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高层结构建筑设计

时间:2023-07-16 08:49:58

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高层结构建筑设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

高层结构建筑设计

第1篇

您好,根据作者的专业,这篇论文我把电气内容放在前边,结构内容放后边了

关键词:高层;钢结构建筑;消防;电气;结构;设计要点

中图分类号:S611文献标识码: A

前言:高层钢结构建筑的电气消防设计水平和结构设计的安全、可靠,直接关系到高层建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能,建筑行业在进行建筑结构设计和消防电气设计中应该根据国家标准和规范,做好建筑工程的消防电源及配电设计、火灾自动报警系统设计、钢结构设计等方面的设计工作,通过优化建筑工程结构设计和消防电气设计不仅可以有效避免安全隐患的出现,防止重大安全事故的发生保障人员的人生安全。

一、高层钢结构建筑消防电气设计的特点

高层钢结构建筑的结构本身在高温下容易失去承载力,室内装修的材料也是可燃的,加上存在人员及货物过于密集、楼层过多的问题,高层建筑存在着严重的安全隐患。高层钢结构建筑容易发生的“烟囱模式”是由于竖井内电气管线多、管道敷设弯曲、电梯间通风设备多等多种原因造成的。烟囱模式在遇到明火的时候,会加快火势的增大和蔓延。经过对许多火灾事故和现场的分析,相关部门发现火灾发生十五分钟之后,火势会不断加大并以极快的速度蔓延,烟雾的扩散程度也会迅速加快。所以,高层钢结构建筑的火灾扑救十分困难,假如发生火灾,就会对人民的身体健康和财产安全造成极大的损害。

二、高层钢结构建筑的消防电气设计要点

1、供配电设计

高层建筑的防火规范必须按《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95执行。国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-2009规定了供电负荷等级和供电要求。一级负荷应由独立的双重电源供电,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。许多高层钢结构的建筑为一类高层建筑,所以它的供电负荷等级也应该是一级。一类高层钢结构的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防电气的负荷应该是一级负荷别重要的负荷供电。

2、火灾事故照明和疏散指示照明

高层钢结构建筑的楼梯间、前室、配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间、人员密集的场所、公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道应设置应急照明。疏散用的应急照明,其地面最低照度不应低于0.5Lx,疏散照明最少持续供电时间为30min。

3、先进可靠的火灾自动报警控制系统

高层钢结构建筑的火灾报警系统按《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求执行,将火灾报警系统分为三种基本形式:区域报警系统,集中报警系统和控制中心报警系统。火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级。钢结构的高层建筑的火灾自动报警系统基本上采用控制中心报警系统。控制中心报警系统中至少应设置一台集中火灾报警控制器、一台专用消防联动控制设备和两台及以上区域火灾报警控制器;或至少设置一台火灾报警控制器、一台消防联动控制设备和两台及以上区域显示器,应能集中显示火灾报警部位信号和联动控制状态信号,系统中设置的集中火灾报警控制器或火灾报警控制器和消防联动控制设备在消防控制室内的布置应满足规范要求,宜用于特级和一级保护对象。

4、火灾漏电探测报警系统

高层钢结构建筑内火灾危险性大、人员密集,根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98的要求需设置漏电火灾报警系统。火灾漏电探测报警系统主要探测线路的漏电电流、过电流等信号,发出声光信号报警,准确报出故障线路地址,监视故障点的变化,并储存各种故障和操作试验信号不应少于12个月。火灾漏电的探测模块安装在供配电的每一个回路的空气开关下端,探测每一路需要检测回路的漏电电流、过电流情况。每一个探测回路只发出声光信号报警,准确报出故障线路地址,监视故障点的变化,不切断回路的电源。火灾漏电探测报警系统的主机安装在消防控制中心的墙上,给值班人员提供准确的报警信号和故障点位置。

5、做好建筑物的防雷与接地

高层建筑的火灾中,由雷击造成的原因占一定的比例。所以建筑设计时必须计安全可靠的防雷和接地装置 ,防止直击雷、侧击雷的直接破坏和雷电波的浸入造成的破坏。钢材是良好的导电体,钢结构的高层建筑像一个导电的铁笼子,所以更要做好建筑物的防雷和接地,还应及时与结构等专业沟通,合理确定位置,使其满足规范要求,减少和预防由于雷击造成的安全事故。

三、高层钢结构建筑的结构设计应注意的问题

1、钢结构设计要安全可靠

钢结构要做到安全合理、符合电气专业相关要求、节点构造方便可靠,并为构件生产、运输、安装提供保障。 结构方案尽可能节约钢材,减轻钢结构重量;钢结构设计生产尽可能缩短制造、安装时间,节约劳动工日;钢结构必须有足够的强度、刚度和稳定性,保证整个结构安全可靠,符合建筑物的使用要求,有良好的耐久性;结构构件应便于运输、便于维护。而且还要注意钢结构使用价值和观赏价值兼备。

2、钢结构建筑设计要实用、安全

钢结构建筑设计要发挥钢结构的优势,满足电气消防设计规范,建筑钢结构的平面布置应力求规则、对称,而且避免钢结构带来的建筑平、立面单调呆板;注意设计深度,保证达到有关的规定要求;注意解决钢结构建筑建筑防腐蚀、防火、防震问题。做好钢结构防锈、防腐处理,使结构布置符合规则性要求,提高防震能力,保证钢结构建筑的实用安全性统一。

四、高层钢结构建筑结构设计技术要点

1、判断钢结构在建筑设计中的适用性

在进行钢结构建筑设计、选用结构设计方案之前,要充分考察建筑项目建设是否适合用钢结构 。钢结构通常用于大跨度、高层、荷载、体型复杂或有较大振动、密封性要求高、吊车起重量大、要求能便于安装拆卸的结构。为了避免不必要的经济损失,要认真考察钢结构在建筑设计中的适用性。

2、确定结构选型与结构布置

“概念设计”这一理念应贯穿于在钢结构设计的整体过程中,运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择,它在结构选型与布置阶段尤其重要。国内常见的钢结构类型主要有:框架、塔桅索膜、网架、平面架、轻钢等。在钢结构选型环节,要注意依据结构设计中主体系与分体系之间试验现象、破坏机理、工程经验、力学关系与震害等因素的综合深入分析,从而全面性整体性的选择最为科学、合理的结构,并且注意合理布置细节。

3、分析结构、预估截面

建筑设计在确定钢结构选型和布置后要注意对钢结构进行分析,以便钢结构于在实际设计中的合理应用,例如利用线弹性分析钢结构。另外还需对构件截面作初步估算,包括梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。设计时应及时与电气等专业沟通,使设计更加优化,这些也是钢结构建筑设计的重要环节。

结语:综上所述,在高层钢结构建筑的消防电气设计以及结构设计过程中,深入了解其消防电气的设计特点以及结构设计特点是关键,做好电气和结构两个专业间的相互配合工作,这既是现代化高层建筑物得到安全保障的体现,也是建筑火灾得到有效控制的体现,极大地保障了人们的生命财产安全。并且随着现代科学技术的快速发展的同时,促进人们不断在建筑电气消防技术中引入了很多新型的现代化设备,不断的完善结构优化设计,进而大幅度地提升了超高层建筑物的安全稳定功能,使其更加符合现代化超高层建筑设计的新要求。

参考文献:

[1] 郭艳靓.消防电气技术在超高层建筑中的应用[J].科技致富向导,2013,(08).

[2] 刘海鸥.探析高层建筑设计中的低碳设计理念[J].价值工程,2011,(06).

[3] 燕日权,任鹏.超高层建筑燃气设施安全问题的探讨[J].山西焦煤科技, 2004,(03).

[4] 陈颖辉,黄明.浅谈高层建筑的发展[J].昆明大学学报,2005,(01).

[5] 郭彦杰.浅谈超高层建筑节能设计[J].科技信息(科学教研),2008,(13).

[6] 杨小珊.对超高层建筑中泵送混凝土有关问题的分析[J].建材与装饰(下旬刊),2008,(07).

[7] 吕明芳.超高层建筑的电梯设计的探讨[J].科技致富向导,2010,(26).

第2篇

关键词:建筑结构设计;剪力墙结构;要点探讨

引 言

随着我国经济的大力发展,我国的建筑设计水平也随之提高。随着建筑行业的进程不断加快,能源日益短缺,这是建筑行业目前所面临的问题。因此,在建筑行业今后的发展中,设计师只有不断的加强建筑剪力墙的结构设计,才能够满足人们实际需求。建筑剪力墙的刚度越大,则建筑的整体性就越好。将剪力墙融入到建筑设计中,能够起到很好的抗震作用,不仅如此,剪力墙的成本价格也比较实惠,所以被广泛的推广和应用。由于人们生活水平的提高,导致人们对建筑设计的要求也越来越高[1]。因此设计出满足人们需求的建筑是当前建筑行业的目标。

1 剪力墙的含义

剪力墙结构能够代替建筑框架结构中,梁柱承担来自不同方向的荷载,还能够控制结构水平力上混泥土和钢筋现浇的结构。剪力墙结构主要分为两种,一种就是连梁结构,还有一种是墙肢结构,剪力墙的优点很多,例如:刚度大、承载力强、整体性好、建筑过程用钢量偏少等。因此,剪力墙结构技术将会被广泛的推广和使用,例如:位于学院路口的庐山花园,里面的高层住宅结构设计,其居室与客房空间都是相对较小的,设置了很多的分隔墙,对其运用现浇剪力墙结构技术,能够使得承重墙与分隔墙之间相互结合,经济性较强。因此,在今后的建筑设计中,要加强对剪力墙的研究与探讨,并对剪力墙结构技术进行重点分析,进而不断的提高剪力墙的结构设计水平。

2 剪力墙的优点

在建筑结构设计中融入剪力墙结构设计,不仅能够降低用钢量,还能够降低建筑工程的成本,与此同时,剪力墙的整体性能比较强,因此建筑剪力墙的刚度越大,则建筑的整体性就越好,剪力墙的刚度能够抵挡各种类型的荷载,特别是水平方向的。在高层建筑结构设计中有效的融入剪力墙结构设计,能够使建筑内部的分隔墙和建筑内部的承重墙有效的结合在一起,进而使得建筑物内部的空间不仅安全,还美观。

