再采取及时的养护工作。在混凝土浇筑过程中,需要指出的是振捣棒施工要符合施工规定。
3结语
我国建筑施工规模不断扩大,人们对施工要求也有所提高,异型柱结构的应用,提高了建筑物内部结构的合理性,也使建筑结构设计更加灵活及方便。本文就异型柱结构在高层建筑设计中的应用进行分析,希望具有参考价值。
作者:尹有君 陈刚 乔安宇 单位:大连市建筑设计研究院有限公司
高层建筑设计论文:高层建筑设计建筑结构论文
1高层建筑结构设计类型和特点分析
高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构,随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构,由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构,由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构(巨型梁结构、巨型柱结构等等)。这些结构各有受力特点,适用于高度不同的结构体系,不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关,所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。及时,高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加,相对于竖直荷载,水平荷载地位提高,成为决定性因素,必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力,水平荷载主要包括地震和风荷载,高层建筑应该有更加的抗震能力。第二,高层建筑的侧移是结构设计的重要因素,也是重要的控制指标。第三,高层建筑的柱中容易产生竖向变形,这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化,忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四,高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性,作为一种预防措施保障整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。
2高层建筑设计的一般原则
2.1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中,要进行相关的计算,而计算简图是进行结构设计计算的基础,所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理,也关系着高层建筑的使用是否安全。在进行高层建筑结构计算简图的选取时,要特别的仔细认真,这样才能保障结构设计计算结果的,保障高层建筑的安全建设和使用。同时,计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保障安全,尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别,必须保障计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外,设计工程师要仔细的分析软件计算的结果,避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。
2.2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深,基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告,然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时,采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作,不同的建筑类型的荷载不同,高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到较大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求,一是受力特性和建筑的力学性质的合理性,对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确,力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求,建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计,这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。另外,高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素,在各种因素相互协调的情况下,确定结构设计的方案。
2.3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步,计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中,但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多,不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同,导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异,充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件,要在仔细审核的基础上进行仔细的判断,排除人工数据输入的错误,才能够得出所需要的正确结果。
3高层建筑结构设计相关问题分析
3.1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作,也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻,地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素,其中比较重要的是上部建筑荷载的计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范,因为就全国来说,各地的地质条件差别很大,国家规范没有办法作出统一的规定,所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。
3.2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。及时,在现行的建筑规范中,具体描述了短肢剪力墙的定义问题,短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5-8的墙体,在具体的建筑应用中,短肢剪力墙的使用受到诸多限制,结构设计中应尽量少使用这种墙体结构,避免后续的设计上的诸多问题。第二,剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外,在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构,并调整剪力墙中心的位置,合理设置厚度以及截面,使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。
3.3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动,这主要体现在两个方面,及时,新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题,增加了许多的限制条件,比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二,新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以,结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动,严格遵守规定的限制条件,合理的规划自己的结构设计,避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。
4结语
