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高層建筑設計論文

時間:2023-07-24 17:06:49

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高層建筑設計論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

高層建筑設計論文

第1篇

關鍵詞:樓前廣場;多樣化;復合化;人性化

Abstract:Againstthebackgroundoftheunifyofbuildingandcity,asabinderofthebuildingandcity,highbuilding''''spublicsquarenotonlyundertakesthematerialandspiritualcommunicationsofthem,butalsomakesthecitymoreshining.Ithasacrucialrole.Therefore,thisissueisaboutthedesignmethodofthehighbuilding''''spublicsquarebytheinfluenceofcityandbuilding.

Keywords:publicsquare;diversify;complex;humanity

1前言——從城市設計中看待樓前廣場的本質

現今城市中心區的發展,標志性的高層或超高層建筑仿佛成為一個城市和眾多業主的首選,在享受其高容積率、高功率等優越性的同時,人們也在努力尋找最佳途徑來解決其所帶來的各種弊端,主要表現為造成交通壓力陡增、給周邊道路帶來壓迫感、使人們產生不安定情緒,從而破壞了原有城市的和諧秩序。此時,廣場憑借其開放性、包容性和多樣性等特點以一種特殊的形式出現在高層建筑與城市之間,使得三者達成共存互利的協議。這種特殊的廣場形式多建于高層建筑周邊,并與城市道路接壤,稱之為高層建筑樓前廣場。

然而,現狀卻是在寸土寸金的城市中心區,樓前廣場的價值得不到體現,變成開發商追求最大商業利益的犧牲品,因此在有效行政干預的基礎上,找出現有矛盾的根源,優化樓前廣場設計,建造符合各方需求的廣場空間,具有必要和迫切的現實意義。

2承載——樓前廣場的設計方法

高層建筑樓前廣場作為特定環境下的廣場空間,不單涵括普通廣場的基本功能,而且還應作為一把鉸鏈將高層建筑與城市發展有機地結合起來,使高層建筑的存在不再脫離城市生活的運行軌道。因此,根據樓前廣場的尺度、多樣化、復合化、社會化等特性,設計方法的研究應該注意相關學科的融會貫通。

2.1尺度界定

樓前廣場的規模有大有小,它的空間尺度界定是設計成敗的關鍵之一,通常包括人與建筑、空間的關系,建筑與建筑的關系,建筑與空間的關系等等。最為直觀的標準是廣場空間內間距和高差對人的心理和生理所產生的影響。由于在平日生活當中,人們總是需要一種內聚的、安定而親切的環境,所以歷史上很多城市廣場空間的D(建筑高度)和H(建筑間距)的比值大約為1~3之間。卡米洛·希泰(CamiSitte)在總結歐洲廣場設計的手法中提出廣場寬度的最小尺寸等于建筑高度,最大尺寸不超過建筑高度的兩倍,可以把這一論斷運用到樓前廣場與高層裙樓之間的關系處理。

2.2空間多樣化

樓前廣場空間多樣化體現在協調高層建筑與城市肌理之間的關系,減小其巨大體量對臨街面帶來的沖擊,為人們創造出高效、實用且宜人的公共空間。日本學者蘆原義信在《外部空間設計》一書中提出20~25m的模數,他認為“建筑外部空間,實際走走看就很清楚,每20~25m,或是有重復的節奏感,或是材質有變化,或是地面高差有變化,那么即使在大空間里也可以打破其單調,若單調的墻面延續很長,街道就容易形成十分非人性的”。[1]

在水平方向上,樓前廣場由于受高層建筑的限制較大,因此包容性和親和性是重點考慮對象,表現為對建筑與城市交流功能的滿足和對人性需求的滿足。羅布·克萊爾(RobKrier)研究了眾多歐洲廣場的形狀,歸納總結出廣場空間形狀的許多形態,并指出“人”才是檢驗設計成敗的唯一標準。所以在相對受限的場地條件下,樓前廣場的設計者應該以建筑與道路的平面關系為基礎,利用建筑出入口的位置、道路和場地的高差變化、簡潔而有效的景觀設施等元素來創造出具有獨特性的平面型態,并且把人的活動作為主體進行有效引導,使之成為平面構圖中最具活力的元素。

在垂直方向上,樓前廣場更多是與高層建筑相結合分為上升廣場、水平廣場、下沉廣場三種,三種形式可以獨立存在也可以融合在一起。如建于1936年的紐約洛克菲勒中心廣場(RockefellerPlaza)就被認為是美國城市中最有活力的廣場:這個下沉式廣場規模不大,但使用率很高,夏季設有咖啡座和冷飲攤,冬季則成為溜冰場,成為人們娛樂休閑的最佳場所。

2.3功能復合化

功能的復合化是指同一空間中多種功能層次的并置和交替,對于樓前廣場來說,與建筑、道路等元素的相對關系是重點,系統和高效是核心,表現為如何協調好來自城市各個方面車流、人流和物流的集散問題。樓前廣場相對較小的地表容量遠遠不能滿足高層建筑的需求,因此樓前廣場垂直空間的綜合開發是重要手段,這樣能把地表集散人流有效地分散到多個垂直交通面上,既解決了交通問題又能創造更多的公共空間,使建筑與城市的銜接由單一面變為多層面。按照垂直向的區位,樓前廣場可分為:架空層、地表層、地下淺層、地下中層、地下深層等層次,這其中包括城市架空交通、地面交通、綜合管線、商業、停車場、地鐵等功能。以香港中環區高層建筑的樓前廣場為例,可以看出越是接近地面層,其空間性質越是開放和密集,其區位價值越高,越適合發展城市公共空間。

結合我國實際國情,樓前廣場的停車設計將會是功能設計中的主題,樓前廣場的停車模式可分為三種:①地面停車:是最方便最有效的方式,與外部交通聯系直接,能解決少量停車。②停車場與其他功能相結合布置的組合方式:例如綠地、架空底層、地下室或屋面上等等,這種形式能有效地減少停車場占用基地的面積,有助于解決大量停車。這種模式也可以有效地實現地面上的人車分離,保障交通安全。③多層的停車樓和立體車庫:將水平的停車面積疊合起來成為多層構筑物,能解決最大程度的停車,但由于采用了立體式的布置,使得車輛進出變成了一種垂直運動,與外部車流銜接較為困難。考慮到城市中心區的樓前廣場受場地限制通常較大,應該首先考慮后兩種模式。車輛的停放方式也需要根據場地的制約而適當地選用,常用停放方式中,垂直停放和45O傾斜停放兩種方式比較適合樓前廣場的特點:前者常選擇后退停發車,所需停車面積最小;后者采用45O交叉停放,車道無須太寬,且停車面積較小。

2.4景觀照明設計

有點、線、面組成的景觀系統是構成樓前廣場生態系統的重要元素,這其中包括涼亭、座椅、雕塑等景觀節點,綠化隔離帶、歐式柱廊等景觀帶和水體、彩色鋪地等景觀面。當他們有序而合理地分布于樓前廣場的時候,起到了處處有景和移步換景的景觀效果。景觀節點設計要考慮自身大小與廣場規模的比例,不宜過大而不能突出其重要性,也不宜過小而顯得擁擠。例如美國得克薩斯州威廉斯廣場上的一群奔騰咆哮的野馬群雕像就給人以深刻的印象。根據廣場比例將馬的雕塑放大半倍,經過多次試放才確定了位置,然后用噴泉模擬馬踩踏水面時水花四濺的景象,使人們仿佛回到了得州早期開拓時的大草原上。景觀帶的運用常見于各種空間的中介面,對空間起到圍合、界定的作用。成功的景觀帶不僅通過向人行道延展,向人們暗示他們已經進入廣場之中,起到過渡作用,還能充分利用有限空間創造更多的休息空間。在景觀面的設計中,噴泉以其動態的視覺和聲音方面的吸引力被大家所喜愛,以長沙五一廣場噴泉為例:每晚的相同時候,當噴泉開啟的時候人流不斷,未開啟時則人煙稀少。而鋪地類型的選擇不僅可以界定空間范圍、改變單調灰暗的地面狀況,還能作為引導行人、車輛的線路標識,使其高效而有律。

樓前廣場中的照明設計是利用藝術的處理手法使景觀元素呈現出特殊的面貌,以達到裝飾和強化環境景觀的作用。在樓前廣場中,對高層建筑物照明設計的整體性、層次感是重點。整體性一般是通過光的亮度變化、色彩變化來展示建筑物的特點。其設計依據是建筑物的使用功能、結構特點、風格、表面裝飾材料等因素,除了單純考慮建筑物本身因素外,還應該考慮周圍其他構筑物、植物、水體等因素,以達到整體效果的完善;而層次感的產生主要是通過光線的虛實、明暗、輕重、大面積給光和輪廓勾畫等手法來表現主景和配景之間的關系,需要針對被照物的造型、結構進行具體地分析。同時,對建筑物以外的元素如水體、植物、雕塑和景觀藝術品的照明設計作為存托主體形象的配景,其貢獻也是不可忽視的。

2.5人性化設計

樓前廣場應該是一個受人們喜愛而使用率較高的公共空間,克萊爾·庫珀等人在《人性場所》一書中提出:“根據對現代廣場用途的調查研究,坐、站、走動以及用餐、讀書、觀看和傾聽等活動的組合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的設計是考察樓前廣場設計成敗的關鍵之一,其主要方面包括樓前廣場微氣候、休息設施、公共活動等方面。樓前廣場微氣候的設計應該考慮當地的氣候特性,根據當地太陽和季風的規律確定構筑物、植物、水體等元素的位置、形態等,以便在炎熱的夏天有適度的遮蔭、在寒冷的冬天有足夠的日照;另一方面由于臨近高層建筑,受到其向下反折風的影響,有可能增強的風力對人們的步行或休閑活動造成的影響較大,因此調節容易受影響區域建筑的尺寸和形狀是最有效的措施。樓前廣場中的休息設施也不只是座椅的擺放那么簡單,設計的時候應該考慮各式各樣的座椅形式,并通過對樓前廣場的使用率和使用人群的研究調查來確定座椅的數量、朝向和材質等,為不同的人群提供各種舒適的休閑場地。以使用強度適中的情況建議每30m2的廣場空間至少應該有1m2的座位面積。座位的朝向應該使人們能看到不同的廣場景致、在不同季節接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度適中、熱容量較大的木質材料較為溫暖和舒適,其他材料例如混凝土、金屬、石材等作為輔助座位也可起到不同的效果,豐富場所的質感。

樓前廣場中的公共活動是為整個空間注入活力的重要手段。設計人員應該考慮藝術表演、攤販零售、商業宣傳等活動場地,因此在前期設計過程中,場所可變性和靈活度的考慮也是必不可少的。

3后續——使用狀況評價

現在對某個項目的建筑設計應該是一個長期的工程,因此在設計工程完畢之后,設計過程并未完成,設計人員應該從使用者的角度出發對作品進行系統評價和研究,稱之為使用狀況評價(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用狀況評價是一種利用系統、嚴格的方法對建成并使用一段時間后的建筑(戶外空間)進行評價的過程。POE的重點在于使用者及其需求,通過深入分析以往設計決策的影響及建筑的運作情況來為將來的建筑設計提供堅實的基礎。”[2]不同于國外的大多數POE研究是由政府資助,國內的這類工作需要設計者親力親為,其意義在于能深刻地了解人與空間的相互作用,豐富設計成果;從各種收集到的信息中提出完善和改進建議;還可以作為項目間歇的提高。常用方法包括觀察、詢問、問卷調研等。例如:在實地觀察過程中,試著集中至少5分鐘的時間來關注每一種主要感受;親自與使用者進行交談,更全面地收集不同類型人的信息;發放調查問卷,題目設計盡可能直接,以方便被調查者。最后對收集到的情況進行歸納總結,成功之處運用到日后設計當中去,不足之處及時給出整改建議,再進行評價,這樣才是建筑師的正確態度。

4結語

隨著高層建筑日益增多及城市需求增大,樓前廣場起初由經常被忽視的附屬物,在設計當中出現了許多不合理的地方,設計者沒有從各方面進行分析,不能獲得良好的經濟效益和社會效應。實際上,樓前廣場是建筑設計和城市設計的重要過渡。一個經過設計者全面分析、合理選擇設計手法的樓前廣場,不僅能使周邊建筑更加有效有序地運作,還能協調城市空間關系、增添城市亮點,使建筑和城市融為一體、共同進步、和諧發展。

參考文獻:

[1]蘆原義信.外部空間設計.中國建筑工業出版社.