3 剪力墙的缺点

剪力墙就跟网络一样,有利就有鄙。虽然说剪力墙的优点很多,但是在其众多的优点之下,还是存在一定的缺点。在框架结构上,剪力墙会导致建筑重量增加,进而导致建筑成本增加,因此地震反应也会随之增加;虽然,剪力墙结构设计能够降低钢筋的使用率,但是也会降低结构的延性;剪力墙的墙肢自身的承载能力会受到一定的制约,进而不能够得到充分的利用;虽然说剪力墙的刚度能够抵抗侧向变形,与此同时,建筑本身的结构自上而下也需要进行加强,因此将进一步导致建筑成本的增加[2]。

4 剪力墙结构的要点

4.1 对剪力墙暗柱钢筋进行合理配置

相关规定表明,对于一级、二级以及三级剪力墙结构设计,一定要设置暗柱与端柱。在剪力墙结构设计中设置暗柱与端柱,能够在一定程度上消耗大量地震波的能量,因为剪力墙的边缘构建抗拉的能力很强,所以能够有效的提高建筑的稳定性。例如:坐落在南京路口的金色水岸办公住宅楼,其地下有一层地下车库,地上为29层的公寓住宅,建筑的总高度约为82m左右,。金色水岸经过论证后,决定采用剪力墙结构类型,来直接承受建筑物来自各个方向的荷载,进而提高建筑的抗震能力。

4.2 对剪力墙结构进行合理布置

在建筑结构设计中,能够有效的利用钢筋水泥混泥土的剪力墙,承担一定的水平地震作用力以及来自各个方向的荷载力。所以,在对剪力墙进行布置的时候,一定要达到建筑本身的要求,找到建筑自身的曲线,再对其进行规则性的布置。在对其进行布置的时候,除了要考虑建筑竖向的承载构建的布置,还要考虑建筑结构的对称性,进而避免建筑在受到水平地震力的时候,发生扭转效应。

对剪力墙结构进行合理布置,首先,要慎重的选择短肢的剪力墙结构,这样不仅能够对建筑进行灵活的布置,还能够有效的减少建筑结构的重量,短肢剪力墙结构,建筑的抗震能力不强,不能够保障建筑的稳定性。所以,在选择的时候,一定要进行深思熟虑。其次,在建筑结构中不能够出现独立的小墙肢,如果在建筑设计中,出现了独立的小墙肢,就会加大建筑施工的难度系数。因此,在建筑设计中,要运用合并洞口来对建筑剪力墙进行合理的布置,进而来避免使用独立墙肢,降低施工的难度系数。最后,要保障剪力墙的整体刚度,在施工过程中,如果剪力墙的刚度过大,那么就能够有效的减少施工的时间,导致地震力较大,消耗更多的加建筑能源,经济效应差[3]。除此之外,地震力增大将会导致建筑墙肢与连梁超筋之间不能够达到抗剪力的标准,因此加大了截面设计的难度系数。所以在控制剪力墙整体刚度时,一定要满足位移限制的标准。

4.3 合理的控制剪力墙结构参数

为了保证高层建筑结构设中剪力墙结构布置的合理性、恰当性、以及科学性,就要对位移比例、侧向刚度比例、周期比例等等,一些参数进行有效的控制。位移比例通常是指高层建筑中,竖向构建本身的楼层之间的位移与楼层平均值,以及水平位移之间的比值。除此之外,还对剪力墙结构布置其自身的不规则性进行限值,这样能够有效的防止建筑出现偏心力,出现建筑扭转的现象。位移比限值得基础就是对刚性楼板的确定,高层建筑的竖向构建位移比例不能够超过1.2m的。

4.4 剪力墙的连梁设计

剪力墙本身就有一定的刚度和强度,只有这样才能够协调好连梁与墙体之间的工作,连梁能够提高剪力墙刚度的作用。所以,在进行高层建筑整体计算的时候,一定要折减连梁的刚度。但是折减的值要保持在零点五到一之间。假如其在折减弱刚度后,建筑结构的受弯承载力不足,可以适当的降低连梁的高度,进而来降低地震带来不看影响。

5 结束语

综上所述,随着建筑行业的发展,剪力墙结构技术将会被广泛的推广和使用。所以,在进行建筑结构设计的时候,一定要充分的将剪力墙的作用发挥出来,进一步提高高层建筑的抗震水平。由此可见,在建筑结构设计的过程中,将剪力墙结构融入进去,能够有效的提高建筑的抗震性能。因此,在今后的建筑设计中,要加强对剪力墙的研究与探讨,进而不断的提高剪力墙的结构设计水平,只有这样才能够满足人们对建筑的需求,做到与时俱进。

参考文献

[1]郭兆伟.高层框架剪力墙结构抗震设计的技术要点分析[J].建材技术与应用,2011,01(11):39~40.

第3篇

【关键词】高层民用建筑 绿色设计 应用措施

众所周知,节能环保已经成为了当前我国社会发展中极为重要的一个发展方向和战略要求,这也是当前我国发展中所要求的可持续发展和绿色发展,这一要求和战略目的必须要贯彻落实在每一个行业中,尤其是在一些耗能或者是环境污染比较严重的行业,更是应该加强对于这种节能环保的重视力度,建筑行业无疑就是其中的一个典型代表,把绿色理念和建筑行业的发展有机结合在一起是极为必要的,尤其是在建筑设计过程中进行绿色建筑设计,其价值更为突出,针对当前建筑行业的发展趋势来说,高层建筑已经成为了一种主流发展方向,因此,针对高层建筑进行绿色建筑设计就成了相关设计人员必须要密切关注的一个重要方面,也是本文探讨的核心要点所在。

1 绿色建筑设计的概念及其应用原则

对于绿色建筑设计来说,其主要就是指在具体的建筑设计过程中,充分的考虑周围环境的因素,并且尽可能的减少建筑物的能耗,提升其节能水平,并且还应该降低对周围环境的不良影响,保障高层民用建筑及其周围环境的生态平衡,该设计是当前我国建筑设计中比较突出的一个发展方向,也是我国可持续发展战略的一个基本要求。

具体来看,在建筑工程设计中综合运用绿色理念应该遵循以下几点基本原则:

( 1) 首先,节能原则是绿色建筑设计的一个本质要求和基本应用原则,也是其价值体现的一个重要方面; ( 2) 其次,以人为本的原则也是当前绿色建筑设计的一个根本追求,只有满足了人的基本需求,在较大程度上确保建筑设计能够提升后期使用的舒适性,便能够保障其应用价值的实现; ( 3) 再次,系统性原则也是当前绿色建筑设计的一个根本原则所在,这一原则的要求主要是指在具体的绿色建筑设计中,应该充分考虑整个建筑的设计问题,避免其整体性受损; ( 4) 最后,绿色建筑设计还应该充分考虑周围环境的影响,这种影响是双方面的,既要考虑周围环境可能会给建筑物带来的影响,充分应用这种影响为建筑物服务,还应该考虑建筑设计是否会给周围环境带来一些不良影响,避免出现环境污染和破坏。

2 高层民用建筑中绿色建筑设计的应用

2. 1 绿色建筑设计在高层民用建筑选址中的应用

对于高层民用建筑设计工作来说,选址是极为关键的一个环节,也是设计的首要因素,针对这种高层民用建设的选址来说,不仅仅要切实关注到高层民用建筑后期使用人员的舒适度问题,更应该加强对于绿色建筑设计的关注,保障其绿色节能环保效果。具体来说,为了实现这种绿色理念的渗透,在具体的高层民用建筑选址中,应该重点考虑以下几个方面的内容: ( 1) 首先,重点加强对于周围环境的调查,考虑周边环境中的绿化程度,尤其是要针对其绿化程度对于今后高层民用建筑能耗的影响进行详细分析; ( 2) 其次,充分考虑当地的气候条件和地质资料,针对这些条件和影响因素来恰当准确的选择最佳的高层民用建筑位置,保障其能耗最优化; ( 3) 最后,还应该重点针对高层民用建筑自身的朝向、规格以及角度、高度等进行严格的设计,根据当地的光照以及常见风向等进行最佳的设计,确保高层民用建筑能够在最大程度上利用太阳能以及风能,进而降低高层民用建筑自身的能耗。

2. 2 针对具体的节能技术应用进行设计

2. 2. 1 充分应用保温技术

从高层民用建筑的能耗方面来看,建筑物自身的散热损失是比较大的,这种散热也就成为了绿色建筑设计的一个重点控制目标,基于此,在今后的高层民用建筑设计中,就应该充分针对其外墙以及屋面采取恰当的手段来提升其保温性能,当前最为有效的一种手段就是构建

恰当的保温层结构,通过合理的运用各种保温材料来逐层在外墙和屋面上布设,进而最大程度上减少能量的散失,发挥较好的保温节能效果。

2. 2. 2 针对阳台进行合理的绿色节能设计

对于整个的高层民用建筑来说,阳台是必不可少的一个关键方面,对于阳台的合理设计也就能够在一定程度上提升其绿色环保节能水平,具体来说,针对阳台进行设计不仅仅要充分的考虑到遮阳的效果,还应该重点针对阳台的面积进行全面利用,提升其应用效率,比如可以再阳台栽植一些有价值的绿色植物来提升建筑物的绿化水平,这也是高层民用建筑绿色设计的一个主要手段。

2. 2. 3 综合运用绿色景观技术

绿色景观的构建也是当前高层民用建筑实现绿色建筑设计的一个重要手段,这种绿色景观的设计不仅仅局限于上段中提到的阳台区域,在整个的高层民用建筑中可以进行绿化的区域都可以进行这种绿色景观的构建,促使整个高层民用建筑能够形成一个系统的立体绿化结构,并且确保这种绿化结构能够在较大程度上优化高层民用建筑的热环境,为高层民用建筑的节能环保发挥一定的作用和价值。

2. 2. 4 提高各类资源以及能源的利用效率

对于高层民用建筑的绿色建筑设计来说,资源以及能源的利用效率提升也是极为关键的一个方面,并且还是其绿色理念深化的一个重要目标,对于能源利用效率的提升来说,除了通过合理的规划降低能量的损失,确保能源利用的最大化之外,还应该充分引入一些新型的能源应用技术,比如提升太阳能的利用水平也是比较关键的一种举措; 对于资源利用效率的提升来说,其主要是加强循环利用效果,比如对于水资源的利用来说,就应该通过提高中水的回收效率,加大雨水的回收利用以及提升循环利用水平等多种举措来提高水资源的利用率。

3 结束语

综上所述,对于高层民用建筑的设计来说,综合运用绿色建筑设计理念是极为必要的,其应用价值也是极为突出的,尤其是在节能、环保方面更是具备着极强的应用价值,但是为了更好的突出这种价值的体现,在具体的设计过程中,我们还应该重点考虑各个方面的影响因素,遵循相应的设计原则,针对具体的每一个高层民用建筑设计环节进行充分的思考,不仅仅需要恰当的选择最佳的高层民用建筑位置,还应该针对其朝向、通风等进行恰当的设计,当然,最为重要的还是应该合理的应用各种节能技术来提升高层民用建筑的绿色化水平,保障其相应价值和作用的实现。

参考文献

[1]. 绿色建筑设计在高层民用建筑设计的应用[J]. 四川水泥,2014,11∶ 239.