高层建筑的结构设计工作是一项涉及诸多因素和问题的综合性技术工作,高层建筑对结构设计的要求非常高,建筑设计师一定要在分析计算的前提下,根据结构设计的原则性要求,结合实际的工程条件和地质条件,设计和采用合理的结构设计方案。本文所论述的高层建筑的结构设计的类型及特点和一般原则,以及常见问题的探讨分析,可以为高层建筑结构设计的具体工作提供参考的依据。
作者:何认雄单位:广州市纬纶建筑设计有限公司
高层建筑设计论文:常见问题下的高层建筑设计论文
1高层建筑设计的原因和意义
随着国内人口的逐渐增多,城市化的进程在不断加快。我国有着人口众多,人均资源不足,土地数量有限的矛盾局面,在城市建筑建设中,必须要遵守稀土如金的原则,用更高层的建筑来做到节约土地资源,同时为人们提供充足的工作生活居住空间。同时高层地标性的建筑也为城市的相貌增添了魅力。越来越多的城市在发展过程中,对高层超高层的需求不断增加。建筑行业应该根据市场需求来调整发展方向,对高层建筑的需求需要设计师们不断开发研究出科学合理的设计方案。在满足人们对高层建筑实用性要求的同时,增强建筑在艺术上感官上的美感追求。同时利用高科技,新世纪,新工艺和新材料来建设使用周期长,对环境破坏小又与城市自然景观相匹配的现代高层建筑。
2高层建筑设计的基本方法
2.1剪力墙的设计据有关部门的相关规定,在设计中需要充分考虑到各种具体的条件,必去剪力墙的受力特点和区别等等,合理的剪力墙及拥有分布均匀特点的墙体,其建筑的钢心和质心是在同一个地方的。目前来说,很多高层建筑剪力墙数量多分布广,为了确保工程的经济适用和安全性能,需要严格控制剪力墙的钢筋配置。
2.2地基的基础设计工程造价的决定性条件是地基的基础设计。所以地基的基础设计必须保障万无一失,步步惊心。高层建筑的基础结构设计人员要想确保有这完善的基础设计,要实施因地制宜政策,根据当地的条件和相关建筑政策调整设计内容。
2.3荷载组合要求采用点算程序化计算设计出地基承载力及各荷载组合的特点。当风荷载及地震效应导致高层住宅边角地方竖向作用力大时,如果短期荷载等同于长期荷载,边角的竖向结构就会偏大,而中间又是在原有的小值之上,地基墙体就会受力不均产生裂缝。组合地震作用及重力荷载时,应增大承载力,同时提高承载力的特征值在组合重力荷载和风荷载时。在设计时,设计人员要较大程度地降低地基变形和差异变形。
2.4消防设计情况及其对策高层建筑的外部尺度的规划是十分重要的。一般来说,高层建筑消防相关的供水系统主要由消防水池和自动喷水装置构成。消防水池主要是用于存储一定量的水源以供火灾放生的紧急使用,具体的设置位置和设置数量应该依据实际的情况和相关规定执行。而在实际中,常常会发现水池设置位置不当或水池点设置过多或过少等问题,这些都会造成实际的安全隐患,或者对于水资源的浪费。因此,消防水池的布局与数量,必须依据实际的建筑情况,进行合理规划。而自动喷水装置只要是指各楼层设置的灭火器及烟雾探测喷水器。这样的消防系统应该加大设置力度,力求做到每一层都有足够的数量。同时,还需要格外注意在地下室,楼梯拐角等容易忽略的死角位置设置足够的探测喷水器以避免意外的发生。
3高层建筑基础设计中常见的问题
3.1主梁有次梁处附加筋问题基础结构设计当中,在梁下部的作用力点附以钢筋,做到集中荷载由另加的横向钢筋结构来承重。梁截面高度范围不同,加不加筋对于主梁来说选择也不同,当主次截面相差很大时,主梁就不用加钢筋了,因为荷载较小,没有必要。反而如果相差不大,次梁荷载相对来说较重,就需要添加附加钢筋来分担次梁的承重,实现安全性。针对箱、筏基础底板跳板的阳角问题,如果说底板的钢筋是双排并且两个方向同时有的话,阳角不能够决不允许添加辐射筋。
3.2弹回再压缩设计开挖基坑时,会有一部分基地反弹受到约束,那就是摩擦角范围内的坑边的基地。然而坑中心地基没有周围其他东西的影响,基土是可以实现反弹的,针对回弹部分,人工可以进行清除工作。不过并不是所有的坑基中心都需要人工清理,针对小基础的坑底,坑底约束力较大,回弹可忽略不计。
3.3梁、板的计算跨度梁板结构的意思是,用刚性支座梁,放在梁的中心线位置,这时候梁板就相当于截面板。如果梁是扁的的话,高度和厚度基本等同,长度和弯矩选择梁中心位置即可,同时加上两者的较大值配筋。
4高层建筑设计的提升方法
4.1环境因素一个建筑是否与周围的环境相融合是很重要的,符合我国古代天时地利人才能和的思想。充分考虑当地的气象水文和地质因素,深入了解影响工程质量的各种环境因素,在做完调查研究工作之后再开展各项设计活动。水文地质是一个在设计中很容易忽视的部分,然而它的地位却不容撼动,地下水对岩层土层有着直接的重要影响,建筑物的稳定性和耐久性受到地下水文地质的影响比较大。尤其是高层住宅建筑,关乎到很多人的生命安全,更是要充分研究考察选址的地下水文和地质情况。
4.2优化建筑位置及朝向设计建筑选址是很重要的一个环节,需要考虑到城市其他设施的空间布局,把对城市的影响较大化。建筑物的位置选择和朝向设计是设计师要考虑的首要因素,人们的生存依赖于阳光,在明亮的环境中更有助于培养愉悦舒适的心情,在建筑设计时,依照当地的自然环境,让建筑物朝向光照时间长的方位,这样就可以减少用户在用光方面资源的消耗和浪费。提前设计好日影图,使建筑物较大程度上接受太阳的照射,以此来确定建筑物的位置和走向。由于我国大部分的地区都在北半球,因此建筑物坐北朝南的情况居多,建筑体南面的开窗要尽可能大,而其他防卫的窗户面积越小越好。减少热能的损耗,使得用户在不实用空调暖气等设施的情况下,也可享受怡人的温暖。
4.3优化围护结构墙体设计现代的高层建筑需要有通风,透光,保温三个最基本的条件要求。为了实现室内室外环境的统一,较大程度上降低对能源的消耗,在围护结构墙体设计方面,也需要建筑师大下功夫。一般来说可选用的产品主要有玻璃幕墙,高分子吸湿除潮材料等。在科学的基础之上选择墙体设计材料,减少了建筑成本,同时延长了高层建筑物的使用年限。
4.4运用当代科学技术的新设计当前,低碳式高层建筑设计主要运用的设计手法有以下几种,如利用物联网,数字化技术,仿生学特色来发展建筑行业的低碳式理念。这些新理论新技术的应用,提高了高层建筑设计理念,确保建筑物的质量和效果。
5结语
高层建筑设计直接关系到建筑物的质量,不管是针对造价来说还是建筑物最终的质量安全来讲,而选择结构选型具有复杂性,要综合考虑各种因素,最终做出合理选择。不断创新,逐渐形成一个体系,服务于高层建筑的选型。设计高层住宅时,充分考虑实用,美观,经济,安全四大要素,服务于广大人民群众。
作者:易红伟
高层建筑设计论文:建筑设计论文:高层建筑的概念设计思索
本文作者:孙建文 单位:晋城市晋方圆建筑检测有限公司
作为一名结构工程师,如何去把握,或者说有意识地去进行高层建筑结构的概念设计。一句话,对应于高层建筑结构概念设计的三个阶段,分别进行概念设计。
首先,在建筑方案设计阶段,要正确把握高层建筑结构的概念设计,必须坚持结构设计没有惟一解的设计理念,充分发挥结构工程师的创造力和创新能力,协助建筑师以达到令业主满意的建筑。例如,美国芝加哥及时国家银行大楼建设之初,银行业主追求和向往能在他们银行大楼的整个底部有一个4层~5层楼高的无柱大空间,以充分满足他们银行业务在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥及时国家银行大楼方案设计中,结构工程师和建筑师合作开拓了一种新的结构形式,即将电梯井筒与设备井筒分别设置在建筑物的纵向两侧,作为巨型柱,并将及时道设备层设置在第6层,往上每隔18层再各自设置一道,作为承载力和刚度很大的巨型水平构件,并与周边的巨型柱有机地刚性连接在一起,从而构成了一种巨型框架体系的结构功能与受力特征,不但能有效地抵抗重力荷载和水平荷载,还在整个大楼底部5110m2的面积内无一根柱子,实现了业主梦寐以求的大空间。同时,在建筑方案设计阶段,结构工程师所构思的结构总体系应有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。即具有一定大的刚度和承载力抵御风荷载和规范设防烈度水准的地震作用,以及在及时道防线的有意识屈服后,在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能遇到的罕遇大地震。
其次,在初步设计阶段,要正确把握高层建筑结构的概念设计,必须掌握各种结构体系的近似计算方法。英国工程师A.L.L.Baker讲过:工程师所掌握的计算方法,应该是运用最简单、最直接的计算方法。而近似的计算方法就是对一个结构工程师进行高层建筑结构设计能力的最基本的要求。例如,对于框架结构体系,必须掌握的近似计算方法为:竖向荷载作用下的直接弯矩分配法,水平荷载作用下的近似计算法。同时,结构工程师还必须了解抗侧力构件的变形近似计算,通过获取不同抗侧力结构(或构件)之间的相对刚度比较概念,来大致估算建筑物的变形,以便于提出或比较各种可行的结构总体方案。
