時(shí)間:2024-03-21 16:43:02
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所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi),建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實(shí)大小之間的關(guān)系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關(guān)系,及對(duì)行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時(shí)應(yīng)注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實(shí)尺寸,而是表達(dá)一種關(guān)系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對(duì)建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構(gòu)成要素的大小。它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設(shè)計(jì)中處于一個(gè)至關(guān)重要的位置。高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應(yīng)以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點(diǎn)、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設(shè)計(jì)都要?jiǎng)?chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細(xì)部尺度。
一、高層建筑設(shè)計(jì)中的外部尺度
(一)城市尺度
高層建筑是一座城市有機(jī)組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點(diǎn),對(duì)城市產(chǎn)生重大的影響。高層建筑對(duì)城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應(yīng)充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當(dāng)?shù)某叨葧?huì)對(duì)城市產(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機(jī)協(xié)調(diào)的比例關(guān)系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢(shì)。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設(shè),使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
(二)整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺。整體尺度是設(shè)計(jì)師十分注重的,關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強(qiáng)調(diào)整體尺度均衡的重要性。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設(shè)計(jì)時(shí)要注意下面的兩點(diǎn):高層建筑一般由三個(gè)部分組成的裙房、主體和頂部,也有些建筑在設(shè)計(jì)中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動(dòng)活躍起來。一個(gè)造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個(gè)部分之間的尺度關(guān)系,而這三個(gè)部分尺度的確定,應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個(gè)建筑含糊、難以把握;高層建筑各部分細(xì)部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎(chǔ)上的,各個(gè)主要部分應(yīng)有更細(xì)的劃分,尺度具有等級(jí)性,才能使各個(gè)部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級(jí)最高部分為高層建筑的某一整個(gè)部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺(tái)等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時(shí)很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級(jí)之間還有1~2個(gè)尺度等級(jí),也不易過多,太多易使建筑造型復(fù)雜而難以把握。
(三)街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對(duì)街道行人的視覺影響。這是人對(duì)高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因?yàn)槌叨冗^大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對(duì)街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應(yīng)與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應(yīng)。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對(duì)話關(guān)系。
(四)近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細(xì)觀察,也是人們對(duì)建筑直接感觸的重要部分。其尺度設(shè)計(jì)應(yīng)以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。在近人尺度處理中,應(yīng)特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個(gè)部分更細(xì)。對(duì)入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個(gè)由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個(gè)逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個(gè)過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。二、高層建筑外部尺度設(shè)計(jì)的原則
(一)建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對(duì)城市輪廓線的影響,因?yàn)樵诔鞘休喞€的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應(yīng)遵行有機(jī)統(tǒng)一的原則進(jìn)行布置:(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當(dāng),組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞;(2)若高層建筑彼此間毫無關(guān)系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會(huì)產(chǎn)生令人滿意的和諧整體;(3)高層建筑的頂部不應(yīng)雷同或減少雷同,因?yàn)檫@會(huì)極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
(二)同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細(xì)部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設(shè)計(jì)中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機(jī)統(tǒng)一。
(三)高層建筑形象在尺度上須有可識(shí)別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺(tái)階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。
三、結(jié)語
高層建筑的外部尺度影響因素很多,設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)高層建筑中充分地把握各種尺度,結(jié)合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創(chuàng)造出優(yōu)美的高層建筑外部造型。
城市高層建筑設(shè)計(jì)的整體尺度原則是指建筑各組成主體間的有機(jī)聯(lián)系及產(chǎn)生的視覺效果。整體尺度原則主要強(qiáng)調(diào)的是建筑物整體性,在高層建筑整體性設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮建筑的主體、裙房以及屋面三個(gè)主要因素,將三要素有機(jī)結(jié)合在一起按照統(tǒng)一的尺度參考體系進(jìn)行設(shè)計(jì),而不是將三者單獨(dú)地按照各自的參數(shù)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)。只有這樣才能使三者有機(jī)的融合在一起,打造具有整體性的優(yōu)秀建筑工程設(shè)計(jì)作品。
1.2近人尺度原則
