高層建筑設計的思考

【摘 要】高層結構建筑逐漸成為當今城市建設的主要建筑。高層結構建筑在設計技術上具有嚴格的要求，其要求結構的受力結構合理以及抗自然災害的性能優良，這些最關鍵性的設計元素都得在設計的過程中，作為主要考慮的設計元素。

【關鍵詞】高層建筑；結構合理；設計元素

社會的飛速發展，人們生活水平的提高，高層建筑越來越受到人們的重視。高層建筑往往以其宏偉的尺度和巨大的體量，給觀者以強烈的視覺感受，同時也決定和影響著所在城市區域的藝術風格和美學價值。因此，重視對高層建筑設計理念的探討，進一步完善高層建筑設計理念是推動高層建筑設計健康發展的有效途徑。

1 高層建筑結構的設計技術需求

高層建筑結構作為一種特殊的建筑群體，其在舒適度、性能上都有較高的技術需求。高層建筑結構設計，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創造，而應以人的尺度為參考系數，充分考慮人和高層建筑使用親近度，從宏觀的尺寸到微觀的材料設計都要創造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為兩種主要尺度：整體尺度，細部尺度。尤其是現代人的生活觀念不斷的轉變，使得高層建筑結構在外觀設計上也有了嚴格的要求，進而最大化地追求結構外形的風格。

1.1 結構的設計風格，需要滿足現代人的生活理念

隨著現代人的生活觀念不斷的轉變，高層建筑在結構設計的時候，越來越重視建筑物的舒適和風格的設計。高層建筑的結構在方位、采光上都要做嚴格的設計。建筑結構需要在滿足建筑師的設計思想的前提下盡量為使用者提供舒適的生活環境，并盡量以節省投資的方式使建筑最大化地融入生態、環保和低碳的設計元素，這樣才可以提供一個生活舒適，安全可靠的生活環境。而建筑師與結構師之間的緊密配合，合理選擇適當的結構體系，是實現這一目的的必要條件。

1.2 高層建筑的結構設計，要基于安全經濟的理念

高層建筑作為一個大型的項目，在建設的過程中，將會面臨巨大的成本輸出問題。因此，在設計的過程中，要講究經濟性的設計理念。所以，結構的設計過程中，需要對結構體系進行不斷的優化處理。在方案設計的過程中，結構師通常要做全盤的考慮來比較其經濟性的大小。比如：1。考慮到目前的人工工資的高漲，在建筑總投資的比重也在不斷的升高。考慮模版費用與砌筑費用的比較后以及后期抹灰的人工與砂漿材料的費用，砌體結構基本上已經不再比框架便宜多少，而剪力墻結構更是以現澆方式以及刮膩子等簡單方式將人工的成本降低到了相當低的程度，從而使建筑的安全性能提高而且總投資得到了很好的控制。這一點在現在越來越多的多層剪力墻房屋上得到了體現。

1.3 結構在設計中，需要保障結構的安全性能

高層結構作為一種特殊的建筑結構，其在結構的性能上具有嚴苛的要求。尤其是高層結構的安全性能尤為的重要。設計部分：首先要從概念設計出發選用合理的結構體系布置原則。結構師有的時候就像是做數學題，要對一些復雜的結構使用“拆開”或是“組裝”的設計方式，以盡可能簡單的，標準的結構形式組合成一個相對復雜的建筑物。這個過程既要考慮結構的要求也要考慮建筑布置對其他專業的影響，尤其是防火設計要求，而這些是很重要的設計前提和依據。一般常用的建筑能準確選擇結構類型和平面布置形式，并合理地確定各構件的截面尺寸。這樣的建筑就能正確地選擇結構計算簡圖，進行準確的內力分析與組合，最后得到高效合理的構件截面及節點設計。

1.4 高層建筑的概念設計的落腳點：

首先高層建筑應該具有良好的變形能力，這一點體現在結構設計的所有構件上。對于剛度大的結構，變形小，舒適度好，抵抗地震作用的能力強，構件強度高，投資成本也相應增大。而剛度較小的結構卻恰好相反，以教大變形來降低結構所受的地震作用，達到降低投資的目的。但這樣的建筑在較大地震作用下的破壞形式可能就無法滿足“兩階段，三水準”的要求。而2010版高規在3.11章中對結構性能設計的要求則對此給出了規范的解決方法。

2 高層建筑的結構布局設計

高層建筑的結構設計，在其結構的布局上比較的關鍵。現代的高層建筑在規劃的規程中，各功能區的設計，需要基于現代人的生活理念，進行合理的布局。現代的高層建筑在規劃的規程中，各功能區的設計，需要基于現代人的生活理念，進行合理的布局。

2.1 高層結構對總體規劃的影響

一般高層建筑的總體規劃總是先于建筑的初步設計的，因而此階段結構往往不參與整體布局，但是在高烈度地區比如喀什，這樣的規劃就會有一定風險。尤其對于高寬比大于4的單元式條狀高層住宅，其底部會產生很多比例的拉力（往往超過15%）而導致建筑物傾覆。而這一點是規范所不允許的。最好的方法是建議是規劃時能有一跨裙房在建筑物底部，這樣既能很好的解決基礎受拉問題還能將一些高層建筑所必須的設備機房和消防設施有了寬松的擺放空間。

2.3 結構的外墻設計

高層建筑的外墻不僅有圍護，保溫和節能的要求也有結構抗震的考慮。對應于地震作用下的變形，如果填充墻體不能隨建筑物整體變形就會減小整體的變形量從而變相的增大了建筑的整體剛度，這樣的結果則使我們設計的結構變得偏于不安全。以前我們是周期折減的方法考慮這一部分增加的地震作用，現在還可以用2010版《砌體結構設計規范》6.3.4中說明的方法，將填充墻與結構構件之間保留20mm的距離，從而達到我們的設計目的。

3 高層建筑結構的消防安全結構設計

高層建筑結構在結構的設計上，比較的注重其結構風格和美觀上的設計。在高層建筑的結構設計過程中，整體結構的消防結構非常的重要，同時作為建筑結構最基本的結構，其在設計的過程中，就需要充分的考慮到消防結構的實用性。根據國家規定，我國18層以上的高層建筑必須有兩個樓梯間，用于逃生和緊急疏散；樓梯間與居民分戶門之間必須設計消防前室，以阻擋火災發生時的煙氣。我國還規定高層建筑每個樓層、每個樓梯間都必須裝有防火門，以防止由于一個樓層起火而快速蔓延到別的樓層，每個樓層也要求配備消火栓等消防設施。對于這些規定，結構師就必須將樓梯間的剪力墻筒為消火栓，正壓送風口等開洞。而因開洞消弱的剪力墻，結構師必須要對這些部位要做充分加強處理。

4 結束

建筑設計在整個工程設計中起著主導和先行的作用，除考慮上述各種要求以外，還應考慮建筑與結構，建筑與各種設備等相關技術的綜合協調，以及如何以更少的材料，勞動力，投資和時間來實現各種要求，使建筑物做到適用，經濟，堅固，美觀。

參考文獻

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