[2]克萊爾·庫珀·馬庫斯,卡羅琳·弗朗西斯.人性場所.中國建筑工業出版社.

[3]克利夫·芒福汀.街道與廣場.中國建筑工業出版社.

[4]王柯,夏健等.城市廣場設計.東南大學出版社.

[5]戴志中,劉晉川等.城市中介空間.東南大學出版社.

[6]韓冬青,馮金龍.城市·建筑一體化設計.東南大學出版社.

有點、線、面組成的景觀系統是構成樓前廣場生態系統的重要元素,這其中包括涼亭、座椅、雕塑等景觀節點,綠化隔離帶、歐式柱廊等景觀帶和水體、彩色鋪地等景觀面。當他們有序而合理地分布于樓前廣場的時候,起到了處處有景和移步換景的景觀效果。景觀節點設計要考慮自身大小與廣場規模的比例,不宜過大而不能突出其重要性,也不宜過小而顯得擁擠。例如美國得克薩斯州威廉斯廣場上的一群奔騰咆哮的野馬群雕像就給人以深刻的印象。根據廣場比例將馬的雕塑放大半倍,經過多次試放才確定了位置,然后用噴泉模擬馬踩踏水面時水花四濺的景象,使人們仿佛回到了得州早期開拓時的大草原上。景觀帶的運用常見于各種空間的中介面,對空間起到圍合、界定的作用。成功的景觀帶不僅通過向人行道延展,向人們暗示他們已經進入廣場之中,起到過渡作用,還能充分利用有限空間創造更多的休息空間。在景觀面的設計中,噴泉以其動態的視覺和聲音方面的吸引力被大家所喜愛,以長沙五一廣場噴泉為例:每晚的相同時候,當噴泉開啟的時候人流不斷,未開啟時則人煙稀少。而鋪地類型的選擇不僅可以界定空間范圍、改變單調灰暗的地面狀況,還能作為引導行人、車輛的線路標識,使其高效而有律。

樓前廣場中的照明設計是利用藝術的處理手法使景觀元素呈現出特殊的面貌,以達到裝飾和強化環境景觀的作用。在樓前廣場中,對高層建筑物照明設計的整體性、層次感是重點。整體性一般是通過光的亮度變化、色彩變化來展示建筑物的特點。其設計依據是建筑物的使用功能、結構特點、風格、表面裝飾材料等因素,除了單純考慮建筑物本身因素外,還應該考慮周圍其他構筑物、植物、水體等因素,以達到整體效果的完善;而層次感的產生主要是通過光線的虛實、明暗、輕重、大面積給光和輪廓勾畫等手法來表現主景和配景之間的關系,需要針對被照物的造型、結構進行具體地分析。同時,對建筑物以外的元素如水體、植物、雕塑和景觀藝術品的照明設計作為存托主體形象的配景,其貢獻也是不可忽視的。

2.5人性化設計

樓前廣場應該是一個受人們喜愛而使用率較高的公共空間,克萊爾·庫珀等人在《人性場所》一書中提出:“根據對現代廣場用途的調查研究,坐、站、走動以及用餐、讀書、觀看和傾聽等活動的組合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的設計是考察樓前廣場設計成敗的關鍵之一,其主要方面包括樓前廣場微氣候、休息設施、公共活動等方面。樓前廣場微氣候的設計應該考慮當地的氣候特性,根據當地太陽和季風的規律確定構筑物、植物、水體等元素的位置、形態等,以便在炎熱的夏天有適度的遮蔭、在寒冷的冬天有足夠的日照;另一方面由于臨近高層建筑,受到其向下反折風的影響,有可能增強的風力對人們的步行或休閑活動造成的影響較大,因此調節容易受影響區域建筑的尺寸和形狀是最有效的措施。樓前廣場中的休息設施也不只是座椅的擺放那么簡單,設計的時候應該考慮各式各樣的座椅形式,并通過對樓前廣場的使用率和使用人群的研究調查來確定座椅的數量、朝向和材質等,為不同的人群提供各種舒適的休閑場地。以使用強度適中的情況建議每30m2的廣場空間至少應該有1m2的座位面積。座位的朝向應該使人們能看到不同的廣場景致、在不同季節接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度適中、熱容量較大的木質材料較為溫暖和舒適,其他材料例如混凝土、金屬、石材等作為輔助座位也可起到不同的效果,豐富場所的質感。

樓前廣場中的公共活動是為整個空間注入活力的重要手段。設計人員應該考慮藝術表演、攤販零售、商業宣傳等活動場地,因此在前期設計過程中,場所可變性和靈活度的考慮也是必不可少的。

3后續——使用狀況評價

現在對某個項目的建筑設計應該是一個長期的工程,因此在設計工程完畢之后,設計過程并未完成,設計人員應該從使用者的角度出發對作品進行系統評價和研究,稱之為使用狀況評價(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用狀況評價是一種利用系統、嚴格的方法對建成并使用一段時間后的建筑(戶外空間)進行評價的過程。POE的重點在于使用者及其需求,通過深入分析以往設計決策的影響及建筑的運作情況來為將來的建筑設計提供堅實的基礎。”[2]不同于國外的大多數POE研究是由政府資助,國內的這類工作需要設計者親力親為,其意義在于能深刻地了解人與空間的相互作用,豐富設計成果;從各種收集到的信息中提出完善和改進建議;還可以作為項目間歇的提高。常用方法包括觀察、詢問、問卷調研等。例如:在實地觀察過程中,試著集中至少5分鐘的時間來關注每一種主要感受;親自與使用者進行交談,更全面地收集不同類型人的信息;發放調查問卷,題目設計盡可能直接,以方便被調查者。最后對收集到的情況進行歸納總結,成功之處運用到日后設計當中去,不足之處及時給出整改建議,再進行評價,這樣才是建筑師的正確態度。

4結語

隨著高層建筑日益增多及城市需求增大,樓前廣場起初由經常被忽視的附屬物,在設計當中出現了許多不合理的地方,設計者沒有從各方面進行分析,不能獲得良好的經濟效益和社會效應。實際上,樓前廣場是建筑設計和城市設計的重要過渡。一個經過設計者全面分析、合理選擇設計手法的樓前廣場,不僅能使周邊建筑更加有效有序地運作,還能協調城市空間關系、增添城市亮點,使建筑和城市融為一體、共同進步、和諧發展。

參考文獻:

[1]蘆原義信.外部空間設計.中國建筑工業出版社.

[2]克萊爾·庫珀·馬庫斯,卡羅琳·弗朗西斯.人性場所.中國建筑工業出版社.

[3]克利夫·芒福汀.街道與廣場.中國建筑工業出版社.

[4]王柯,夏健等.城市廣場設計.東南大學出版社.

第2篇

各個高層建筑的實際地理位置和附近建筑的影響都是有很大差異的,所以設計人員在開展結構設計工作時一定要考慮到建筑的實際地理環境:第一,設計好平面布局。在設計建筑的平面布局時必須以有關建設規定為依據,并在建筑周圍完善各種配套設備,例如能夠滿足居民需求的停車場、大型超市等。第二,建設高層建筑時不僅要滿足建筑的功能需求,還要使建筑每層的平面布局都有同一性,這樣能使建筑的電氣線路設計方案、取暖設備、管道設計及防火疏散出口等能夠大量的開展設計。第三,合理地確定高層建筑中電梯及樓梯的數量及位置,這樣才能確保生活工作的順利性以及逃生時的時效性。第四,建設高層建筑中所使用的各種原材料、設備以及風力、溫差和震動等有較強的抵抗能力。第五,建筑設計滿足了人們的使用要求后,還要盡可能地提高建筑物的美觀程度,并盡量體現建筑的自身特色。

2高層建筑設計常見問題分析

2.1高層建筑結構設計中的高度問題

有些建筑企業在進行高層建筑的施工時常常一味地追求企業利潤的最大化,經常會隨意地在設計高度基礎上增加建筑的高度,盲目地將經濟利益作為高層建筑施工的目標,最終會使建成的高層建筑高度不符合相關規定。同時,建筑高度的加大,勢必使建筑結構所承受的垂向負荷增加,使其大于地基所能承受的最大負荷,建筑物便會出現抗風性弱、無法抵御惡劣天氣及地震災害等諸多問題,這會嚴重影響建筑物使用者的安全。所以,國家有關審查機構必須對高層建筑的高度進行嚴格的審查,并在抗震及建筑高度方面制定嚴格的規定,針對隨意加大建筑高度的行為制定嚴厲的處罰措施,以遏制這種現象的產生。

2.2高層建筑的嵌固端確定問題

建筑結構設計計算的可信度和準確度會受到高層建筑結構嵌固端的極大影響,所以要科學地確定結構嵌固端的具置,并保證它的位置與建筑整體的抗震性能相協調,這也是高層建筑設計工作中極其重要的內容。必須保證嵌固端位置的合理性,但建筑企業往往沒有重視嵌固端位置可能產生的諸多不利影響,如嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等問題。因此,在設計嵌固端的具置時,一定要充分考慮各個因素,這樣才能最科學地確定嵌固端的位置,防止因嵌固端位置的不合理而產生的施工隱患。

2.3高層建筑設計中的抗震問題

研究我國地質情況發現,中國建筑企業是較易發生地震的,再加之泥石流、山體滑坡、地面塌陷產生的概率也較大,因此,開展高層建筑的結構設計工作時,一定要把增強建筑的抗震能力作為最關鍵的工作。進行抗震設計時經常遭遇的困難有:首先,抗震構造柱的位置不合理。墻體的轉角處,屋內的四角位置沒有設立構造柱或者未對稱設計;這樣可以減小磚墻所承受的重量;山墻或縱墻的連接處沒有建設抗震構造柱。其次,設計好結構的平面布局。不對稱、無規律的平面布局,易產生較大的凹凸形變,即使是在相同的結構單元,結構的平面布局及剛度也不協調、平面的長度超過規定等。

2.4高層建筑防火安全問題

現今我國高層建筑的高度日益加大,萬一出現火災事故,則會影響相當大的區域,甚至危害整體建筑,帶來嚴重的經濟損失,還可能影響工作人員的安全,因此解決好高層建筑建設中的防火問題也是極其重要的。2.4.1增強高層建筑墻體防火材料的耐火性及阻燃性。建設高層建筑墻體所使用的材料只有一定耐火性及阻燃性,這樣才能使高層建筑整體有較好的抗火性能,并使其具有抗火分期的作用,將火災帶來的惡劣影響降到最低。2.4.2要保證整個建筑的通暢性、安全性。建設高層建筑時必須設置數量合理的人流量樓梯,這樣可以在火災發生、電梯故障時,樓梯內的工作人員能夠迅速地從救生步梯中逃生。此外,樓道中還要安裝一定數量的照明設備和逃生指示圖,這樣能避免逃生過程中發生踩踏等意外,保證所有人員都能安全撤離。

2.5高層建筑防雷擊的問題

高層建筑需要有較強的抵抗雷電的能力,所以在設計高層建筑施工方案時必須注意雷電因素對建筑產生的惡劣影響,特別是廣州一帶雷雨多發的地區。實際上,在設計建筑防雷系統時,一定要本著“綜合治理,整體防御,突出重點,多重保護”的原則,要考慮到建筑周圍設施和建筑其他易遭受雷擊的地方安裝避雷針或避雷網等防雷設備,還要安裝鋼筋混凝土來進行接地,把雷電對建筑的惡劣影響減到最小。

3結語

第3篇

建筑設計工作是建筑施工能否得以順利完成的基礎,設計的作用在高層建筑施工中尤為明顯。在我國,高層建筑施工行業的起步較晚,設計的功效還遠遠沒有發揮出來,設計人員在設計時往往只追求施工的便利而忽視了結構設計的人性化和環保性需要,這不僅造成了高層建筑施工的能源和資金的浪費,而且還給建筑使用者帶來了不便,降低了高層建筑的整體社會效益。