近人尺度原則在城市高層建筑設(shè)計(jì)中的內(nèi)涵是建筑物的進(jìn)出口以及底層部分的尺寸大小能給人帶來視覺享受的同時(shí)又能方便人們使用。其中,建筑物進(jìn)出口是用戶每天都要使用的部分,進(jìn)出口設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)用戶的感官刺激較大。所以在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)要將近人尺度設(shè)計(jì)理念充分地融入到設(shè)計(jì)思路中,合理地劃分建筑物入口處的柱子、檐口、大門以及墻面的尺度,細(xì)化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在滿足用戶對(duì)建筑功能性需求的基礎(chǔ)上,又能給人們帶來感官享受。
1.3細(xì)部尺度原則
細(xì)部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質(zhì)感,是更為細(xì)膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)透徹地了解人們對(duì)建筑材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求及喜好程度。一般情況下,我們對(duì)事物的評(píng)價(jià),都是通過眼觀以及手摸的方式去對(duì)事物進(jìn)行進(jìn)一步的了解,然后從主、客觀角度對(duì)該項(xiàng)事物做出綜合性評(píng)價(jià)。所以,設(shè)計(jì)人員應(yīng)遵循細(xì)部尺度原則,采用人們能夠接受的喜愛的建筑材質(zhì)塑造建筑工程作品,給人們帶細(xì)部尺度主要是指建筑材料的質(zhì)感,指高層建筑更細(xì)分的尺度大小。
2城市建設(shè)中高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1高層建筑采光設(shè)計(jì)
隨著人們節(jié)能減排意識(shí)的不斷提高,發(fā)展節(jié)能型建筑是當(dāng)今建筑工程領(lǐng)域發(fā)展的總體態(tài)勢(shì)。高層建筑內(nèi)的照明能耗比較大,如何通過有效的措施降低人工照明對(duì)能源的消耗及利用日光照明是當(dāng)今建筑工程領(lǐng)域必須要重視的課題。目前,比較先進(jìn)的日光采集系統(tǒng)主要有以下幾種:(1)提高單位面積進(jìn)光區(qū)的日光量,利用太陽光為建筑提供照明需求,可有效降低人工照明對(duì)能源消耗。(2)為了能在不增加窗戶周圍的陽光強(qiáng)度且能使其到達(dá)采光更深的工作區(qū)域,可以通過陽光發(fā)射到屋頂平面來完成。(3)在不改變建筑構(gòu)造的基礎(chǔ)上,如增大建筑窗戶的面積或數(shù)量來采集更多的太陽光,而能較好地滿足建筑內(nèi)照明需求的同時(shí)又不會(huì)在強(qiáng)烈的太陽光下給用戶帶來不適感覺,可通過陽光直射阻擋系統(tǒng)來解決。該系統(tǒng)是利用光線的折射計(jì)反射原理為設(shè)計(jì)依據(jù)的。
2.2高層建筑的抗震設(shè)計(jì)
抗震設(shè)計(jì)是高層建筑工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響?;诘卣痤l發(fā)的現(xiàn)實(shí)情況,加強(qiáng)高層建筑抗震設(shè)計(jì)工作是現(xiàn)行建筑工程領(lǐng)域必須要關(guān)注及重視的問題。在高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)候需要注意以下要點(diǎn):建筑大廳的四角及建筑外墻位置應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,并根據(jù)高層建筑要求的具體抗震等級(jí)合理確定構(gòu)造柱數(shù)量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設(shè)置構(gòu)造柱用來分擔(dān)磚墻荷載;在高層建筑抗震設(shè)計(jì)前設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入到施工工地進(jìn)行工程地質(zhì)勘探,牢固掌握高層建筑施工所在地地質(zhì)情況及發(fā)生地震災(zāi)害的頻率情況,以此為依據(jù)進(jìn)行高層建筑抗震設(shè)計(jì)。在抗震設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》劃分的設(shè)防等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)不得以經(jīng)驗(yàn)隨意地更改建筑的設(shè)防等級(jí),如果提高建筑的設(shè)防等級(jí)會(huì)額外地增加工程成本投入,而降低建筑設(shè)防等級(jí)則會(huì)降低建筑的抗震能力,一旦地震災(zāi)害來臨將會(huì)對(duì)建筑及人們生命財(cái)產(chǎn)安全帶來極大危害。
2高層建筑設(shè)計(jì)中存在的問題
高層建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)為了更好地滿足對(duì)大客流量和開闊的視野空間的要求,通常在樓梯設(shè)計(jì)時(shí)是以寬大的敞開樓梯來作為主要的客流通道,同時(shí),為了更好的滿足建筑防火方面的要求,高層建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要采用封閉的樓梯間或者是防煙樓梯間,如圖2。因此,在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候,設(shè)計(jì)人員通常采用防火卷簾來作為封閉方式,這樣能夠更好的達(dá)到防火方面的要求。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榱烁玫臐M足相關(guān)規(guī)范要求,同時(shí)確保樓梯的數(shù)量和形式滿足使用方面的要求,但是,這種設(shè)計(jì)方案是一種不可取的方式,在出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候,人員在疏散方面存在著一定的安全隱患。在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候還是存在著一個(gè)非常明顯問題,就是地上層和地下層共用樓梯的問題,在防火方面,為了避免在出現(xiàn)火災(zāi)的情況下建筑內(nèi)的人員由地上層進(jìn)入到地下層,不應(yīng)該出現(xiàn)共用樓梯的情況。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面要考慮的問題非常多,因此,在樓梯設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地上和地下貫通的情況,這樣能夠在結(jié)構(gòu)上面更加便利,但是也是會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一定的安全隱患。在很多的高層建筑設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員對(duì)樓梯的設(shè)計(jì)方案并沒有得到很多施工人員的注意,同時(shí),在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)κ枭⑼ǖ赖膶挾纫泊嬖谥欢▎栴},疏散通道的寬度在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候通常是會(huì)受到疏散門的影響,因此,在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,要對(duì)防火審核非常重視。
3高層建筑中建筑設(shè)計(jì)的措施
3.1高層建筑整體設(shè)計(jì)探析
(1)主體設(shè)計(jì)。當(dāng)代高層建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)全新的要求就是實(shí)現(xiàn)建筑本身的生態(tài)節(jié)能,這就要求對(duì)建筑本身主體的裙房部分加強(qiáng)設(shè)計(jì),裙房的設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑周圍街道的人性化空間的創(chuàng)造等有很大影響。對(duì)裙房的設(shè)計(jì)不僅要注重人性化,更要注重形式的多樣性。(2)處理手法上的巧妙運(yùn)用。高層建筑的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)階段,高層建筑的塔樓設(shè)計(jì)并不能有很大的變化空間,但是可以從底層部分入手運(yùn)用一些巧妙地處理進(jìn)行空間上的拓展,通常都是采用入口縮進(jìn)和底層架空等手段進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.2高層建筑中的分類建筑設(shè)計(jì)探析
(1)底層入口設(shè)計(jì)。底層入口相對(duì)來說很重要,在北方地區(qū),高層建筑的底層入口在設(shè)計(jì)上首先應(yīng)該避開地域內(nèi)的冬季迎面風(fēng),保證冬季的底層溫度。而在我國的南方地區(qū),一定要保證底層入口設(shè)計(jì)的通風(fēng)散熱,因?yàn)槟戏降南募据^為炎熱,可采用局部或全部架空的方式避免對(duì)通風(fēng)的阻礙。
(2)建筑圍護(hù)設(shè)計(jì)。一般來說大部分人在高處都會(huì)有一定的恐懼心理,尤其在高層建筑上。在高層建筑的設(shè)計(jì)中一定要注重防護(hù)欄的設(shè)計(jì),良好而合理的設(shè)計(jì)可以在使用性上給人以安全感。
(3)服務(wù)設(shè)施設(shè)計(jì)。高層建筑在設(shè)計(jì)初期要充分考慮到建筑的服務(wù)設(shè)施,這對(duì)高層建筑的整體感覺非常重要。首先在底層入口處要設(shè)置值班室,方便對(duì)出入人員的管理,其中要配置先進(jìn)的夜間電梯緊急呼叫裝置以及公用電話等,還要有特定的停車處和分戶信箱。
3.3高層建筑設(shè)計(jì)中的安全問題探析
(1)高層建筑的防火問題。防火問題對(duì)于大多數(shù)建筑尤其是高層建筑來說異常重要,建筑設(shè)計(jì)師要對(duì)防火問題的設(shè)計(jì)進(jìn)行加強(qiáng)。
