對于現(xiàn)代高層建筑設(shè)計的探討

周學(xué)武

（中國瑞林工程技術(shù)有限公司）

對于現(xiàn)代高層建筑設(shè)計的探討

周學(xué)武

（中國瑞林工程技術(shù)有限公司）

本文主要闡述了高層建筑當(dāng)中建筑設(shè)計的主要原則、要點(diǎn)，并對高層建筑設(shè)計過程中應(yīng)該要注意的若干問題進(jìn)行分析探討。

高層建筑；設(shè)計；探討

隨著現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，高層建筑逐漸成為了城市建筑發(fā)展的主體，是城市顯著的象征。因此，我們必須做好城市建設(shè)中高層建筑設(shè)計工作，深入的分析設(shè)計過程中的要點(diǎn)和難點(diǎn)，在保證高層建筑安全性的前提下，設(shè)計出具有該城市鮮明特色的高層建筑，為城市增加一道亮麗的風(fēng)景線，滿足人們觀賞和使用的要求。

一、現(xiàn)代高層建筑設(shè)計主要原則

1、高層建筑設(shè)計符合城市規(guī)劃

高層建筑設(shè)計應(yīng)該符合城市規(guī)劃發(fā)展的要求，因此，在高層建筑設(shè)計中主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行把握：

（1）對用地性質(zhì)的規(guī)劃：在具體建設(shè)項(xiàng)目的選址上，按照控制性詳細(xì)規(guī)劃限定這一項(xiàng)目只能在某一允許區(qū)域內(nèi)選擇基地地塊；對用地進(jìn)行開發(fā)的場地設(shè)計，控制性詳細(xì)規(guī)劃限定該地只能做一定功能性質(zhì)的使用。

（2）對用地范圍的控制：規(guī)劃是由建筑紅線與道路紅線來完成的。

（3）對用地強(qiáng)度的控制：通過容積率、建筑覆蓋率、綠化覆蓋率等指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。

（4）對建筑用地范圍的控制：由建筑控制線來限定。即基地允許建造建筑物的區(qū)域。城規(guī)中一般都要求建筑控制線從紅線退后一定距離。

（5）規(guī)劃中對建筑高度、交通出入口的方位、建筑主要朝向、主入口方位等方面的要求，在場地設(shè)計中也應(yīng)同時予以滿足。

2、整體尺度

高層建筑的整體尺寸對城市空間有著重要的影響，這些尺寸主要包括各部分尺寸的比例、街道尺寸、近人尺寸以及細(xì)部尺寸等等。

（1）各部分尺度比例的協(xié)調(diào)

一般，高層建筑主要由三個部分組成的：裙房、主體和頂部，也有些建筑在設(shè)計中加入了活躍元素，以使整棟建筑造型生動活躍，一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關(guān)系的基礎(chǔ)上的，而這三個部分尺度的確定，才能更好的在形式和空間上塑造出高層建筑的美。

（2）高層建筑各細(xì)部尺度應(yīng)有層次性

高層建筑各部分細(xì)部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎(chǔ)上的，各個主要部分應(yīng)有更細(xì)的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構(gòu)成豐富，細(xì)膩耐看。

（3）街道尺度

街道尺度指是的高層建筑臨街面的尺度對街道行人所帶來的視覺影響，因此，為了保持街道空間和視覺的連續(xù)性，高層建筑在臨街面應(yīng)與沿街的其他建筑相互協(xié)調(diào)統(tǒng)，宜有所呼應(yīng)。

（4）近人尺度

近人尺度指的高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。通常，這個部分為使用者接觸較多，也容易引起人們仔細(xì)觀察，它是人們對建筑物感觸的重要部位，其尺度設(shè)計應(yīng)以人的尺度為參考系，不宜過大或過小。

（5）細(xì)部尺度

細(xì)部尺度指的是高層建筑更細(xì)的尺度，它主要是指材料的質(zhì)感。設(shè)計師在建筑設(shè)計過程中要充分運(yùn)用不同材料的質(zhì)感，來塑造建筑物，吸引人們親手去觸摸或取得同我們的眼睛親近感。

二、高層建筑設(shè)計的基本要點(diǎn)

1、水平荷載設(shè)計

1)由于相對于某些具有特定高度的樓房來說，其豎向荷載值在一般情況下都是定值，但在地震作用和水平荷載的風(fēng)荷載雙重作用下，其數(shù)值的變化是隨著高層建筑結(jié)構(gòu)動力特性的不同而不斷發(fā)生變化的，這種數(shù)值的變化值幅度也較大；

2)因?yàn)闃欠康臉敲婧妥灾爻惺艿暮奢d在豎構(gòu)件中會引起彎矩和軸力在數(shù)值上發(fā)生變化，造成僅僅與樓房高度的一次方成正比，而水平荷載對高層建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩和在水平荷載情況下豎構(gòu)件中產(chǎn)生的軸力是與樓房高度的兩次方成正比的。

2、高層建筑的采光設(shè)計

在高層建筑物中，建筑的墻體和室內(nèi)的天花板可以使用有效吸收太陽光的材料，這樣在冬季可以保持室內(nèi)的溫度適宜，在炎熱的夏季，可以減小溫?zé)嵝?yīng)，減輕高層建筑內(nèi)空調(diào)制冷系統(tǒng)的能源消耗。

3、高層建筑的抗震性

在高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計的過程中，要注意構(gòu)造柱一定要正確的安置在建筑大廳的四角和墻體的轉(zhuǎn)彎處。還有注意墻體橫面和縱面交接的地方設(shè)置抗震性比較好的構(gòu)造柱。因此，對高層建筑進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計方案的步驟要根據(jù)規(guī)定有序進(jìn)行，層層遞進(jìn)的。在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計時，要嚴(yán)格按照國家頒布的關(guān)于建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)防，防止抗震設(shè)防的標(biāo)準(zhǔn)不能很好的把握。