2設計時要考慮的因素以及遵循的原則

2.1建筑設計比例要協調且要注意與周圍環境的融合度

高層建筑設計與一般商品設計不同,不是只注重本身的實用性和功能性就可以了,高層建筑作為一種特殊的商品,由于其具有占地面積大,總體價值高,功能性復雜等特點,所以其設計的優劣將直接對相當大一部分消費群體產生影響,進而引起大規模的社會效應。因此設計人員在進行高層建筑設計時要從各個角度出發,注意建筑外部結構的科學性和與環境的協調性。首先,設計要遵從整體城市規劃和布局結構,高層建筑較低層建筑而言其地標性更為明顯,設計之前要從全體建筑群落的位置和方向考量,建筑物方向盡量與總體相一致或至少不完全相反,避免給人以繁亂或突兀的感覺;其次,對于建筑物的高度和距離遠近尺度要進行科學測量和設計,高低錯落的建筑群帶給人以美觀性享受,建筑物之間的距離要根據采光度和風力等因素來決定,距離太近會給人以窒息感并且不利于采光,距離太遠則沒有實現土地資源的充分利用;再次,建筑物本身樓體結構之間的位置和布局設計也要科學合理,要注意層次的劃分,還要注意樓體間的造型可以適當的具有多變和另類的風格,以提升整體建筑的時代感和造型感,使建筑物外形別具一格,能夠在眾多的建筑物中脫穎而出。最后,建筑設計的面積和總體高度要適中,不要太龐大也不要太微縮,避免給以不舒服感和壓迫感;建筑外觀的材料和顏色運用也要恰當,如果是辦公用樓,外觀材料可以更加現代時尚,如玻璃或塑料材質,顏色也可以更為大膽和豐富;如果是居住用樓,則要體現建筑的溫馨感和舒適感,材料要盡量溫和低調,顏色也不宜太艷麗。建筑外觀設計與周圍環境的關系也是十分緊密的,現代高層建筑設計更為注重環保節能,設計時要充分考慮建筑物周邊的綠化帶面積,居住建筑要合理設計和擴充綠化帶的面積,使整個居住環境更為宜人;建筑物朝向設計要符合采光通透的標準,在建筑材料的選擇上要樹立節能環保的理念,避免資源的浪費,節省總體建筑成本。

2.2設計要遵循實用性和安全性原則

高層建筑設計的科學性不僅要在外觀結構上有所體現,更要充分應用于建筑的實用性設計中,首先,建筑的門窗位置設計要到位。建筑區的出入口要盡量開設在配套設施較為完備的區域,更加有利于人們的出行;房間大門設計要根據使用群體的身材狀況加以綜合考量;建筑物窗口設計要盡量朝陽,并設置在不同方位,以便于通風良好,保證溫度適宜。其次,建筑內部高度結構和樓梯設計要科學。層級之間的高度距離要適宜人居住和使用,太高或太低都會影響人們的居住感覺;樓梯層級之間的設計距離要長短適中,中途要加設一定數量的緩臺設計,避免級數過多。此外,要在建筑設計時充分考慮到降水和風力的影響,合理設計防水檐或防風加固設備的位置。根據場地所在地區的氣候、地理條件、文化傳統,因地制宜,以人為本,以環保化、無污染、可循環、節省能源的綠色建筑發展觀念實施綠色設計。針對高層建筑的耐火等級、防火間距、防火分區、安全疏散等方面提出不同的設計要求,保證高層建筑的消防安全。高層建筑設置專供火災時人員臨時避難用的樓層。在滿足人員疏散時間的要求的同時,結合高層建筑建筑面積、使用功能、人數等設置合理的避難層數量和兩個避難層之間的高度。一般自建筑首層到第一個避難層或兩個避難層之間不宜超過15層。在一定高度的樓層上可以設置供火災時人員臨時避難用的避難間。高層建筑設計中安全疏散通道出口的設置對于保護人身和財產至關重要。一般公共建筑不能少于兩個安全出口,影劇院、體育館等人員密集的場所要按照《高層建筑防火規范》安全出入口要求的規定計算。高層建筑設置封閉的或防煙的樓梯間應布置兩個疏散方向。疏散通道設置緊急照明、疏散方向指示燈和安全出口燈。高層建筑應設置消防控制中心,建筑內部安裝自動報警裝置和自動滅火裝置,消防控制中心對報警、疏散、滅火等控制和指揮。

3設計時的具體技術要點

一般建筑總高度超過24米的建筑為高層建筑,建筑總高度超過100米的建筑為超高層建筑。在滿足擬建場地的抗震設防烈度和經濟合理、安全、可靠的設計原則下,根據建筑使用功能的要求、建筑高度的不同選擇框架結構體系、剪力墻結構體系、框架--剪力墻結構體系、框--筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系等相應的結構體系。在進行合理的結構選型前,應該盡量確保高層建筑結構平面簡單、規則、對稱,避免凹角和端部樓梯、電梯間,協調構件的布置以便保證與主體結構連接的可靠性。為了保證結構剛度整體穩定、承載能力、經濟合理性,控制高層建筑的高寬比至關重要。時代的發展、技術的進步,以中央核心筒為主流的高層建筑拔地而起。高層建筑的筒于幾何位置中心,將建筑的質量重心、剛度中心和型體核心三心重合,加強了結構受力和抗震。結構設計將垂直交通和設備用房等分散布置周邊,以分散的多個外核空間構成模式推向新的高度。根據空間作用的計算機分析法和相關軟件進行建筑空間整體結構計算和分析。選用合適的計算單元對高層建筑的轉層、加強層進行分析。體型復雜、結構布置復雜的高層建筑采用兩個或兩個以上的結構分析軟件進行計算、比較、校核,針對較不利的結果進行結構設計。高層建筑經過砼結構施工、砌體建筑施工、初級裝修施工、二次裝修施工建成。在高層建筑土建、裝修施工階段人、財、物、機各生產要素的優化組合。根據動態組合原理和各專業階段特點,合理組合各生產要素,有序協調與配合完成高層建筑的建設。

4結束語

第4篇

關鍵詞: 高層建筑底部空間環境 人性化設計 城市環境

為滿足不斷變化的城市功能和對城市空間開發的需求,高層建筑的出現成為適應城市發展進程的必然產物,而隨著高層建筑不斷的發展,對原有城市的空間尺度和城市形態產生了強大的沖擊,也因此對城市環境產生了巨大的影響。對于城市景觀而言,高層建筑由于其巨大的尺度和高大的體量往往成為視覺景觀中心,具有重要的標志性和導向性。而對于城市建設來說,高層建筑則是城市力量基礎的一種物質的、經濟的表現。

出于對人文主義精神的影響,在當今高層建筑的設計中,提出綠色生態、人性化設計、地域性和文脈的表達、場所精神的塑造等眾多要求,在設計中對上述方面的合理表達,成為評價一座建筑的重要標準,進而也豐富了建筑創作和建筑美學。

一、高層建筑底部空間環境

材料、機電設備和結構體系協同發展,尤其是電梯的發明使高層建筑得以飛速發展。在高層建筑發展的最初階段的設計中,采用古典主義的創作方式適應電梯的使用要求,形成了垂直的、內向的、封閉的空間組織形式,建筑空間自成系統,但設計中缺少建筑空間與城市空間的聯系,更沒有中介空間的概念。由于對高層建筑底部空間認識的缺乏,給高層建筑與城市之間帶來了巨大的交通和環境壓力。因此在之后的高層建筑創作實踐中,高層建筑底部空間的創作手法和方式得以豐富,例如底部架空、廣場和綠地等的出現,同時人們也開始研究高層建筑底部空間與城市空間的結合問題。

由于城市的迅猛發展,城市的空間密度愈來愈高,城市中密集的高層建筑隔斷了建筑空間與城市空間的有機聯系,城市的空間環境變得支離破碎,城市街道被淹沒在高層建筑的陰影之中,街道的活力在逐步喪失,城市中的人們仿佛生活在鋼筋混凝土鑄成的森林中。在這種情況下,高層建筑底部空間與城市空間的矛盾被激化。如何把高層建筑底部空間與城市空間有機地聯系在一起,既創造出底部空間的活躍氛圍,又能讓二者和諧共生,成為我們必須面對的問題。

(一)、底部空間的影響因素 高層建筑底部空間作為建筑與城市空間的過渡空間(中介空間),它在類屬、性質和形態等方面亦此亦彼,其最大的特征表現為模糊性。因此,作者將影響要素按照高層建筑底部空間環境的構成分為功能要素、空間尺度要素、視覺形式要素和人文要素。

1、功能要素是底部空間設計中不可忽視的重要環節

交通功能直接影響著空間環境的形態和效率。有效合理的底部空間環境設計可以拓展室外有效交通使用面積,聯通地上和地下空間,形成立體式的空間格局,促進建筑室內外的流通和滲透,增加城市街道的活力因素。

2、 空間尺度要素的影響

在不同空間尺度的作用對在空間中進行場所體驗的人來說,其行為方式和感知結果是存在較大差別的。高層建筑外部空間中存在巨大的尺度和人性化的矛盾。現代城市的巨大的尺度在自身周圍的環境中不能顯示人的存在“摩天大樓的高度也對城市街道空間行成挑戰,其巨型體量沖擊著比例良好的街道,使鄰近的低、多層建筑失去宜人的尺度,為此,必須把高層建筑放在城市的大范圍中去考慮,高層建筑不是紀念碑,它需要城市交通的支持,它需要提供良好的有場所感的環境,它的空間要和城市空間之間要具有連續性。”

3、視覺形式要素的影響

現代視覺美學理論己經對藝術創造的整體性原則達成了本質上的共識,那就是無論在什么情況下,假如不能把握事物的整體或統一結構,就永遠也不能創造和欣賞藝術品,且整體不能通過各部分相加的和來達到,這就是格式塔心理學中所提的完形概念。在城市環境的原有環境中引進一個新的建筑物,那么原有的城市環境的平衡狀態被打破。高層建筑在介入空間環境時,應該與環境中的其他建筑物和空間進行積極的對話,構成與城市空間的整體性,而底部作為與地面的接觸點,是進行對話的重要部分,應該致力與周圍空間環境形成視覺形式上的整體性的建構。

4 、人文要素的影響 高層建筑對人文環境的影響不可忽視。高層建筑可以說是城市中最重要的城市插入體,每個設計都應是現有城市文脈的尊重、認同與配合從而使一個城市的秩序逐漸形成和完善,使居民保持對城市的認同感,從而增加城市的宜人性。

(二)、底部空間的發展趨勢 對城市空間的開發和保護永遠存在著對立矛盾的關系,一方面,隨著城市負荷的加大,在橫向上的空間受到極大限制的情況下,必須進行對城市屬性空間按的開發,因此高層建筑也必然不斷突破城市的天際線,創造性的空間尺度,其使用功能也必將更加綜合化,成為容納大多數城市功能的城市綜合體,一座空中微縮城市。因此,在高層建筑底部空間環境的設計中,應進行一種系統化的設計,結合信息技術在城市(數字城市)和建筑設計中的應用,對高層建筑的分布和城市空間環境的整合進行分析預測,得出較為科學的控制標準,從而指導設計師進行合理化設計。

三、 人性化設計

我們常說,城市的主體是人,服務的對象是人,那么無論高層和超高層建筑如何發展,城市的形態如何演變,城市的本質是不會改變的,為解決城市問題而誕生的種種學說和設計方式根本上都是在解決城市中人的問題。高層建筑單體的孤立與城市空間失去聯系,高層建筑的巨型體量沖擊著比例良好的傳統城市空間,使鄰近的低層、多層建筑失去宜人的尺度;盲目追求的巨大尺度、不得當的間距使得城市空間壓抑而又冷漠,給人們的視覺和心理造成壓迫感和疏離感。高層建筑的尺度和風格與其周圍的建筑相距甚遠,特例獨行,視覺上的連貫性被打斷,空間的完整性和適用性也受到影響。高層建筑設計中對高效率、高收益的追求造成了對傳統城市風貌的破環和場所感的消失。不合理的城市高層建筑布局和單體的設計對城市生態環境也帶來了巨大的沖擊。因此高層建筑底部空間環境是針對人的行為和尺度論述形成的相關概念,在設計中人性化是高層建筑底部空間環境設計的核心。

四、結語

高層底部空間環境的設計,不僅僅是對建筑單體的形體、尺度、材料、色彩和細部等方面的進行的設計和研究,這種做法只能改變高層建筑的人性化品質,而不能實現底部空間環境的人性化。高層底部空間環境作為城市過渡空間,其特殊的模糊性決定必須從建筑和城市設計的雙重角度對其進行設計和研究,并且形成性的環境評價標準對其空間環境質量進行評估。只有這樣才能發掘高層建筑底部空間環境隱含的根本問題,然后再參照于城市的關系完善建筑單體及其附屬環境,高層建筑外部空間的人性化才有可能真正實現。

參考文獻:

[1]羅福午.高層建筑的發展歷史.建筑技術,2002,11:55-57.

[2]覃力.日本高層建筑研究.同濟大學工學博士學位論文,建筑與城市規劃學院,建筑設計及其理論,2006.2.