(2)電氣的問題。高層建筑的電氣問題主要分為三個(gè)方面,一是消防電源與配電問題,要求供電電源來自不同發(fā)電廠或不同的區(qū)域變電站,以保證突發(fā)事件時(shí)供電及時(shí)解決。二是應(yīng)急照明問題,高層建筑發(fā)生火災(zāi)或者其他突發(fā)狀況時(shí)事故照明要正常。三是高層建筑的電梯安裝問題,電梯的位置設(shè)置要合理,電梯運(yùn)行過程中噪音不應(yīng)太大,且最大荷載量應(yīng)符合高層建筑的需要,方便快捷。
(3)防雷擊問題。防雷擊問題也是高層建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn),應(yīng)本著“整體防御、綜合治理、多重保護(hù)、突出重點(diǎn)”的原則,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做好防雷工作。高層建筑的頂端是防雷設(shè)計(jì)的重點(diǎn),可以安裝避雷針、避雷網(wǎng)或者避雷帶等。同時(shí)要利用建筑中的鋼筋作接地裝置,建筑周圍也要做避雷帶,內(nèi)部金屬物體也要接地。
高層建筑設(shè)計(jì)中尺度的確難以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根據(jù)經(jīng)驗(yàn)做出正確的判斷,其主要原因有:一是高層建筑物的體量巨大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品,在建筑中有許多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的,例如門,本來可以略高于人的尺度就可以了,但有的門出于別的考慮設(shè)計(jì)得很高,這些都會(huì)給辨認(rèn)尺度帶來困難。
高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應(yīng)以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點(diǎn)、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設(shè)計(jì)都要?jiǎng)?chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細(xì)部尺度。
1、高層建筑設(shè)計(jì)中的外部尺度
1.1城市尺度
高層建筑是一座城市有機(jī)組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點(diǎn),對(duì)城市產(chǎn)生重大的影響。從對(duì)城市整體影響的角度來看,表現(xiàn)在高層建筑對(duì)城市天際輪廓線的影響,城市的天際輪廓線有實(shí)、虛之分,實(shí)的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線,高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用,因城市的天際輪廓線從一個(gè)城市很遠(yuǎn)的地方就可以看見,也是一座城市給一個(gè)進(jìn)入它的人第一印象。因此,高層建筑尺度的確定應(yīng)與整個(gè)城市的尺度相一致,而不能脫離城市,自我夸耀,唯我獨(dú)尊,不利于優(yōu)美、良好天際線的形成,直接影響到城市景觀。高層建筑對(duì)城市局部或部分產(chǎn)生的影響,是指從市內(nèi)比較開闊的地方,如:廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線,也直接影響人民的日常生活。因此,城市天際輪廓線不僅影響人從城市所看的景觀,也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。
高層建筑對(duì)城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應(yīng)充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當(dāng)?shù)某叨葧?huì)對(duì)城市產(chǎn)生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機(jī)協(xié)調(diào)的比例關(guān)系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢(shì)。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設(shè),使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺。整體尺度是設(shè)計(jì)師十分注重的,關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強(qiáng)調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對(duì)一棟建筑物時(shí),人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律,如果得到這一點(diǎn),就會(huì)認(rèn)為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點(diǎn),人對(duì)該建筑物的感知就會(huì)是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設(shè)計(jì)時(shí)要注意下面的兩點(diǎn):
1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)
高層建筑一般由三個(gè)部分組成的——裙房、主體和頂部,也有些建筑在設(shè)計(jì)中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動(dòng)活躍起來。一個(gè)造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個(gè)部分之間的尺度關(guān)系,而這三個(gè)部分尺度的確定,應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個(gè)建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細(xì)部尺度應(yīng)有層次性
高層建筑各部分細(xì)部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎(chǔ)上的,各個(gè)主要部分應(yīng)有更細(xì)的劃分,尺度具有等級(jí)性,才能使各個(gè)部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級(jí)最高部分為高層建筑的某一整個(gè)部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺(tái)等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時(shí)很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級(jí)之間還有1~2個(gè)尺度等級(jí),也不易過多,太多易使建筑造型復(fù)雜而難以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對(duì)街道行人的視覺影響。這是人對(duì)高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因?yàn)槌叨冗^大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對(duì)街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應(yīng)與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應(yīng)。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè),為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對(duì)話關(guān)系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸,也易被人們仔細(xì)觀察,也是人們對(duì)建筑直接感觸的重要部分。其尺度設(shè)計(jì)應(yīng)以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。
在近人尺度處理中,應(yīng)特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個(gè)部分更細(xì)。對(duì)入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個(gè)由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個(gè)逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個(gè)過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。
1.5細(xì)部尺度
細(xì)部尺度是指高層建筑更細(xì)的尺度,它主要是指材料的質(zhì)感。在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸——我們通過說“美妙”或“可怕”來對(duì)這些事物做出反應(yīng),形成人的視覺質(zhì)感,建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中要充分運(yùn)用不同材料的質(zhì)感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質(zhì)感產(chǎn)生一種視覺上優(yōu)美的感覺。勒??虏嘉靼T诶袪柼峤ㄔ斓男薜涝菏沁\(yùn)用或者確切地說是留下大自然“印下”的質(zhì)感的優(yōu)秀典范,這里的質(zhì)感,也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。
2、高層建筑外部尺度設(shè)計(jì)的原則
2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對(duì)城市輪廓線的影響,因?yàn)樵诔鞘休喞€的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應(yīng)遵行有機(jī)統(tǒng)一的原則進(jìn)行布置:
(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當(dāng),組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處,以豐富行人的視覺觀賞。
(2)若高層建筑彼此間毫無關(guān)系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會(huì)產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。
(3)高層建筑的頂部不應(yīng)雷同或減少雷同,因?yàn)檫@會(huì)極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
2.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細(xì)部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設(shè)計(jì)中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機(jī)統(tǒng)一。
2.3高層建筑形象在尺度上須有可識(shí)別性
2高層建筑設(shè)計(jì)的基本方法
2.1剪力墻的設(shè)計(jì)據(jù)有關(guān)部門的相關(guān)規(guī)定,在設(shè)計(jì)中需要充分考慮到各種具體的條件,必去剪力墻的受力特點(diǎn)和區(qū)別等等,合理的剪力墻及擁有分布均勻特點(diǎn)的墻體,其建筑的鋼心和質(zhì)心是在同一個(gè)地方的。目前來說,很多高層建筑剪力墻數(shù)量多分布廣,為了確保工程的經(jīng)濟(jì)適用和安全性能,需要嚴(yán)格控制剪力墻的鋼筋配置。
2.2地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工程造價(jià)的決定性條件是地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。所以地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須保證萬無一失,步步驚心。高層建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要想確保有這完善的基礎(chǔ)設(shè)計(jì),要實(shí)施因地制宜政策,根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件和相關(guān)建筑政策調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)容。
2.3荷載組合要求采用點(diǎn)算程序化計(jì)算設(shè)計(jì)出地基承載力及各荷載組合的特點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)荷載及地震效應(yīng)導(dǎo)致高層住宅邊角地方豎向作用力大時(shí),如果短期荷載等同于永久荷載,邊角的豎向結(jié)構(gòu)就會(huì)偏大,而中間又是在原有的小值之上,地基墻體就會(huì)受力不均產(chǎn)生裂縫。組合地震作用及重力荷載時(shí),應(yīng)增大承載力,同時(shí)提高承載力的特征值在組合重力荷載和風(fēng)荷載時(shí)。在設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員要最大程度地降低地基變形和差異變形。
2.4消防設(shè)計(jì)情況及其對(duì)策高層建筑的外部尺度的規(guī)劃是十分重要的。一般來說,高層建筑消防相關(guān)的供水系統(tǒng)主要由消防水池和自動(dòng)噴水裝置構(gòu)成。消防水池主要是用于存儲(chǔ)一定量的水源以供火災(zāi)放生的緊急使用,具體的設(shè)置位置和設(shè)置數(shù)量應(yīng)該依據(jù)實(shí)際的情況和相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。而在實(shí)際中,常常會(huì)發(fā)現(xiàn)水池設(shè)置位置不當(dāng)或水池點(diǎn)設(shè)置過多或過少等問題,這些都會(huì)造成實(shí)際的安全隱患,或者對(duì)于水資源的浪費(fèi)。因此,消防水池的布局與數(shù)量,必須依據(jù)實(shí)際的建筑情況,進(jìn)行合理規(guī)劃。而自動(dòng)噴水裝置只要是指各樓層設(shè)置的滅火器及煙霧探測噴水器。這樣的消防系統(tǒng)應(yīng)該加大設(shè)置力度,力求做到每一層都有足夠的數(shù)量。同時(shí),還需要格外注意在地下室,樓梯拐角等容易忽略的死角位置設(shè)置足夠的探測噴水器以避免意外的發(fā)生。
3高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常見的問題
3.1主梁有次梁處附加筋問題基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中,在梁下部的作用力點(diǎn)附以鋼筋,做到集中荷載由另加的橫向鋼筋結(jié)構(gòu)來承重。梁截面高度范圍不同,加不加筋對(duì)于主梁來說選擇也不同,當(dāng)主次截面相差很大時(shí),主梁就不用加鋼筋了,因?yàn)楹奢d較小,沒有必要。反而如果相差不大,次梁荷載相對(duì)來說較重,就需要添加附加鋼筋來分擔(dān)次梁的承重,實(shí)現(xiàn)安全性。針對(duì)箱、筏基礎(chǔ)底板跳板的陽角問題,如果說底板的鋼筋是雙排并且兩個(gè)方向同時(shí)有的話,陽角不能夠決不允許添加輻射筋。
3.2彈回再壓縮設(shè)計(jì)開挖基坑時(shí),會(huì)有一部分基地反彈受到約束,那就是摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基地。然而坑中心地基沒有周圍其他東西的影響,基土是可以實(shí)現(xiàn)反彈的,針對(duì)回彈部分,人工可以進(jìn)行清除工作。不過并不是所有的坑基中心都需要人工清理,針對(duì)小基礎(chǔ)的坑底,坑底約束力較大,回彈可忽略不計(jì)。
3.3梁、板的計(jì)算跨度梁板結(jié)構(gòu)的意思是,用剛性支座梁,放在梁的中心線位置,這時(shí)候梁板就相當(dāng)于截面板。如果梁是扁的的話,高度和厚度基本等同,長度和彎矩選擇梁中心位置即可,同時(shí)加上兩者的較大值配筋。
4高層建筑設(shè)計(jì)的提升方法
4.1環(huán)境因素一個(gè)建筑是否與周圍的環(huán)境相融合是很重要的,符合我國古代天時(shí)地利人才能和的思想。充分考慮當(dāng)?shù)氐臍庀笏暮偷刭|(zhì)因素,深入了解影響工程質(zhì)量的各種環(huán)境因素,在做完調(diào)查研究工作之后再開展各項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)。水文地質(zhì)是一個(gè)在設(shè)計(jì)中很容易忽視的部分,然而它的地位卻不容撼動(dòng),地下水對(duì)巖層土層有著直接的重要影響,建筑物的穩(wěn)定性和耐久性受到地下水文地質(zhì)的影響比較大。尤其是高層住宅建筑,關(guān)乎到很多人的生命安全,更是要充分研究考察選址的地下水文和地質(zhì)情況。
4.2優(yōu)化建筑位置及朝向設(shè)計(jì)建筑選址是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié),需要考慮到城市其他設(shè)施的空間布局,把對(duì)城市的影響最大化。建筑物的位置選擇和朝向設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師要考慮的首要因素,人們的生存依賴于陽光,在明亮的環(huán)境中更有助于培養(yǎng)愉悅舒適的心情,在建筑設(shè)計(jì)時(shí),依照當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境,讓建筑物朝向光照時(shí)間長的方位,這樣就可以減少用戶在用光方面資源的消耗和浪費(fèi)。提前設(shè)計(jì)好日影圖,使建筑物最大程度上接受太陽的照射,以此來確定建筑物的位置和走向。由于我國大部分的地區(qū)都在北半球,因此建筑物坐北朝南的情況居多,建筑體南面的開窗要盡可能大,而其他防衛(wèi)的窗戶面積越小越好。減少熱能的損耗,使得用戶在不實(shí)用空調(diào)暖氣等設(shè)施的情況下,也可享受怡人的溫暖。
4.3優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)現(xiàn)代的高層建筑需要有通風(fēng),透光,保溫三個(gè)最基本的條件要求。為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)室外環(huán)境的完美統(tǒng)一,最大程度上降低對(duì)能源的消耗,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)方面,也需要建筑師大下功夫。一般來說可選用的產(chǎn)品主要有玻璃幕墻,高分子吸濕除潮材料等。在科學(xué)的基礎(chǔ)之上選擇墻體設(shè)計(jì)材料,減少了建筑成本,同時(shí)延長了高層建筑物的使用年限。
4.4運(yùn)用當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的新設(shè)計(jì)當(dāng)前,低碳式高層建筑設(shè)計(jì)主要運(yùn)用的設(shè)計(jì)手法有以下幾種,如利用物聯(lián)網(wǎng),數(shù)字化技術(shù),仿生學(xué)特色來發(fā)展建筑行業(yè)的低碳式理念。這些新理論新技術(shù)的應(yīng)用,提高了高層建筑設(shè)計(jì)理念,確保建筑物的質(zhì)量和效果。
O概述
隨著結(jié)構(gòu)理論和技術(shù)的發(fā)展,高層建筑結(jié)構(gòu)形式趨于多樣化,高層建筑的表現(xiàn)形式也多種多樣,在成為城市風(fēng)景的同時(shí)如何恰當(dāng)?shù)娜谌顺鞘锌臻g成為高層建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要任務(wù),也是使高層建筑設(shè)計(jì)趨于完善所追求的一種理念.