[2]李锐. 解析高层民用建筑设计中绿色建筑设计的应用[J]. 江西建材,2015,02∶ 23.

[3]刘建. 探究绿色建筑设计应用在高层民用建筑设计的对策[J]. 现代装饰( 理论) ,

[4]伍文捷. 浅谈绿色建筑设计原则在高层民用建筑设计中的应用[J]. 门窗,2013,

第4篇

关键词:民用住宅;建筑设计;发展趋势;问题

在人们的生活水平不断提高的背景下,人们对于房屋住宅已经不仅仅局限在居住的使用性上,而是要求住宅具有更大的舒适性。在实际的建筑设计行业,也只有能够设计出高品质、多功能的民用住宅建筑,才能够吸引消费者的关注,也才能够促进建筑设计企业的不断发展。因此,在实际的操作过程中,设计人员要能够对建筑的基本设计原理进行研究,并能够准确预测人员未来的房屋需求情况,在此基础上运用先进的设计理念指导新型的住宅设计,从而能够不断提高我国的民用住宅设计水准。

1传统民用住宅建筑设计中存在的不足

民用住宅建筑设计不是一成不变,而是会随着建筑施工技术、时念以及设计标准的改变而不断发生变化。经过多年的发展,我国的民用住宅建筑设计水平已经得到了很大的提高,但是在实际的设计过程中还是存在一定的不足。

1.1传统民用住宅建筑设计观念落后

目前我国建筑设计观念较落后,大多数住宅建筑设计者在建筑设计过程中存在急功近利的心理,没有充分考虑用户的需求,仅仅从建筑开发商的角度出发,设计理念落后,导致很多住宅建筑的设计功能不全或者功能性较差,不能满足当下人们对住宅建筑的设计需要。

很多住宅的户型设计较单调,导致后期改造更新困难,住宅建筑的空间设计缺少灵活性,没有自身特色,不能适应居民多种生活方式和居住模式的变化。

1.2建筑设计与住宅产品之间存在差异

建筑设计对于建造具有决定性作用,一般来讲,只要建筑能够按照科学标准的设计来进行操作,都能够建造出合格的住宅。然而,在我国当前的条件下,建筑建设还处于比较分散的阶段,具有非常强的自发性和盲目性。在实际操作过程中,建筑建设和设计之间严重脱节,使得建设出来的产品与设计之间存在很大的差异,使得住宅建筑质量受到了非常大的负面影响。

2民用住宅建筑设计的发展趋势分析

2.1民用住宅设计理念的发展

2.1.1民用住宅建筑的舒适性将不断提高

建筑住宅的设计建造是为了满足人们的生活需要而进行的,因此,住宅建筑设计要能够在满足住宅的自身构造以及特点的基础上,重视舒适性的设计,要能够将人们的居住舒适性放在首位。在实际的设计过程中,设计人员首先要能够保障住宅内部的环境,要能够使得住宅具有较好的通风和采光能力,与此同时,要能够注重住宅私密性的划分和构造。

此外,为了提高住宅的舒适性,设计师在住宅设计的时候要能够关注住宅外部空间的设计,注重走廊、广场以及绿化带的设计,使得住宅外观的设计要能够跟周围的环境形成一个统一的整体,从而形成一个完美统一的结构空间,使得居民能够在住宅中获得舒适安逸的生活。因此,加强对住宅舒适性的设计就应该成为设计者们应该重点关注和研究的问题。

2.1.2民用住宅建筑的使用寿命将延长

住宅的使用寿命一直是人们关注的焦点,就当前而言,我国住宅的使用寿命一般都在50年左右。在房子到期之后,为了保证居住的安全,一般都需要拆除后进行重建,然而,这样一来就会影响到人们的正常生活,因此,提高住宅的使用寿命,将住宅的使用寿命尽可能延长,对于提高居民的居住状况具有积极的影响。

随着建筑业的不断发展,各种高强度耐久的材料被研制和生产出来,这在根本上保证了住宅建筑的使用寿命,也在很大程度上提高了建筑的经济效益和社会效益,这对于提高社会的稳定和安定团结也具有积极的意义。

2.1.3坚持可持续发展的设计原则

可持续发展是我国当前经济发展的基本要求,因此,在住宅建筑设计的时候也需要遵循可持续发展的原则,只有这样才能够满足建筑设计的时代要求。在实际的设计过程中,设计人员要能够对建筑所在地的自然环境和人文环境进行调查和研究,在此基础上制定出符合当地经济、文化的设计原则,然后再进行科学的设计。值得注意的是,在建筑设计的时候要能够注意尽量选择环保型的材料,要能够不断增强设计人员的环保意识,坚决抵制使用含有有害元素的建筑材料,而是要能够尽量选择具有可再生性的建筑材料。

2.1.4民用住宅建筑功能将会提高

对于不同的人来说,其对于住宅的实际使用需求是不一样的,这主要取决于居住者的价值取向以及文化程度等。此外,在一个居住者生活的不同时期,其对于建筑的需求也是存在很大差异的。因此,设计人员在住宅建筑设计的时候要能够注意空间结构的灵活性,要能够满足建筑结构的空间改造,使得建筑功能能够充分体现出来。一般来讲,对于厨房以及卫生间等,设计者应该根据用户的不同需要进行针对性的设计。在厨房设计的时候,最重要的就是处理好各个部分的形状以及面积,厨房的台面一般都设计为L型或者是H型,这样就能够保证各种家用电器能够得到充分的摆放。

2.2民用住宅建筑设计具体要求

2.2.1钢结构设计

随着建筑行业的不断发展,我国未来的建筑设计建造将会向着节约型的方向发展,其中,钢结构在其中扮演着非常重要的角色。通过使用钢结构,建筑建造能够在更大范围上利用空间。值得注意的是,建造相同的空间结构,使用钢结构比使用钢筋混凝土要节约三分之一左右的造价;钢结构具有非常好的保温性能、隔热性能以及防震效果灯;此外,钢结构建筑施工的速度比钢筋混凝土建筑要快三分之一左右,能够极大地提高建筑效率。

在钢结构住宅的设计建筑以及推广过程中,工业化的装饰和装修起到了非常重要的作用,其给钢结构建筑的建造提供了强大的技术支持。

在住宅建造过程中,如果是普通的建造方法,则建筑主体与手工装修很难实现配合协调,而在钢结构建筑中,能够通过使用塞木屑、电锤打眼等实现装饰工程的顺利进行,从而延长了装饰工程的使用寿命。

2.2.2超高层、地下多层设计

随着城市的发展,城市在不断地向着郊区以及城市周边发展,同时城市也在向高空、地下空间延伸,在有限的空间内,居住更多的人,必然出现高层建筑、超高层建筑、地下多层建筑,以适应城市发展的人口日益增长需要。

因此,民用住宅建筑会逐渐增加对超高层以及地下多层的设计。

首先高层或超高层住宅建筑的造价相对较低,同时超高层住宅的户型结构设计比较成熟,设计空间也比较大而且非常合理,有较高的居住舒适度。最关键的在于这个结构易被广大民众所接受;其次在住宅建设投资方面,高层建筑不仅可以提高土地的利用率,而且又可以减少重复投资以获得较好的收益;第三高层结构通常采用框架结构,施工难度较小,工期较短,从而造价也会降低;最后高层建筑增加了单位面积的容居率,使得单位面积的人口数量大大增加。

2.2.3节能环保住宅建筑设计

节能环保建筑设计应该是可持续发展的建筑设计理念,对于可持续发展建筑设计来讲,应用于城市中是必然的趋势,城市中消耗的社会能源太多,必须在建筑设计时进行考虑,城市的可持续发展必然会面临环境问题、建筑能耗问题,在城市的建筑中或多或少都已经考虑了节能环保的因素。无论是在设计建筑时,在选择建材时都在进行着绿色环保节能的考虑。

但是,随着社会的不断进步,财富的不断积累,广大农村也应该提倡节能环保建筑设计,不仅仅要提倡节能环保设计,而且更应该是将节能绿色环保设计在农村住宅建筑设计中落到实处。广大农村人口在我国是占有相当比例的,如果在农村真正的落实绿色节能环保建筑设计,那么真正的节能环保住宅建筑设计才能够得到推广。

3结束语

民用住宅建筑设计是最主要的建筑设计类型之一,其设计观念和设计方法需要随着人们的需求而不断变化。随着人们对住宅建筑舒适度以及使用功能要求的不断提高,设计人员要能够根据当前住宅建筑设计中存在的观念以及方法问题,迎合时展趋势,设计出满足人们需求的住宅。

参考文献

[1]赵阳.论住宅建筑设计之展望[J].广东科技.2008(03).