,在施工图设计阶段,仍然要注意把握和运用高层建筑结构的概念设计。例如,钢筋混凝土框架柱的轴压比超过了规范的限值,我们要结合具体设计综合判断。众所周知,规范控制轴压比限值的目的:要求钢筋混凝土框架柱截面达到具有较好延性功能的大偏心受压破坏状态,以防止小偏心受压状态的脆性破坏。同时我们知道,影响钢筋混凝土框架柱截面延性功能的因素除轴压比外,还有框架柱的配箍特征、核心区混凝土的抗压强度等级、纵向钢筋承担截面轴压的能力、框架柱的截面形状等因素,轴压比限值的大小必须根据具体工程设计综合所有因素进行一定程度的合理调整。
综上所述,作为一名结构工程师,在高层建筑结构设计中,应始终坚持概念设计的理念,既不盲目照搬规范,也不盲从于一体化计算机结构设计程序,任其随意摆布;只有始终坚持概念设计的理念,才可能不断地追求尽善尽美的设计思想,而其结构的概念、经验、判断力和创造力才会随年龄与实践的增长而越来越充实,其设计成果才能不断创新。
高层建筑设计论文:我国高层建筑设计理念论文
一般情况下,高层的建筑设计理念有很多种,但对于加强高层建筑抗震能力的概念设计则运用的比较广泛。高层建筑的设计以及施工通常都要耗费更多的财力和物力,因此控制好高层建筑的质量和抗震效果至关重要。但如何设计高层建筑结构的方法却是不确定的,在这个过程中需要考虑建筑物的自身特征以及相关的外部因素。本文主要介绍的就是关于高层建筑在进行结构设计时应当注意的问题,并作出提升和创新高层建筑设计理念的相关建议。
1、高层建筑的结构设计特点以及相关设计要点
1.1重力荷载迅速增大,控制建筑物的水平位移成为主要矛盾
由于高层建筑相对于其他类型的建筑具有不同的特性,使得其建筑结构的设计也具有自身的一些特点。首先,高层建筑在高度上具有其他建筑所不可比拟的特性。因此,随着建筑物的高度不断上升,其重力荷载也呈直线上升的趋势,作用在竖向构件柱以及墙上的轴压力也随之增加。在这样的条件下对于基础的承载力也就提出了更高的要求。与此同时,控制建筑物的水平位移也成为了主要矛盾,这种情况主要是由两方面原因所造成的。一方面,高层建筑的高度较高,使得风作用效应加大;而风力的加大也就使得合力作用点的位置变高,从而使其对于建筑物产生的作用效应也就变得更大。另一方面,高层建筑的高度过高使得其自身的重心位置也相应的被升高,建筑的结构自重也相应的加大,此时在地震作用下就将导致薄弱部位加速破坏。
1.2竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大
受力变形、干缩变形以及徐变变形都是竖向构件总压缩量的构成部分。通常情况下,受力变形都会在瞬时间完成,并且变形量能够根据胡克定律进行大致的测量。而干缩变形所需要的时间则相对较长,通过相关的统计数据对比可以发现,在一般条件下干缩变形量大致占总压缩量的三分之一左右。而耗时最长的就是徐变变形量,线性徐变能够通过公式进行相应的计算。而受到构件的总压缩量随着高度的不断上升而增大的影响,使得在高层建筑中竖向构件产生的缩短变形差对于结构内力的影响也逐渐变大。
1.3倾覆力矩增大,整体稳定性要求提高
高层建筑由于在建设的过程中,高度不断上升使得侧向风力引起的倾覆力矩也会不断增加,随之而来的是抗倾覆力的要求也随之升高。许多具体的工程施工中都会采用增加基础埋深以及加大基础宽度或者是采取抗拔桩基等手段来达到保障整体稳定性的需求,来强化整体的稳定性。
1.4防火防灾的重要性显现,建筑物的重要性等级升高
与此同时,在进行高层建筑的结构设计时应当着重考虑防火防灾的功效,凸显出防火放防灾的重要作用。这是由于高层建筑的一些建筑材料虽然具有耐热的特性,但是耐火的功效却不甚理想,一旦放生火灾的话极易造成重大的损失。并且由于高层建筑与地面之间的空间距离较大,高层中的人们很难找到有效的逃生途径也容易造成大的人员伤亡。此外,在出现地震等坍塌性事故时,需要较长的疏散时间,但高层建筑大多采用钢筋混凝土结构,在长时间的疏散过程中极易发生其他的安全事故。与此同时,高层建筑的投资一般都比较巨大,并且在所属区域一般都应是当做代表性建筑来建造的。所以高层建筑无论是在经济上,还是在文化乃至政治上都具有较强的影响。为此,在进行高层结构的设计时务必要强化结构设计的性,强化建筑的整体性能质量。
1.5控制风振加速度符合人体舒适度要求
一般情况下,风力的作用效果都会随着高度的升高而不断加强,在高层建筑中风力的作用效果尤为明显。但是风振作用过于显著会影响到人们的舒适度,不利于人们的工作和生活,因此如何处理好风振及速度与人体舒适度之间的平衡成为了超高层建筑结构设计的重要问题。为此,必须控制好顶层的较大加速度,使其满足规定的限值。此外还要掌控好由风振带来的扭转加速度,通常情况下不应该超过标定的限值。与此同时,鉴于高层建筑的高度较大,使得垂直于围护结构表面上的风载标准也迅速增大,所以围护结构必须进行抗风设计。
2、高层建筑设计理念的实践应用
对于高层建筑设计理念的实践应用来说不仅要掌握好相关的要点,了解相关的结构特征,还要在具体的设计上合理的利用设计方法。首先,根据高层建筑的自身特点就要做到减轻自重,减少地震作用。在这方面通常可以采用高强度轻质材料,全钢结构以及轻质隔断等都能够起到很明显的减轻结构自重,减小地震作用的效果。其次,就要降低风作用的水平力。降低风作用水平力的主要手段可以从减小迎风面积、降低风力形心以及选用体型系数较小的建筑平面形状来实现。其中为了减小迎风面积可以采用正方形的平面形式,如果计算对角线方向的迎风面宽则可以采用圆形的平面形式。而降低风力形心的方式主要可以通过采用下大上小的立面体型来实现,这种方式不仅可以有效的减小高风压在高处的迎风面积,也可以通过降低风作用的重心来使建筑物底部的倾覆总弯矩减小。与此同时,还应做到减少振动耗散输入能量。在这方面主要可以采取阻尼装置或者加大阻尼比的方式来实现。还要选择耗能、减振的结构体系,像利用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段,使用橡胶支座都能够做到有效的减振。需要完成的就是加强抗震措施。为了强化超高层建筑的抗震能力,就要从多方面共同入手。首先就要为建筑配有明确合理的计算简图,科学的分析地震作用以及相关的受力情况。大多数情况下,圆形、正多边形以及正方形等平面形状能够做到避免强弱轴的抗力不同和变性差异。但在具体的设计过程中也需要考虑到相应的问题。例如,要注意到结构平面形状是否做到对称,是否设置了多道抗震防线以及是否在满足了强度等方面的需求后采用了延性更好的结构材料等。此外,为了保障结构设计的科学性还应利用多个程序进行核算对比,使计算出的结果更加具有科学性和说服力。并且在设计上应当尽量向智能化方向偏转,增强对于结构设计的可控性。
作者:朱炳耀 单位:郑州华信学院
高层建筑设计论文:高层建筑设计课程教学论文
1.设计流程及图面表达
建筑设计课程教学的目标之一即为通过一系列的训练实践,使学生能够掌握理性高效的设计流程与方法。但在教学过程中,部分同学的设计过程仍然是“野路子”的:从某些图书杂志或网络资料中东拼西凑出的资料图纸或是效果图片就是“超脱”于基地的“灵感来源”,由此发端出的设计成果有多大的意义也就可想而知了。在图面表达方面也普遍存在着“重视觉效果,轻逻辑表达”的误区,学生往往把精力用在如何使图纸描绘得更炫丽,而忽视了表达的深度和技术规范性。如最常见的剖面图表达,就很少有同学能够画对,长此以往肯定会影响学生的专业发展和今后的职业成长。
2.解决问题的途径和方法
通过对高层建筑设计课程教学中遇到的主要问题进行分析,立足于时展和教学实际,提出以下解决途径和方法,以便可以切实提高四年级学生的设计综合能力,促进学生职业素质的培养。
2.1打破设计教学长周期模式
中低年级的课程设计教学周期一般为九周,在这样的长周期中,容易出现学生“前松后紧”的散漫状态和教师“放羊式”低效管理以及只重视最终图纸成果等弊端。故可以将九周的设计长周期拆解为长短周期相结合的模式,如在高层综合办公楼课题设计中:及时、二周为学生实地调研、查找文献及教师理论教学,在这个环节中鼓励学生多人成组调研,带着批判的眼光去调研,“带着问题去发现问题”,通过采用调查问卷采访及计算机辅助模拟等方式为后续设计提供定量的分析依据,使调研成果真正能为后续设计服务;在第二周穿插一次与课题相关的快速设计及研究环节,促使学生尽快进入设计状态,并在快速设计中反思问题、总结经验从而反映到正式设计环节中;第三周至第八周即展开正常的高层建筑设计课题,变传统的师生“一对一”坐诊式交流为调研小组讨论,激发每个学生的参与热情,督促学生提高效率、严格按照时间节点完成相应的成果,引导学生运用专业的表达方法进行成果汇报;在第八周时再次穿插一次快速设计及研究环节,对学生之前所学进行总结和回顾;第九周提交正图并进行公开的答辩评图。由此可以看到,这种长短周期相结合的教学模式不仅贴近了设计院实际的工作状态、提高了学习效率,而且更加符合学生对于知识学习巩固的内在规律。