城市空間是人類生活和生產(chǎn)所需要的重要因素,它為居民提供各種活動(dòng)的可能.這個(gè)可以說是城市空間比較科學(xué)性的定義,而本文提到的城市空間則更具體更形象,主要指城市內(nèi)的建筑物、道路、綠地、廣場、公共服務(wù)設(shè)施等實(shí)體以及由這些實(shí)體所構(gòu)成的立體空間,也是人處在其中能真實(shí)、直觀感受到的空間.高層建筑是否與所處的城市空間融洽,其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)一部分取決于公眾的感受,簡單的說就是人處在所創(chuàng)造空間中的感受.所以建筑設(shè)計(jì)者在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮所創(chuàng)造出來的空間(無論是內(nèi)部還是外部)給予使用者的感受.這些是理論上要求一位建筑設(shè)計(jì)師要考慮的因素也是作為一名建筑師應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任,而且還可以據(jù)此評(píng)價(jià)一位建筑師的設(shè)計(jì)能力及其職業(yè)道德.事實(shí)上在進(jìn)行一項(xiàng)高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),開發(fā)商受利益的驅(qū)使往往不會(huì)考慮建筑與環(huán)境的關(guān)系,此時(shí),規(guī)劃部門所出臺(tái)的各種條文政策及規(guī)范將扮演著重要角色,它強(qiáng)制性的要求必須顧及城市環(huán)境,營造舒適的城市空間.可以看出,高層建筑設(shè)計(jì)與城市空間的協(xié)調(diào)以及城市空間的營造是通過兩方面的共同作用來完成的,即建筑設(shè)計(jì)和規(guī)劃.下面就從建筑設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃兩方面談?wù)劤鞘锌臻g對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)的影響.
1建筑設(shè)計(jì)
1.1充分發(fā)揮廣場的作用
高層建筑由于其體量的巨大,往往給街道空間一種突然的壓迫感,使人感覺好像從一個(gè)大空間突然進(jìn)入一個(gè)小空間,這是由于高層建筑的體量所造成的對(duì)比.因此凡是處在街道兩旁體量巨大的高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行后退處理,并在其退出的用地上設(shè)計(jì)一廣場空間,這個(gè)廣場空間將起到空間的緩沖作用;而且由于高層建筑的建筑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其用地面積,容納的人員較多,出入口人流密度相對(duì)較大,后退出的廣場空間也起到緩解交通壓力的作用.從另外一方面講,廣場空間往往在街道空間以及城市空間中起到非常重要作用,能夠給公眾留下較深的印象,也往往能成為城市的節(jié)點(diǎn),這就是共享空間的好處.有的建筑大師甚至直接設(shè)計(jì)成下沉式的廣場,如13本建筑大師嘰崎新設(shè)計(jì)的13本筑波中心的下沉式廣場,獨(dú)特的廣場空間造型,以人和環(huán)境為設(shè)計(jì)重點(diǎn),不僅為公眾提供了一個(gè)舒適的安靜的休閑場所,而且使建筑塔樓的形象特征更加突出..這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象,就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間.因此在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)廣場和建筑應(yīng)該作為一體來考慮.
1.2高層建筑主體設(shè)計(jì)
對(duì)于一個(gè)城市而言,高層建筑往往具有一定的代表性和象征性,可以反映一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)水平和發(fā)展程度,選擇合理的造型就顯得尤為重要.高層建筑由于其結(jié)構(gòu)形式的限制以及使用功能的要求,在造型上往往追隨于建筑的結(jié)構(gòu)形式,而不能有太多的變化,有的高層建筑甚至直接將結(jié)構(gòu)形式外露不加修飾.高層建筑的主體部分是它的塔樓,塔樓的表現(xiàn)形式對(duì)高層建筑的造型起著決定性的作用,現(xiàn)今國外和國內(nèi)的許多高層建筑都有著獨(dú)特的外形和明顯的識(shí)別性,對(duì)一個(gè)城市具有一定的代表性,這可以說是高層建筑存在的一個(gè)原因.隨著近年來資源短缺問題的出現(xiàn),全球提出了可持續(xù)發(fā)展,而高層建筑就環(huán)保節(jié)能方面來說是很浪費(fèi)的,隨之就出現(xiàn)了“生態(tài)型”建筑的概念,如生態(tài)建筑師諾曼·福斯特設(shè)計(jì)的法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈在強(qiáng)調(diào)象征意義和功能的同時(shí),就引人生態(tài)的概念,是世界上第一座”生態(tài)型”超高層建筑.其建筑平面呈三角形,宛如三葉花瓣夾著一支花莖:花瓣部分是辦公空間,花莖部分為中空大廳.中空大廳起自然通風(fēng)作用,同時(shí)還為建筑內(nèi)部創(chuàng)造了豐富的景觀.而氣候設(shè)計(jì)大師楊經(jīng)文設(shè)計(jì)的馬來西亞吉隆坡梅納拉大廈則體現(xiàn)了利用空中開放空間連通建筑內(nèi)外,貫徹“生物氣候大樓”思想,引入了大量的植物,立面上螺旋上升的垂直綠化和底部斜坡的綠化都有助于調(diào)節(jié)氣候,盡可能地拉近了人與自然的距離,較好地完成了室內(nèi)外空間的過渡與銜接.同時(shí)對(duì)形成良好的城市空間環(huán)境也是一種深化.可以看出目前高層建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)新要求就是要實(shí)現(xiàn)“生態(tài)節(jié)能型”.
高層建筑主體的下部分一裙房雖然對(duì)整個(gè)城市影響較小,但它對(duì)于街道的尺度和人情化空間的創(chuàng)造等方面卻有著重要的影響.建筑的裙樓立面設(shè)計(jì)一般不同于上部立面,需要進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì),從而使下部空間豐富多彩而不至于感到蒼白,并要體現(xiàn)人的尺度,因?yàn)槿狗坎糠指娨曈X接觸較密切,對(duì)街道空間感影響也較大.而高層建筑的最上部分~屋頂對(duì)整個(gè)建筑形象起到強(qiáng)化個(gè)性的作用,雖然它較少影響到生態(tài)環(huán)境,但對(duì)塑造建筑的標(biāo)志性、豐富城市天際線具有重要的作用,因此應(yīng)根據(jù)建筑的基座、樓身等因素加以塑造.1.3巧妙的運(yùn)用一些處理手法
高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大,但是底層部分卻可以進(jìn)行一些巧妙的處理來豐富空間形式.一般可以采用底層架空和入口縮進(jìn)的手法.底層架空的處理手法是現(xiàn)代建筑的特征之一,它可以在高密度的環(huán)境中爭取到寶貴的用地,把城市的道路、廣場和建筑有機(jī)地結(jié)合在一起,形成通透的、公共的開放空間,給市民以小憩之地;同時(shí)還可以改善人流、視覺擁擠的狀況,連通幾個(gè)主要的公共場所,以增加城市空間的層次.高層建筑臨近城市道路布置時(shí),人口空間凹人建筑下部可以避免主體的被迫后退(用地非常緊張的情況下),爭取基地面積的有效使用,緩解人1:3處各種矛盾沖突;并有可能在建筑的形體設(shè)計(jì)、空間組織等方面形成新穎的構(gòu)思,這種人口后退架開的處理不僅空間層次豐富而且給人的印象也深刻.
