1、<p>　　對高層建筑設計的探討</p><p>　　摘要：隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，城市化建設大大加快，城市中的土地用地越來越緊張，高層建筑成為城市中越來越重要的建筑形式。不同于傳統(tǒng)建筑，高層建筑施工難度大，建筑和結構的設計規(guī)范也非常嚴格，所以高層建筑的設計一直是設計師們關注的重點。本文將對高層建筑的設計特點進行分析，并對高層建筑設計的一些重要問題進行了探討。 </p><p&g

2、t;　　關鍵詞：高層建筑;建筑設計;結構設計;安全規(guī)范 </p><p>　　中圖分類號：TU97文獻標識碼：A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　我國在現(xiàn)代化建設中，人口基數(shù)大，居住建筑供不應求是我國目前面臨的主要問題。高層建筑的出現(xiàn)使此類情況有所好轉。與此同時，高層建筑帶來的一些交通障礙，光污染和較高的結構技

3、術難題也是我們不容忽視的。但無論如何，高層建筑是我們社會發(fā)展到現(xiàn)在階段的必然產物，發(fā)揮著其他建筑類型所不能替代的作用。 </p><p>　　1.高層建筑相關概念的闡述 </p><p>　　每個國家按照各自的標準，將超過一定高度和層數(shù)標準的建筑稱為高層建筑。我國《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)適用于以下新建、擴建和改建高層建筑及其裙房：a.10層及10層以

4、上的居住建筑(包括首層設置商業(yè)服務網點的住宅)；b.建筑高度超過24m的公共建筑（不包括單層主體建筑高度建筑超過24m的體育館、會堂、劇院等公共建筑和高層建筑中的人民防空地下室）。當高層建筑的建筑高度超過250m時，建筑設計采取的特殊防火措施，應提交國家消防主管部門組織專題研究、論證。 </p><p>　　2.高層建筑的特點 </p><p><b>　　2.1占地面積小 &l

5、t;/b></p><p>　　在相同的建設條件下，高層建筑相比其他形式的建筑來說，占地面積小，層數(shù)多，可以適當增加其容積率來增加居住建筑面積，來緩解住房緊張和房價過高的問題。值得注意的是：a.高層建筑的密度不宜過高，以免帶來空氣難以流通，低層用戶采光困難；b.玻璃幕墻過多造成的光污染等問題。 </p><p><b>　　2.2住房效果好 </b></p

6、><p>　　在容納相同居民的條件下，合理分配高層建筑密度，可以節(jié)省出更多的空閑地面。將這些閑置地面合理利用，如種花栽樹，修建娛樂場所，增加健身場地，不僅可以綠化環(huán)境，凈化空氣，也豐富了人們的精神生活。 </p><p><b>　　2.3技術成本高 </b></p><p>　　高層建筑的流線分析和設計要比多層建筑復雜得多,既要保證高層建筑又高又

7、穩(wěn)定，也要方便居民出入和確保防火防災迅速疏通等。這對高層建筑的設計和施工都提出了極大的挑戰(zhàn)，因此建造高層建筑的成本和技術要求均比多層建筑要高。 </p><p>　　3.對高層建筑結構設計的分析 </p><p>　　高層建筑的結構不同于低層和多層建筑的結構,前者在結構設計的專業(yè)性方面占據(jù)更加重要的地位,它涉及到各種結構體系的選擇,在建筑平面的布置、樓層的高度、機電配套的設置、施工技術的要

8、求、施工的時間和選材選料，投資造價等方面都有著相當專業(yè)的要求, 其結構設計的分析的特點如下： </p><p>　　3.1水平荷載作用突出 </p><p>　　低層和多層建筑結構是以重力為代表的豎向荷載控制結構設計的，而高層建筑還要承受更大的來自風和地震等因素的水平力。因此，高層建筑要求在此基礎上，提高其抗水平荷載沖擊的能力。風荷載和地震等給高層建筑帶來的水平荷載都對建筑物帶來巨大的水平

9、向沖擊力。建筑物對水平荷載的沖擊力的承受能力，決定了其結構穩(wěn)定性能。建筑物越高，水平荷載對建筑物的影響越大。 </p><p>　　有數(shù)據(jù)表明，在一定高度的情況下，樓房自重等豎向壓力引起建筑物框架中支柱彎曲的程度遠小于風和地震等作用下產生的水平荷載對支柱彎曲度的影響。而且，隨著建筑物高度和層數(shù)的增加，兩者的影響程度進一步增加。更有甚者，水平荷載有可能使內力反向，對建筑物產生不可估量的影響。因此，高層建筑下，水平荷

10、載作用突出，應注意研究增加建筑物抗擊水平荷載沖擊的能力。 </p><p>　　3.2減少側移是關鍵 </p><p>　　側移的罪魁禍首便是水平荷載。由于水平荷載巨大的沖擊力，可能使建筑物前后左右的側向移動。如果高層建筑結構沒有足夠的延展能力來抵抗，可能會使填充墻、建筑裝修和電梯軌道等服務設施出現(xiàn)裂縫、變形，影響建筑物的使用和耐用性。當側移程度過大時，甚至會出現(xiàn)樓層斷裂等重大事故。因此設

