現代高層建筑設計要點分析

付豪

摘要：隨著城市化發展進程的加快，城市建筑設計中高層建筑甚至超高層建筑已經成為較普遍的設計形式。本文主要分析了高層建筑的抗側力體系選擇、采光設計、抗震設計、消防設計四方面的設計要點以及城市建筑規劃設計。

關鍵詞：高層建筑；設計要點；抗側力體系；采光；抗震；消防

引言：高層建筑是一座城市有機組成部分，因其體量巨大，高度很大，是城市的重要景點，對城市產生重大的影響。由于我國不斷加快城市化的進程，在城市建筑中出現許多的高層建筑。由于人們對高層建筑的使用需求和質量要求不斷提高，如何提升高層建筑設計設計水平，成為了當代的一個重要課題。

一、高層建筑的設計要點分析

1、抗側力體系選擇要點

現代高層以及超高層建筑的安全性可靠性保證通常會受到結構的抗側力體系影響，合理的抗側力體系能夠保證其安全性。因此在對建筑結構的抗側力系統選擇時應當注意：

（1）建筑的實高是結構體系選擇的主要影響因素，通過結合實踐可以總結如下規律：對于建筑高度同結構的抗側力體系選擇，當建筑物高度小于100米時，通常采用框架結構、框架-剪力墻結構、剪力墻結構作為抗側力體系；當建筑物高于100米低于200米時，通常采用剪力墻結構、框架-核心筒結構作為抗側力體系；而當建筑物高度在200-300米之間時，通常采用框架-核心筒結構、框架-核心筒-伸臂結構作為建筑物的抗側力體系；建筑物高度在300米-400米之間時，框架-核心筒-伸臂結構以及筒中筒結構是常見的抗側力體系；而建筑高度高于400米低于600米時常用的結構抗側力系統為，筒中筒-伸臂結構，巨型框架/桁架/斜撐結構、組合體結構。

（2）在建筑的設計上，應盡可能地確保結構抗側力構件相互聯結、組合為一個整體。

（3）對于建筑中采用了多重抗側力結構體系的具體實際情況時，應綜合分析每種結構體系在建筑設計中的效用，對各自的貢獻度有合理的估計和評判。

2、采光設計要點

高層建筑的設計目標之一就是能夠減少能源的消耗，實現資源節約型社會的發展要求。因此對增加高層建筑的采光效果，減少人工照明成為了重要的環節。現代的建筑中，一般都采用幾種常見的日光采集系統來達到減少人工能源消耗的目的：

（1）通過提高單位面積的采光區域，減少由于太陽輻射造成的制冷負荷，從未減少能耗；

（2）通過讓陽光直射屋頂平面在不增加太陽強度的基礎上又能使得采光區域更加深入；

（3）最主要的系統就是要能夠阻擋太陽的直接照射，在獲得每日太陽位置的變化找到適合的采光區，減少人們對太陽光溫度的不適應，也能節約人工能源。

通過對采光系統的運用，能夠獲得人工節能與增加采光的雙重益處。適當的采光環境，能夠為人們提供舒適的工作環境，保證工作效率。而人工照明能源的節約，更是能夠減少各種突發事件的發生。

3、抗震設計要點

在滿足建筑的功能性的基礎上，抗震設計是高層和超高層建筑的設計重點，這是確保建筑安全性最為關鍵的一環，應重點從以下幾點著手：

（1）在高層建筑的抗震方案設計中，建筑結構的材料選擇也非常重要。

（2）促進地震發生時能量的輸入能有效地減少。實踐證實，應做好以下幾個方面：一是，在對建筑構件的承載力進行驗收的同時應對建筑結構在地震作用下的層間位移限值實施有效的控制。二是，具體的高層建筑工程項目設計時，我們應該采用積極的、基于位移的結構抗震方法，對設計方案進行定量的分析，確保結構的變形彈性可以滿足地震的預期要求。三是，應綜合分析建筑構件的變形和建筑結構的位移兩者之間精確的關系，有效地確定構件的變形值。四是，結合建筑物的實際如建筑界面的應變分布及其大小來對建筑構件的構造需求進行有針對性的設計。五是，選擇堅固的場地，實施建筑施工，亦是有效減少地震發生作用時能量的輸入的另一個方面。