2規(guī)劃設(shè)計(jì)
2.1避免高層建筑密集
高層建筑的密集雖然對(duì)于城市辦公等條件方便有利,卻給城市空間帶來很多壓力,造成城市空間和城市交通的擁擠,甚至是一些始料不及的污染和危害,比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成以前未出現(xiàn)過的光污染;還有就是形成高壓風(fēng)帶和風(fēng)1:3,這些會(huì)造成意想不到的后果.因此在規(guī)劃設(shè)計(jì)中要對(duì)區(qū)域內(nèi)的高層建筑密度進(jìn)行限制,避免高層建筑的集中分布.
2.2高層建筑與城市街道
高層建筑一般分布在城市中商業(yè)發(fā)達(dá)的地段,這些地段的街道本身交通荷載就較大,高層建筑將大大增加這些街道的交通壓力,分布在這些街道兩側(cè)的高層建筑要盡量控制其層數(shù)和高度,同時(shí)在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)這些街道進(jìn)行擴(kuò)展,加大其通行能力.
2.3控制超高層建筑數(shù)量
超高層建筑往往以其象征性和代表性而存在,實(shí)際上這類建筑既不經(jīng)濟(jì)又不合理,一些已建成的超高層建筑投人使用后表明收益并不樂觀,可以說僅僅是體現(xiàn)城市形象,提高城市知名度.
3結(jié)束語
高層建筑已走過百年歷史,從其出現(xiàn)之日起就成為城市的焦點(diǎn),其形式和風(fēng)格也不斷的發(fā)展變化著,我國的高層建筑雖然相對(duì)發(fā)達(dá)國家起步較晚,但已經(jīng)取得了很大的成就,像北京、上海、深圳等城市的高層建筑可以說代表了中國高層建筑的發(fā)展史,高層建筑設(shè)計(jì)與城市空間的融合也正不斷的完善發(fā)展.
參考文獻(xiàn)
2綠色策略的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在僧多粥少的時(shí)代,人類要在越來越少的有限資源下謀求長期的生存與發(fā)展,就必須把綠色環(huán)保理念滲透到日常生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域中去,建筑業(yè)也不例外。隨著國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展,建筑設(shè)施越來越完善,各種科學(xué)技術(shù)的興起與發(fā)展,人們對(duì)建筑物的外在形態(tài)與內(nèi)部構(gòu)造都提出了越來越多的要求,而且這些要求還呈現(xiàn)出了一個(gè)日趨多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。目前我國境內(nèi)超過200米以上的超高層建筑越來越多,在城市建筑中占有很大比重,縱觀這些建筑,我們可以看出,超高層建筑與傳統(tǒng)建筑在結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式上有著不同之處,它的特殊性表現(xiàn)在整體高度非常大。針對(duì)這樣整體高度很大的建筑來講,設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的因素就比一般建筑要多得多,區(qū)別也很大,下面我們從空間組織和頂部的設(shè)計(jì)兩方面來討論超高層建筑設(shè)計(jì)與一般建筑設(shè)計(jì)的區(qū)別。
2.1空間組織
超高層建筑對(duì)現(xiàn)代城市的發(fā)展,有著非同一般的標(biāo)志性意義,從某方面講,它甚至可以代表著一個(gè)城市的發(fā)展水平高下。因此,超高層建筑的外觀造型設(shè)計(jì)往往受到城市規(guī)劃者的高度注重。在超高層建筑設(shè)計(jì)中,為了體現(xiàn)其綠色理念,達(dá)到環(huán)保節(jié)能的特殊效果,一般超高層建筑在外觀上都不會(huì)采用玻璃墻,減少由于玻璃反射對(duì)城市造成的光污,同時(shí)可以起到減少高壓風(fēng)帶和風(fēng)口的作用,具有很直接的環(huán)保意義。成功且獨(dú)特的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該是突出人與環(huán)境之間的關(guān)系。如在建筑物主入口處設(shè)置一下地下式廣場,與地下超市連通,這樣可以有效的將地上空間引入地下,擴(kuò)大了空間面積。在為公眾提供一個(gè)寬敞舒適的生活工作環(huán)境的基礎(chǔ)上,也能為枯燥呆硬的建筑起到軟化與點(diǎn)綴的作用,增加情趣,建筑外形特征更加突出。
2.2頂部設(shè)計(jì)要求
超高層建筑頂部是構(gòu)成城市天際線的重要因素之一,造型獨(dú)特的頂部設(shè)計(jì)對(duì)超高層建筑的整體形象起著畫龍點(diǎn)睛的作用,并成為林立在建筑群中區(qū)別于其他建筑的一個(gè)重要標(biāo)志。運(yùn)用”隱蔽”的手法:采用高高的女兒墻.精巧的屋頂,半透明的建筑材料將頂部的功能用房隱藏起來。頂部條紋在材料、色彩上和中段相呼應(yīng)。主樓的平面呈切邊三角形,為不等邊六角形,頂部則收縮為三角形。若在頂部設(shè)置一個(gè)空中會(huì)所,集休閑、娛樂、餐飲于一體,這就達(dá)到節(jié)能、綠色、環(huán)保的目的。
3結(jié)構(gòu)體系
超高層建筑高聳挺拔,但對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無疑是個(gè)不小的挑戰(zhàn),地震作用是決定選擇其結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵。顯著提高工作和生活效率:超高層建筑將工作和生活設(shè)施適當(dāng)集中,一般性工作和生活問題在建筑內(nèi)部即可解決,極大地方便了人們工作和生活。根據(jù)超高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和不規(guī)則性,確定結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的合理性能目標(biāo),采用彈性、彈塑性的方法進(jìn)行分析,對(duì)結(jié)構(gòu)不同部位采取不同的加強(qiáng)措施。
4建筑節(jié)能多元化
超高層建筑由于其特殊的結(jié)構(gòu)與規(guī)模,與一般建筑在能耗上有很大出入,而且要研究它,還要綜合考慮多方面的因素。在建筑設(shè)計(jì)中,單體設(shè)計(jì)與構(gòu)造布局是節(jié)能的關(guān)鍵,在超高層建筑的設(shè)計(jì)中如何在這兩方面合理合理的開發(fā)利用能源,選擇耗能最低的方案進(jìn)行設(shè)計(jì),是一個(gè)亟待解決的問題。超高層建筑的能耗為一般建筑的數(shù)倍,這是個(gè)綜合性的課題。包括:新能源的開發(fā)和應(yīng)用,選擇低能耗的設(shè)備,智能化的管理,有效利用自然資源和管理資源,使建筑和設(shè)備方面的壽命成本最小,減少污染并達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。
Keywords: high-rise building; structure design
中圖分類號(hào):TU761.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原則 1.1 選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖:結(jié)構(gòu)計(jì)算式在計(jì)算簡圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,計(jì)算簡圖選用不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生,所以選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計(jì)算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn),但與計(jì)算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。 1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案:基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件,上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布,相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析,選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案,設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?;A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告,對(duì)一些缺少地質(zhì)報(bào)告的建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下,同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同的基礎(chǔ)類型。 1.3 合理選擇結(jié)構(gòu)方案:一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案,也就是要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力、傳力明確。同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用不同結(jié)構(gòu)體系,地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。總而言之,必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析,并與建筑、電氣、給排水、暖通等專業(yè)充分協(xié)商,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型,確定結(jié)構(gòu)方案,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方案比較,擇優(yōu)選用。 1.4 正確分析計(jì)算結(jié)果:在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù),但是由于目前軟件種類繁多,不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí),由于結(jié)構(gòu)實(shí)際情況與程序不相符合,或人工輸入有誤,或軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果,因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析,慎重校核,做出合理判斷。 1.5 采取相應(yīng)的構(gòu)造措施:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉” 原則,注意構(gòu)件的延性性能;加強(qiáng)薄弱部位;注意鋼筋的錨固長度,尤其是鋼筋的直段錨固長度;考慮溫度應(yīng)力的影響力等等。 