[3]王承東.城市CBD(中央商務區)景觀形態研究.山東輕工業學院碩士學位論文,藝術設計學,2008.5.10.

第5篇

【關鍵詞】鋼結構,超高層建筑,施工技術,特點,環節探討

中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A 文章編號:

一.前言

在很長的一段時期,我國的建筑行業多采取的是鋼筋混泥土的建筑結構,但隨著土木工程和新的力學體系,新的設計方法出現,經過時間見證,鋼筋混泥土的結構在超高層建筑中,有著明顯的缺陷,那就是自重很大,于是,更多的設計師和建造師便開始尋找新的建筑結構來更好的實施對建筑的設計施工。終于,經過無數次的實驗和實踐的檢驗,最終選用了強度很大的鋼材來實施結構設計,甚至演變成為全鋼的建筑結構。直到目前為止,全鋼結構的建筑已經成為一種建筑風潮,不僅大大推進了我國建筑設計施工的發展,更大大提升了建筑的整體質量。

二.鋼結構超高層建筑施工概述

1.工程實例分析

中關村金融中心工程地處北京市中關村科技園區的最核心位置,為北京西部最高建筑(總高度150m),國際甲級寫字樓。工程由塔樓、配樓、連廊3部分組成,總建筑面積111 818平方米。其中塔樓地下4層、地上35層,總建筑面積79 012平方米,總檐高150m,為全鋼結構。

工程項目部組建了最強的管理團隊,通過精心組織、精心施工,攻克了一道道技術難關。用6個月的時間完成了約15 000t鋼結構安裝施工任務,月施工最快完成9層;采用CO:氣體保護半自動焊完成了超厚鋼板焊接的施工(最厚達100mm),整個工程的焊縫100%超聲波探傷,100%合格,一次探傷合格率達98%;在鋼結構吊裝方面,經過項目技術人員不斷探索與總結,解決了超高層鋼結構空間定位及折線形鋼結構箱型柱吊裝技術問題,且整體垂直度最大偏差9mm。

本工程由于設計的特殊性,無法選用內爬式塔吊,根據工程的地理位置、結構形式及大量的特殊構件選擇2臺大型附著式塔吊,一臺K80/115與一臺36B,分別布置在塔樓的西側與東側,不僅滿足了所有構件的垂直運輸,而且為大量超重、超高及偏心構件的吊裝創造了條件。K80/115附著式塔吊在國內尚屬首次使用,可借鑒的成熟經驗不多。施工中通過不斷的摸索,很好地解決了塔吊的組裝、頂升及施工工效等方面的難題,為工程的順利進行創造了條件,塔吊平面布置如圖1。

2.超高層建筑結構體系簡析

每一種類型的建筑都有著不同的結構設計要求,先要綜合考慮到建筑的主要用途,是民用還是商業,或者生產車間;再結合從實地勘察來的關于建筑要求的高度,地基的抗震烈度相關參數和數據,嚴格遵守我國建筑設計規范的安全可靠性原則,進行合理科學的結構設計,并選擇符合設計方案的高層結構建筑體系。目前,我國的高層建筑結構體系一般有框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系等可以供選擇。

3.鋼超高結構的建筑體系在設計施工的特點。

全鋼結構的建筑體系在設計施工中有著很強的專業性和技術性要求,作為一種新型的建筑設計體系,有著自己的嚴格的設計施工要求,從地質地形的勘察測量,到對各種鋼材料的選擇運用,整體的框架的搭建,各部分大小構件的設計剪裁,到實地的施工安裝,一直到后期的質量管理,質量的全面監控,及其對整體工程的保養維護,都是一個緊密結合的過程,對施工方的設計水平、技術能力、專業水平、管理能力等一系列綜合能力提出了挑戰。

一般而言,全鋼結構建筑設計施工有著自己特性,加強對各種特點的研究,有助于正確的施工,減少失誤。

首先,工序繁多。高層施工,立體施工,相互交叉施工,這是全鋼高層建筑施工的第一特點,也是施工的難點之一,必須做好全面細致的科學設計,統籌安排,從設計施工到施工人員的安全保護,都要有著極其高的標準和要求。

其次,全鋼結構施工多半位于高空,空間狹小,但由于工序繁多,需要準備的各種部件和施工器械品種繁多,操作人員的空間移動位置小,安全保障難度高,對眾多的零部件和施工的構件無處安放,對升降傳輸速度安全性有著高端要求。

最后,工程進度控制難度大。高空作業,超高的施工標準,嚴格的施工規范,高端的材料處理,科學的安裝,合理安全的拆遷等一系列鞏固都受到了各種因素的影響,比如材料的質量,各種構件的傳送,自然氣候因素,焊接技術等各個方面。

三.鋼結構建筑的施工技術操作

1.要做好施工前的各種準備。

首先,要經過實地勘察測量得到準確的各種數據,結合雙方的建設協議,綜合考慮各種影響因素,做出科學合理的工程設計,制定施工標準和施工規范,嚴格實行權責制度,做到目標明確,權責分明。

其次,在施工前要做好各種物料、裝吊設備的準備和檢測,保證施工要用到的各種機械設備夠足夠齊全,且都能夠保持正常運行狀態,同時,要做好對施工人員的培訓,加強對相關技術的掌握,提高對各種機械的操控熟練程度,加強心理素質的測驗和鍛煉。

最后,要對即將施工的場地做出清理,對周邊的人員和物品進行分離,同時,將各種即將用到的機械設備運輸到現場合理布置。

2.以全鋼結構施工中的鋼柱安裝為例做出簡單技術分析

鋼柱在整個全鋼結構體系中起著重要的支撐作用,其安裝關系到整個建筑的穩定和安全。因此,筆者將全鋼結構施工的鋼柱安裝為例,探究其施工方法和施工技術,保證鋼柱安裝的質量。

節柱的標高具有及其重要的作用,如果出現差錯,要做到隨時隨地科學嚴謹修改,同時,要密切和節柱的軸線檢驗,以保證二者之間的精確,為鋼柱的安裝做好準備。

在進行鋼柱安裝高空作業之時,要將鋼爬梯等各種需要的施工構件準備好,并放到鋼柱上。進行對鋼柱的最后檢查,看看鋼柱的生產廠家生產的臨時連接板是否穩定?若符合標準,則可以根據相關安裝標準,采用螺栓開始固定,以保證施工時候隨時應用。采用起吊設備,進行兩點連接,同時起吊,于此,對鋼柱的安裝已初步完成。

3.鋼柱安裝質量受到的影響因素

(一)安裝上存在著誤差。主要由安裝過程中碰撞及鋼柱本身幾何尺寸偏差引起,也包括校正過程中測量人員操作誤差,須通過加強施工管理進行保證。

(二)焊接上存在著變形。鋼梁施焊后,焊縫橫向收縮變形對鋼柱垂直度影響很大,由于本工程焊縫較厚,所以累計誤差的影響比較大。因此,加強對焊接質量的監控,刻不容緩。

(三)大自然的日照溫差。日照溫差引起的偏差與柱子的細長比、溫度差成正比。一年四季的溫度變化會使鋼結構產生較大的變形,尤其是夏季,在太陽光照射下,向陽面的膨脹量較大,故鋼柱便向背向陽光的一面傾斜。

(四)纜風繩松緊不當。嚴禁利用攬風繩強行改變柱子垂偏值。此種做法,既不科學又不安全,難以對施工的質量產生積極意義。

四.關于鋼結構超高建筑施工中的協調管理

1.進行施工人員的安全管理,由于全鋼超高層的施工,都是立體高層施工,人員之間的上下空間重疊厲害,對各個樓層建設時期,要分開時段,實施分開分時段施工,避免高空墜物,同時,要加強施工人員上下運輸和用電用火的監控。

2.對各種機械進行統一安排,嚴格按照施工程序進行,統一調度,統一進度,在使用高峰期,可以實時流水線作業或者是倒班制,提高機械的使用效率。

3.加強施工平面的管理。由于全鋼超高層施工施工場地面向空中,施工場地受到限制,平面狹小,缺乏一定的空間擺放材料和施工器械,而在施工過程中,總會有大量的構件和設備進出。因此,要根據施工設計規范,隨時進行場地的協調,對材料,設備的運輸,擺放,加強管理監督,實施規范化擺放器械,保證場地的有序性。

五.結束語

鋼超高結構建筑的施工具有極大的技術性和挑戰性,施工單位必須做好科學合理的設計,設定嚴格科學的施工規范,并精心準備施工所用各種器械設備,加強對施工人員的培訓,提高整個施工隊伍的技術能力和綜合素質。在施工時候既要保證施工進度,控制施工質量,又要結合施工的實際情況,從全局出發,統籌全局,兼顧細節,保證施工的科學合理性,保證整個全鋼結構超高層施工的安全穩定,優質高效。為推動我國建筑業的進步,經濟的發展,人們生活水平的提高,做出貢獻。

參考文獻:

[1]施紅兵鋼結構的超高層建筑施工技術 [期刊論文] 《建筑施工》 -2008年4期

[2]萬榮濤 淺談超高層建筑鋼結構施工技術 [期刊論文] 《浙江建筑》 -2009年3期

[3]阿曼姑·買買提 淺論鋼結構工程的施工技術 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2011年23期

[4]賈艷峰 超高層異形鋼結構屋面施工技術 [期刊論文] 《施工技術》 ISTIC PKU -2009年10期

[5]張林基 淺談鋼結構工程施工安裝技術 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年5期

第6篇

【關鍵詞】 帶轉換層高樓 建筑設計 功能 分類 設計方法 技術要點

中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:

一.引言

當今社會是經濟高速發展的時代,經濟的高速發展也帶動了我國建筑行業的迅猛發展,隨著科學技術的不斷進步,我國建筑水平也有了較大的提高,高層建筑逐步向著綜合性、多樣化以及全面化的方向發展。就目前我國的建筑發展情況而言,當前在我國出現的比較多的形式是上部多半都是民用住宅樓層,下部就是大規模的商場以及娛樂場所。我們換個角度來看,從建筑的功能來看,上部由于是居民居住樓房,所以多半是用墻體隔開的小間房,其房間的形式多樣,利用比較自由,而下部則是為了滿足應用的需求,其空間比較大,主要是用大柱網結構,很少出現隔墻。這樣的很顯然我們可以發現,建筑上層的墻體比較多,而下部的墻體相對較小,這與以往常規的建筑結構是不同。正是因為這樣所以產生了帶轉換層的高層建筑,帶轉換層的高層建筑可以使這種應用多元化的建筑在結構上更加的合理,其產生可以說是必然的,也受到了建筑行業的關注,其發展應用范圍不斷的擴大,已經成為了以后發展的趨勢。

二.建筑轉換層的定義以及功能

因為建筑工程功能的改變,目前高層建筑的應用更加的多元化,上部主要呈軸線布置,其間數多但是每間的面積比較小。下部則與上部恰恰相反,下部主要是要求空間大,所以就要求柱網比較大,隔墻比較少,中間存在一個過渡的樓層。這就是我們所說的帶裝換層的建筑。其轉換層的功能主要有以下幾點:

1.上、下層結構類型轉換轉換層將上部剪力墻轉換為下部的框架。以獲得較大的內部自由空間。

2.上、下層結構柱網和軸線的改變轉換層上、下的結構形式未改變,通過轉換層能使下部結構的柱距擴大,形成大柱網。在下層可以有較大的出入口。

3.同時轉換上、下層結構類型和柱網上部剪力墻結構通過轉換層改變為框支剪力墻結構的同時,下部柱網與上部剪力墻的軸線錯開,形成上、下柱網不對齊的布置。

三.轉換層型式的類型

從設計結構型式上看, 轉換層可分為以下幾種類型:

1.梁式轉換層

一般運用于底部大空間的框支剪力墻結構體系。它是將上部剪力墻落在框支梁上, 再由框支柱支撐框支梁的結構體系。當需要縱橫向同時轉換時, 則采用雙向梁布置。

2.箱式轉換層

當轉換梁截面過大時, 設一層樓板已不能滿足平面內樓板剛度無限大的假定。為了使理論假定與實際相符, 可在轉換梁梁頂與梁底同時設一層樓板, 形成一個箱形梁。

3.厚板式轉換層

當上下柱網錯位較多, 難以用梁直接承托時, 則需做成厚板, 即板式轉換層。厚板的厚度可根據柱網尺寸、上部結構荷載綜合而定。

4.桁架式轉換層

當高層建筑下部為大空間商場, 上部為小空間客房或寫字樓, 且需設置管道設備層時, 也可采用桁架式轉換層。上部柱墻可通過桁架傳至下部柱墻, 而管道則可利用桁架間的空間穿行。