（3）通過大量的實踐證明以及理論研究，針對現代的大型高層建筑，即便是其不具有很大的承載力，但是若是其具有較高的延性，那么即便是發生地震，也不會發生倒塌，因為地震中延性結構能夠充分的吸收振動帶來的能量，這樣建筑物在地震環境中也能夠保證形變程度在建筑結構承受范圍之內。通過大量的實踐活動證明，能夠證明延性結構在抗性效果上作用明顯，能夠消除大量地震帶來的不利影響，從而使得地震反應得以有效的減輕，促使地震給高層建筑帶來的破壞被有效地減弱，避免重大損失的發生。

（4）設計的質量和方法決定著抗震效果的高低，因此，高層建筑抗震設計的結構體系必須得到足夠的重視。從國內外高層建筑結構的設計體系上來看，主要有如下3種：“框筒結構”、“筒中筒結構”和“鋼-混凝土混合結構”。

4、消防設計要點

高層建筑存在隱患的主要原因還是由于在事故發生的過程中會面臨各種各樣的問題，因此要全面考慮到各種情況的應對措施。

（1）人員疏散設計。面對人口密集的高層建筑，一旦發生事故，人員的疏散是最重要的一步。如果火勢不是過大，可以維持電梯的正常運行，以保證在最短的時間內能夠將所有人群撤離現場。當火勢過大的時候，才需要通過樓梯疏散人群，雖然這樣會增加疏散的難度和時間，但這在事故中能夠有效保證每個人的人身安全。

（2）火勢控制設計。高層建筑物大多有可燃物的堆放，一旦燃燒起來就會產生大量的煙氣。在建造建筑物的時候就要考慮到這一因素，在管道內設置一些防火閥，控制火勢的蔓延，為救援工作增加時間。

（3）火災撲滅設計。高層建筑的火災會造成大面積的蔓延，但由于周圍建筑物和地形的限制，在撲救過程中會存在一定的困難。如果只是小范圍的火災，可以對一些重要物品進行適當轉移，如果高層建筑火勢蔓延迅速，則要盡量先撲滅易燃易爆物品周圍的火焰，防止人員傷亡。

二、城市建筑規劃設計

1、盡量避免高層建筑密集

高層建筑會造成城市空間的壓力，造成空間和交通的擁擠、堵塞，對環境造成一定的污染，還有形成高壓風帶，帶來嚴重的后果；但是它方便城市的辦公，這是有利因素。所以在高層建筑的規劃設計中，不能使高層建筑密集分布。

2、合理規劃高層建筑和城市街道之間的距離

高層建筑一般都會建設在城市人口比較密集、商業比較發達的區域，這個區域的交通本身就很擁擠，如果把高層建筑建設在這，就會加大這些區域交通的壓力。因此建筑設計師在規劃設計時，要對這些街道驚醒擴寬，并控制高層建筑和城市街道之間的距離，減小其交通壓力，加大通行能力。

3、減少超高層建筑的數量

超高層建筑主要體現城市的形象，提高城市的知名度，但是它在使用過程中，沒有取得理想的經濟收益，甚至很不樂觀，其實高層建筑是非常不合理的，因此在城市建設中，要控制超高層建筑的數量，不能為使城市有象征、有代表性建筑，就盲目的建造超高層建筑，這樣是不經濟的也是不合理的。

三、結束語

城市建筑是一個城市的代表和象征，是體現城市的發展速度。因此，建筑工作人員有必要做好高層建筑的設計工作，分析在設計過程中遇到的重點和難點，提高建筑的安全性能，設計出具有城市代表色彩的建筑，提高整座城市的知名度，不斷完善高層建筑設計。

參考文獻

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