2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 2.1 軸向變形不容忽視:高層建筑中,豎向載荷很大,能在柱中引起較大的軸向變形,對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響,造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小,跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大;此外還會(huì)對(duì)預(yù)測構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響,要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值,對(duì)下料長度進(jìn)行調(diào)整;另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響,與考慮構(gòu)件豎向變形比較,會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。 2.2 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo):相對(duì)于底層建筑而言,高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔和一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力,避免倒塌,特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?,來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。 2.3 水平荷載成為決定因素:一方面,因?yàn)楦邔咏ㄖ欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對(duì)某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析3.1 結(jié)構(gòu)的超高問題:在抗震規(guī)范和高層規(guī)程中,對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制,尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問題,除了將原來的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度以外,增加了B級(jí)高度,處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題,導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過,必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況,對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心 h3.2 短肢剪力墻的設(shè)置問題:在新規(guī)范中,對(duì)墻肢截面高厚比為4~8的墻定義為短肢剪力墻,且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制,因此,在高層建筑設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。 3.3 嵌固端的設(shè)置問題:
摘要:隨著國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的飛速進(jìn)步發(fā)展,高層建筑在我國各大城市越來越多。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求,本文就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的幾個(gè)問題進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 問題
1高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能對(duì)于一個(gè)建筑物的最初的方案設(shè)計(jì),建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn),而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。 建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成,因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面,結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的,而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系,所以,在建筑設(shè)計(jì)的方案階段,就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。 對(duì)于低層、多層和高層建筑,豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)基本原理都是相同的,但是,隨著高度的不斷增加。豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素,其原因有兩個(gè):其一,較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;其二,側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。 與豎向荷載相比,側(cè)向荷載對(duì)建筑物的效應(yīng)不是線性增加的,而隨建筑高度的增高迅速增大。例如,在所有條件相同時(shí),在風(fēng)荷載作用下,建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比,而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比,地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中,問題不僅僅是抗剪,而更重要的是整體抗彎和抵抗變形,可見,高層建筑的結(jié)構(gòu)受力性能與低層建筑有很大的差異。 2結(jié)構(gòu)選型階段 對(duì)于高層結(jié)構(gòu)而言,在工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型階段,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該注意以下幾點(diǎn): 2.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。 新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng),新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件,例如:平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?!币虼耍Y(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意,以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。 2.2結(jié)構(gòu)的超高問題。 在抗震規(guī)范與高規(guī)中。對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制,尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問題,除了將原來的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度的建筑外,增加了B級(jí)高度的建筑,因此。必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意,一旦結(jié)構(gòu)為B級(jí)高度建筑甚或超過了B級(jí)高度,其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題。導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過,必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況,對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。 2.3嵌固端的設(shè)置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板,也有可能設(shè)置在人防頂板等位置,因此,在這個(gè)問題上,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題,而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。 2.4短肢剪力墻的設(shè)置問題。在新規(guī)范中, 對(duì)墻肢截面高厚比為5-8的墻定義為短肢剪力墻。且根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制,因此,在高層建筑設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。 3地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行,同時(shí),也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素,因此,在這一階段,所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。 在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜,作為國家標(biāo)準(zhǔn),僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對(duì)全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定,因此,作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。 