第5篇

目前,伴随着我国建设速度的加快,超高层建筑成为一个经济建设速度的标志,也越来越受到社会的认可,不过超高层的设计与施工技术是一个非常严谨的工作,超高层建筑的设计不仅仅要有安全储备保障,还要保证高层设计结构的科学布局与整体的合理性。所以说建筑结构设计单位必须要十分重视在高层建筑设计中的关键技术问题,从源头上保证高层建筑的设计质量。

1高层建筑结构的特点

在超高层建筑设计上面,需要兼顾高层建筑的水平位移与高层在垂直方向造成的垂直荷载力。在具体的超高层设计过程中,由于外力造成的水平荷载是高层建筑最需要考虑的因素,在对超高层进行建筑结构设计的时候,必须要首先对超高层的承载范围确定清楚,控制在一定的数值范围之内,也就是说,在超高层的设计中,其设计核心就是对建筑结构的抗压设计计算。

2超高层建筑结构体系的选择

2.1超高层结构体系分类

一般分为钢筋混凝土设计、钢与混凝土组合设计。由于超高层建筑结构体系的不同,可以将超高层建筑结构的设计分为混凝土的设计、钢结构与钢组合结构的设计等。就目前来说,我国的超高层建筑结构基本上都是采用的钢筋混凝土结构。

2.2超高层建筑体系选用原则

在对超高层建筑结构进行选取的时候,必须要按照经济性、合理性、安全性的原则来进行选择作为高层建筑结构的体系。不过,超高层的设计还要依据建筑物的使用要求与高层的施工环境来确定其体系的选用。与此同时,超高层建筑结构在选取时还要具有较高的承受压力的能力。

2.3超高层的结构材料分析

当前,钢筋混凝土结构在超高层中的应用非常广泛,对于材料的选择必须要按照超高层设计的依据进行。原则是要求尽力发挥钢筋混凝土的材料性能。钢混结构由于具有耐久性能、防火能力以及结构刚度大等优点被广泛采用。不过,在设计过程中必须要考虑混凝土构件的截面尺寸问题,以保证空间结构的最优化设计。就目前来看,钢—混凝土混合结构的应用在高层建筑中的使用率将会进一步提升。但需要进一步开展混合结构体系的抗风、抗震性能研究,研究工作主要有两个方面的内容:一方面是混合、组合结构的抗震性能研究,如阻尼系数的确定、整体结构稳定性能等;其次,针对组合构件以及组合构件之间衔接及构造关系要进行相关研究。由于混合结构体系比较复杂,大多包含巨型柱和斜撑等大型构建,各种组合柱、梁、楼板等体型复杂,因此需要结合工程实际应用,对各种新型组合构件进行更加深入细致的研究,才能真正的将复杂化的混合结构运用到实际工程中去。

2.4超高层结构体系选择

针对超高层建筑框架结构体系的选择主要分为:1)框架结构体系。所谓的框架结构就是说在结构的横向与纵向都利用混凝土梁柱组成一个整体的框架结构,而且可以同时承受水平与竖向的荷载。单纯的单一框架结构布置非常灵活,因此空间结构非常的大,是目前使用最为广泛的高层建筑。2)剪力墙结构体系。所谓的剪力墙结构体系就是纵横向的剪力墙来承受建筑结构的水平与竖向荷载的建筑结构体系。采用剪力墙结构对于建筑物的整体抗震能力具有很大的提高。3)框架—剪力墙结构。框架—剪力墙就是指兼有框架结构与剪力墙结构的优点,这样就使框架剪力墙结构不仅仅能够变得空间灵活,还能有很强的抗侧移能力。框架—剪力墙布置数量不如剪力墙结构多,数量决定了其抗侧力的能力较低。不过剪力墙的数量超过一定值后就会影响经济性。

3高层建筑结构设计的问题分析及对策

3.1扭转问题

在超高层建筑结构中,其设计的中心点就是刚度、几何形心点和结构的重心点,不过,当对超高层结构进行设计时,很难将超高层的几何形心、刚度与结构的重心点进行整合,因此,就会使得超高层在设计时出现扭转的情况。为了解决这个扭转的问题,作为结构设计者对于超高层的建筑结构设计要选取最合理的平面结构布置图,力求三个中心点能够重合。

3.2受力性能的问题

在超高层建筑方案的选取中,在初步选择建筑方案时,建筑师很少会对高层建筑的具体结构特征来进行考虑,而是将重点放在了建筑物的空间结构上,这样就容易使得超高层建筑在设计上出现一些不合理的受力。所以说,在对超高层进行设计时,必须要明确选择结构体系,在方案选取上,要对主要的承重部位的布置与数量进行整体优化设计。

3.3超高的问题

目前,超高层建筑结构有明显的超高、超重现象存在。在我国,出于建筑结构的抗震需要,对于超高层建筑的层高有很明确的规定。所以说,在对超高层进行建筑设计时,建筑设计师会轻易忽略这一问题,从而导致审图不通过,这就需要在设计完成后,对设计方案进行重新的设计与审图,杜绝在超高层建筑结构设计中出现超高的现象。

3.4嵌固端的设置问题

在当前的超高层建筑设计中,一般来说都会有地下室,这样就使得超高层的嵌固端位于地下室的顶板处。在针对嵌固端的设置问题上,很多情况下设计师常常会忽略这类问题导致的后期效应,就使得在后期经常会出现针对嵌固端问题的修正,如果修正不及时,就会对嵌固端的安全性造成不良的影响,为安全留下了隐患。

3.5防连续倒塌设计

目前,我国关于高层建筑结构连续倒塌的试验分析与理论研究还不多。现行规范所确定的基本目标就是防止建筑物发生地震时倒塌,确保人的生命不受损失。汶川地震中,按现行抗震规范设计和建造的高层建筑,虽然在地震中没有连续倒塌、保障了人们的生命安全,但是其填充墙等受力构建破坏对建筑物内部的设备、物品的损坏间接造成了财产损失。对于高层建筑的非受力构建倒塌问题需要引起人们的关注,作为建筑结构设计师要引起重视,对于非地震造成的倒塌,例如飞机撞击、爆炸、火灾等不可抗拒的灾难,如何在设计时予以考虑等等,都是下一步研究的重点。

4基础设计

基础设计确实是超高层的一个设计难点与重点,与此同时也是关系到整个超高层建筑结构的安全性的重要一环。所以说,在进行超高层设计时,必须要保证超高层建筑的埋置深度,地基的变形系数与稳固要求必须要符合相关规定要求。在采用桩筏时,对于其埋置深度必须要按照相关的规定进行。与此同时,对于超高层的施工现场场地问题,要注意与相邻建筑物的相互关系,保证基坑开挖后对于相邻建筑物的影响不会造成不良后果,实时监测其变化过程。

5结语

第6篇

【关键词】高层建筑;结构设计;创新

结构设计不仅是现代高层建筑发挥其重要城市功能的重要保障,还是保证高层建筑安全性和牢固性,甚至于传递设计师的设计理念和美学思想的重要设计。高层建筑由于其特殊性,对结构设计的安全性具有特别高的要求,在当前我国高层建筑建设迅速发展时期,对高层建筑结构设计创新进行研究,具有重要的实践指导意义。

一、高层建筑结构设计概述

城市的建设是人类现代文明的重要表现,高层建筑作为城市发展建筑成熟阶段的产物,更是经济发展和城市建设的重要代表。当前,高层建筑的功能和建筑结构不断创新,现代社会的发展也要求高层建筑的结构设计从单一的性能要求为主转向为向节能、环保、经济和安全为主的综合性指标。尤其是现代城市建设对高层建筑提出了新的要求,高层建筑如何在到达基本的性能要求的基础上实现对形式美观、节能环保和使用安全等方面的发展,是当前高层建筑结构设计创新需要解决的重要问题。因此,高层建筑结构设计是现代高层建筑发展的基础,通过设计师与建筑师的合作,促进现代高层建筑的创新发展。

二、高层建筑结构设计难点分析

1、高层建筑结构的抗震设计

抗震性能是对现代高层建筑的重要要求,是结构设计的重点和难点之一。当前我国高层建筑的结构抗震设计的难点主要表现在:高层建筑的结构设计越来越复杂,对地震与建筑结构之间的关系和后果难以预测;高层建筑的设计人员对建筑所在地区地震的特征没有全面的认识和了解,抗震设计方案缺乏灵活性;高层建筑的抗震等级计算不精确,对抗震结构的综合因素考虑不足;我国高层建筑的发展尚处于初级阶段,对高层建筑结构抗震设计的经验不足。

2、高层建筑结构抗风设计

高层建筑由于其高度超出一般性的建筑,风力对其安全和结构稳定性产生的影响也随着高层建筑的高度而增加。当高层建筑周围的出现风力的变化或者空气的流动效应时,会对高层建筑结构产生静力或者动力的作用,特别在遇到较大的风力等天气变化时所产生的动力,对高层建筑的结构产生很大的荷载,危害较大。高层建筑的抗风设计不合格,会导致风力破坏高层建筑的结构或者是导致高层建筑的墙体出现破裂甚至损坏,因此,抗风设计是高层建筑结构设计的重难点之一。

3、高层建筑结构消防安全设计

近年来,高层建筑的消防安全设计日益受到社会的普遍关注,当前高层建筑结构消防设计存在的主要问题包括高层建筑使用的材料种类较多,一些易燃性的材料造成消防安全隐患;高层建筑的空间限制,导致高层建筑在面对火灾等危害时的疏散问题难以解决,疏散时间长;高层建筑顶端的风力较大,一旦起火容易迅速的蔓延;高层建筑的消防设备和排烟系统设计较难,发生火灾时难以进行地面扑救和及时的排烟,造成很大安全隐患。

三、现代高层建筑设计的结构创新研究

1、高层建筑的平面结构形状和结构布置

高层建筑的结构平面形状和布置选择,需要遵循以下几点:建筑结构平面遵循简单、对称和平面的原则,减少由于不规则所带来的扭曲变形问题;选择板式的平面结构时,因为结构的宽度较小、长度较大,短边方向产生的抗侧移刚度不足,长度较大导致建筑在受到风力或者地震等荷载的作用下,容易产生楼板翘曲或者结构扭转问题;选择塔式的平面结构时,建筑的长宽基本一致,可选择的形式有圆形、多边形、三角形和井字形等。塔式结构长宽两个方向的抗侧移刚度大体一致,建筑结构扭转较小,是高层和超高层建筑采用较多的平面形状。

2、高层建筑结构抗风设计创新

高层建筑结构抗风设计可以通过基础设计、减震设计等措施进行。基础设计既是上文所述的地下室埋深的设计,此外还包含有对基础形式的选择,常见的基础形式包含有柱下独立基础、条形基础、钢筋混凝土筏形基础、箱型基础等,需要根据实际情况进行选择。减震系统的设计主要是用来吸收高层建筑所受到的风力荷载,其时要措施是,在高层建筑的顶端非承重结构设计时,采用梁柱、楼板、耗能支撑或者剪力墙等结构,减少风力对建筑物产生的荷载;采用阻尼结构设计实现风力的吸收,较为典型的为台北101高层建筑所采用的阻尼设计,减震效果较好。