2.2理论课教学与课程设计相结合
高层建筑的诞生本是技术革新与飞跃的产物,对其技术问题的钻研应是本设计课程教学中必然包含的内容。由于设计教学时间有限,需要与其他相关专业理论课教学相结合才能更好地使理论为设计实践服务。以高层建筑设备部分为例,在四年级同时进行的建筑设备课教学中可开设专门的研究环节,针对建筑设备对于高层建筑平面设计、立面设计及剖面设计的影响及互动关系进行深入讲解。如通过图示说明建筑设备管线对于高层建筑剖面设计的制约,总结出了剖面净高的设计数据,让学生既知其然,又了解了其所以然。同样的,诸如建筑结构选型、建筑防火设计等专业理论课均以类似的形式同课程设计进行有机结合,从而发挥其的教学效果。
2.3注重设计过程的研究
在课程设计教学中,教师对学生设计全过程的积极引导可视作教学工作的核心,具体则体现在引导学生运用理性的设计方法完成整个设计上。如在设计展开阶段,引导学生根据设计任务书的要求及地基特点估算出建筑基底面积、层数等数据并划定出可建范围,并在可建范围内选择适当的形体组织模式进行多样性、可行性的组合;随后在结构可行性的基础上,通过把握时代的美学要素、建筑与城市的关联、建筑的个性与标志性等方面来塑造高层建筑的内部与外部空间形态。在上述引导式的设计教学过程中,教师始终扮演向导的角色,学生则是互动教学的主体。通过实践,即使是基础较为薄弱的学生,也可以顺利展开设计,从而取得较为满意的成果。这不仅使学生的设计能力和自信心普遍得到提升,有力地提高了学生主动思考、积极学习的意识,也增进了其对专业学习的兴趣和热情。
3.结语
今天,高层建筑已成为城市建设的主角,学生在职业生涯开始后必将大量接触高层建筑的设计任务,其知识积累只有在真刀真枪的实践中才能不断丰满起来。课程设计所起到的作用就是在预演性的设计中使学生构建积极、可持续的设计观念,掌握理性高效的设计方法,从而更好地应对种种现实的挑战,这是学生对高层建筑设计课程较大的期许,也是作为设计指导教师的较大责任。
作者:朱兆阳 夏晓敏 单位:中原工学院建筑工程学院建筑学系
高层建筑设计论文:建筑企业高层建筑设计论文
1高层建筑设计的基本原则
各个高层建筑的实际地理位置和附近建筑的影响都是有很大差异的,所以设计人员在开展结构设计工作时一定要考虑到建筑的实际地理环境:及时,设计好平面布局。在设计建筑的平面布局时必须以有关建设规定为依据,并在建筑周围完善各种配套设备,例如能够满足居民需求的停车场、大型超市等。第二,建设高层建筑时不仅要满足建筑的功能需求,还要使建筑每层的平面布局都有同一性,这样能使建筑的电气线路设计方案、取暖设备、管道设计及防火疏散出口等能够大量的开展设计。第三,合理地确定高层建筑中电梯及楼梯的数量及位置,这样才能确保生活工作的顺利性以及逃生时的时效性。第四,建设高层建筑中所使用的各种原材料、设备以及风力、温差和震动等有较强的抵抗能力。第五,建筑设计满足了人们的使用要求后,还要尽可能地提高建筑物的美观程度,并尽量体现建筑的自身特色。
2高层建筑设计常见问题分析
2.1高层建筑结构设计中的高度问题
有些建筑企业在进行高层建筑的施工时常常一味地追求企业利润的较大化,经常会随意地在设计高度基础上增加建筑的高度,盲目地将经济利益作为高层建筑施工的目标,最终会使建成的高层建筑高度不符合相关规定。同时,建筑高度的加大,势必使建筑结构所承受的垂向负荷增加,使其大于地基所能承受的较大负荷,建筑物便会出现抗风性弱、无法抵御恶劣天气及地震灾害等诸多问题,这会严重影响建筑物使用者的安全。所以,国家有关审查机构必须对高层建筑的高度进行严格的审查,并在抗震及建筑高度方面制定严格的规定,针对随意加大建筑高度的行为制定严厉的处罚措施,以遏制这种现象的产生。
2.2高层建筑的嵌固端确定问题
建筑结构设计计算的可信度和度会受到高层建筑结构嵌固端的极大影响,所以要科学地确定结构嵌固端的具体位置,并保障它的位置与建筑整体的抗震性能相协调,这也是高层建筑设计工作中极其重要的内容。必须保障嵌固端位置的合理性,但建筑企业往往没有重视嵌固端位置可能产生的诸多不利影响,如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题。因此,在设计嵌固端的具体位置时,一定要充分考虑各个因素,这样才能最科学地确定嵌固端的位置,防止因嵌固端位置的不合理而产生的施工隐患。
2.3高层建筑设计中的抗震问题
研究我国地质情况发现,中国建筑企业是较易发生地震的,再加之泥石流、山体滑坡、地面塌陷产生的概率也较大,因此,开展高层建筑的结构设计工作时,一定要把增强建筑的抗震能力作为最关键的工作。进行抗震设计时经常遭遇的困难有:首先,抗震构造柱的位置不合理。墙体的转角处,屋内的四角位置没有设立构造柱或者未对称设计;这样可以减小砖墙所承受的重量;山墙或纵墙的连接处没有建设抗震构造柱。其次,设计好结构的平面布局。不对称、无规律的平面布局,易产生较大的凹凸形变,即使是在相同的结构单元,结构的平面布局及刚度也不协调、平面的长度超过规定等。
2.4高层建筑防火安全问题
现今我国高层建筑的高度日益加大,万一出现火灾事故,则会影响相当大的区域,甚至危害整体建筑,带来严重的经济损失,还可能影响工作人员的安全,因此解决好高层建筑建设中的防火问题也是极其重要的。2.4.1增强高层建筑墙体防火材料的耐火性及阻燃性。建设高层建筑墙体所使用的材料只有一定耐火性及阻燃性,这样才能使高层建筑整体有较好的抗火性能,并使其具有抗火分期的作用,将火灾带来的恶劣影响降到低。2.4.2要保障整个建筑的通畅性、安全性。建设高层建筑时必须设置数量合理的人流量楼梯,这样可以在火灾发生、电梯故障时,楼梯内的工作人员能够迅速地从救生步梯中逃生。此外,楼道中还要安装一定数量的照明设备和逃生指示图,这样能避免逃生过程中发生踩踏等意外,保障所有人员都能安全撤离。
2.5高层建筑防雷击的问题
高层建筑需要有较强的抵抗雷电的能力,所以在设计高层建筑施工方案时必须注意雷电因素对建筑产生的恶劣影响,特别是广州一带雷雨多发的地区。实际上,在设计建筑防雷系统时,一定要本着“综合治理,整体防御,突出重点,多重保护”的原则,要考虑到建筑周围设施和建筑其他易遭受雷击的地方安装避雷针或避雷网等防雷设备,还要安装钢筋混凝土来进行接地,把雷电对建筑的恶劣影响减到最小。
3结语
现今,高层建筑已经成为我国建筑业的主要设计结构,并且这种设计方式在今后的城市化进程中一定会有更加良好的发展态势,但其发展过程中也必然要求设计质量不断提高。进行高层建筑的设计工作时,设计人员一定要严格根据有关设计规定进行,还要地考虑其他各种因素的影响,这样可以大大提高建筑的实用性、功能性、经济性和美观性,还能大大地提高结构设计人员的自身工作水平。做好上述工作,不仅能促进我国房屋建筑结构设计工作水平的提高,还能促进我国建筑行业的健康可持续发展。
作者:胡猛赵鸣之单位:十堰市建筑设计研究院
高层建筑设计论文:防火规范高层建筑设计论文
1高层建筑的发展方向
随着城市人口的不断增长、城市面积的不断扩大,高层建筑就要充分利用城市土地,在投资和规划时要兼顾,考虑高层容积率。随着社会经济发达,城市规划及建筑师在环境规划、城市布局中,除考虑建筑形式外,还要注意城市与环境协调统一、建筑功能与人民生活关联、足够绿化面积、休闲停车散步空间等问题。城市中有许多单体建筑工程,在很小的面积内如何吸引眼球,是设计者们思考的重点问题,这就造成了高层建筑立面更为复杂、新奇。城市在发展,历史要保护,如何使二者协调统一起来,这也是设计师们需要考虑的问题。城市的发展中还会遇到旅游用房、高级旅馆、办公建筑、经济适用房、商品住宅等形态的建筑,不同的建筑要有不同的设计理念,保障价格合理的前提下,功能要完备,设计时都需要考虑进去,只有这样,才能设计好高层建筑,满足人们生产生活需要。
2高层建筑设计中存在的问题
按照建筑设计防火规范,高层商业建筑须采用封闭楼梯间或防烟楼梯间,但在开发过程中,为满足大客流量及开阔的视野,在高层商业建筑中往往设计出宽大的敞开楼梯,用于客流通道。一般的开发商采用防火卷帘封闭对大型敞开楼梯间进行设计,同时又设计了符合规范要求的数量和形式的疏散楼梯。此种设计方式是不太可取的,因为它明显的违背了人们在火灾情况下的实际疏散的一个趋向。按防火规范要求,地上层与地下层不宜共用楼梯间,容易在人员疏散时进入地下层,造成不必要的伤害。通过实践观察,以上问题往往在设计及防火审核中被相关负责设计和审核人员所忽视,这些问题虽然细微,但一定要注意,因为高层建筑设计是为人们更好的居住建设的,一定要具备更高的安全性,保障人们生命财产安全。
3高层建筑设计的要点
3.1高层建筑的主体设计要点
