高層建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展,新材料和新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,帶動(dòng)建筑的層數(shù)增多和高度的增加;建筑不規(guī)則、不對(duì)稱和曲線形等平面形式又帶動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的提高;高層建筑隊(duì)耗能減震技術(shù)的要求帶動(dòng)其技術(shù)的發(fā)展。
摘要:隨著科技和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市建設(shè)的擴(kuò)張和土地資源的稀缺,加之人口的增長(zhǎng),高層建筑以占地少,空間多的優(yōu)勢(shì)拔地而起,成為城市建設(shè)的主角。高層建筑體量巨大、視覺(jué)沖擊力強(qiáng),以現(xiàn)代建筑技術(shù)、美學(xué)、文化等魅力成為豐富多彩的城市天際線。淺談高層建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的問(wèn)題,更好地促進(jìn)城市的建設(shè)和發(fā)展。
關(guān)鍵詞:高層建筑,建筑設(shè)計(jì),建筑結(jié)構(gòu)
一.高層建筑的現(xiàn)狀
高層建筑已經(jīng)成為大中城市建設(shè)的主角。有些地區(qū)在高層建筑生態(tài)上,大肆消耗資源,沒(méi)有遵循高層建筑的生態(tài)性,污染周圍的環(huán)境,對(duì)自然資源和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。高層建筑設(shè)計(jì)者沒(méi)有從建筑實(shí)用的原則出發(fā),追求立面形式,貪大求高,建筑設(shè)計(jì)節(jié)能意識(shí)淡薄,忽略生態(tài)環(huán)境的保護(hù),高能耗、低效益的高層建筑最終成為被遺棄的建筑。
二.高層建筑設(shè)計(jì)原則
1.高層建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)
城市中和各建筑之間所有的空間形式形成城市空間。建筑以幾何體征和審美質(zhì)量等以不同的高低層次聯(lián)系起來(lái),形成清晰可辨的城市空間。從人的知覺(jué)、心理、行為分析城市空間的合理性。掌握高層建筑城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細(xì)部尺度這一尺度的序列,依據(jù)尺度的統(tǒng)一性,控制高層建筑物與城市、整體與局部、局部與局部和建筑與人保持良好的有機(jī)統(tǒng)一。在解決室內(nèi)空間的使用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求下,建筑設(shè)計(jì)與周圍環(huán)境、城市歷史文脈、城市控制性規(guī)劃相互協(xié)調(diào)。解決和協(xié)調(diào)各類建筑之間的聯(lián)系,以生態(tài)、可持續(xù)的觀點(diǎn)形成良好的城市規(guī)劃,延續(xù)城市的歷史,展望城市的未來(lái)。高層建筑以其本身的規(guī)模對(duì)城市街區(qū)的集中化、協(xié)調(diào)化具有重要的影響,高層建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該符合城市規(guī)劃要求。根據(jù)用地性質(zhì)和控制性詳細(xì)規(guī)劃進(jìn)行合理的規(guī)劃,對(duì)用地進(jìn)行場(chǎng)地設(shè)計(jì);按照建筑紅線和道路紅線控制用地范圍;根據(jù)建筑容積率、建筑密度、綠化率等建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)基地進(jìn)行強(qiáng)度控制;根據(jù)場(chǎng)地周圍環(huán)境,確定建筑高度、交通出入口方位、建筑朝向等基本設(shè)計(jì)要素;按照建筑控制紅線退讓確定允許建造建筑物的范圍。
高層建筑的位置、高度的確定應(yīng)該依據(jù)城市尺度、傳統(tǒng)文化,避免不當(dāng)?shù)某叨扔绊懗鞘?/p>
傳統(tǒng)的歷史文化,改變了與城市有機(jī)協(xié)調(diào)的比例關(guān)系。把握高層建筑裙房、主體、頂部三部分的尺度比例,對(duì)強(qiáng)調(diào)建筑整體尺度均衡有很重要的意義。確定一個(gè)統(tǒng)一的尺度參考系,其各部分細(xì)部尺寸在整體尺度上劃分,各個(gè)主要部分進(jìn)行很細(xì)的劃分,通過(guò)等級(jí)性的尺度讓各個(gè)部分造型構(gòu)成豐富的立面。為了考慮高層建筑臨街面的尺度對(duì)街道行人的舒適度,一般將高層建筑的主體后退,其底層的裙房沿街布置,減少了高層建筑對(duì)街道的壓迫感。臨街面的高層建筑應(yīng)該保持一致,通過(guò)相互呼應(yīng)形成街道空間和視覺(jué)的連續(xù)性。
2.高層建筑的設(shè)計(jì)原則
把握建筑形體的長(zhǎng)度、寬度、整體與部分、整體與城市之間的比例關(guān)系,以人的尺度作為參考系數(shù),結(jié)合人觀察的視點(diǎn)、視距、視角,達(dá)到與高層建筑的親近度,控制城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細(xì)部尺度等高層建筑的外部尺度。把握建筑的整體尺度,運(yùn)用屋檐、臺(tái)階、柱子、樓梯等來(lái)表示建筑物的體量。結(jié)合人的尺度、滿足人的使用舒適,把握高層建筑各種尺度,創(chuàng)造合理的高層建筑外部造型。高層建筑采用生態(tài)性設(shè)計(jì),控制建筑平面和體形系數(shù)可以有效地降低舒適空間的平均成本。高層建筑的設(shè)計(jì)與基地相關(guān),充分利用建筑形式、植被和遮蔽帶最大限度地開發(fā)利用建設(shè)場(chǎng)地。在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中加強(qiáng)建筑節(jié)能意識(shí),考慮城市環(huán)境定位高層建筑,增大建筑南向的開窗面積,盡量減少北向、東向的開窗面積,減少熱損失,保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境達(dá)到建筑節(jié)能的目的;優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì),在保證高層建筑的形體簡(jiǎn)單、構(gòu)造合理的情況下,減小體形系數(shù),選用建筑保溫材料。