3、高层建筑结构抗震设计创新

高层建筑的抗震设计需要做好以下四点:一是优化抗侧力构建设计,抗侧力构件是保证高层建筑受到地震作用时平面对称状态的关键,因此,根据高层建筑所处地区的地震特性,对抗侧力构建设计进行规范,通过科学实验等设计抗侧力构建的位置,以实现较好的承载力分布体系,加强对高层建筑垂直方向的的抗侧力设计,提高构建刚性强度,保证承载体系的稳定性和连续性。二是进行地基的抗震优化,地基沉降是地震时对高层建筑产生巨大破坏的关键原因,做好地基的抗震优化设计,需要增加基础的埋深设计和形式选择设计,注意基础与建筑上部结构的重心一直和关联性,对平面设计进行优化,进行分割设计解决上部建筑物由于结构形状所带来的差异性。三是剪力墙的优化设计,主要通过对剪力墙的刚度进行加强以满足对建筑水平方向位移的有效控制。四是建筑结构受力构件的优化设计,一般通过简单化设计和对称设计,保证其刚性和稳定性,利用扶墙的的优化设计,加强高层建筑结构底部的防震等级,达到一级或者二级防震的要求。

4、高层建筑结构消防设计创新

高层建筑消防是保证业主生命和财产安全的重要措施,是高层建筑结构设计必须考虑的问题。创新高层建筑的消防结构设计,需要通过控制防火结构件的距离、加强消防疏散设计和增加消防分隔结构设计来实现。首先,是控制防火结构间距,建筑由于结构设计和火灾承载能力的不同,需要对防火结构间距进行实际的计算,此外,还要减少可燃材料的使用和优化排烟系统设计,实现防火性能的提高。其次,优化对高层建筑疏散系统的设计。人员疏散一直以来是高层建筑防火设计的难点问题,因为其呈垂直状态的疏散系统导致疏散时间过长,烟雾向上流动的问题也对疏散造成很大的困难。对其进行优化,可以选择设计双向的疏散体系,加强防烟区和避难层或避难室的设计。最后,加强对分隔结构的设计,良好的分隔结构可以有效的抑制火灾的蔓延,为疏散逃生提供必要的时间。分隔结构设计可以通过改善楼板的垂直设计、单位墙的水平设计优化和分隔层的设计来有效的实现。

四、总 结

综上所述,高层建筑结构的设计是一个系统而复杂的工作,需要解决高层建筑所带来的各个方面的问题。这就要求高层建筑结构设计者不仅需要具备扎实的专业理论知识,还要具有丰富的实践经验和严谨认真的工作态度,不断的对高层建筑的结构设计进行创新和优化,充分发挥高层建筑结构设计对高层建筑发展的促进作用,实现现代城市建设的快速、健康发展。

参考文献:

[1]阴杰.高层建筑结构设计若干问题分析[J].山西建筑 2009(22)

[2]赵云辉.浅议高层建筑结构设计问题探讨[J].城市建设理论研究 2011(15)

[3]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程,2011(25)

第7篇

地震可以说是人类所面临的最严重的自然灾害,它会对人类的财产安全带来巨大的损失。我国由于地理位置的原因,地震活动频发,会引起房屋破损。倒塌,最终导致大量的人员伤亡。近几十年来,我国发生了多次大的地震,使百万人失去生命,还带来了巨大的经计损失。地震灾害是复杂的,随机的,它所产生的破坏程度也是不确定的。所以在设计高层建筑时,必须要考虑多种因素,把抗震理念应用到结构设计中。

二、抗震设计理念概述

(一)传统的抗震理念对建筑的影响

传统的抗震设计理念主要是为建筑设计研究和计算结构设计的理念。在这种传统的设计思维的引导下,建筑设计师们总是过多地关注建筑的细节,并不注重建筑的整体结构形式。所以这种传统的抗震设计理念不适用于所有的建筑结构设计,反而使建筑结构更加地不合理。

(二)抗震设计理念的引入

理念的设计已经成为了抗震设计中各个设计师所关注的焦点问题,尤其是当前的高层建筑越来越多,抗震设计理念显得更为重要。在高层建筑设计中加入抗震理念就是在对建筑物的结构进行抗震设计时,要以建筑工程的经验以及地震灾害下的设计思想和原则为基础,从整体结构上对抗震工程进行决策,在建筑物的抗震方面要设计出合理的方案,以及建筑物的内部结构和材料的使用,只有这样才能起到抗震作用。

三、抗震理念的一般原则

在抗震理念的设计过程中,并不是仅仅依靠计算就能够完成的。根据我国当前的结构设计的计算水平,不能完全保证建筑结构的规则性和整体性,它的抗风、抗震性能也会受到影响。所以,建筑设计师们必须要提前做好初步的准备。在对高层建筑的结构进行设计时要遵循自身的原则和内容,高层建筑设计章程中也有明确规定。首先,简单性结构具体来讲就是指建筑结构在地震的破坏和影响下所能承载和接受的最直接的传递途径。在高层建筑设计规范中,抗震理念含有强制性的规定,即建筑结构的体系必须要有明确的图纸设计和建筑结构的有效抗震作用。简单性结构能够帮助建筑师们更好地分析建筑的计算情况和位移现状等等,减少薄弱环节的出现。因此,简单性结构对建筑抗震效果是具有很大帮助的。其次,在平面布局上,要使建筑的规则性和建筑的抗震结构相互对称,且使所有环节成为一个完整的系统。对建筑物的剖面也要进行合理地放置,结构的侧向刚度变化要符合实际情况,竖向抗侧力的截面的大小也要逐渐变小,避免建筑结构的侧向刚度发生变化,影响其承载力。

此外对于建筑结构的平面,要进行均匀规则的布置,这样在地震发生时,建筑物的分布质量就能够以一种迅速而直接的方式来进行传递,并且使建筑物的质量分布和结构刚度相互融合,避免质量和刚度发生偏离。在建筑物的竖向分布上,结构的布置和建筑物的外观必须要均匀,防止承载力和传递途径发生变化,避免建筑物楼层之间出现薄弱部分。再次,建筑的抗震水平和刚度之间的作用是相互的,结构布局的合理化可以抵抗各个方向发生的地震。一般来讲,建筑结构都应该具有一定的刚度和抗震能力。抗震能力可以综合反映建筑结构的强度和整体质量,而刚度结构一方面要尽可能地减少地震带来的破坏另一方面又要防止建筑结构发生变形。如果建筑结构发生严重变形时会导致结构发生破坏。最后,在高层建筑结构的整体性发展中,整体性楼盖对其产生了重要作用。具体来讲就相当于一个水平隔板,它能够聚集传递惯性力,其子结构也具有承受地震的能力。当竖向抗侧力的结构和布局发生变化或不均匀时或者出现水平变异特征时,真个建筑过程就必须要依靠楼盖协助抗侧力子结构来共同完成工作。

四、抗震理念在高层建筑结构设计中的主要应用

(一)选择抗震能力较强的场地和地基

通过对国内的一些大地震的研究分析可知,建筑物所在的地形条件对于地震的破坏程度会产生重大影响。场地条件就是指高层建筑所在的地形、地基等情况。表层覆盖较薄的地区一般土质较硬,所以建筑物的稳定性较好,即使是发生地震的时候也不容易出现地基失效的现状。相反,如果厚度大,土质就越软,发生地震时危害也会放大。一些特定地区的山包和山梁也会放大地震的效应。如果建筑物处于断层,就容易出现滑坡、地基错位和失效等情况。因此在设计高层建筑的抗震能力时一定要尽量避开那些场地较为坚硬的地区,如果无法避开这些场地,就要采取一些必要的措施,减小地震可能会带来的损害。

(二)对建筑进行科学合理布局

在对高层建筑进行结构设计时,必须要加强规划建筑的平面和立面,它是结构设计的基础,同时也是一项重要内容。所以在进行抗震设计时,要尽量保持建筑的简洁和美观,使建筑物的质量和刚度保持一致。如果设计的不规则时,建筑物的质量和刚度就不容易发生融合,这样在地震发生时,对建筑物的破坏程度会加大。所以在设计建筑立面时,要避免出现那些阶梯型的立面,同时降低房屋的重心,建筑物的凸出部分也不能过高。因为地震对高层建筑的破坏程度要远远高于那些底层建筑。此外在对建筑的平面和立面进行设计时,如果非常有必要采取一些不规则的设计方案,就必须要在在合适的场地设计防震缝,把那些不规则的整体分割成几个相对独立的部分。既要考虑到高层建筑的外观,又要顾及它的使用功能。所以高层建筑的设计既要美观大方,又要具有一定的抗震能力。

(三)在结构的选型和布置上进行合理的规划

在对结构进行选型时要考虑多种因素,如房屋的高度、场地、地基以及施工条件、建筑物的类型等等。结构选型的最终确定除了和这些因素有关,还要考虑经济条件和技术。在对结构进行布置时要尽量使平面结构保持对称,在竖向布局上也要尽量做到均匀。此外,在对一些高层建筑进行纯框架构建时要避免出现框架柱和楼梯的斜梁相互连接,因为这样容易导致框架柱变短,在地震发生时更容易出现损害。

(四)保证建筑结构的整体性

使高层建筑结构保持整体性可以使建筑物即使在发生地震时也能够保持完好无损,只有保证结构的完整性,才可以提高高层建筑的抗震能力。但是高层建筑的抗震能力的强弱与结构空间的整体性和稳定性是密不可分的。一些施工质量较好的现浇混凝土结构由于整体性能较好,因此可以作为较理想和合适的抗震结构。

五、结束语

第8篇

【关键词】建筑设计;钢结构;设计特点;设计过程

高层钢结构一般是指六层以上(或30m以上)的建筑物,它主要采用型钢、钢板连接或焊接成构件,再经连接、焊接而成的结构体系。高层钢结构常用钢框架结构、钢框架―混凝土核心筒结构形式。后者在现代高层、超高层钢结构中应用较为广泛。中国的上海金茂大厦在世界各大高层建筑物排名第四名。它是具有中国传统风格的超高层建筑,是上海迈向21世纪的标志性建筑之一,由美国SOM设计事务所主设计。1998年8月建成。占地236万平方米,建筑面积 28.95万平方米。高420.5米,共有88层。金茂大厦充分体现了中国传统的文化与现代高新科技相融合的特点,它既是中国古老塔式建筑的延伸和发展,又是海派建筑风格在浦东的再现。