有特点的高层设计,能展现一个城市的容貌和发展状况,外地客人通过高层建筑的建筑风格感受城市人文风貌,所以设计师为高层建筑选择合理的造型和设计风格显的尤为重要。高层建筑不论怎么变化,都离不开一个建筑结构,只有合理的结构才能保障建筑稳固性,受结构的限制、使用功能的约束、符合人们的居住要求,一般的高层建筑风格都是比较规则的,很少太多变化的。一般城市中很多这样的结构式高层建筑,尽管是通过一些外部装修,给人明快的感受,但却失去了一些设计师、建筑师的创造性和风格化。高层建筑的塔楼是主体部分,它的样式起着决定性的作用。
3.2高层建筑外部尺度设计的原则
城市轮廓线是一个城市的形态,那么在城市防火规范组织中,起较大影响力的就是高层建筑,高层建筑与城市环境要在尺度上进行统一协调,在设计时充分考虑高层建筑布置对城市轮廓线的影响。在对高层建筑设计时,一定要实地考察调研,不能光凭想象画图纸,应充分考虑建筑的整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度等问题,在以上尺度设计中都要遵守尺度的统一性,只有这样才能保障高层建筑物与城市之间、整体与局部之间、局部与局部之间及与人之间保持良好的有机协调。高层建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整体大小,除此之外,也可用一些屋檐、台阶、柱子、楼梯等来调整建筑物的体量,保持高层建筑自身特征,人们通过尺度把握使高层建筑融合到人们生活中。
3.3充分发挥空间作用
高层建筑占地面积一般都较广、体量巨大,有的建筑给人不好的感受,让人一下进入不和谐的空间里,这是由于高层建筑的体量对比所造成的街道空间一种突然的压迫感。所以,高层建筑在设计时应该在对其进行后退处理,在其退出的用地上设计一个起到空间缓冲的空间,比如广场、公园、道路等。通过巧妙的设计,排除人们的压迫感,这样的设计增加了人们对建筑的亲切感,人们心理不那么压迫的同时,还可以在进出建筑物时,感受时代元素、休闲乐趣,增加了城市环境重要节点。
3.4其他处理方式
高层建筑的塔楼不能随意变动,但可以通过在底层部分采用底层架空和入口缩进的手法进行一些巧妙的处理,进一步增加建筑空间感。通过这样的设计处理,可以把城市的道路、风景、广场、建筑和人流有机地融合,制造一个能够开放包容的开放空间,让市民有地方休闲、增加城市空间、改善人流容量、减少视觉拥挤等方面起到了重要作用,所以在高层建筑中,一定要因地制宜的进行设计,通过相关联事物的嫁接,提高建筑品味,强化城市形象。高层建筑从其出现之日起就成为城市的焦点,也成为了现代城市发展的主流,到现在高层的发展已经有了百年的历史,在各个发展阶段,其形式和风格在不变中求变,设计过程也不断发展。随着现代设计理念的不断更新,高层设计也将突破原来的思路,融入现代元素,在保障安全的基础上,高层建筑必将更加漂亮,个性,与社会和经济发展和繁荣同步。高层建筑设计也会体现城市特征,与城市空间不断融合完善。在不久的将来,高层建筑设计人员、施工人员一定会达到和谐共进,通过他们的不断努力,我国的高层建筑设计与质量定会开创美好的明天。
作者:鞠多单位:五常市建筑勘察设计室
高层建筑设计论文:寒地住区高层建筑设计论文
1节能布局
我们经常说到“寒地建筑要像花朵一样开向阳光”,其主要是指从高层主体的建筑平面空间布局与朝向选择、建筑围护结构材料的布局等两方面来考虑建筑节能问题。寒地高层建筑的围护结构本身就应该是一种节能布局形式,主要表现在主体的外围护结构材料的节能布局方面(简称材料的节能布局)、建筑主体空间的节能布局(简称空间的节能布局)。
1.1空间的节能布局
太阳拥有巨大的辐射能量。“据有关资料分析,每年地球接收的太阳能量有60亿千瓦。……从某种意义上讲,地球本身就是巨大的太阳能接收器。”由于太阳高度角的原因,寒地住区建筑的南北向室内空间形成明显的冬暖夏凉的特点,且南北空间室内温差能够达到3℃左右。通常情况下,人们希望停留在南向空间中,因南向空间的热舒适度更加宜人。因此,在寒地住区建筑布局中,人们十分珍惜阳光所带来的温暖及舒适度,设计师应关注阳光对于寒地住区建筑节能问题的影响。在寒地住区的住宅建筑规划中,应充分考虑日照问题,尤其是住宅建筑单体的布局和朝向选择方面,应使住区建筑单体的布局和朝向能够实现接收较大量的太阳辐射热能。“如北纬40°~45°地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多2倍。而在夏天,东、西向所得到的能量比南向多2.5倍,不同朝向及不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。”在寒地住区建筑单体及群体布局时,首先应考虑环境、气候等因素,按不同地区的太阳高度角情况进行住区建筑的日照分析,获得每日冬季日照时间。在围护结构布置时,建筑南向开窗的面积应尽可能大些,这样可以充分接纳阳光进入室内。在满足采光条件下,北向和西向的建筑开窗面积可以小些,减少热损失,保持舒适的室内热环境。这一点在东北传统民居中就有充分体现(见图1),可以在传统民居中看到的节能思想主要有:及时方面,传统房屋南、北向开窗面积的差异显著,南向开窗面积大,利于获得更多的阳光,北向开窗面积小,便于防止冬季冷风渗透,减少能量损失;第二方面,居室内设置冬季储存蔬菜的地下空间(俗称地窖或菜窖),它从调节室温的角度,可以利于冬季室内升温,夏季室内降温;第三方面是塑料大棚的围护墙体设置也考虑了南向光线的获得及北向冷空气的防护问题;另外,还有屋顶采用的木屋架及室内顶棚与屋面之间的构造层次的处理等方面,都有利于冬季保温及夏季隔热。从以上几个方面可以看到,东北传统民居中具有许多朴素的节能思想,这对于寒地住区建筑的节能设计都将产生积极有效的影响。
1.2材料的节能布局
高层建筑主体布局中应考虑建筑的功能需求,哪些空间须布置在较好的朝向,需要接收大量阳光,根据实际需要其围护构件可以尽量做得通透些,更有利于吸纳光线,阳光与景观都从这一侧被引入建筑中。相反,寒地高层建筑有些空间不需要日照,对阳光没有严格要求或不需要布置在有利朝向(南向或东向),根据实际需要其建筑围护构件可以尽量做得厚重些,可以更有利于抵御冷风渗透,具有足够的保温能力,后者就涉及到材料的节能布局问题。材料节能布局是指高层建筑的围护结构在设置时通透与厚重问题的思考。要把建筑中好的朝向尽量安排适宜接收阳光、视线无遮挡、私密性不严格的空间,如寒地住区高层住宅的起居室、书房、健身房等,就比较适合,它需要选择通透性的材料,其节能原理如同花房一样,气密性、保温性和隔声性等均较好的玻璃材料便成为设计师的,将其做成幕墙,不仅可将阳光全部接收进入,也可以起到一定的屏挡、围护作用。
2平面及体型的节能选择
在寒地住区高层建筑中,建筑单体的外围护墙体的耗能基本上占建筑整体耗能的1/4左右,也就是说,通过墙体、楼面、门窗等渠道,将能量从室内源源不断地运送到了室外。笔者认为,在建筑形体设计时,一定注意减少形体变化,尽量让平面做到“抱团”“紧凑”。当采用这样的平面形式后,建筑单体的外露墙体与楼板的面积会大量减少,同时,很好地控制了建筑的体形系数,建筑耗能也会相应地随之减少,如某些建筑的圆形、椭圆形、六边形等平面就是比较理想的形式。因此,基于寒地住区高层建筑的节能考虑,在住区高层建筑的形体设计时,应注意不宜复杂,减少变化与分支,尽量“抱团”处理。高层建筑的平面形状千姿百态,最基本的是正方形、矩形、三角形、圆形、菱形等,或是上述形式的变体和组合体,选用哪种平面主要取决于总体构思、设计对象的功能、技术条件和自然气候与环境等因素。作为建筑师应努力创造出新颖别致、与众不同的建筑形象,采取功能与内在性格相一致的形式,并与周围多种环境要素相协调,给建筑和城市带来生机。通常情况,寒地高层建筑平面选型要像一个“熨斗”形,它是一种节能型平面。“熨斗”形是三角形与圆形的结合形,锐角形成两条竖棱线锋刃尖利,其锐角多做切角处理,形成三短边的折面小山墙,在空间占地和体形变化上产生奇特的视觉效果。圆形是最的图形,以最少外墙长度得到较大面积,比同面积的方形平面的外墙长度减少10%。在体积相等时,比正方体体形的建筑外墙面积减少约8%,所受风力比类似矩形或方形少30%左右。“熨斗”形平面集中了圆、三角形的优点,具有奇特的视觉艺术效果,所受风力比其他平面形状少、外墙比同面积(或同体积)的方形或矩形的长度少。
3围护墙体的节能设计
3.1外墙采用轻质高效保温的外保温设计
寒地住区高层建筑的主体结构常采用框架或剪力墙结构,有时短肢剪力墙也应用于小高层住宅中。为减少主体结构荷载及满足保温、隔热需要,围护结构填充墙多使用轻质高效保温材料。常用做法包括:粘土多孔砖及粘土实心砖的复合墙体、陶粒混凝土空心砌块、空心砖岩棉夹心复合墙体等。住区建筑的围护结构墙体保温可分外保温和内保温等两种方式,存在的问题较多,如冷凝水、节能效果并未达到设计要求等。
3.2减少轻质保温材料的使用