地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確,所以,在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí),以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文4結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析方面 在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段,如何準(zhǔn)確,高效地對(duì)工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理,是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn),因此,結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該相當(dāng)?shù)貙?duì)這一階段比較常見的問題有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。 4.1結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇。目前比較通用的計(jì)算軟件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異,因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以,在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件,并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中,判斷哪個(gè)是合理的、哪個(gè)是可以作為參考的,哪個(gè)又是意義不大的,這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作。否則,如果選擇了不合適的計(jì)算軟件,不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力,而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。 4.2是否需要地震力放大,考慮建筑隔墻等對(duì)自振周期的影響。 該部分內(nèi)容實(shí)際上在新老規(guī)范中都有提及,只是,在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)。 4.3振型數(shù)目是否足夠。 在新規(guī)范中增加一個(gè)振型參與系數(shù)的概念,并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計(jì)中,并未提出振型參與系數(shù)的概念,或即使有該概念,該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求,因此,在計(jì)算分析階段必須對(duì)計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷,并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。 4.4多塔之間各地震周期的互相干擾,是否需要分開計(jì)算。一段時(shí)間以來,大底盤,多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn),而在計(jì)算分析該類型高層建筑時(shí),是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔類型進(jìn)行計(jì)算,還是將結(jié)構(gòu)人為地分開進(jìn)行計(jì)算,是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大,就有可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求,但是對(duì)某一座塔樓的地震力計(jì)算誤差仍然有可能較大,從而便結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不安全的隱患。 4.5非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。在高層建筑中,往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對(duì)這部分內(nèi)容,尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),由于高層建筑的地震作用和風(fēng)荷載均較大。因此,必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。5結(jié)束語 總之,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的實(shí)際情況,應(yīng)做出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析,處理建筑設(shè)計(jì)中遇到的各種問題。
參考文獻(xiàn) [1]肖峻,高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J],中化建設(shè),2008[2]范小平,高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中相關(guān)的幾個(gè)問題應(yīng)用分析[J]福建建材,2008 [3]李國勝,多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中疑難問題的處理及算例,中國建筑工業(yè)出版社,2004 中國論文下載中心 省略
2設(shè)計(jì)思路
2.1地基承載力驗(yàn)算
根據(jù)該工程地質(zhì)報(bào)告,基礎(chǔ)持力層為層③中等風(fēng)化石灰?guī)r,巖石埋藏深度淺、強(qiáng)度高、工程性質(zhì)良好,地基承載力特征值fak=3000kPa,計(jì)算結(jié)果顯示的基礎(chǔ)底板下基底平均壓力值(含基礎(chǔ)自質(zhì)量)為pk=279kPa,即pk<fak,地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。
2.2結(jié)構(gòu)的抗傾覆驗(yàn)算
根據(jù)PKPM2010版系列結(jié)構(gòu)軟件satwe計(jì)算結(jié)果,結(jié)構(gòu)整體抗傾覆驗(yàn)算數(shù)據(jù)如表1所示。表1Z08#樓結(jié)構(gòu)整體抗傾覆數(shù)據(jù)依據(jù)以上計(jì)算結(jié)果及《高規(guī)》第12.1.7條之條文解釋,該工程結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力具有足夠的安全儲(chǔ)備,不需再驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的整體傾覆。
2.3結(jié)構(gòu)的抗滑移驗(yàn)算
高層建筑在承受地震作用、風(fēng)荷載或其他水平荷載時(shí),筏形基礎(chǔ)的抗滑移穩(wěn)定性應(yīng)符合下式的要求[2]圖1Z08:#樓局部總平面示意圖抗傾覆力矩傾覆力矩比值零應(yīng)力MrMovMr/Mov區(qū)/%X向風(fēng)荷載1318648.136019.336.610Y向風(fēng)荷載620252.955291.011.220X向地震Y向地震1279152.0601675.125794.525794.549.5923.3300建設(shè)工程能源技術(shù)與管理EnergyTechnologyandManagement2014年第39卷第6期146Vol.39No.62014年12月Dec.,2014KsQ≤F1+F2+(Ep-Ea)L式中:Ks為抗滑移穩(wěn)定性安全系數(shù),取1.3;Q為作用在基礎(chǔ)頂面的風(fēng)荷載、水平地震作用或其他水平荷載,kN;F1為基底摩擦力合力,kN;F2為平行于剪力方向的側(cè)壁摩擦力合力,該工程忽略不計(jì);Ea、Ep分別為垂直于剪力方向的地下結(jié)構(gòu)外墻面單位長度上主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力,kN/m;L為垂直于剪力方向的基礎(chǔ)邊長,m。
2.3.1基礎(chǔ)頂面處的風(fēng)荷載、水平地震作用力根據(jù)該工程基礎(chǔ)四周嵌固條件,最不利抗滑移方向?yàn)閅向,依據(jù)結(jié)構(gòu)軟件satwe計(jì)算結(jié)果得出,作用在基礎(chǔ)頂面Y向的風(fēng)荷載、水平地震作用總合力Q=2050.94kN
2.3.2基礎(chǔ)底面摩擦力合力F1計(jì)算基礎(chǔ)底面摩擦力合力計(jì)算公式為:F1=μ(F′k+Gk)式中:μ為基底與巖石地基的摩擦系數(shù),本工程取0.40;F′k為上部結(jié)構(gòu)恒載傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力,根據(jù)PKPM2010版系列結(jié)構(gòu)軟件satwe計(jì)算結(jié)果為76032.97kN;Gk為基礎(chǔ)自重及基礎(chǔ)上土重之和,其值為22370.80kN。經(jīng)計(jì)算F1=39361.50kN2.3.3結(jié)構(gòu)兩側(cè)主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力計(jì)算垂直于剪力方向的地下結(jié)構(gòu)外墻面單位長度上主動(dòng)土壓力Ea、被動(dòng)土壓力、Ep計(jì)算式分別為:Ea=12φaγh2kaEp=γh2kp式中:φa為主動(dòng)土壓力增大系數(shù),該工程取1.0;γ為填土的重度,該工程取18.0;h為擋土結(jié)構(gòu)的高度,該工程為5.05m;ka為主動(dòng)土壓力系數(shù),該工程取0.2;kp為被動(dòng)土壓力系數(shù),該工程取5.0。經(jīng)計(jì)算,Ea=45.9kN/mEp=45.0kN/m
2.3.4該工程的抗滑合力該工程抗滑合力為:F1+F2+(Ep-Ea)L=39361.50+0+(45.0-45.9)×28.5=39335.85(kN)
2.3.5該工程的抗滑移驗(yàn)算該工程的抗滑移驗(yàn)算式為:KS=F1+F2+(Ep-Ea)LQ經(jīng)計(jì)算,KS=19.1即KS>1.3依據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,該工程基礎(chǔ)的抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足《高層建筑筏型與箱型基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》(JGJ6-2011)第5.5.1條之規(guī)定[2]。
2.4本工程所采取的抗滑移措施
該工程采用1000mm厚鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),設(shè)計(jì)在滿足承載力、穩(wěn)定性要求的前提下,采用了一種抗滑移基礎(chǔ),是在筏板基礎(chǔ)底面東西兩側(cè)及南側(cè)各設(shè)置一道抗滑趾,抗滑趾的長度方向與基頂水平推力的方向垂直,如圖2所示??够旱膶挾群透叨仁峭ㄟ^計(jì)算確定的,其值應(yīng)能滿足抵抗與基底交接面處的抗剪切及抗彎能力;抗滑趾長度與基礎(chǔ)底面寬度H同向且等值。通過在基礎(chǔ)底面增設(shè)抗滑趾,能有效增加基礎(chǔ)的抗滑移能力,從而保證巖石地基上高層建筑筏板基礎(chǔ)抗滑移的穩(wěn)定性。圖2Z08#樓基礎(chǔ)埋置剖面圖