根據(jù)場(chǎng)地所在地區(qū)的氣候、地理?xiàng)l件、文化傳統(tǒng),因地制宜,以人為,以環(huán)保化、無(wú)污染、可循環(huán)、節(jié)省能源的綠色建筑發(fā)展觀念實(shí)施綠色設(shè)計(jì)。針對(duì)高層建筑的耐火等級(jí)、防火間距、防火分區(qū)、安全疏散等方面提出不同的設(shè)計(jì)要求,保證高層建筑的消防安全。高層建筑設(shè)置專供火災(zāi)時(shí)人員臨時(shí)避難用的樓層。在滿足人員疏散時(shí)間的要求,結(jié)合高層建筑建筑面積、使用功能、人數(shù)等設(shè)置合理的避難層數(shù)量和兩個(gè)避難層之間的高度。一般自建筑首層到第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間不宜超過(guò)15層。在一定高度的口曾上可以設(shè)置供火災(zāi)時(shí)人員臨時(shí)避難用的避難間。高層建筑設(shè)計(jì)中安全疏散通道出口的設(shè)置對(duì)于保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)至關(guān)重要。一般公共建筑不能少于兩個(gè)安全出口,影劇院、體育館等人員密集的場(chǎng)所要按照《高層建筑防火規(guī)范》安全出入口要求的規(guī)定計(jì)算。高層建筑設(shè)置封閉的或防煙的樓梯間應(yīng)布置兩個(gè)疏散方向。疏散通道設(shè)置緊急照明、疏散方向指示燈和安全出口燈。高層建筑應(yīng)設(shè)置消防控制中心,建筑內(nèi)部安裝自動(dòng)報(bào)警裝置和自動(dòng)滅火裝置,消防控制中心對(duì)報(bào)警、疏散、滅火等控制和指揮。控制建筑防火間距,嚴(yán)格按照《高層建筑防火規(guī)范》進(jìn)行防火間距的確定,生產(chǎn)或貯存易燃易爆物品的廠房或庫(kù)房應(yīng)遠(yuǎn)離建筑物。為了防止建筑內(nèi)部煙火蔓延,必須進(jìn)行防火分區(qū),利用防火墻或防火卷簾把高層建筑劃分為若干個(gè)區(qū)域。防火墻不宜各種管道穿過(guò)。不能設(shè)防火墻的用水幕保護(hù),設(shè)置防火卷簾。
三.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
一般建筑總高度超過(guò)24米的建筑為高層建筑,建筑總高度超過(guò)100米的建筑為超高層建筑。在滿足擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度和經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則下,根據(jù)建筑使用功能的要求、建筑高度的不同選擇框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框-筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系等相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系。在進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)選型前,應(yīng)該盡量確保高層建筑結(jié)構(gòu)平面簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱,避免凹角和端部樓梯、電梯間,協(xié)調(diào)構(gòu)件的布置以便保證與主體結(jié)構(gòu)連接的可靠性。為了保證結(jié)構(gòu)剛度整體穩(wěn)定、承載能力、經(jīng)濟(jì)合理性,控制高層建筑的高寬比至關(guān)重要。時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步,以中央核心筒為主流的高層建筑拔地而起。高層建筑的筒體位于幾何位置中心,將建筑的質(zhì)量重心、剛度中心和型體核心三心重合,加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)受力和抗震。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將垂直交通和設(shè)備用房等分散布置周邊,以分散的多個(gè)外核空間構(gòu)成模式推向新的高度。根據(jù)空間作用的計(jì)算機(jī)分析法和相關(guān)軟件進(jìn)行建筑空間整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析。選用合適的計(jì)算單元對(duì)高層建筑的轉(zhuǎn)層、加強(qiáng)層進(jìn)行分析。體型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜的高層建筑采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行計(jì)算、比較、校核,針對(duì)較不利的結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
高層建筑經(jīng)過(guò)砼結(jié)構(gòu)施工、砌體建筑施工、初級(jí)裝修施工、二次裝修施工建成。在高層建筑土建、裝修施工階段人、財(cái)、物、機(jī)各生產(chǎn)要素的優(yōu)化組合。根據(jù)動(dòng)態(tài)組合原理和各專業(yè)階段特點(diǎn),合理組合各生產(chǎn)要素,有序協(xié)調(diào)與配合完成高層建筑的建設(shè)。
四.總結(jié)
作為當(dāng)今城市建設(shè)的主角---高層建筑以其引人注意的輪廓線,限定了城市活動(dòng)場(chǎng)所的公共空間。從城市的宏觀層面、建筑本身營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)的中觀層面、建筑室內(nèi)環(huán)境的微觀層面綜合考慮,樹立環(huán);o(wú)污染、可循環(huán)、節(jié)省能源等的綠色建筑發(fā)展觀念,實(shí)現(xiàn)高層建筑與現(xiàn)代城市未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展。
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