11、計高層建筑結構時，不僅要求結構有足夠的強度，而且要求結構有一定的延展性，使水平荷載所產生的側向變形限制在建筑物可以承受的范圍內。由此看來，探究使用合理耐用的建筑材料，盡量減少側向位移，是保證居民安全的關鍵，也是高層建筑結構設計的關鍵。 </p><p>　　3.3不可小覷的軸向變形 </p><p>　　在高層建筑中,柱的負荷很重,柱的總高度很大,整根柱在重力荷載下的軸向變形有時可以達到數(shù)

12、百毫米，這對專業(yè)高度精確的高層建筑來說，差幾毫米就可能導致大樓的穩(wěn)定性急劇下降，更別說數(shù)百毫米的形變值對建筑物的影響了。這是由于建造高度越來越大，建筑物結構框架的支柱承受的壓力也隨之加劇，各個方向壓力不均逐漸被放大，勢必會導致各個位置產生的形變不同，而受壓最大，形變最大的地方往往是框架中柱的軸壓應力。當房屋高度到達一定程度時，若各層樓面的填充物、裝飾物的總重量超過建筑物支柱設計所能承受的最大范圍，此時將建筑物結構支柱整體圖片無限放大，將

13、形成一個向下彎曲的拱形。拱形中間的壓力繼續(xù)增加，就會使建筑物中心部分沉陷，從而使整個高層建筑垂直坍塌。 </p><p>　　3.4影響高層建筑的不同荷載形式 </p><p>　　施加在高層建筑上的作用,主要有豎向荷載、水平荷載以及地震、基礎沉降、溫度變化等作用。豎向荷載包括恒載和活載等,水平荷載包括風荷載和地震作用等。簡單說來，恒載就是以樓面自重為首的各種長期作用在建筑結構上的壓力；

14、</p><p>　　活載指使用期間如墻面等自身重力可以變化的荷載；風荷載是由于受墻面粗糙程度影響 ，不同風力對結構產生的壓力不同。只有綜合考慮各個荷載，使建筑能最大程度的承受來自各方面的壓力，才能保證高層建筑穩(wěn)定性能。 </p><p>　　3.5盡量減輕建筑物自重 </p><p>　　對于高層建筑來說，建筑物自重越輕，對建筑物的基礎越有利。為了減少對建筑物基礎

15、的負擔，盡量選擇輕質高強的建筑材料。從社會方面，這樣進一步響應了如今全球都在呼吁的節(jié)能減排；從開發(fā)商方面，使用輕質高強的材料，既可以提高切割改造材料的效率，減少建造高層建筑的時間，也可以減少切割大重型材料所花費的開銷，提高自身的經濟效益；從居民視覺方面，減少大重型材料給人視覺上的壓抑感覺，使居民居住起來輕松舒適；從安全方面，可以減少地震來襲時對居民產生的危害，這是因為使用輕質材料建造的高層建筑，整體部分重量都減少，當房屋倒塌時亦可以盡可

16、能減少因建筑材料沉重壓死的受災人員的個案。 </p><p>　　3.6將抗震觀念融入高層建筑設計中來 </p><p>　　這些年來，隨著技術的不斷發(fā)展，地震研究人員繼續(xù)深入的解析，我們對地震的分析和預測能力也不斷的提高。但畢竟地震產生于自然界，其產生的作用有復雜性和不確定性，盡管我們以現(xiàn)有的技術還不能對地震有全面的了解，但是我們可以在現(xiàn)有的基礎上，在結合一定現(xiàn)實意義的假想條件下進行高層

17、建筑的抗震設計?，F(xiàn)實經驗看來，地震來臨時，強烈的地震波使地基震動，由此引起建筑物整體結構晃動，進而導致建筑物結構局部由于拉伸程度達到極限發(fā)生開裂甚至破壞。此時，無論從外部環(huán)境還是內部構造分析，都有很多不確定的影響參數(shù)，運用常規(guī)的計算體系，勢必與實際產生的結果相差甚遠。所以，我們只能根據(jù)不同情況下的地震作用折中探究，計算出地震發(fā)生時建造材料需要承擔的最大彈性形變能力。并以此數(shù)據(jù)作為參考探究尋找合適的高層建筑的材料。 </p>

18、<p><b>　　4.結語 </b></p><p>　　經濟日益增長，科技飛速發(fā)展的今天。高層建筑越來越多勢不可擋，是人類社會生活發(fā)展到現(xiàn)階段必然出現(xiàn)的產物。新型材料，高新技術的不斷涌現(xiàn)也促進了高層建筑發(fā)展的步伐。高層建筑在新材料的開發(fā)運用上、結構設計方法、施工技術、建筑形體和建筑高度將實現(xiàn)新的創(chuàng)新和突破,但在當前的高層建筑施工,也要采取相應的措施,為今后發(fā)展奠定堅實的基礎。

19、 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]王甲崇 ,賀坤 .淺議現(xiàn)代城市橋梁結構的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].黑龍江科技信息 ,2009. </p><p>　　[2]李勇,孫麗杰.高層建筑結構特點、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技息,2010. </p><p>　　[3]殷九江.對提高