1.钢结构高层建筑物的设计特点

改革开放以来,高层建筑行业的发展最为时代标志,在城市建设的发展中独领,这是源于钢结构的建筑具有很多独特之处。

1.1钢结构高层建筑的“柔性”特点

由于钢结构于混凝土结构的基础理论的区别,钢结构的设计思想与混凝土的结构设计思想不同,钢结构的设计思想是“柔性”的,为了充分的体现设计理念和设计师的创意,钢结构允许有变形存在,而这一点变形在混凝土结构中是根本不行的。因此,在钢结构设计过程中一定要将钢与其他材料的性质加以区分。充分考虑到钢材料的延展性和弹塑性,利用钢结构的变形性能,使钢结构建筑独具特色。同时钢结构还具有热导率比较大的特性,也存在明显的热变形。这些钢材料的特殊性质,可能会引起钢建筑物的变形,因此,必须采用科学的手段加以控制,消除建筑结构内部产生应力,避免使建筑物局部或者整体造成危害。

1.2钢结构高层建筑具有“轻”的特点

由于钢结构对荷载有敏感的反应。在采用钢结构建筑的设计中首先要选择强度高、质量轻的材料,尽可能的减轻建筑物整体的质量。严格控制钢结构建筑的荷重,这不仅仅是出于钢结构本身材料的性质才应该的考虑,同时建设成本的经济原因也是影响荷重的因素,与其他材料相比,同样是增加一个荷重,钢结构增加的费用是钢筋混凝土结构增加费用的15-20倍。钢结构建筑在装饰时往往选用玻璃幕墙、金属幕墙,除了美观的原因外,选择的原因还在于幕墙质量轻,与墙面相比,玻璃幕墙的质量只占砖墙的1/7,这可以极大控制钢结构建筑的荷重。

1.3钢结构高层建筑的“宽敞”特点

高层建筑在选用材料强度对比上,金属的强度要比混凝土强度大很多,合金的强度更高。由于材料强度越高,可承载的外力就越大,显然,钢结构建筑承受同样荷载的构件截面要小很多。从节约投资成本的角度考虑,由于钢的价格比混凝土要高很多,同样的荷载用钢量少就会使建筑成本更经济。同样的建筑面积,柱距的大小与柱子数量成反比。柱距数值越大,柱子所用的数量就越少。从经济性的角度出发,框架结构中一般选用10-15米的柱距。另外,在梁柱节点的设计上钢结构框架与混凝土结构框架有很大不同,混凝土框架结构所有梁柱节点都要是抗弯节点,而钢结构的柱梁节点可以设计成抗弯节点和铰节点两种。跨度大的钢梁如果两端是铰接就可以设计为平行弦钢析架,风道和其它管道都可以从中间穿过去,所以钢结构的建筑从空间上看要比一般的建筑宽阔。同样这也是钢结构设计的优势。

1.4钢结构高层建筑的设计思想

高层建筑钢结构设计要求设计师具有整体化的设计理念。所谓整体化的设计理念,是要考虑到各种因素对设计的影响,设计初期就要全面、综合分析和考虑各方面问题,在整体上把握建筑设计,实现综合性和整体化的设计目标。其中对高层建筑的层面,功能层面的考虑也包含了对高层建筑结构、设备、空间的各种因素,对施工层面时考虑的是从材料、工艺、加工各方面进行考虑,要作到产品与外观的统一。将建筑层面与功能层面结合起来,达到对建筑物的完美表达。

2.钢结构高层建筑的设计过程

钢结构所采用的设计方法主要有两种方式。第一种需要建筑师了解要求和设计方法,将设计深入到加工当中。第二种是建筑师要了解专业厂商的生产能力和产品,了解技术发展的水平,建筑师要达到什么目的就应该找到具体的厂商。这需要社会信息的通畅。更多的建筑师是采用两种结合的方法。第一,方案构思在方案设计之初要认真考虑到底采用什么结构形式最适合这个工程,如果采用钢结构,这种结构的哪些方面有助于建筑艺术的表达。如果设计的时间紧张,施工总时间只给三个月。就可以选择钢结构。原因是施工速度快,空间灵活,展厅需要大的空间,质量轻,有利于基础处理,将来拆除后也易于清理钢构件、玻璃在拆除后可以回收或是重新利用,有利于环境保护和节省能源,同时,轻盈的建筑形象与建筑主题非常相符。第二,建筑深化设计时一方面进行建筑图纸的深入,同时与各专业专家交换意见,接着和专业厂家初步联系,得到前期咨询。在与专业厂家接触时,主要是钢结构制造厂和幕墙安装公司,了解采用什么技术可以最大限度地缩短施工时间,他们能够承担那些方面的细化设计,交接接口的图纸要到什么样的程度。同时也要和钢品公司联系。了解在建设周期内提供的现货和提货周期。第三,钢结构深化设计在施工图设计完成后,厂家在结束深化设计,将图纸交由建筑师加以审核,以满足设计师的设想目标为合格标准。设计师可以根据生产厂家的能力和擅长对设计作了部分调整。复杂的工程常常要对厂家考察,或者到厂家作实地的论证。建筑师认可厂家的加工图后,经建筑师签字便可以加工构件了。就某些产品,设计、业主和监理三方要认定和封样。第四,钢结构的施工与安装钢结构构件运输到现场,在地面组装,吊装,在空中就位组装,焊接或者螺栓、测量、校正、进行防腐、防火处理然后浇注楼板,进行内护结构的安装。最后作连接件和装饰构件的安装,也要精确、细致。

3.结语

钢建筑结构的特性与其他材料不同,目前,钢建筑结构还没有向混凝土建筑结构一样,被广泛的应用到我国建筑行业当中。钢建筑结构对建筑师和社会都提出与以往不同的要求,金属和钢材在建筑领域的应用,要求建筑师对建筑有更加深刻的理解和新的认识。同时,金属和钢材在建筑中的应用对建筑产业产生促进性的作用,甚至对重新塑造现行的设计和施工队伍具有深远意义。

【参考文献】

[1]林敬雄.钢结构在建筑领域中的应用.科技创新与应用.2012(4)(下):213.

第9篇

【关键词】高层建筑;绿色生态;建筑设计

1 概述

高层建筑发展到今天已成为业内外人士争论的焦点,因为高层建筑在施工建造过程中的确消耗大量的资源和材料,在运行过程中也耗费大量的能源并排出大量的废弃物,从节能的角度存在较大的弊端。但是在当前土地资源紧缺情况下,因为高层建筑占地更少,可以节省更多空间进行绿化,并改善城市环境,尤其是高层建筑在城市的标志性和象征性使人们对它难以忘怀,它的作用是其它建筑形式无法取代的,因此,有利的一面也相当明显。

当今高层建筑创作中技术表现的一种倾向,就是生态环保观念和可持续发展观念的介入,高层建筑设计开始"绿色"化,许多建筑师都在以各种方法尝试着将"绿色"技术运用到建筑设计之中。日光反射材料、光控遮阳构件及各种新奇的控制阳光辐射和热量进入的外墙做法,不但有效地起到节能功效,而且还增添了建筑外观的魅力,给人以强烈的"科技感"。

2 绿色生态型高层建筑设计理念

笔者认为,所谓绿色生态型高层建筑设计是充分利用环境和资源所提供的条件,将生态策略应用到建筑设计中,采取相应的建筑技术和措施,创造出符合生态规律的建筑形态,从而创造一种崭新的、健康的、富于生气的办公或居住的建筑模式。因此,现代城市绿色生态型建筑设计应具备以下设计理念:

2.1 舒适化的设计理念

随着时代的发展和技术的进步,人们对生活和工作环境的品质要求也逐步提高,关注建筑功能的舒适性,以改善人们的生活工作环境,提高人们的生命质量成为建筑智能化的主要发展方向。高质量和高效率建筑环境的创造,始终应当是建筑创作的目标。当代建筑学、生态学及其它科学技术成果的综合,为建筑创作提供了新的设计思维。健康舒适的环境概念是指:优良的空气质量,优良的温湿度环境,优良的光、视线环境,优良的声环境;应对的建筑设计方法:使用对人体健康无害的材料,减少 VOC(挥发性有机化合物)的使用,对危害人体健康的有害辐射、电波、气体的有效抑制,充足的空调换气,对环境温湿度的自动控制,充足合理的桌面照度,防止建筑间的对视以及室内尴尬通视,建筑防噪声干扰,吸声材料的应用等等。

2.2 运用自然体系设计理念

高层建筑设计中运用自然体系的目的是为了最大限度地获取和利用自然采光和通风,创造一个健康、舒适的人工环境。阳光和空气始终是人类赖以生存的物质条件。但照明和空调人工技术的普及和发展,使得自然体系的运用受到忽视,同时也对建筑环境产生了负面的影响。人们如果长期处于人工环境中易出现"病态建筑综合症"及"建筑关联症",如疲劳、头痛、全身不适、皮肤及黏膜干燥等等。因此,在现代高层建筑设计中,应注重自然采光和自然通风与高新技术手段的结合。自然通风可利用现代空气动力学原理,采用风压与热压及二者结合等多种途径实现;在自然采光方面,保证良好的光环境同时,为避免直射眩光和过量的辐射热,可采取多种创新方式。

2.3 自我调节"生命体特征"理念

从高层建筑的"生命周期"来看,从决策过程设计过程建造过程使用过程拆除过程,表现出类似生命体的那样的产生、生长、成熟和衰亡的过程。同所有生命体一样,高层建筑应当具备自我调节和组织能力以利于自身整体功能的完善。这种自调节一方面是指建筑具有调节自身采光、通风、温度和湿度等的能力,另一方面建筑又应具有自我净化能力,尽量减少自身污染物的排放,包括污水、废气、噪音等。