四.不同類型轉換層的設計的概述

高層建筑轉換結構一般可分為以上介紹的4種基本結構形式,其具體樣式如下圖:

1.梁式轉換層結構

該結構形式是目前高層建筑中實現垂直轉換最常用的結構形式,由于其傳力途徑采用墻(柱)轉換梁柱(墻)的形式,具有傳力直接、明確和清楚的優點,實際工程中轉換梁的結構形式有多種多樣,從轉換梁功能上,可分為托墻和托柱;從轉換梁形式上,可分為加腋和不加腋;從轉換梁結構采用材料上,又可分為鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼骨混凝土和鋼結構等。

2.桁架式轉換結構

桁架分為空腹桁架和實腹桁架2 種,它可以是鋼桁架,也可以是鋼筋混凝土桁架,在鋼筋混凝土高層結構中常用鋼筋混凝土桁架。“強斜腹桿,強節點”是桁架轉換層的基本設計原則,而節點的受力復雜,容易發生剪切破壞,造成配筋過多。桁架轉換式通常要求高度在3m 以上,否則斜壓桿件易形成超短柱,地震作用下容易產生脆性破壞。

3.箱型轉換結構

該結構形式即單向托梁、雙向托梁如果連同上下層較厚的樓板共同工作,可以形成剛度很大的箱形轉換層。它的優點是轉換層本身的整體性很好,當轉換層上部結構布置較復雜時,仍能夠保證上下豎向構件的有效傳力。

4.厚板厚梁式轉換結構

帶厚板轉換層的高層建筑可采用三維空間分析程序進行整體結構的內力分析。厚板的內力分析:轉換板邊界形狀不規則,荷載分布和支撐條件較為復雜,一般需采用有限單元法進行詳細應力分析。可采用PKPM 系列軟件中復雜樓板有限元分析軟件計算。

五.轉換層高層建筑結構的設計時注意事項

我們知道在我國,建筑行業的起步比較晚,尤其是帶轉換層的建筑是在最近的幾年才發展起來的,所一與一些發達國家相比我國的帶轉換層的建筑結構設計理論以及設計方法相對不完善,在設計的工程中往往會遇到不同的難題。所以針對在設計的過程中常常遇到的問題,我們總結必須注意一下的幾點:

1.在對帶有轉換層的建筑進行設計時其轉換層下部的結構不能設計為柔軟層,如果設計成了柔軟層,則轉換層不能夠承受上部巨大的質量與壓力,極容易導致房屋倒塌。

2.在設計時應該注意要把轉換層的上部結構設計成為抗側剛度接近于下部的抗側剛度,轉換層的上下部其剛度不能有突變情況,而是一個漸變的過程。

3.我們知道底部轉換層的高度和其剛度是有關聯的,其位置越高則轉換層的上下剛度變化會越大,這樣的話就會極易的導致轉換層上下剛度出現突變的情況,會很容易導致剪力墻出現受壓裂縫,導致對墻體的破壞,嚴重的則可能導致坍塌事故,所以在設計時必須要注意轉換層高度的適宜。

4.我們在設計時必須按照相關的規定設計,其設計的結構體系必須符合規定的標準,不得違反規定做事,否則會出現嚴重的后果。

六.結束語

隨著我國經濟的發展,經濟的發展帶動了我國建筑行業的發展,當前隨著城市規模的擴大,城市人口越來越多,城市擁擠已經成為了城市目前普片存在的問題,正是因為這個問題的存在,我國建筑工程逐步加強了對空間的利用,建筑工程向著多層的方向發展。其功能也是發生了相應的改變,當前的建筑樓,上部是居民住宅樓層,下部則為大型的商場或者娛樂場所。為了解決建筑物上部和下部隔墻的分布不均勻的問題,帶轉換層的建筑結構應用而生。帶轉換層的建筑結構設計使建筑的結構更加的科學合理。就目前我國的建筑水平而言,已經取得相當不錯的成果,但是我國的建筑行業起步比較晚,基礎比較差,所以和發達國家相比還是有很大的差距的,尤其是我國帶轉換層的建筑設計水平還相對的比較不成熟,所以我們在具體的工作中要事實其實,具體問題具體分析,結合我國建筑物的自身特點,不斷的創新,不斷的總結,不斷學習,只有這樣才能使我國建筑水平提高到一個新的層次。

參考文獻:

[1]白建平 額爾 敦吐 論帶轉換層的高層建筑結構設計 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年15期

[2]李從春 帶轉換層的高層建筑結構設計 帶轉換層的高層建筑結構設計[期刊論文] 《四川建筑》 -2010年6期

[3]李樂 帶轉換層的高層建筑結構設計 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年2期

[4]陳明 朱旭飛 何濤 潘春宇 帶轉換層的高層建筑結構設計 [期刊論文] 《沿海企業與科技》 -2008年11期

[5]周廣鵬 淺談帶轉換層的高層建筑結構設計 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年10期

第7篇

【關鍵詞】小高層,建筑工程,主體施工,管理,初探

中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:

一.前言

相對于高層和超高層建筑而言,小高層建筑建設施工周期相對較短,具有很大的時間優勢,同時,也克服了低層建筑用地面積大,而同時體積較小的缺陷,總體而言,相對于高層建筑,小高層建筑在進行施工過程中,需要進行公攤的面積較小,無需設置太多的諸如電梯,高壓水泵等基礎公用設施,物業費相對而言較低,整體的建筑顯得更為經濟實惠。經過多年的發展,小高層建筑設計施工技術和相關的工藝已經逐漸成熟,在進行設計施工過程中,難度較低,使用的建筑材料多半比較容易采購得到,可以實施標準化作業,因而工期較短。由于上述多方面的優勢,小高層建筑在很多中小城市得到了廣泛的運用。為人們生活質量的提高,做出了巨大貢獻。

二.小高層建筑工程施工時的常見問題

1. 施工環節管理脫節

在小高層建筑施工中,是分很多環節的,只有各個環節相互配合和合作,才能使得整個工程有序完成,各個環節是環環相扣的,一個環節出現問題就好出現骨牌效應,致使其他環節出現消極影響,這樣就嚴重影響整個工程的工程質量。

2.施工面比較分散

對于小高層建筑來說,它的墻體是比較多的,這樣就會有很多的施工點,在同一樓層會要建很多墻體來分割房間,在墻體建成以后同一樓層就不相通了,就會造成施工管理的不到位,可能出現施工人員的怠工或者質量不合格等問題。

3.局部問題影響全局質量

小高層建筑一般是居民住宅用,一個小高層建筑就會涉及很多住戶的利益,每個業主對自己的住宅的質量肯定都會非常的重視,如果在施工中出現一個很小的質量問題對于一個業主來說也是非常大的問題。所以局部的質量問題等于是全部的質量問題,這就要求在施工過程中注意每個細節問題。

三.小高層建筑工程主體施工問題的解決措施

小高層建筑主體工程施工過程,雖然相對于高層建筑或者是超高層建筑施工而言,要簡單一些,便于操作,但是,在施工過程中,也會受到各種因素的影響,使得施工過程中容易出現各種問題,筆者結合多年的施工經驗,針對這些問題提出一些解決問題的措施。

1.合理規劃,科學布局

小高層的整體布局和規劃將直接關系到整個工程施工的質量和成本。在進行小高層建筑主體施工之前,要綜合考慮到地形、地質、周邊的環境、基礎設施等各個方面的因素,對整個主體工程施工過程制定一個詳實而具體的施工計劃,要結合小高層建筑主體工程施工的工程特點,科學布局,有針對性的進行施工設計。在進行施工設計過程中,要加強對一些關鍵環節,或者是一些容易出現問題的環節做出重點的分析,全面關注,對其施工工序,各個工種的配合,做出科學合理組合,對各種容易出現的問題提前進行有效的科學預警,并做到事前控制。在整個施工過程中,要加強對管理人員的培訓,提高管理人員的管理水平,加強對施工關鍵環節的控制,加強對各個施工環節的了解,將整個施工過程控制在一定的范圍內,既可以使得小高層建筑的主體施工布局更為合理,同時也使得多方的利益得到保證。有助于保證小高層建筑的工程質量。

2.加強施工過程中的工程監理工作

監理工作對整個工程施工的工程造價和工程質量的控制,有著十分重要的意義,同時,工程監理工作的質量將對整個小高層建筑施工質量的控制產生直接的聯系。小高層建筑在進行施工過程中,也是一個比較大的工程投資,要想更好的實現小高層建筑工程的經濟效益,就需要加強對整個施工過程中的造價,費用等嚴格控制,在滿足建筑基本功能,保證工程質量的基礎上,通過對施工過程中原材料,機械設備,人員施工等各個方面的監督管理,不僅可以很大程度的減少浪費,也一定程度的降低了整個工程的造價。如此更有助于實現整個工程的經濟效益。因而,要聘請高素質的工程監理部門,保證工程監理部門的獨立性,確保工程監理工作的公正客觀,真實有效,如此,在多方面的配合下,更容易控制施工成本和施工質量。

3 . 要加強對小高層建筑工程變更的控制

要加強對工程變更的控制。小高層建筑主體工程施工過程中,經常會因為各種原因發生設計變更的情況,如設計不夠周全,或者是設計偏離了實際情況等,這些因素使得原有的工程設計難以滿足實際的工程施工需求,因而會進行設計變更,當發生這種情況時候,要嚴格按照工程變更的處理規范,嚴格加以控制,避免在此處環節造成工程造價漏洞。如此,可以更好的加強小高層建筑的工程造價控制管理。

四.小高層建筑工程主體施工管理控制方法

1 .加強對小高層建筑工程主體施工的質量管理和控制

小高層建筑工程的施工質量是整個工程的靈魂和生命,關系到使用者的切身利益,因而必須加強控制。首先,要加強對小高層建筑材料的控制,要嚴格控制所有使用材料的質量,加強對各種材料的質量檢測,對各種不合格的材料及時處理。保證建筑材料的質量能夠符合國家相關的規定。其次,要提高施工人員的施工水平,促進規范施工,要管理人員要加強對工程質量的重視,提高質量管理水平。最后,要不斷采用先進的科學技術,采取先進的機械設備,提高機械化作業水平,如此,可以更好的保證小高層建筑施工質量。

2 .加強對小高層建筑工程主體施工的安全管理控制

安全生產是小高層建筑主體施工管理的重要環節,在進行小高層建筑主體施工過程中,要全面貫徹落實安全責任制,本著安全第一的生產原則,提高施工人員的安全意識,建立健全各種安全機制,完善及時有效的安全預警方案,減少安全事故的發展概率,促進安全生產的順利進行。

3.加強對小高層建筑工程主體施工的成本管理控制

在進行小高層建筑主體工程施工管理過程中,要加強對小高層建筑工程的成本控制,要立足于整個施工過程中對各種原材料,機械設備,人力,各種資金等消耗的基礎上,加以嚴格規范的控制,建立健全材料,設備,資金的領用制度,加強對資源領域消耗的監督管理,將各種成本費用控制在一定的范圍內,在保證工程質量的基礎上,更好的實現工程的經濟效益。

4.加強對小高層建筑工程的工期控制

在工程施工過程中,工期管理也是很重要的,工程若不能按期交付,各種管理控制的作用都會打折扣,達不到工程控制管理的目的。

五.結語

近些年來,我國的城市化水平不斷提高,越來越多的人口在城市集中,不僅僅造成了巨大的生態環境壓力,同時也使得城市的用地更為緊張,人口和建筑面積之間的矛盾逐漸激化,城市用地面積和建筑面積已經已經難以滿足日漸增長的需求,小高層建筑的出現,不僅僅很大程度的緩解了用地緊張的壓力,也大大提高了居民的居住環境,改善了生活質量。針對小高層建筑工程主體施工過程中存在的問題,采取有效的措施,不僅僅可以更好的促進小高層建筑服務于現代化城市建設,也很大程度的促進了社會的和諧穩定。

參考文獻:

[1]崔雅靜 高層建筑施工的安全管理 [期刊論文] 《商品與質量·建筑與發展》 -2011年5期

[2]陳文豪 淺談小高層建筑施工技術及管理 [期刊論文] 《商情》 -2011年19期

[3]陳國良 小高層建筑工程主體施工和管理 [期刊論文] 《科技資訊》 -2012年12期

[4]胡小剛 淺談高層建筑施工的質量控制 [期刊論文] 《中小企業管理與科技》 -2011年3期

[5]趙盼 陳艷秋 張大明 建筑基礎大體積混凝土施工質量的保證措施 [期刊論文] 《科技信息》 -2011年34期

[6]孫成賢 楊國軍 論高層建筑施工中存在的安全隱患及應對 [期刊論文] 《中小企業管理與科技》 -2010年9期

第8篇

關鍵詞:高層建筑,工程,結構設計

 