寒地住区高层建筑的围护墙体不宜采用轻质保温材料,主要是指外保温的聚苯乙烯泡沫板及岩棉板等。究其原因是轻质保温材料的寿命与强度同建筑主体结构的寿命不能达到同步,一栋多层住宅寿命可以是50年,小高层、高层少则70年,多则上百年。在使用年限及强度方面,笔者认为轻质保温复合墙体存在不足:首先是抗震性能及整体性差,与建筑主体结构构件的连接不好;第二方面是饰面材料受限,因其不能承受外部装修贴、挂,材料本身不能承受较大荷载,在外墙上实现不了贴挂石材、粘外墙砖及安装装饰构件,像铁艺护杆等;第三方面是加工、装修受限,有振动的凿、刨等装修施工不能承受;第四方面是外饰面效果较差,在饰面施工不精细时,从外观上甚至能够看到保温材料的轮廓形状,很不美观,不及外墙砖及石材等的饰面效果,有时墙表面易出现裂纹,安装不好会出现大片剥落;第五方面是出现冷桥,在复合墙体中,由于钢筋混凝土的框架梁柱、剪力墙等部分构件的嵌入,墙体内容易造成冷桥,致使出现保温、隔热的薄弱环节,这部分热损失约占整个建筑的5%~13%;第六方面是安全性差,这些复合保温材料分布于建筑外墙的外保温的位置,甚至窗台外侧,在室内装修施工作业时,容易误认为是墙体的实体部分,存在不安全隐患。因此,寒地住区建筑外墙材料若采用轻质保温材料时,则上述内容应得到关注,采取有效的构造措施加以克服。
3.3采用的混凝土空心砌块
该类材料保温效果好,又具有一定强度,弥补了轻质复合材料墙体的一些缺陷,在欧、美各国采用混凝土空心砌块方面取得了不少研究成果。美国的TB型保温隔热复合砌块将砌块分成内、外两块,中间夹有1in~2in厚的高效保温材料;“芬兰研制的一种空心砌块,空隙之间填入聚氨酯保温材料,300mm厚,传热系数K=0.25W/(m2•K)~0.28W/(m2•K),某些欧美国家50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。”
4新技术的节能运用
太阳能、风能等作为一种清洁的绿色能源,在建筑领域具有非常广泛的应用前景。在寒地住区的高层建筑设计中,也要尝试这些能源的应用,如被动式、主动式太阳能的利用,还有零能耗技术、地源热泵技术、生物质能技术、水资源的循环利用、屋面植被化与自然绿化等,这些新技术的应用既可以推动可持续战略走向实施,又是时代与社会发展、节能减排的必然结果。
5结语
从寒地住区高层建筑主体的空间布局、体型选择、围护结构设计、新技术运用等方面来尝试解决寒地住区高层建筑的节能问题,希望能够深刻认识高层建筑的未来节能设计方向,指导我们今后的建筑设计及工程实践。
作者:牟晓梅戴路滨孙清军单位:黑龙江科技大学建工院哈尔滨工业大学建筑学院
高层建筑设计论文:基于节能技术的高层建筑设计论文
1高层建筑设计的策略
1.1高层建筑朝向设计
对于高层建筑设计来说,首先要考虑到的就是优化建筑位置和朝向设计。建筑位置方面主要是针对高层建筑对城市环境的影响,朝向设计方面主要考虑的还是光照的问题,因为阳光是一种很好的能源材料,有效的加以利用,可以满足一部分取暖需要。但是就目前的资料来看,每年接收的能量高达60多亿千瓦,如果不能够很好地利用这一部分的资源,从某种程度来说这无异于是较大的浪费。阳光不仅是一项有效的清洁能源,还有益于人的身体健康,对于城市高层建筑节能设计来说,有着重要的意义。在一些比较寒冷的地区进行城市规划的时候应该遵循日照的原理,合理的确定建筑朝向和位置问题,尽可能地使每栋建筑都能够较大限度地接受太阳辐射。所以说,建筑的方位和节能有着非常大的关系,不同的季节、不同的朝向的建筑物所得到的太阳辐射也是不同的,其损失也是不一样的;应该在确定建筑方位的时候考虑环境因素,更好地确定日照时间,同时要把建筑南向开窗面积设计的尽可能大,满足采光的同时,保障建筑能够更好地吸收阳光,保持室内舒适的环境。
1.2高层建筑门窗保温隔热问题
门窗的保温隔热问题,在建筑围护结构当中,和屋面、墙体相比较来说,门窗的保温隔热能力一般还不是很高,在实际的设计中可以通过增加窗户玻璃层数、窗板等一系列方式加以改进。除此之外,还要保障墙体的保温隔热,在高层建筑当中墙体是外围护的主体结构。就目前我国多年以来墙体外围建筑来说,都是采用单一的材料,比如说加气混凝土墙体或者是空心砌块墙体等。但是因为最近几年对于建筑节能的需求程度越来越高,其单一的材料导热系数变得越来越大,一般为高效保温材料的30倍以上,不能够满足隔热的要求;所以要采用承重材料和高效的保温材料组成复合的墙体,其优势就在于能够保障墙体不会过重,还能够保障承受一定的重量,保障其保温效果良好,所以一般发达国家都会采取这样的方式。如果我国想要达到节能的指标,就应该采用复合墙体,切实做好外墙保温的工作。采用外墙保温技术,是因为保温层置于建筑物围护结构的外侧,在一定程度上缓冲了季节变化而导致结构变形所产生的问题,其避免了霜冻、雨水、暴雪等循环性的破坏问题,减少了一些大气污染和有害气体的侵蚀。研究表明,墙体和屋面保温隔热材料选取很重要,只要选择恰当,厚度在合理的范围之内,其外保温就可以防止和减少墙体和屋面的温度变形现象,在一定程度上可以有效的消除常见的裂缝问题,不但提高了主体结构的使用寿命,同时还减少了长期维修的费用。合理的外保温做法改变了墙体潮湿的情况。通常情况下,内保温应该设定一定的隔汽层,然而在采用外保温的时候,因为蒸汽渗透性高的主体结构材料往往在保温层的内侧,所以要合理选择保温材料,墙体内部才不会出现冷凝的现象,而且不需要设立一定的隔汽层;其结构层的整个墙身的温度都会提高,从而降低了它的含温量,所以说改善墙体的保温性能是非常重要的。
1.3保温墙体保持室内温度平稳
在一定程度上保持室温的稳定,对于家里有老人或者孩子的家庭来说非常重要,如果室内的温差过大,就会导致老人和孩子生病。利用保温墙体,因为其蓄热能量较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用的时候,其室内温度会上升或者出现下降的现象,墙体的结构层能够在一定程度上吸收热量或者是释放热量,很好地控制了室内温度的变化,所以才会出现有利于保持室内恒温的现象。另外一点就是这种节能技术有利于对旧建筑物进行改造,在一定程度上会满足节能的需求,所以对旧房进行节能改造,已经是政府计划之内的事情了,但是和室内的保温相比较来说,采用外保温的方式对旧建筑物进行改造,能够节约成本,而且可以避免拆迁的现象,不影响居民的正常生活。
2屋面保温隔热的设计
从屋面角度进行分析,其保温节能设计也是非常重要的。屋面是外围结构中的一个重要组成部分,对于这方面的设计也是非常必要的。据材料统计,目前大多数采用的都是倒置式的屋面,将传统的屋面构造中的防水层和保温层进行颠倒,并且将防水层放置到了保温层的下面从而来提高屋面保温隔热的性能。这对于提高抵抗夏季外热作用的能力显得特别重要,在一定程度上减少了空调耗能问题,而且近年来南方的一些城市也采用了城市建筑实行屋面绿化,从而降低建筑消耗。
3采暖系统的节能设计
对于城市采暖系统的节能设计可以从几个方面说起,首先其有一定的优势,就是因为城市供暖事项、城市集中供暖制度和区域供暖制度,在一定程度上能够提高其热效率。其次在管网系统当中,要设立相对应的平衡阀,这样能够使得管网系统起到一个平衡的作用,和没有安装平衡阀的不平衡系统比较来说,在这种情况下,降低室内供暖区域的平均温度,可以从一定程度上节约能源。
4结语
近年来随着我国可持续性发展战略的实施,人们的环保理念不断提高。节能降耗一直就是我们发展的重要课题。在高层建筑的设计中,充分发挥节能理念,对我们未来的建筑发展有着至关重要的作用。本文结合实际,对节能技术在高层建筑设计中的应用进行了探讨,提出了很多笔者自己的意见和想法,为我国节能技术在高层建筑设计中的应用和发展提供了一定的借鉴。笔者相信,在我们的共同努力下,不久的将来,我国节能技术在高层建筑设计中一定会取得更大的发展。
作者:姚小华单位:湖南武冈市建筑勘察设计院
高层建筑设计论文:基于内外结构的高层建筑设计论文
1目前我国高层建筑设计行业中存在的问题
建筑设计工作是建筑施工能否得以顺利完成的基础,设计的作用在高层建筑施工中尤为明显。在我国,高层建筑施工行业的起步较晚,设计的功效还远远没有发挥出来,设计人员在设计时往往只追求施工的便利而忽视了结构设计的人性化和环保性需要,这不仅造成了高层建筑施工的能源和资金的浪费,而且还给建筑使用者带来了不便,降低了高层建筑的整体社会效益。
2设计时要考虑的因素以及遵循的原则
2.1建筑设计比例要协调且要注意与周围环境的融合度