4、高層建筑結(jié)構(gòu)延性的設(shè)計

高層建筑相對于低層建筑來說，其結(jié)構(gòu)要顯得柔一些，在地震作用下很容易引起變形，因此，為了使高層建筑具備較強(qiáng)的抗變形能力，避免倒塌，就需要注重高層建筑結(jié)構(gòu)延性的設(shè)計，從而保證高層建筑具有足夠的延性，抗變形能力也會隨之得到提高。

5、高層建筑的消防設(shè)計

通常，高層建筑都是建設(shè)在人員密集的地區(qū)。因此，高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，就難以撲滅，電梯就會降到底層不能使用，除了消防用的電梯除外，被困人員離開發(fā)生火災(zāi)區(qū)主要通過樓梯，這樣就增加人員疏散的難度和延長疏散的時間，此外在滅火過程中，還會受到建筑物內(nèi)很多因素的影響。

三、高層建筑設(shè)計過程中應(yīng)該注意的問題

1、抗風(fēng)的問題

預(yù)測到建筑物附近的氣流情況以及建筑物所發(fā)生的性狀。結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定破壞，疲勞破壞，過份變形而發(fā)生的屈服，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞都可以引起高層建筑的安全隱患。風(fēng)災(zāi)損壞的主要形態(tài)之一是工程結(jié)構(gòu)的損壞和倒塌，因此，工程抗風(fēng)設(shè)計計算的合理和全面與否是工程安全的重要關(guān)鍵，抗風(fēng)設(shè)計也是工程結(jié)構(gòu)中的重要研究課題。

2、防火的問題

防火的總體布局要保證暢通安全，在樓道的設(shè)計上要保證人員的流動暢通，便于緊急情況時人員的疏散。有采光設(shè)施或者照明系統(tǒng)，讓人員在疏散中能保證安全快速的撤離，已避免發(fā)生踩踏等其他傷害。合理進(jìn)行防火分區(qū)。在高層建筑的樓道內(nèi)消防器械、疏散通道必須合理的分區(qū)，做到在火災(zāi)發(fā)生時，可以及時的采用滅火措施和人員疏散。消火栓的位置應(yīng)保證同層任何部分由兩個消防栓的水槍同時到達(dá)。

3、電氣的問題

1）消防電源與配電。高層建筑要求供電是①供電電源必須是來自于兩個不同的發(fā)電廠保證一個要時有遇到問題或者突發(fā)事件另一個也可以正常工作，從而確保建筑的正常運(yùn)行②供電電源來自于 2個不同的區(qū)域變電站。③一個電源來自于區(qū)域變電所而另一個時自備的發(fā)電設(shè)備。

2）電梯

電梯在設(shè)計中要保證位置合理，讓電梯的運(yùn)行中的噪音不要打擾用戶的正常生活。電梯的最大載荷也要根據(jù)居住結(jié)構(gòu)作相應(yīng)的調(diào)整，保證居住者在平時能方便的出行。電梯在遇到緊急情況是要有方便快捷的方法使人迅速撤離，為了保證電梯正常而安全的運(yùn)行，以利于救人、滅火。

3）應(yīng)急照明

應(yīng)急照明的安裝要合理人性化，應(yīng)急照明主要安裝在疏散樓梯、消防電梯前室、消防控制室、自備電源室、變配電室、消防水泵房、防排煙機(jī)房的墻面上或者頂棚上。應(yīng)急照明包括疏散指示照明，即標(biāo)志出口位置的出口標(biāo)志燈和引導(dǎo)只想出口的指向標(biāo)志燈，滿足疏散通道的照明要求。

4、排煙的問題

高層的火災(zāi)事故中，絕大多數(shù)的人員傷亡都是因煙氣窒息、中毒，在不具備自然排風(fēng)條件的封閉樓梯間要設(shè)計在樓梯入口處設(shè)置陽臺或者凹廊。保證在發(fā)生火災(zāi)時能排除煙，降低人員的傷亡。現(xiàn)在設(shè)計中為了提高使用面積，采取消防電梯與居住用電梯合用消防電梯前室與防煙樓梯前室合用，采用常閉防火門。

5、防雷擊的問題

高層建筑防雷系統(tǒng)應(yīng)該按照“綜合治理，整體防御，突出重點(diǎn)，多重保護(hù)”的原則，充分利用高層建筑物的結(jié)構(gòu)，將防雷措施做好，進(jìn)行治理。找齊高層建筑物的頂端和其他易受雷擊的部位裝設(shè)避雷針或者避雷帶、避雷網(wǎng)。利用結(jié)構(gòu)中的主鋼筋作引下線，利用整個鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地裝置。在建筑物周圍用扁鋼做避雷帶。

四、結(jié)語

隨著人類社會生產(chǎn)力的發(fā)展、建造技術(shù)水平的不斷提高和使用空間的日趨緊張，越來越多的高層建筑拔地而起，為滿足人們對建筑的使用需求，我們必須在高層建筑設(shè)計中，積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，合理的規(guī)劃，是以為高層建筑設(shè)計、規(guī)劃得到有效保證，并符合實(shí)際需求，為城市發(fā)展建設(shè)起到積極促進(jìn)作用。

[1]丁勇春、曹魏《對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討》[J]，《新建筑》2012年12期。

[2]趙麗《論我國高層建筑基礎(chǔ)理深及嵌固端》[J]，《江蘇建筑》2009年03期。

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