隨著國民經濟的快速發展,人民生活水平的不斷提高,功能俱全的高層建筑越來越多。規范用于控制高層建筑整體性的設計指標主要有:周期比、位移比、剛重比、剛度比、層間受剪承載力之比、軸壓比以及剪重比等。當然,建筑結構模式的變化并非一日之功,是需要有一個演變過程的,而且在相當長的一段時間內,還會多種模式共存。

1.高層建筑工程結構設計的模式演變

1.1內核的形成

高層建筑與其它建筑之間的最大區別,就在于它有一個垂直交通和管道設備集中在一起的、在結構體系中又起著重要作用的“核'(Core)。而這個“核”也恰恰在形態構成上舉足輕重,決定著高層建筑的空間構成模式。免費論文參考網。隨著高層建筑建設的發展、高度的增加和技術的進步,在高層建筑的設計過程中,逐漸演化出了中央核心筒式的“內核”空間構成模式,這是各專業共同探索優化設計的結果。在建筑處理上,為了爭取盡量寬敞的使用空間,希望將電梯、樓梯、設備用房及衛生間、茶水間等服務用房向平面的中央集中,使功能空間占據最佳的采光位置,力求視線良好、交通便捷。在結構方面,隨著筒體結構概念的出現、建筑高度的增加,也希望能有一個剛度更強的筒來承受剪力和扭矩,而這些恰好與建筑師的要求不謀而合。免費論文參考網。在建筑的中央部分,有意識地利用那些功能較為固定的服務用房的圍護結構,形成中央核心筒,而筒體處于幾何位置中心,還可以使建筑的質量重心、剛度中心和形體中心三心重合,更加有利于結構受力和抗震。

1.2核的分散與分離

然而,隨著時代的發展、技術的進步,人們對建筑需求的變化和設計側重點的不同,以中央核心筒為主流的高層建筑“內核”空何構成模式開始受到了挑戰。對于結構專業來說,加強建筑周邊的剛度也會有效地抵抗地震對高層建筑的破壞,所以如果將垂直交通和設備用房等分散地布置在建筑周邊,則無疑也會對結構抗震有利。同時,這種分散的多個外核的空間構成模式,也正好適用于新興的巨型框架結構(Super Frame),使這種結構體系中的巨型支撐柱具有了使用功能。而從建筑設計的角度來看,核的移動,垂直交通、服務性房間和管道井分散到建筑的周邊,對于高層建筑的空間構成模式和立面造型上的變化也是極具革命性的。它不但適應了其它專業的需求,而且還有利于避難疏散、創造更大的使用空間和使高層建筑的底部獲得解放。

1.3中庭空間的出現

70年代前后設計的建筑中都加入了一個十分華麗、氣氛熱烈的大中庭。這種中庭既起著整合空間流線的作用,又是人們休閑交往的場所,中庭中還設置噴泉疊水、種植各種植物,可創造出一種激動人心的歡快氛圍。所以它一出現便深受人們的喜愛,并很快風靡全球。80 年代以后,中庭空間開始應用于高層辦公建筑。受高層旅館的影響,一些辦公大樓為了追求氣派和空間變化,便在入口處附設一個中庭。而隨著人們環境觀念的增強,以及各國政府對由于在辦公樓內長時間從事VDT操作所引發的情緒緊張、視覺疲勞和心理上的孤獨感等“辦公室綜合癥”的關注,高層辦公建筑內部空間的設計也越來越為人們所重視。提供自然化的休息空間和改善封閉的室內環境,成為高層辦公樓設計必須解決的重要問題。于是,在高層辦公建筑中插入一個或在不同區域插入數個封閉或開敞的中庭的設計手法開始出現。

1.4底部空間的變化

早期的高層建筑多直接面對街道,從街道進入門廳,再由門廳進入電梯廳,乘座電梯至各樓層,這是高層建筑中最為普遍的空間流線組織方式。建筑空間與城市空間之間缺乏過渡,沒有“中間領域”的概念,在人流集散的高峰期,對城市交通環境的影響也較大。盡管許多高層建筑都在門廳的藝術處理上頗費心機,設計得非常富麗壯觀,但是由于空間組織方面的缺陷,門廳內往往留不住人,形不成公共活動空間,而入口處也常出現人流擁塞的現象。為了解決人流集散和城市交通與建筑內部交通相銜接的問題,現在的高層建筑常常采用多個出入口和立體化組織交通流線的方法。通過首層、地下層和地上的架空廊道與不同層面的城市交通網絡相連接,以達到通暢便捷和步行、車行的互不干擾。總而言之,當今高層建筑的底部空間設計,已從單純考慮建筑與周圍環境之間的關系,發展到進行整體的城市空間設計,其交通組織和公共活動領域的創造也日趨立體化、開放化。

2.高層建筑工程結構設計的一般原則

2.1選擇合適的基礎方案

基礎設計應根據工程地質條件,上部結構類型及荷載分布,相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析,選擇經濟合理的基礎方案。設計時宜最大限度地發揮地基的潛力,必要時還應進行地基變形驗算。基礎設計應有詳盡的地質勘察報告,對一些缺少詳細地質報告的小型建筑也應進行現場查看和參考鄰近建筑資料。一般情況下,同一結構單元不宜采用兩種不同的基礎類型。

2.2合理選擇結構方案

一個成功的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案,即要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確,傳力簡捷,同一結構單元不宜混用不同結構體系,地震區應力求平面和豎向布置規則。總之,必須對工程的設計要求、地理環境、材料供應、施工條件等情況進行綜合分析,并與建筑、水、暖、電等專業充分協商,在此基礎上進行結構選型,確定結構方案,必要時還應進行多方案比較,擇優選用。

2.3選用恰當的計算簡圖

結構計算是在計算簡圖的基礎上進行的,計算簡圖選用不當而導致結構安全的事故屢有發生,因此選擇恰當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不可能是純粹的剛結或鉸結點,但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。

2.4正確分析計算結果

在結構設計中普遍采用計算機技術,但由于目前軟件種類繁多,不同軟件往往會導致不同的計算結果。因此設計師應對程序的適用范圍、技術條件等全面了解。免費論文參考網。在計算機輔助設計時,由于程序與結構某處實際情況不相符合,或人工輸入有誤,或軟件本身有缺陷均會導致錯誤的計算結果,因而要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析,慎重校核,做出合理判斷。設計師的知識、經驗的積累是不可缺少的。

2.5采取相應的構造措施

始終牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則”;注意構件的延性性能;加強薄弱部位;注意鋼筋的錨固長度,尤其是鋼筋的直線段錨固長度;考慮溫度應力的影響。除此之外,還應注意按均勻、對稱、規整原則考慮平面和立面的布置;綜合考慮抗震的多道防線;盡量避免薄弱層的出現;以及正常使用極限狀態的驗算等等都需要結構概念設計作指導。

近十余年來我國的高層建筑建設可謂突飛猛進,其建設速度和建造數量在世界建筑史上都是少有的。但是,從設計質量方面來看卻不容樂觀,多數設計追趕流行時尚。實際上不只是高層建筑,重視外觀而忽視空間創造,已是建筑設計界的通病。這一方面是由于設計人員對建筑空間的體驗較少,設計時多以圖書資料中的照片做參考。另一方面也說明了我國建筑理論研究方面存在著明顯的不足。高層建筑結構設計是一個復雜的過程,應從結構的概念設計著手,選擇結構平、立面布置盡量規則以及抗震和抗風性能好的結構體系,并通過合理控制以上指標,使高層建筑的結構布置更加合理,達到更好的效果。

參考文獻:

[1] 吳紅團.建筑工程結構設計中容易疏忽的問題[J].中州煤炭,2001(5)

[2] 盧曉軒. 論高層建筑工程結構設計探討[J]. 廣東科技,2008(01)

[3] 陳雷.建筑工程結構設計總說明中的問題[J].工程建設與檔案,2003(4)

第9篇

關鍵詞:高層建筑;抗扭設計

Abstract: This article mainly discusses the torsion nature, factors and reverse design and control measures these four respects in the architecture structure, for your reference.

Key words: high-rise building; torsion resistance design

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)

扭轉效應是建筑遭受震害的重要因素之一,建筑設計工作者在對高層建筑進行結構設計時,一定要充分重視建筑結構的扭轉問題,熟悉結構扭轉產生的原因,了解結構扭轉的性質,并掌握扭轉的理論和計算方法。最關鍵的還是要充分考慮各方面的影響因素,做好計算和校核工作,根據建筑的具體特點,針對薄弱點,做好建筑結構的抗扭設計措施,使高層建筑能經得起地震的考驗,保障人民的生命財產安全。

1 高層建筑結構扭轉的性質

高層建筑結構在地震荷載作用發生扭轉破壞時,會加大建筑抗推剛度較弱的一側的位移,并使其剪力增加,破壞程度加重。如果平面的剛度不均勻,一端剛度很大,另一端只有剛度很小的柱子,地震荷載作用下發生扭轉,導致沒有剪力墻的一端柱子塌落而使樓板也跟著塌下。若每個結構單元兩端之問的質量和剛度相差懸殊,也會在地震作用下產生扭轉,造成鋼筋混凝土柱出現交叉裂縫。如果建筑的每層平面布置不盡相同,有些柱子上、下錯位或形狀和長邊方向改變,這樣可能造成地震時底層柱折斷而導致上層整體塌落。當結構平面形狀不規則時,產生破壞時交叉斜裂縫的寬度可達100mm。對單一受扭構件的破壞的研究表明,少筋及超筋構件以脆性形式破壞,而且破壞是突發性的,沒有明顯塑性變形,而適筋受扭構件以延性形式破壞,破壞具有明顯的塑性變形過程。但對于整體結構發生扭轉破壞來講,破壞是具有突發性的,塑性變形量較小,屬脆性破壞范疇。

2 引起結構扭轉的因素

2.1 建筑結構扭轉振動原因

2.1.1 外來干擾

地震時地面質量間具有運動的差別性,使地面不僅產生平動分量,同時也產生轉動分量,正是后者迫使結構產生了扭轉。但由于地震觀測的工作條件復雜,使得扭轉分量的相關理論和計算方法還不成熟,一些實際技術工作也沒能得到解決,所以目前的抗震規范都沒有考慮地震扭轉分量的計算。但我國規范中考慮了其影響:當不對規則結構進行扭轉耦聯計算時,應將平行于地震作用方向的兩個邊榀的地震作用效應乘以一個適當的增大系數,通常短邊可取1.15,長邊可取1.05,若扭轉剛度較小,則增大系數不宜小于1.3。

2.1.2 建筑結構本身因素

當建筑結構的剛度中心沒有與質量中心重合時,會導致地震作用下結構的扭轉振動。就算各層的剛心與質心重合,但建筑整體的質心不在同一軸線上,也會受到地面運動的扭轉分量、活荷載的偏心及其他復雜因素的影響,也會引起結構的扭轉振動。造成扭轉破壞的一個重要原因是平面剛度是否均勻,而剪力墻的布置是影響剛度是否均勻的主要因素。

2.2 建筑結構的平面和立面布置

2.2.1 平面布置

地震區的高層建筑,最好采用圓形、方形或矩形平面,橢圓形、扇形、正六邊形、正八邊形也可以采用。雖然三角形平面看起來也比較簡單和對稱,但它并非沿主軸方向都對稱,地震時也易產生較強的扭轉振動,所以地震區高層建筑的現狀盡量避免采用三角形。此外,帶有較長翼緣的L形、U形、H形、T形、十字形、Y形平面也不宜采用,因為此類平面在地震時容易發生差異側移而使震害加重。

2.2.2 立面布置

地震區高層建筑的立面也盡量采用矩形和梯形等均勻的幾何形狀,不宜采用帶有突然變化的立面形狀,因為形狀突變會引起質量和剛度的劇烈變化,致使該突變部位在地震時因塑性變形集中效應而加重破壞。在地震區尤其不宜出現倒梯形建筑和大底盤建筑,但這兩種建筑形式是比較流行的。倒梯形建筑雖然建筑風格比較時尚,但其在質量、剛度和強度分布上均不符合抗震設計原則,它的上部質量大而下部質量小,使得重心偏高,增加了傾覆力矩;上部剛度大而下部剛度小,相對增大了底層的薄弱程度。許多大底盤高層建筑,在低層裙房與高層主樓相連處容易引起剛度突變,使主樓底部樓層變成相對柔弱的樓層,容易在地震中因塑性變形集中效應而導致嚴重破壞。