3 绿色生态型高层建筑设计思路

诚然,建立生态的建筑系统是一项综合的复杂的任务,实际上 , 建筑与自然环境的协调统一,一直都是建筑师探讨的课题。因此,在生态设计理念下,建筑设计时应注重营造完整的生态系统,注重建筑与自然生态的平衡,同时最大限度考虑建筑节能,具体思路如下:

3.1 注重生态型高层建筑空间组合设计

高层建筑空间设计,要综合考虑到建筑空间的组合,庭院空间利用,工作场所的布局特征和空间的经济性问题。而生态设计要求空间分区应进一步考虑节能和舒适度的需求。建筑内部不同的空间对温度、自然光和景观的要求是不同的。如普通办公室对温度要求苛刻,其次是会议室和多功能厅,门厅、走道和楼梯交往空间等对温度的要求相对较低。因此交往空间可以作为内外环境的缓冲区,它的设定温度可以更接近室外,从而形成了室内外温差的梯度转换。这不但可以优化能源消耗,亦能减轻人们对室内外剧烈的温度变化造成的不适感。

3.2 强调建筑物结构体系的生态化

人类的建筑活动自古以来就在有意识或无意识地涉及生态问题,人类文明是在模仿自然和适应自然规律的基础上不断发展起来的,因此建筑创作需要不断地从自然界中汲取灵感。建筑结构形态对自然界的模仿不仅蕴含着高超的技术含量,而且还体现出极富张力的美学特性,采用与生长环境相适应的结构是最佳的结构形式。

1)树的结构形式:根、树干、树枝组成的支撑体系,不但可以支撑起植物的重量,抵抗水平荷载,以最合理的方式传递力,同时,还保证了植物的健康成长,在错落有致的树枝、树杆间保证每个部分充足的日照。树的形式一直在被不断地反复探索。如西班牙建筑师卡拉特拉瓦追求的是运用理性的手段传达出结构的动势,他设计的加拿大多伦多 BCE 文化广场中庭采用优雅的刚结构,他通过模拟树干分叉的生长肌理,创造出两边的支柱与顶棚的弧形肋架。结构构件传力的特点通过特定的树形组合被清晰地表达出来。使观赏者凭借着常识和经验,可以自然而然地产生这种类比的心理。

2)竹的结构形式:竹子具有外直中空、劲节挺拔的外形。从生物力学的角度来说,竹子直径与高度之比如此悬殊,而能在劲风中不屈不挠,原因是其中空和节段的结构。李祖源把从竹子"节节相生之形""空为大川的竹之本质"应用到 101 大楼设计中。101 大楼由 8 层段组成,外形似塔,更似节节相生的竹子。

3.3 做好建筑物的"表皮"生态设计

"建筑表皮"是指具有改变建筑室内外物理环境功能的建筑护结构,包括外墙、屋面和底层架空的楼板以及与其共同作用改变建筑室内外物理环境的附属构件,如遮阳设施、表面绿化等。建筑表皮作为内外空间的转换介质,通过室内外物质、能量、信息等交流对物理环境因子具有反射、吸收、透射和转换等作用,不同程度地改变建筑室内外物理环境的品质。

位置上起到遮阳作用。

3.4 在建筑形态设计时应着重考虑生态与节能

绿色生态型办公建筑的形体应该是有利节能的。建筑师熟悉建筑形体系数与能量损失的关系。球体的形体系数最小,其次是圆柱体,再次是方柱体。形体系数是影响建筑热量得失的重要因素,建筑形体系数越大,传热损失就越大。较小的形体系数不但有利节能,还意味着潜在的围护结构建材的节约和优化。

4 结语

综上所述,绿色生态型高层建筑设计是建筑实现未来可持续发展的一种设计方向。除了从"绿"字下手,建立了包括屋顶绿化、室内绿化在内的立体多层次绿化体系,我们还应从能源、材料等方面研究生态原则的运用,试图实现建筑学更广泛意义上的生态化,从而趋利避弊,使高层或超高层建筑得到进一步发展。

参考文献:

第10篇

关键词:高层建筑建筑设计规划设计

高层建筑形式在古代就已有了,早在公元前五百多年的古巴比伦曾经建造了现在号称世界七大奇迹之一的“空中花园”,根据记载,其形式非常之华丽壮观,放置在任何空间之中都可以说是一道绝美的风景。近代随着科学技术的发展,尤其是钢铁、电梯的出现以及后来钢筋混凝土的应用,为高层建筑发展创造了前所未有的机遇,高层建筑也成为城市空间中一道独特的风景,其中以美国的高层建筑发展最为活跃,如1885年的芝加哥家庭保险大楼被公认为第一幢摩天建筑,而纽约的曼哈顿区更是高楼云集;近年来我国的高层建筑也发展迅速,建筑高度及建造技术不断更新,如上海的金茂大厦88层,高420.5米,上海环球金融大厦,高492米。随着结构理论和技术的发展,高层建筑结构形式趋于多样化,高层建筑的表现形式也多种多样,但随之所带来的弊端也越来越多的表现出来,在成为城市风景的同时如何恰当的融入城市空间成为高层建筑设计的一个重要任务,也是使高层建筑设计趋于完善所追求的一种理念。

1 高层建筑的建筑设计

1.1高层建筑设计的发展趋势

(1)随着层数增多,高度不断被刷新。截止2010年,中国已建成的最高建筑广州塔刷新了上海环球金融大厦高度492米的记录,达到600米。

(2)新材料的开发应用,新结构形式的应用。高性能混凝土材料在不断发展,对高层建筑的发展产生重大影响。广州塔采用了“核心筒+巨型框架”结构为实现建筑高度提供了可能。

(3)平面布置与竖向体形更加复杂。现代高层出现了不规则、不对称和曲线形的平面,主要是结构分析技术和计算手段的提高为它创造了条件,需要结构设计更加提高。

(4)底层增加丰富的公共活动场所和空间,激发城市片区的城市生活活力。设计理念从创造一个形象地标向创造一个城市的生活地标转化。

(5)耗能减震及绿色节能技术的应用与发展。

1.2高层建筑的尺度设计,

(1)整体尺度。整体尺度的均衡非常重要,设计时要注意以下几点,一个造型美的高层建筑要很好地处理裙房、主体和顶部的尺度关系;高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的,各个主要部分应有更细的划分,尺度具有等级性,才能使各个部分造型构成丰富。

(2)城市和街道尺度。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响,是城市的重要景点,不当的尺度会对城市产生不良的影响;街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。高层建筑主体因为尺度过大,易向后退,使底层的裙房置于沿街部分,减少了高层建筑对街道的压迫感。

(3)细部尺度。设计师在设计高层建筑中充分地把握各种尺度,结合人的尺度,满足人的使用、观赏的要求,必定能创造出优美的高层建筑外部造型。

1.3高层建筑的生态设计

高层建筑的生态设计要求应该受到迫切的关注,因为这些地方资源消耗和环境污染相对严重,对全球自然资源和生态系统产生威胁。其主要内容为:高层建筑营运系统的生态性设计。建筑平面与体型系数影响建筑采暖能量的需求,它不仅仅是一个热工性能参数,这意味着减少体型系数可以降低舒适空间的平均成本,在常见的平面形式中,圆形平面可以拥有最小的面积,其次是方形。每个建筑基址都有其特殊性,因此,高层建筑的设计毫不例外也与基址相关,通过建筑形式、植被和遮避带最大限度地开发基址剩余区域的潜能。我们可以利用规划建筑的平面形态和外墙以达到自然通风和更有效的制冷,以减少对空调系统的依赖。因此,高层建筑的“生态性”具有实现的意义,我们应该从城市的宏观层面、建筑本身的营运系统的中观层面、建筑室内环境的微观层面进行综合考虑,实现建筑与现代城市未来的可持续发展。

1.4高层建筑的节能与环保设计

高层建筑体形庞大,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大,高层建筑的节能首先应为设计者重视,从以下三个方面进行考虑:

(1)优化建筑位置及朝向设计。高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量,寒冷地区的人们十分珍惜阳光带来的温暖,因此,建筑的方位与节能有着直接关系,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。

(2)优化围护结构墙体设计。目前,在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等,合适的建筑材料能够提高建筑维护结构的保温隔热性能。

(3)影响建筑节能的其他因素。高层建筑护墙体耗能量较大,占整个建筑耗能的25%左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一,体形系数越大耗能越多,高层建筑的形体变化不宜过多、复杂,建筑保温材料的选用,建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。

(4)确立绿色建筑发展观念,绿色建筑即环保化、无污染、可循环、能源节省,应贯彻的理念包括以下方面:一是强调因地制宜,不能照搬盲从,气候、地理条件、文化传统不同,所作出的设计也应该不同。二是强调以人为本,建筑设计的整体化,单独某一项技术不能称之为实施了绿色设计,绿色建筑的策划在投入期会提高5-10倍的造价,但会给今后的使用者带来高达30%的节能实惠。因此,“绿色建筑”的确立是全民的、全社会的。

2 高层建筑的规划设计

(1)避免高层建筑密集。高层建筑的密集虽然对于城市办公等条件方便有利,却给城市空间带来很多压力,造成城市空间和城市交通的拥挤,如一些高层建筑玻璃幕墙的大面积使用造成以前未出现过的光污染。

(2)控制超高层建筑数量。一些已建成的超高层建筑投入使用后表明收益并不乐观,可以说仅仅是体现城市形象,提高城市知名度。

(3)高层建筑与城市街道。高层建筑一般分布在城市中商业发达的地段,这些地段的街道本身担负着较大的交通荷载,在规划设计时要充分考虑城市交通的影响,在人流、车流集中的区域可以采取适度加大其通行宽度、采用立体交通合理高效的组织各种流线的办法以提高其通行能力。

(4)综合研究片区的配套设计,满足现代城市工作、休闲、娱乐、购物、餐饮等多种使用需求,为创造丰富的城市生活场所和空间提供可能。

3 结束语

高层建筑已走过百年历史,从其出现之日起就成为城市的焦点,从一定程度反映了一座城市的经济社会发展水平,是一座城市建设的标志及城市建设的品牌和名片。

我国的高层建筑虽然相对发达国家起步较晚,但已经取得了很大的成就,北京、上海、广州、深圳等一线城市的高层建筑的发展可以说代表了中国高层建筑的发展史,其形式和风格不断的发展变化,与城市空间的融合也正不断的完善提高,各种设计理念也日趋成熟。作为设计者应从建筑设计和规划设计两方面着手,把握高层建筑的发展趋势,从整体规划到单体设计、从建筑形象到空间组织、从建造技术到生态节能等各方面不断努力,为新时期的城市建设贡献自己的绵薄之力。

