高层建筑设计的

【摘 要】高层结构建筑逐渐成为当今城市建设的主要建筑.高层结构建筑在设计技术上具有严格的要求,其要求结构的受力结构合理以及抗自然灾害的性能优良,这些最关键性的设计元素都得在设计的过程中,作为主要考虑的设计元素.

【关 键 词】高层建筑；结构合理；设计元素

社会的飞速发展,人们生活水平的提高,高层建筑越来越受到人们的重视.高层建筑往往以其宏伟的尺度和巨大的体量,给观者以强烈的视觉感受,同时也决定和影响着所在城市区域的艺术风格和美学价值.因此,重视对高层建筑设计理念的探讨,进一步完善高层建筑设计理念是推动高层建筑设计健康发展的有效途径.

1高层建筑结构的设计技术需求

高层建筑结构作为一种特殊的建筑群体,其在舒适度、性能上都有较高的技术需求.高层建筑结构设计,不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造,而应以人的尺度为参考系数,充分考虑人和高层建筑使用亲近度,从宏观的尺寸到微观的材料设计都要创造良好的尺度感,把高层建筑的外部尺度分为两种主要尺度：整体尺度,细部尺度.尤其是现代人的生活观念不断的转变,使得高层建筑结构在外观设计上也有了严格的要求,进而最大化地追求结构外形的风格.

1.1结构的设计风格,需要满足现代人的生活理念

随着现代人的生活观念不断的转变,高层建筑在结构设计的时候,越来越重视建筑物的舒适和风格的设计.高层建筑的结构在方位、采光上都要做严格的设计.建筑结构需要在满足建筑师的设计思想的前提下尽量为使用者提供舒适的生活环境,并尽量以节省投资的方式使建筑最大化地融入生态、环保和低碳的设计元素,这样才可以提供一个生活舒适,安全可靠的生活环境.而建筑师与结构师之间的紧密配合,合理选择适当的结构体系,是实现这一目的的必要条件.

1.2高层建筑的结构设计,要基于安全经济的理念

高层建筑作为一个大型的项目,在建设的过程中,将会面临巨大的成本输出问题.因此,在设计的过程中,要讲究经济性的设计理念.所以,结构的设计过程中,需要对结构体系进行不断的优化处理.在方案设计的过程中,结构师通常要做全盘的考虑来比较其经济性的大小.比如：1.考虑到目前的人工工资的高涨,在建筑总投资的比重也在不断的升高.考虑模版费用与砌筑费用的比较后以及后期抹灰的人工与砂浆材料的费用,砌体结构基本上已经不再比框架便宜多少,而剪力墙结构更是以现浇方式以及刮腻子等简单方式将人工的成本降低到了相当低的程度,从而使建筑的安全性能提高而且总投资得到了很好的控制.这一点在现在越来越多的多层剪力墙房屋上得到了体现.

1.3结构在设计中,需要保障结构的安全性能

高层结构作为一种特殊的建筑结构,其在结构的性能上具有严苛的要求.尤其是高层结构的安全性能尤为的重要.设计部分：首先要从概念设计出发选用合理的结构体系布置原则.结构师有的时候就像是做数学题,要对一些复杂的结构使用“拆开”或是“组装”的设计方式,以尽可能简单的,标准的结构形式组合成一个相对复杂的建筑物.这个过程既要考虑结构的要求也要考虑建筑布置对其他专业的影响,尤其是防火设计要求,而这些是很重要的设计前提和依据.一般常用的建筑能准确选择结构类型和平面布置形式,并合理地确定各构件的截面尺寸.这样的建筑就能正确地选择结构计算简图,进行准确的内力分析与组合,最后得到高效合理的构件截面及节点设计.

1.4高层建筑的概念设计的落脚点：

首先高层建筑应该具有良好的变形能力,这一点体现在结构设计的所有构件上.对于刚度大的结构,变形小,舒适度好,抵抗地震作用的能力强,构件强度高,投资成本也相应增大.而刚度较小的结构却恰好相反,以教大变形来降低结构所受的地震作用,达到降低投资的目的.但这样的建筑在较大地震作用下的破坏形式可能就无法满足“两阶段,三水准”的要求.而2010版高规在3.11章中对结构性能设计的要求则对此给出了规范的解决方法.

2高层建筑的结构布局设计

高层建筑的结构设计,在其结构的布局上比较的关键.现代的高层建筑在规划的规程中,各功能区的设计,需要基于现代人的生活理念,进行合理的布局.现代的高层建筑在规划的规程中,各功能区的设计,需要基于现代人的生活理念,进行合理的布局.

2.1高层结构对总体规划的影响

一般高层建筑的总体规划总是先于建筑的初步设计的,因而此阶段结构往往不参与整体布局,但是在高烈度地区比如喀什,这样的规划就会有一定风险.尤其对于高宽比大于4的单元式条状高层住宅,其底部会产生很多比例的拉力（往往超过15%）而导致建筑物倾覆.而这一点是规范所不允许的.最好的方法是建议是规划时能有一跨裙房在建筑物底部,这样既能很好的解决基础受拉问题还能将一些高层建筑所必须的设备机房和消防设施有了宽松的摆放空间.

2.3结构的外墙设计

高层建筑的外墙不仅有围护,保温和节能的要求也有结构抗震的考虑.对应于地震作用下的变形,如果填充墙体不能随建筑物整体变形就会减小整体的变形量从而变相的增大了建筑的整体刚度,这样的结果则使我们设计的结构变得偏于不安全.以前我们是周期折减的方法考虑这一部分增加的地震作用,现在还可以用2010版《砌体结构设计规范》6.3.4中说明的方法,将填充墙与结构构件之间保留20mm的距离,从而达到我们的设计目的.

3高层建筑结构的消防安全结构设计

高层建筑结构在结构的设计上,比较的注重其结构风格和美观上的设计.在高层建筑的结构设计过程中,整体结构的消防结构非常的重要,同时作为建筑结构最基本的结构,其在设计的过程中,就需要充分的考虑到消防结构的实用性.根据国家规定,我国18层以上的高层建筑必须有两个楼梯间,用于逃生和紧急疏散；楼梯间与居民分户门之间必须设计消防前室,以阻挡火灾发生时的烟气.我国还规定高层建筑每个楼层、每个楼梯间都必须装有防火门,以防止由于一个楼层起火而快速蔓延到别的楼层,每个楼层也要求配备消火栓等消防设施.对于这些规定,结构师就必须将楼梯间的剪力墙筒为消火栓,正压送风口等开洞.而因开洞消弱的剪力墙,结构师必须要对这些部位要做充分加强处理.

4结束

建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用,除考虑上述各种要求以外,还应考虑建筑与结构,建筑与各种设备等相关技术的综合协调,以及如何以更少的材料,劳动力,投资和时间来实现各种要求,使建筑物做到适用,经济,坚固,美观.