3 高層建筑結構扭轉設計控制方法及措施

引發高層建筑結構的扭轉振動的因素眾多,包括地面的運動、建筑物質量和剛度分布的不均勻、計算分析的誤差以及抗扭構件的脆性破壞等,這些使得扭轉振動在所難免。在設計中應盡量改善結構扭轉效應,并在構造上采取一定措施來減小扭轉。

3.1 改善扭轉效應

總的來說,就是要做到削弱中間、加強周邊。具體可從以下幾個方面來改善扭轉效應:

3.1.1 建筑平面總體布置應規則、對稱,具有良好的整體性。

3.1.2 建筑的立面形狀應規則,豎向抗側力構件的材料強度和形狀尺寸從上到下應逐漸增加,避免其剛度和承載力突變。

3.1.3 增加遠離質心處的剪力墻厚度,盡量使剛心接近質心,減小偏心率。

3.1.4 若簡體剛度很大,則可加開結構洞以減小剛度偏心。

3.1.5 平面凹凸不規則處應加拉梁或增設拉接樓板。

3.1.6 盡量加大周邊構件截面,以增加整個平面的抗扭剛度。

3.2 抗扭措施

3.2.1 根據建筑具體高度來選擇適宜的結構類型。

3.2.2 確保框架一剪力墻基礎具有良好的整體性和剛度。

3.2.3 框架結構和框架一剪力墻結構中,梁中線與柱中線、柱中線與剪力墻中線之間的偏心距不宜過大,并且框架和剪力墻均應雙向設置。

3.2.4 剪力墻的設置宜貫通房屋全高,其橫向與縱向墻體應相連;較長房屋中的縱向剪力墻不宜設置在端開間,應設置在墻面不需開大洞口的位置,剪力墻上的洞口宜上下對齊。

3.2.5 調整后的框架的角柱的剪力設計值和組合彎矩設計值還應乘以一個增大系數,并且其值不小于1.1。

3.2.6 剪力墻的底部加強部位及以上一層的截面組合的彎矩設計值,應采用墻肢底部截面組合彎矩設計值,而其余部位設計值應乘以增大系數1.2。

3.2.7 各級剪力墻底部加強部位的截面剪力墻設計值均應乘以相應的增大系數,一、二、三級的增大系數分別為1.6、1.4、1.2。

3.2.8 控制好建筑的高寬比,不應使這一值過大,基礎埋深應達到一定的限值。

3.2.9 適當增大邊柱、角柱及剪力墻端柱的縱向鋼筋面積。

4 結語

高層建筑結構破壞大多是由扭轉所導致的,因此加強結構的抗扭剛度和抗扭能力是減小建筑結構震害程度的重要措施,也是結構設計的一個重要概念。扭轉效應大多是由建筑布置不合理而產生的,因此抗震設計中首先要考慮合理的建筑布置,抗震結構應盡量滿足平、立面簡單對稱的原則,盡量減少凸出和凹進等復雜平面,還應盡可能使平面剛度均勻。

參考文獻:

[1] JGJ 3-2010,高層建筑混凝土結構技術規程[S].

[2] 平面不規則高層結構的扭轉分析與抗扭設計[A]. 第全國高層建筑結構學術會議論文[C]. 2006.

第10篇

【關鍵詞】高層建筑;梁式轉換層;施工

1 梁式轉換層結構形式

高層建筑結構下部受力比上部大,按常理來說,在高層建筑結構的設計中就要考慮下部的剛度要大于上部結構;采用的措施就是下部增加墻體、增加柱網,而上部逐漸減少墻柱的密度。顯然,這在高層建筑設計中是不現實的,因為高層建筑的使用功能對空間要求卻是下部大空間,往上部逐漸減小,因此對高層建筑結構的設計就要考慮反常規設計方法。在《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)中,規范對轉換梁的最小高度和寬度作如下規定:框支梁截面的寬度不宜大于框支柱相應方向的截面寬度,不宜小于其上墻體截面厚度的 2 倍,且不易小于400mm;當梁上托柱時,尚不應小于梁寬方向的柱截面寬度。進行抗震設計時,轉換梁高不小于其跨度的1/6;非抗震設計時,轉換梁高不小于跨度的1/8。從該設計規程中可知,采取這些限制主要是保證轉換梁結構的整體剛度,增強結構的可靠性。

1.1 梁式轉換層結構形式

實際工程中應用的梁式轉換層結構有多種形式,主要原理就是利用下部的轉換大梁來支托上部結構。

1.2 梁式轉換結構受力機理分析

梁式轉換層結構的傳力途徑為墻—梁—柱(墻)的形式,傳力直接,便于分析計算。轉換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉換大梁的相對剛度和轉換大梁與下部支撐結構的相對剛度影響。為弄清轉換梁結構與上部墻體共同工作的性能,對轉換梁承托層數對其內力的影響用有限元程序進行了分析,從分析結果中我們知道,對一般結構轉換大梁,上部墻體考慮三層與考慮 4 層、5 層內力的設計控制內力差異不大于 5%,故在分析計算時可只考慮計算 3 層。從計算分析不論轉換大梁上部墻體的形式如何,只要墻體有一定長度,轉換大梁中的彎矩就會比不考慮上部墻體作用要小,同時轉換大梁也會有一段范圍出現受拉區。

2 梁式轉換層的結構設計

2.1 結構豎向布置

高層建筑的側向剛度宜下大上小,且應避免剛度突變。然而帶轉換層的高層建筑結構顯然有悖于此,因此對轉換層結構的側向剛度作了專門規定。對該工程而言,屬于“高位轉換”。轉換層上下等效側向剛度比宜接近于 1,不應大于 1.3。在設計過程中,應把握的原則歸納起來,就是要強化下部,弱化上部。可以采用的方法有以下幾種:1)與建筑專業協商,使盡可能多的剪力墻落地,必要時甚至可在底部增設部分剪力墻(不伸上去)。除核心筒部分剪力墻在底部必須設置外,還與建筑專業協商后,讓兩側各有一片剪力墻落地。這些無疑都大大增強了底部剛度。

2)加大底部剪力墻厚度。轉換層以下剪力墻中,核心筒部分的厚度取為 600mm,其余部分的厚度取為 400mm。

3)底部剪力墻盡量不開洞或開小洞,以免剛度削弱太大。

4)提高底部柱、墻混凝土強度等級,采用 C50 混凝土。

5)適當減少轉換層上部剪力墻數目,控制剪力墻厚度,并可在某些較長剪力墻中部開結構洞,以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對控制剛度比有利,還可減輕建筑物重量,減小框支梁承受的荷載;增大結構自振周期,減小地震作用力。工程綜合采用上述幾種方法后,轉換層上下剛度比在 X 方向為 0.725,在 Y 方向為 0.813,滿足規范要求,效果良好。雖然上下部剛度比滿足要求,但畢竟工程仍屬于豎向不規則結構,轉換層及其下各層為結構薄弱層,因而應將該兩層的地震剪力乘以 1.15 的增大系數。

2.2 結構平面布局

工程底部為框架—剪力墻結構,體型簡單、規則;上部為純剪力墻結構。在剪力墻平面布置上,東西向完全對稱,南北向質量中心與剛度中心偏差不超過 2m,結構偏心率較小。除核心筒外,其余剪力墻布置分散、均勻;且盡量沿周邊布置,以增強抗扭效果。查閱計算結果,扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比為0.85,各層最大水平位移與層間位移比值不大于 1.3,均滿足平面布置及控制扭轉的要求。可見工程平面布局規則合理,抗扭效果良好。

3 梁式轉換層結構的設計與構造

由框支主梁承托轉換次梁及次梁上的剪刀墻,其傳力途徑多次轉換,受力復雜。框支主梁除承受其上部剪力墻的作用外,還需要承受梁傳給的剪力,扭矩和彎矩,框支主梁易受剪破壞。對于有抗震設防要求的建筑,為了改善結構的受力性能,提高其抗震能力,在進行結構平面布置時,可以將一部分剪力墻落地,并貫通至基礎,做成落地剪力墻與框支墻協同工作的受力體系。

3.1 轉換梁的設計與構造要求

轉換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計算確定,以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉換梁不宜開洞,若需要開洞,洞口宜位于梁中和軸附近。洞口上、下弦桿必須采取加強措施,箍筋要加密,以增強其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計算時宜將剪力設計值乘放大系數1.2。當洞口內力較大時,可采用型鋼構件來加強。

轉換梁的混凝土強度等級不應低于C30。轉換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設計時為0.3%,轉換梁中主筋不宜有接頭,轉換梁上部主筋至少應有50%沿梁全長貫通,下部主筋應全部貫通伸入柱內。

3.2 框支柱的設計與構造要求

框支柱截面尺寸一般系由其軸壓比計算確定。地震作用下框支柱內力需調整。抗震設計時,框支柱的柱頂彎矩應乘以放大系數,并按放大后的彎矩設計值進行配筋;剪力調整——框支柱承受的地震剪力標準值應按下列規定采用:框支柱的數目不多于10根時,當框支層為1~2層時,每層每根柱承受的剪力應至少取基底剪力的2%;當框支層。為3層及3層以上時,各層每根柱所受的剪力應至少取基底剪力的3%;框支柱的數目多于10根時,當框支層為1~2層時,每層每根柱承受的剪力之和應取基底剪力的20%;當框支層為3層及3層以上時,每層框支柱承受剪力之和應取基底剪力的30%;框支柱剪力調整后,應相應調整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩,框支柱軸力可不調整。

框支柱全部縱向鋼筋配筋率,抗震等級一級時不小于1.2%,二級時不小于1.0%,三級時不小于0.9%,四級及非抗震設計時不小于0.8%。縱向鋼筋間距抗震設計時不大于200mm,且不小于80mm,全部縱向鋼筋配筋率不宜大于4%。

3.3 轉換梁的截面設計方法

目前國內結構設計工作普遍采用的轉換梁截面設計方法。主要有:應力截面設計方法。對轉換梁進行有限元分析得到的結果是應力及其分布規律,為能直接應用轉換梁有限元法分析后的應力大小及其分布規律進行截面的配筋計算,假定不考慮混凝土的抗拉作用,所有拉力由鋼筋承擔鋼筋達到其屈服強度設計值。受壓區混凝土的強度達到軸心抗壓強度設計值。

4 結語

通過高層建筑轉換層結構設計的工程實踐,體會如下:根據建筑平面及功能要求合理選擇轉換層形式,正確選擇建筑抗震類別是轉換層設計的關鍵點,結合結構布置,正確選擇各分部的抗震等級,構件設計應注重抗震延性設計的概念,對主要構件進行加強是設計的重點。

參考文獻:

[1]期刊論文.帶轉換層的高層建筑結構設計-沿海企業與科技 11/1(11)

第11篇

關鍵詞:建筑,超薄,減壓,消火栓,設計

 

正確處理建筑工程中遇到的消防問題,直接關系到人民的生命財產安全。同時,一項合理的工程設計還要考慮使用方便、空間布置合理,做到既安全方便又經濟實用。論文大全。現就建筑室內消火栓布置和新型消火栓的使用等一些問題做如下探討。

1.住宅消火栓的布置

1、消火栓設在樓梯間半層平臺處,立管設在墻角,消防箱采用暗設或半明半暗。

2、消火栓設在入戶平臺處,消防立管設在入戶平臺或管道井內,消防箱暗設較美觀。

3、底層為雜物間、商業網點、自行車停放處、汽車庫等的住宅樓,該部分也應設置消火栓。因住宅底層入口處一般設有防盜門,故設計時應注意樓梯間半層平臺的消火栓不能計入底層公建用房的消火栓數量。

2.電梯前室或防煙樓梯間消火栓的布置

筆者認為“電梯前室消火栓完全可以做普通消火栓使用”這個提法確實不妥,關鍵是防火門70mm左右縫隙防排煙問題沒有解決好。不過消防電梯前室是一個過渡緩沖地帶,即使正壓風量不足,少量煙火進入問題不大。全國規范組專家有個折衷意見:住宅可以計入(消火栓設在住宅套內明顯不妥),公共建筑不能計入。