参考文献

第11篇

高层建筑抗震设计的重要性分析

抗震设计在高层建筑设计中具有十分重要的意义。与普通房屋建筑工程相比,高层建筑的构造与之明显不同,无论是规模还是构件都存在着较大差异。一旦高层建筑质量出现问题,所带来的后果不堪设想。因此,在设计阶段就要充分落实好质量控制。其中抗震设计与高层建筑工程整体质量存在着密切关联。通过有效的抗震设计,可让建筑结构的刚度、延性、整体性达到相关要求,使高层建筑整体稳定性得以提升。换句话说,抗震设计是否合理直接关系到高层建筑物的质量,应给予重视。

高层建筑抗震设计关键问题分析

高层建筑抗震设计过程中,以下问题是关键点:(1)高度。根据JGJ3-2002规定所述,要求高层建筑在一定设防烈度和一定结构形式下,需保持“适宜高度”。这个“适宜高度”与推荐规范体系要求是相匹配的,但很多高层建筑实际高度却超出了“适宜高度”的限制。在地震力作用下,超高限建筑产生的破坏形变会存在较大变化,导致相关参数延性、刚度、荷载都会超出规范适宜范围,会给建筑物结构的稳定性带来严重影响。(2)结构形式筛选。建筑结构形式筛选是否合理,直接关系到结构的性能。通常情况下,高度超过150m的高层建筑结构主要包括三种结构体系即框筒支撑体系、框架支撑体系及筒中筒支撑体系。我国大多数高层建筑都会采取核心筒体系进行构建。该结构中,由钢筋混凝土构成的核心筒需承受80%至90%的震层剪力,给钢结构带来了较大负担。在这种情况下就需要合理设置装换层及加强层,以控制其本身刚度。(3)材料选择。我国大多数高层建筑都是以钢结构为主。当建筑物高度过高时,由于钢结构质量较小,且较为轻柔,必然会受到风振影响。因此,需要采用混凝土材料进行加固,其中钢骨混凝土为首选材料。(4)抗震设防烈度。从客观角度来看,我国建筑结构抗震设计设防烈度与欧美等发达国家相比,还是有所不足。构造规定安全度及也存在一定差距。另外,在配筋率、轴压比等方面也不如发达国家严格。在这方面还需要进一步提升标准,并逐步完善。

完善抗震设计的有效措施

1.落实抗震验算

在进行截面抗震验算时,结构应在设防烈度下进入弹塑性状态。可将大部分结构变形转变为众值烈度地震作用下构件承载力验算的形式来表现。进行构件截面抗震验算时,可选用非抗震承载力设计值,将承载力抗争调整系数与其关联起来。计算过程中,去地震作用效应值乘以抗震调整系数来进行折减。通过完善抗震验算,保证建筑抗震设计的有效性,使抗震设计充分发挥作用。

2.设置多道抗震防线

在构建抗震结构体系时,应设置多道防线,将一些延性较好的分体系进行组合,并将这些构件相互连接,充分发挥其协同作用。抗震墙体系便可由抗震墙与延性框架构成,两者共同作用,可进一步提升抗震结构的性能。抗震结构体系当中还需要设定充足的赘余度,包括内、外两个部分。并按照相关规则构建规律分布的屈服区,让建筑结构可充分吸收或消耗地震能量。体系当中还需要增加冗余设计,以增加抗震结构的可靠性。当建筑基本周期与地震卓越周期接近时,冗余设计便可充分发挥作用。即便是第一道抗侧力防线受到破坏,第二道、第三道防线可接替第一道防线,发挥保护作用,以缓解共振,并降低地震的破坏作用。

3.完善隔震及消能减震设计

隔震系统具有足够的竖向强度和刚度以支撑上部结构的重量,并且具有足够的水平初始刚度。即便在风载与小震作用下,整个体系依然可处于弹性范围内,满足正常需求。而中强地震时,其水平刚度较小,结构为柔性隔震结构体系。同时,隔震系统本身具有较大的阻尼,地震时能耗散足够的能量,可降低上部结构所吸收的地震能量。消能减震是在结构物某些部位设置耗能元件,通过元件产生摩擦,弯曲弹塑性滞形来消耗或吸收地震输入结构的能量,以降低主体结构的地震反应,使结构破坏程度降低。例如,可在建筑结构适当位置添加金属阻尼器,它可通过金属的屈服滞回将地震能量消耗掉,以降低结构反应程度;又如,可通过调谐减震控制体系来加强结构的减震能力,该体系利用调整结构的动力特性来消减结构的振动反应,以达到减震效果。

结语

第12篇

关键词:结构设计;高层建筑;问题;对策分析

一、高层建筑结构设计中存在的问题

近年来,随着人们生活水平不断提高以及建筑设计技术的发展,高层建筑结构的设计也在不断提升,就当前的设计情况而言,在对高层建筑结构进行设计的过程中还存在着许多的问题,这样会使得高层建筑结构的建设质量以及设计质量很难得到保证。首先,需要对高层建筑结构中存在的设计问题进行分析,并且针对这些问题进行有效的解决。

1.1设计的中间过程的把握

在日常的设计中,设计人员通过辅助计算软件计算出来的结果对照着配筋,但在计算的结果上会有一定程度的放大,作为安全储备。尤其是面对高层建筑的时候,我们很难做到淡定。因为高层建筑和多层、低层比较的话,无论是从设计还是从施工和建造上来讲,都要复杂得多。所以很多时候,我们的设计人员在中间过程的很多环节由于过分谨慎,层层放大,导致最终的结果过大,严重不符合实际受力情况,造成极大浪费。

1.2过度优化的问题

随着高层建筑的越来越多,人们对于高层建筑也越来越熟悉,尤其是对于住宅建筑,结构形式相对于公共建筑来说,要简单些,也比较有规律性。所以一栋住宅从前期规划到最后建设完成,把其中的各个环节摸清弄懂,不难。另外住宅建筑具有可复制性,可参照性。因此拥有更好的经济指标就成了很多的建设方和设计单位追逐的目标,前者想要获取最少的投入,后者想借此获得更多的设计任务。设计优化本身是一件造福社会的事情,但如果这件事情对施工造成了困扰,则很有可能会造成安全隐患。

1.3建筑结构风荷载设计的问题

高层建筑是属于对风荷载比较敏感的建筑,风荷载对于高层建筑来讲,是很重要的荷载,但是现阶段对计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定,所以对于设计人员来讲,如何来确定风荷载的大小,这个应该引起足够重视。另外当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互距离较近时,会产生风力相互干扰的群体效应。但是目前高层建筑的结构设计过程中,结构建模都是以单个建筑物主体为单位,单独计算和分析,往往容易忽视群体效应的影响。

1.4高层建筑的结构抗震设计问题

高层建筑结构设计中最重要的环节就是抗震设计,但这也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节,由于高层建筑结构设计中的抗震设计较为复杂,需要对建筑结构体系、建筑基础形式、建筑高度、建筑材料等方面的问题进行综合考虑。在以汶川大地震为代表的几次大的地震发生之后,人们对于地震以及其带来的危害有了全新的认识,也引起了足够的重视。但是抗震设计是基于抗震概念的设计,如果概念错误,再怎么认真设计,也无事于补。目前存在的主要问题是设计人员对于抗震概念设计的意识比较薄弱,只知道一味地遵循规范。

二、高层建筑结构设计对策

通过对高层建筑结构设计中存在的问题进行分析可知,高层建筑结构设计水平需要不断的提升,针对产生的问题,采取相应的对策,对于提升建筑结构设计水平,建筑结构设计控制的加强及建设质量具有重要意义。

2.1中间过程加强检查,最终结果安全储备

设计人员在设计的中间过程只要做到严格检查,不漏项,不缺项,在最终的计算结果的基础上适当放大,作为安全储备即可,既经济,又能做到心中有数。

2.2适当优化才是正道

走出优化误区,优化不是挑战设计和施工的极限。建筑结构设计是偏重于理论的工作,施工则是偏重于实际操作的工作,如果设计不断压缩施工的空间,结果可能会让很多构件和节点的结构功能无法实现,造成主体结构安全隐患,此为过犹不及。设计人员应该在理论和实际施工中寻找一个平衡点,让建筑功能完美体现。

2.3对高层建筑结构的风荷载合理取值

我们在对待风荷载这一重要荷载的时候,应该如何把握?首先应充分认识到高层建筑对于风荷载的特殊性,基于目前计算方法的局限性,我们对于高层建筑的基本风压应适当提高,确保其安全性。如何提高基本风压值,仍可由各结构设计规范,根据结构自身的特点作出规定,没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。至于如何处理风荷载群体效应的问题,我们可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数,避免由于漩涡的相互干扰,造成房屋某些部位的局部风压显著增大的现象。

2.4高层建筑结构抗震设计

在高层建筑的结构抗震方面,首先需要加强抗震的概念设计的培训。只有方向把握对了,我们才有可能设计出质量优良的产品。抗震设计主要包括三个方面,概念设计,抗震计算设计和构造设计。建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来,就是进行结构抗震设计时着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则,从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题(总体布置、结构体系、刚度分布和延性等),并顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上合理的保证结构的抗震性能。抗震设计的三个层次的内容是一个不可割裂的整体,忽略任何一部分,都可能造成抗震设计的失败。要使建筑物具有较好的抗震性能,首先应该从大的方面入手,做好概念设计,再结合计算设计,构造设计,才能得到一项较为满意的抗震设计结果。如果不重视概念设计而过分的相信仔细的计算,对结构抗震设计不仅没有必要,而且还可能在概念设计中出现不当甚至错误。

三、结语

结构设计在高层建筑中常常会暴露诸多的问题。为了能够让整体的设计效率得到相应的提升,需要结合其设计中的问题不断优化其整体的设计体系。加强抗震概念设计,严格把握中间过程,适当优化的同时还要做好风荷载设计以及抗震设计。只有这样,高层建筑结构设计才能朝着一个质量稳定的方向发展。

作者:杨明珠 单位:广州南方建筑设计研究院武汉分院

参考文献