高层建筑设计与一般商品设计不同,不是只注重本身的实用性和功能性就可以了,高层建筑作为一种特殊的商品,由于其具有占地面积大,总体价值高,功能性复杂等特点,所以其设计的优劣将直接对相当大一部分消费群体产生影响,进而引起大规模的社会效应。因此设计人员在进行高层建筑设计时要从各个角度出发,注意建筑外部结构的科学性和与环境的协调性。首先,设计要遵从整体城市规划和布局结构,高层建筑较低层建筑而言其地标性更为明显,设计之前要从全体建筑群落的位置和方向考量,建筑物方向尽量与总体相一致或至少不相反,避免给人以繁乱或突兀的感觉;其次,对于建筑物的高度和距离远近尺度要进行科学测量和设计,高低错落的建筑群带给人以美观性享受,建筑物之间的距离要根据采光度和风力等因素来决定,距离太近会给人以窒息感并且不利于采光,距离太远则没有实现土地资源的充分利用;再次,建筑物本身楼体结构之间的位置和布局设计也要科学合理,要注意层次的划分,还要注意楼体间的造型可以适当的具有多变和另类的风格,以提升整体建筑的时代感和造型感,使建筑物外形别具一格,能够在众多的建筑物中脱颖而出。,建筑设计的面积和总体高度要适中,不要太庞大也不要太微缩,避免给以不舒服感和压迫感;建筑外观的材料和颜色运用也要恰当,如果是办公用楼,外观材料可以更加现代时尚,如玻璃或塑料材质,颜色也可以更为大胆和丰富;如果是居住用楼,则要体现建筑的温馨感和舒适感,材料要尽量温和低调,颜色也不宜太艳丽。建筑外观设计与周围环境的关系也是十分紧密的,现代高层建筑设计更为注重环保节能,设计时要充分考虑建筑物周边的绿化带面积,居住建筑要合理设计和扩充绿化带的面积,使整个居住环境更为宜人;建筑物朝向设计要符合采光通透的标准,在建筑材料的选择上要树立节能环保的理念,避免资源的浪费,节省总体建筑成本。
2.2设计要遵循实用性和安全性原则
高层建筑设计的科学性不仅要在外观结构上有所体现,更要充分应用于建筑的实用性设计中,首先,建筑的门窗位置设计要到位。建筑区的出入口要尽量开设在配套设施较为完备的区域,更加有利于人们的出行;房间大门设计要根据使用群体的身材状况加以综合考量;建筑物窗口设计要尽量朝阳,并设置在不同方位,以便于通风良好,保障温度适宜。其次,建筑内部高度结构和楼梯设计要科学。层级之间的高度距离要适宜人居住和使用,太高或太低都会影响人们的居住感觉;楼梯层级之间的设计距离要长短适中,中途要加设一定数量的缓台设计,避免级数过多。此外,要在建筑设计时充分考虑到降水和风力的影响,合理设计防水檐或防风加固设备的位置。根据场地所在地区的气候、地理条件、文化传统,因地制宜,以人为本,以环保化、无污染、可循环、节省能源的绿色建筑发展观念实施绿色设计。针对高层建筑的耐火等级、防火间距、防火分区、安全疏散等方面提出不同的设计要求,保障高层建筑的消防安全。高层建筑设置专供火灾时人员临时避难用的楼层。在满足人员疏散时间的要求的同时,结合高层建筑建筑面积、使用功能、人数等设置合理的避难层数量和两个避难层之间的高度。一般自建筑首层到及时个避难层或两个避难层之间不宜超过15层。在一定高度的楼层上可以设置供火灾时人员临时避难用的避难间。高层建筑设计中安全疏散通道出口的设置对于保护人身和财产至关重要。一般公共建筑不能少于两个安全出口,影剧院、体育馆等人员密集的场所要按照《高层建筑防火规范》安全出入口要求的规定计算。高层建筑设置封闭的或防烟的楼梯间应布置两个疏散方向。疏散通道设置紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。高层建筑应设置消防控制中心,建筑内部安装自动报警装置和自动灭火装置,消防控制中心对报警、疏散、灭火等控制和指挥。
3设计时的具体技术要点
一般建筑总高度超过24米的建筑为高层建筑,建筑总高度超过100米的建筑为超高层建筑。在满足拟建场地的抗震设防烈度和经济合理、安全、的设计原则下,根据建筑使用功能的要求、建筑高度的不同选择框架结构体系、剪力墙结构体系、框架--剪力墙结构体系、框--筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系等相应的结构体系。在进行合理的结构选型前,应该尽量确保高层建筑结构平面简单、规则、对称,避免凹角和端部楼梯、电梯间,协调构件的布置以便保障与主体结构连接的性。为了保障结构刚度整体稳定、承载能力、经济合理性,控制高层建筑的高宽比至关重要。时代的发展、技术的进步,以中央核心筒为主流的高层建筑拔地而起。高层建筑的筒体位于几何位置中心,将建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合,加强了结构受力和抗震。结构设计将垂直交通和设备用房等分散布置周边,以分散的多个外核空间构成模式推向新的高度。根据空间作用的计算机分析法和相关软件进行建筑空间整体结构计算和分析。选用合适的计算单元对高层建筑的转层、加强层进行分析。体型复杂、结构布置复杂的高层建筑采用两个或两个以上的结构分析软件进行计算、比较、校核,针对较不利的结果进行结构设计。高层建筑经过砼结构施工、砌体建筑施工、初级装修施工、二次装修施工建成。在高层建筑土建、装修施工阶段人、财、物、机各生产要素的优化组合。根据动态组合原理和各专业阶段特点,合理组合各生产要素,有序协调与配合完成高层建筑的建设。
4结束语
高层建筑设计需要衡量多方面设计因素,如建筑本身结构的合理性和实用性,与周围环境的协调性和美观性,最重要的是人的宜居性,设计人员在设计时要做足环境条件的考察和对目标居住群体的调研工作,在设计时发挥专业的设计技术水平,才能打造出精品的建筑设计工程。
作者:陈晖单位:厦门信达房地产开发有限公司
高层建筑设计论文:城市空间高层建筑设计论文
1关于建筑的设计
1.1建筑主体的设计随着高层建筑的不断发展,它已经不仅仅是一个建筑,高层建筑由于其体积的硕大、构型的奇妙、工程的难度,可以很好地体现一个城市的发展程度和经济水平,所以高层建筑的设计就显得非常重要。由于建筑的高度、施工的难度、结构要求、功能要求等导致了高层建筑不能很好地进行外观上的设计,有的建筑甚至会使结构形式裸露。但是,能够很好表现整个高层建筑构型的就是塔楼,它是整个高层建筑的主体部分,能够很好体现整个建筑的造型,所以塔楼的设计对于整个高层建筑的外观设计来说至关重要。世界上不同的民族、不同的国家、不同的城市都有着各自不同的建筑风格,高层建筑的设计更是不尽相同,有着各自的鲜明特点,形成了一个区域的代表、一个地方的标志,这其实也是高层建筑得以不断发展的一个重要原因。随着世界性资源短缺问题的出现,用地问题也是处于一个越来越紧张的状态,高层建筑不断发展,很多设计大师走出了创新捷径,为高层建筑的发展注入了新的活力。生态建筑的概念被更多的提起,比如气候大师杨经文就采用了“生物气候大楼”的设计理念,设计出了马来西亚吉隆坡梅纳拉大厦这一引人瞩目的建筑,其中引入了大量的植物,既有利于调节气候,还有利于人体的身心健康,很好地将建筑与自然相结合,拉近人与自然的距离,设计生态节能型建筑已逐渐成为一个趋势。高层建筑的最上层部分———顶楼———它起到了强调整个建筑设计感、个性化的作用,虽然它较少影响生态环境,但对塑造建筑的标志性、丰富城市天际线具有重要的作用,因此应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造。
1.2巧妙利用广场高层建筑体积非常巨大,有的建筑设计又常常追求雄伟壮观,所以常常会造成一种扑面而来的压迫感,导致人心理上的压力。在建筑设计时,设计师要考虑到这个问题,一种方法是对建筑采取后退处理的方法,另一种就是巧妙利用广场的设计,广场可以对空间的挤压感起到一个缓冲的作用。广场作为一个可以为人们提供娱乐休闲的场所,已成为一个城市的节点,一个人文活动中心。广场还可以成为一个应急避难场所,使建筑形象更加突出,与建筑合为一个相辅相成的整体,给公众留下深刻印象。
1.3运用处理方法对于建筑的底层部分还应采取一定的措施,使其更加美化、人性化、便利化。我们常用底层架空和入口缩进的方式来丰富设计空间。底层架空可以很好地利用空间,将建筑、广场、道路结合起来,形成开放空间,分散人流,缓解拥挤,为公众提供方便。而入口缩进的方法可以很好地丰富空间层次感,有效利用占地面积,缓解入口矛盾,并且容易设计出新颖感,给人留下深刻印象。
2关于规划的设计
2.1高层建筑与城市街道如今,高层建筑的身影在城市中随处可见,尤其是在一些城市发达街段,可是高层建筑由于其压迫感比较严重,再加上这些地段的人流量非常大,极容易造成交通拥挤现象,所以一定要尽量控制建筑的高度以及其与道路的距离。
2.2超高层建筑的数量超高层建筑大多作为一个城市的代表性、标志性的建筑,具有很好的观赏性。但是其经济性能、实用性能并不高,所以如果仅仅为了提升城市形象、提高城市知名度,一两座超高层建筑就可以了。
2.3高层建筑的密集度高层建筑虽然可以很好的减少占地面积,对于企业的办公行政管理等方面都有益处,但是高层建筑的密集也就意味着人群的密集、交通工具的密集,也意味着空间、交通的拥挤。此外,其造成的一些污染危害也是很严重的,比如光污染、城市垃圾污染等,所以,在进行城市规划的时候一定要避免高层建筑密集,限制其密集度。