《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)8.4.3.2:消防電梯間前室內應設置消火栓(條文解釋:消防電梯前室是消防人員進入室內撲救火災的進攻橋頭堡,為方便消防人員向火場發起進攻或開辟通路,在消防電梯間前室應設置室內消火栓。消防電梯間前室的消火栓與室內其他的消火栓一樣,無特殊要求,但不計入消火栓總數內)。《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95-2005年版)7.4.6.8:消防電梯間前室應設消火栓(強制性條文,條文解釋:消防電梯是消防人員進入高層建筑物內進行撲救的重要設施,為便于消防人員盡快使用消火栓撲救火災并開辟通路,故規定在消防電梯間前室設有消火栓)。

有人將防護場所需設置的消火栓設在防煙樓梯間內。防煙樓梯間主要作用是火災時供人員疏散,與防護場所采用防火門相連,火災時防火門緊閉,可供人員疏散又可擋住煙氣,故防火門處一點縫隙也不可有。若將消火栓設在防煙樓梯間內,防護場所失火,消防水龍帶得穿過防火門才可到達防護場所救火,防火門則關不嚴,防煙樓梯間會充滿煙氣,失去其安全可靠性。論文大全。故防護場所的消火栓應設在防護區內,不可設在防煙樓梯間內,否則將失去其滅火作用。

對于樓梯間需要區別對待,敞開樓梯間完全可以設消火栓;而封閉樓梯間不同于前室,處理不好直接威脅人員生命安全,封閉樓梯間內不能設置消火栓。

3.按防火分區布置消火栓

若建筑物每層面積較大,則每層平面要分成若干個防火分區。一般采用防火卷簾、防火墻加防火門等分隔形成若干個防火分區。因為火災時相鄰的防火卷簾落下至底,起防火墻的作用,消防水龍帶根本無法從該處通過,而防火門需緊閉,也不允許消防水龍帶通過。應按防火分區來設置消火栓,也就是說消火栓不可跨防火分區使用(無論是平面分區還是豎向分區)。筆者認為不管高層還是多層,應該統一按照同層同一防火分區的分布原則來布置消火栓。

4.商業網點、連家店等消火栓的布置

對于商業網點要緊扣當地消防部門的要求,充分認識其消防給水布置的特殊性,盡量做到經濟合理。帶商業網點的住宅,其消防要求執行住宅標準,是與商住樓區別對待的。對于商業網點,因開間較小,如在二層布置消火栓,施救操作空間有限。宜在底層外墻或其他公共部分設置消火栓箱,其布置仍應保證有兩支水槍的充實水柱到達室內任何部位。設在底層外墻的消火栓,還要注意防盜防凍問題;對于開間特別小,每個分割單元總面積也特別小的,無公共外墻可利用,無法布置消火栓,可以考慮合理布置幾個共用室外消火栓,或在公共部位僅設置室內消火栓栓口。

5.屋頂消火栓的布置

屋頂應設置試驗消火栓。有的工程在屋頂上還設有熱交換站、音像控制室、鍋爐房、實驗室等,僅設一個試驗消火栓是不夠的。這種情形下,對于高層建筑來說,屋頂消火栓的布置也應保證該層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。

6.消防卷盤的布置

從《高規》和《建筑設計防火規范》條文要求可以看出,火災危險性較大的場所應設消防卷盤。《高規》第7.4.9規定“消防卷盤的間距應保證有一股水流能到達室內地面任何部位”。消防卷盤主要用于撲滅初期火災,只供本樓人員使用,故無需按消火栓布置要求來設置消防卷盤,消防電梯前室可不增設消防卷盤。這樣既可節省投資,也可滿足規范和使用要求。

7.雙閥雙出口消火栓

《高規》第7.4.2條規定:“18層及18層以下,每層不超過8戶、建筑面積不超過650m2的塔式住宅,當設兩根消防豎管有困難時,可設一根豎管,但必須采用雙閥雙出口型消火栓。”筆者認為除規范允許的住宅類型以外,盡量不要采用雙閥雙出口消火栓,特別在火災危險性較大的場所不可使用雙閥雙出口消火栓;如果必須要用,但也要征得當地消防部門同意。

8.超薄型消火栓箱與旋轉型室內消火栓

目前建筑物結構墻體越做越薄,安裝在墻體上的消火栓箱也應隨之減薄,而目前市場上的消火栓箱箱體普遍較厚,已不能滿足設計、安裝需要,也與室內裝飾不協調,有礙觀瞻。

旋轉型消火栓的連接底座可以相對栓體轉動,在安裝消火栓時只需旋轉底座,而不必使消火栓體在箱內旋轉,減少了消火栓與箱背面之間的距離。不用時可將消火栓出水口轉向側面,使用時消火栓出水口向外轉動,方便水帶連接,或隨水帶牽引方向轉動,避免水帶產生死褶,水流順暢通過。這樣消火栓箱體可以減薄至140~160mm,大大減小了箱體厚度。由于消火栓出水口可以在水平360°任意轉動,箱體可以做成前后開門,在墻面的任意一側都能方便地連接水帶,消火栓輻射面積擴大,可減少消火栓箱的設置數量。論文大全。

如果墻體厚度是200mm,采用底進口安裝形式,普通箱體厚度至少要240mm,明裝在走廊里,整個箱體凸出墻面,容易引起磕碰;暗裝時,箱體裝在墻體內,箱體要凸出墻面40mm,給消火栓箱周圍空間使用帶來不便。若使用160mm厚超薄消火栓箱,較普通箱體厚度減薄了1/3,暗裝時,箱體背面還有足夠的空間進行處理。

超薄型消火栓箱、旋轉型消火栓具有減少安裝空間和操作方便、靈活可靠等優點,因此具有廣闊前景。

9.結語

在建筑消防給水設計中,室內消火栓系統是常見內容。民用建筑中除了規模很小的公建和8層以下住宅以外均要求設置室內消火栓系統,它和滅火器一起構成基本消防滅火設施,消火栓也是消防設計審點之一。消火栓箱體尺寸比較大,有的還要在承重墻或者剪力墻上留洞暗裝,原則上還不能隱藏,所以對土建和裝修影響也比較大。設計室內消火栓系統既要滿足消防規范要求,還要兼顧其他專業的要求。

以上是筆者參考有關規范,結合一些工程實踐,提出自己對這些問題的一些看法。總之,建筑室內消火栓設計應嚴格按照有關規范的要求,保證工程防火的安全性和可靠性。

參考文獻:

[1]陳芬.建筑室內消火栓設計探討.

[2]建筑設計防火規范.GB50016-2006.中國計劃出版社.

[3]高層民用建筑設計防火規范.GB50045.中國計劃出版社.

第12篇

論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型,建筑平面布置和豎向布置、規范中設計限值的控制、屋頂建筑等設計問題。

建筑設計是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控制主導作用。結構設計很難對建筑設計有較大的修改,建筑設計定了,結構設計原則上只能是服從于建筑設計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設計階段中較好地考慮抗震的要求,則結構工程師就可以對結構構件系統進行合理的布置,建筑結構的質量和剛度分布以及相應產生的地震作用和結構受力與變形比較均勻協調,使建筑結構的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高;如果建筑師提供的建筑設計沒有很好地考慮抗震要求,那就會給結構的抗震設計帶來較多困難,使結構的抗震布置和設計受到建筑布置的限制,甚至造成設計的不合理。有時為了提高結構構件的抗震承載力,不得不增大構件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪費。由此可見,建筑

設計是否考慮抗震要求,對整個建筑起著很重要的作用。因此,我們在建筑抗震設計過程別要注重以下幾個問題。

一、建筑體型設計問題

建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設計。震害表明,許多平面形狀復雜,如平面上的外凸和凹進、側翼的過多伸懸、不對稱的側翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規則的建筑在地震中未出現較重的破壞,有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復雜和不規則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結構剛度發生突變的部位更易產生破壞。因此在建筑體型的設計中,應盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規則;在平面形狀上,矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內凹的體型,盡可能少做不對稱的側翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結構的質量和剛度比較均勻地分布,避免產生因體型不對稱導致質量與剛度不對稱的扭轉反應。

二、建筑平面布置設計問題

建筑物的平面布置在建筑設計中是十分重要的部分,它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數量和布置等,都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且,由于建筑使用功能不同,每個樓層的布置有可能差異很大,建筑平面上的墻體,包括填充墻、內隔墻、有相應強度和剛度的非承重內隔墻等等布置不對稱,墻體與柱子分布的不對稱、不協調,使建筑物在地震時產生扭轉地震作用,對抗震很不利。有的建筑物,其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側,結果在地震中造成靠電梯一側建筑物的嚴重破壞。這是因為電梯井筒具有極大的抗側力剛度,吸引了地震作用的主要部分[3]。有的建筑物,在平面布置上一側的墻體很多,而另一側的墻體稀少,這就造成平面上剛度分布的很不對稱,質量分布也偏心,使結構的受力和變形不協調,導致扭轉地震作用效應,帶來局部墻面的破壞。有的建筑物,如底層為商場的臨街建筑,臨街一側往往不設墻體,而其另一側則有剛度很大的墻體封閉,兩側在剛度上相差很多,也將在地震時引起扭轉地震作用,對抗震不利。還有的建筑平面布置上,經常出現內隔墻不對齊或中斷,使剛度發生突變和地震力傳遞受阻,對抗震也帶來不利,客易引起結構的局部破壞。建筑平面布置設計對建筑抗震關系很大,從概念上要解決的一個核心問題是:建筑平面布置設計上要盡可能做到使結構的質量和剛度分布均勻,對稱協調,避免突變,防止產生扭轉效應。在建筑平面布置的總體設計上要盡可能為結構抗側力構件的合理布置創造條件,使建筑使用功能要求與建筑結構抗震要求融合成一體,充分發揮建筑設計在建筑抗震中的作用。

三、建筑豎向布置設計問題

建筑的豎向布置設計問題在建筑設計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結構的質量和剛度分布設計上。無論是單層或多層,還是高層建筑或超高建筑,這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是,由于建筑使用功能的不同要求,如底層或下面幾層是商場、購物中心,建筑上要求是大柱距、大空間;而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓,低層設柱、墻很少,而上面則是以墻為主,柱很少。有的建筑在布置上還設有面積很大的公用天井大廳,在不同樓層上設有大會議廳、展廳、報告廳等,建筑使用功能的不同,形成了建筑物沿高度分布的質量和剛度的嚴重不均勻、不協調。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質量和剛度相差過大,形成突變[3]。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設計中必須高度重視的問題。在實際設計中,在建筑使用功能不同的情況下,很可能出現上下相鄰樓層的墻體不對齊,柱子不對齊,墻體不連續,不到底;上層墻多,下層墻少;上層有柱,下層無柱等,使地震力的傳遞受阻或不通;抗震用的剪力墻設置不能直通到底層、剪力墻布置嚴重不對稱或數量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉作用。多次大震害表明,建筑物豎向樓層剛度的過大變化,給建筑物造成很多破壞,甚至是整個樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中,有多棟鋼筋混凝土高層建筑發生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此,盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部,不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過少,盡量避免產生地震時的鈕轉效應。

四、建筑上應滿足的設計限值控制問題

根據大量震害的經驗總結,現行《建筑抗震設計規范》(GBJll-89)對房屋建筑在建筑設計中應考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規定。這些規定,建筑設計應予遵守:一是房屋的建筑總高度和層數;二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。

五、屋頂建筑的抗震設計問題

在高層和超高層建筑設計中,屋頂建筑是一個重要的設計部分。從近幾年對一些高層建筑抗震設計審查結果來看,屋頂建筑存在的主要問題,一是過高,二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形,也加大了地震作用。對屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上,且前者的抗側力墻與其下樓層的抗側力墻體上下不連續時,更會帶來地震的扭轉作用,對建筑物抗震更不利。為此,在屋頂建筑設計中,宜盡量降低其高度。采用高強輕質的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結構的傳遞比較通暢,使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致;當屋頂建筑較高時,要使其具有較好的抗震定性,使屋頂建筑的地震作用及其變形較小,而且不發生扭轉地震作用。

六、結束語

總的來說,建筑設計是建筑杭震設計的一個重要方面,建筑設計與建筑

抗震設計有著密切關系。它對建筑抗震起著重要的基礎作用。一個優良的建筑抗震設計,必須是在建筑設計與結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。為此,要充分重視建筑設計在建筑抗震設計中的重要性,在建筑抗震設計中更好地發揮建筑設計應有的作用。

參考文獻:

[1]《建筑抗震設計規范》(CBJll-89),中國建筑工業出版社,2005。

[2]包世華、方鄂華,《高層建筑結構設計》,清華大學出版社,2003。

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