作者:苏秀萍单位:哈尔滨市永大建筑设计有限责任公司
高层建筑设计论文:城市高层建筑设计论文
1城市高层建筑设计所要遵循的原则
1.1整体尺度原则
城市高层建筑设计的整体尺度原则是指建筑各组成主体间的有机联系及产生的视觉效果。整体尺度原则主要强调的是建筑物整体性,在高层建筑整体性设计时要充分考虑建筑的主体、裙房以及屋面三个主要因素,将三要素有机结合在一起按照统一的尺度参考体系进行设计,而不是将三者单独地按照各自的参数体系进行设计。只有这样才能使三者有机的融合在一起,打造具有整体性的建筑工程设计作品。
1.2近人尺度原则
近人尺度原则在城市高层建筑设计中的内涵是建筑物的进出口以及底层部分的尺寸大小能给人带来视觉享受的同时又能方便人们使用。其中,建筑物进出口是用户每天都要使用的部分,进出口设计质量对用户的感官刺激较大。所以在高层建筑设计时要将近人尺度设计理念充分地融入到设计思路中,合理地划分建筑物入口处的柱子、檐口、大门以及墙面的尺度,细化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在满足用户对建筑功能性需求的基础上,又能给人们带来感官享受。
1.3细部尺度原则
细部尺度是指高层建筑所采用的施工材料的质感,是更为细腻的建筑尺度划分。在高层建筑设计时应透彻地了解人们对建筑材质的标准要求及喜好程度。一般情况下,我们对事物的评价,都是通过眼观以及手摸的方式去对事物进行进一步的了解,然后从主、客观角度对该项事物做出综合性评价。所以,设计人员应遵循细部尺度原则,采用人们能够接受的喜爱的建筑材质塑造建筑工程作品,给人们带细部尺度主要是指建筑材料的质感,指高层建筑更细分的尺度大小。
2城市建设中高层建筑设计要点
2.1高层建筑采光设计
随着人们节能减排意识的不断提高,发展节能型建筑是当今建筑工程领域发展的总体态势。高层建筑内的照明能耗比较大,如何通过有效的措施降低人工照明对能源的消耗及利用日光照明是当今建筑工程领域必须要重视的课题。目前,比较先进的日光采集系统主要有以下几种:(1)提高单位面积进光区的日光量,利用太阳光为建筑提供照明需求,可有效降低人工照明对能源消耗。(2)为了能在不增加窗户周围的阳光强度且能使其到达采光更深的工作区域,可以通过阳光发射到屋顶平面来完成。(3)在不改变建筑构造的基础上,如增大建筑窗户的面积或数量来采集更多的太阳光,而能较好地满足建筑内照明需求的同时又不会在强烈的太阳光下给用户带来不适感觉,可通过阳光直射阻挡系统来解决。该系统是利用光线的折射计反射原理为设计依据的。
2.2高层建筑的抗震设计
抗震设计是高层建筑工程设计的重要内容,抗震设计质量对提升高层建筑的抗震能力有着直接的影响。基于地震频发的现实情况,加强高层建筑抗震设计工作是现行建筑工程领域必须要关注及重视的问题。在高层建筑抗震设计时候需要注意以下要点:建筑大厅的四角及建筑外墙位置应设置构造柱,并根据高层建筑要求的具体抗震等级合理确定构造柱数量。建筑框架山墙以及纵向方向的墙体是否设置构造柱用来分担砖墙荷载;在高层建筑抗震设计前设计人员应深入到施工工地进行工程地质勘探,牢固掌握高层建筑施工所在地地质情况及发生地震灾害的频率情况,以此为依据进行高层建筑抗震设计。在抗震设计中设计人员应严格按照《建筑抗震设防分类标准》划分的设防等级进行设计不得以经验随意地更改建筑的设防等级,如果提高建筑的设防等级会额外地增加工程成本投入,而降低建筑设防等级则会降低建筑的抗震能力,一旦地震灾害来临将会对建筑及人们生命财产安全带来极大危害。
2.3高层建筑的消防问题设计
基于高层建筑楼层数多,人群分布密集,一旦因为某种原因发生火灾,高层建筑的电梯将会全部停止运行,人们只能通过逃生楼梯逃生,到达安全地带。基于高层建筑聚集人员众多,逃生楼梯空间有限,人员安全疏散难度较大,所以,如何有效快速地疏散人员至安全地带是高层建筑设计人员需注意的设计要点问题。笔者认为在高层建筑消防问题设计时,除了要在建筑工程图纸中标明各层的安全通道位置,还需要在不影响建筑整体性及安全性的基础上拓宽逃生楼梯或多设置逃生通道。当然这只是笔者的一些拙见,如何有效地在火灾发生时快速地疏散人员还需广大的高层建筑设计人员进一步地探究。
作者:刘钰单位:浙江大学城乡规划设计研究院有限公司
高层建筑设计论文:绿色超高层建筑设计论文
1超高层建筑设计的发展趋势
我国是一个人口大国,即使资源雄厚,但经过人们无节制的使用与浪费,导致能源资源极度短缺,生态环境遭到了严重的破坏,引发能源危机。在这样的社会形势下,我们应当采取有效的技术对其进行处理,从而实现社会、环境、人口的和谐统一。建筑行业是能耗较大的行业,尤其是现代化超高层建筑工程的不断涌现,更是加剧了环境的污染。要想保护生态环境,缓解能源危机,就需要我们将绿色环保理念引入到建筑工程设计当中,通过使用新能源、节能技术,充分利用土地资源等,以此来避免能源资源的浪费,从而使建筑工程达到节能、环保的目的。
2绿色策略的设计要点
在僧多粥少的时代,人类要在越来越少的有限资源下谋求长期的生存与发展,就必须把绿色环保理念渗透到日常生产生活的各个领域中去,建筑业也不例外。随着国民经济稳步持续发展,建筑设施越来越完善,各种科学技术的兴起与发展,人们对建筑物的外在形态与内部构造都提出了越来越多的要求,而且这些要求还呈现出了一个日趋多样化的发展趋势。目前我国境内超过200米以上的超高层建筑越来越多,在城市建筑中占有很大比重,纵观这些建筑,我们可以看出,超高层建筑与传统建筑在结构结构形式上有着不同之处,它的特殊性表现在整体高度非常大。针对这样整体高度很大的建筑来讲,设计时要考虑的因素就比一般建筑要多得多,区别也很大,下面我们从空间组织和顶部的设计两方面来讨论超高层建筑设计与一般建筑设计的区别。
2.1空间组织
超高层建筑对现代城市的发展,有着非同一般的标志性意义,从某方面讲,它甚至可以代表着一个城市的发展水平高下。因此,超高层建筑的外观造型设计往往受到城市规划者的高度注重。在超高层建筑设计中,为了体现其绿色理念,达到环保节能的特殊效果,一般超高层建筑在外观上都不会采用玻璃墙,减少由于玻璃反射对城市造成的光污,同时可以起到减少高压风带和风口的作用,具有很直接的环保意义。成功且独特的建筑设计应该是突出人与环境之间的关系。如在建筑物主入口处设置一下地下式广场,与地下超市连通,这样可以有效的将地上空间引入地下,扩大了空间面积。在为公众提供一个宽敞舒适的生活工作环境的基础上,也能为枯燥呆硬的建筑起到软化与点缀的作用,增加情趣,建筑外形特征更加突出。
2.2顶部设计要求
超高层建筑顶部是构成城市天际线的重要因素之一,造型独特的顶部设计对超高层建筑的整体形象起着画龙点睛的作用,并成为林立在建筑群中区别于其他建筑的一个重要标志。运用”隐蔽”的手法:采用高高的女儿墙.精巧的屋顶,半透明的建筑材料将顶部的功能用房隐藏起来。顶部条纹在材料、色彩上和中段相呼应。主楼的平面呈切边三角形,为不等边六角形,顶部则收缩为三角形。若在顶部设置一个空中会所,集休闲、娱乐、餐饮于一体,这就达到节能、绿色、环保的目的。
3结构体系
超高层建筑高耸挺拔,但对结构设计无疑是个不小的挑战,地震作用是决定选择其结构体系的关键。显著提高工作和生活效率:超高层建筑将工作和生活设施适当集中,一般性工作和生活问题在建筑内部即可解决,极大地方便了人们工作和生活。根据超高层建筑结构的复杂程度和不规则性,确定结构抗震性能化设计的合理性能目标,采用弹性、弹塑性的方法进行分析,对结构不同部位采取不同的加强措施。
4建筑节能多元化
超高层建筑由于其特殊的结构与规模,与一般建筑在能耗上有很大出入,而且要研究它,还要综合考虑多方面的因素。在建筑设计中,单体设计与构造布局是节能的关键,在超高层建筑的设计中如何在这两方面合理合理的开发利用能源,选择耗能低的方案进行设计,是一个亟待解决的问题。超高层建筑的能耗为一般建筑的数倍,这是个综合性的课题。包括:新能源的开发和应用,选择低能耗的设备,智能化的管理,有效利用自然资源和管理资源,使建筑和设备方面的寿命成本最小,减少污染并达到可持续发展。
5结语
作为一座城市,具标志性的景观就是高楼大厦,看了高楼,就等于来到了城市;不论乘火车还是飞机,路过时只要看看当地的高楼,就能知道是到哪里了。随着建筑技术与建筑设备的不断更新与完善,现代都市全部高楼林立,各地的较高楼记录也在不断地被后来者所更新。在各国城市化进程不断向前推进的过程当中,超高层建筑必然是未来城市建筑的主力军,为了减少建筑对生态环境造成更快更大的破坏与伤害,绿色策略在城市超高层建筑设计中的比重大大提高,甚至占据除主体结构外较大的比例。通过对建筑内部空间的合理布局及对结构体系等方面耗能量的减少,尽量把建筑对生态的破坏降到低程度,使超高层建筑真正成为既具时尚气息,又节能环保的城市景观特色。
作者:郭淑颖工作单位:齐齐哈尔中汇城广场房地产开发有限公司