绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇高层建筑设计论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
Abstract:Againstthebackgroundoftheunifyofbuildingandcity,asabinderofthebuildingandcity,highbuilding''''spublicsquarenotonlyundertakesthematerialandspiritualcommunicationsofthem,butalsomakesthecitymoreshining.Ithasacrucialrole.Therefore,thisissueisaboutthedesignmethodofthehighbuilding''''spublicsquarebytheinfluenceofcityandbuilding.
Keywords:publicsquare;diversify;complex;humanity
1前言——从城市设计中看待楼前广场的本质
现今城市中心区的发展,标志性的高层或超高层建筑仿佛成为一个城市和众多业主的首选,在享受其高容积率、高功率等优越性的同时,人们也在努力寻找最佳途径来解决其所带来的各种弊端,主要表现为造成交通压力陡增、给周边道路带来压迫感、使人们产生不安定情绪,从而破坏了原有城市的和谐秩序。此时,广场凭借其开放性、包容性和多样性等特点以一种特殊的形式出现在高层建筑与城市之间,使得三者达成共存互利的协议。这种特殊的广场形式多建于高层建筑周边,并与城市道路接壤,称之为高层建筑楼前广场。
然而,现状却是在寸土寸金的城市中心区,楼前广场的价值得不到体现,变成开发商追求最大商业利益的牺牲品,因此在有效行政干预的基础上,找出现有矛盾的根源,优化楼前广场设计,建造符合各方需求的广场空间,具有必要和迫切的现实意义。
2承载——楼前广场的设计方法
高层建筑楼前广场作为特定环境下的广场空间,不单涵括普通广场的基本功能,而且还应作为一把铰链将高层建筑与城市发展有机地结合起来,使高层建筑的存在不再脱离城市生活的运行轨道。因此,根据楼前广场的尺度、多样化、复合化、社会化等特性,设计方法的研究应该注意相关学科的融会贯通。
2.1尺度界定
楼前广场的规模有大有小,它的空间尺度界定是设计成败的关键之一,通常包括人与建筑、空间的关系,建筑与建筑的关系,建筑与空间的关系等等。最为直观的标准是广场空间内间距和高差对人的心理和生理所产生的影响。由于在平日生活当中,人们总是需要一种内聚的、安定而亲切的环境,所以历史上很多城市广场空间的D(建筑高度)和H(建筑间距)的比值大约为1~3之间。卡米洛·希泰(CamiSitte)在总结欧洲广场设计的手法中提出广场宽度的最小尺寸等于建筑高度,最大尺寸不超过建筑高度的两倍,可以把这一论断运用到楼前广场与高层裙楼之间的关系处理。
2.2空间多样化
楼前广场空间多样化体现在协调高层建筑与城市肌理之间的关系,减小其巨大体量对临街面带来的冲击,为人们创造出高效、实用且宜人的公共空间。日本学者芦原义信在《外部空间设计》一书中提出20~25m的模数,他认为“建筑外部空间,实际走走看就很清楚,每20~25m,或是有重复的节奏感,或是材质有变化,或是地面高差有变化,那么即使在大空间里也可以打破其单调,若单调的墙面延续很长,街道就容易形成十分非人性的”。[1]
在水平方向上,楼前广场由于受高层建筑的限制较大,因此包容性和亲和性是重点考虑对象,表现为对建筑与城市交流功能的满足和对人性需求的满足。罗布·克莱尔(RobKrier)研究了众多欧洲广场的形状,归纳总结出广场空间形状的许多形态,并指出“人”才是检验设计成败的唯一标准。所以在相对受限的场地条件下,楼前广场的设计者应该以建筑与道路的平面关系为基础,利用建筑出入口的位置、道路和场地的高差变化、简洁而有效的景观设施等元素来创造出具有独特性的平面型态,并且把人的活动作为主体进行有效引导,使之成为平面构图中最具活力的元素。
在垂直方向上,楼前广场更多是与高层建筑相结合分为上升广场、水平广场、下沉广场三种,三种形式可以独立存在也可以融合在一起。如建于1936年的纽约洛克菲勒中心广场(RockefellerPlaza)就被认为是美国城市中最有活力的广场:这个下沉式广场规模不大,但使用率很高,夏季设有咖啡座和冷饮摊,冬季则成为溜冰场,成为人们娱乐休闲的最佳场所。
2.3功能复合化
功能的复合化是指同一空间中多种功能层次的并置和交替,对于楼前广场来说,与建筑、道路等元素的相对关系是重点,系统和高效是核心,表现为如何协调好来自城市各个方面车流、人流和物流的集散问题。楼前广场相对较小的地表容量远远不能满足高层建筑的需求,因此楼前广场垂直空间的综合开发是重要手段,这样能把地表集散人流有效地分散到多个垂直交通面上,既解决了交通问题又能创造更多的公共空间,使建筑与城市的衔接由单一面变为多层面。按照垂直向的区位,楼前广场可分为:架空层、地表层、地下浅层、地下中层、地下深层等层次,这其中包括城市架空交通、地面交通、综合管线、商业、停车场、地铁等功能。以香港中环区高层建筑的楼前广场为例,可以看出越是接近地面层,其空间性质越是开放和密集,其区位价值越高,越适合发展城市公共空间。
结合我国实际国情,楼前广场的停车设计将会是功能设计中的主题,楼前广场的停车模式可分为三种:①地面停车:是最方便最有效的方式,与外部交通联系直接,能解决少量停车。②停车场与其他功能相结合布置的组合方式:例如绿地、架空底层、地下室或屋面上等等,这种形式能有效地减少停车场占用基地的面积,有助于解决大量停车。这种模式也可以有效地实现地面上的人车分离,保障交通安全。③多层的停车楼和立体车库:将水平的停车面积叠合起来成为多层构筑物,能解决最大程度的停车,但由于采用了立体式的布置,使得车辆进出变成了一种垂直运动,与外部车流衔接较为困难。考虑到城市中心区的楼前广场受场地限制通常较大,应该首先考虑后两种模式。车辆的停放方式也需要根据场地的制约而适当地选用,常用停放方式中,垂直停放和45O倾斜停放两种方式比较适合楼前广场的特点:前者常选择后退停发车,所需停车面积最小;后者采用45O交叉停放,车道无须太宽,且停车面积较小。
2.4景观照明设计
有点、线、面组成的景观系统是构成楼前广场生态系统的重要元素,这其中包括凉亭、座椅、雕塑等景观节点,绿化隔离带、欧式柱廊等景观带和水体、彩色铺地等景观面。当他们有序而合理地分布于楼前广场的时候,起到了处处有景和移步换景的景观效果。景观节点设计要考虑自身大小与广场规模的比例,不宜过大而不能突出其重要性,也不宜过小而显得拥挤。例如美国得克萨斯州威廉斯广场上的一群奔腾咆哮的野马群雕像就给人以深刻的印象。根据广场比例将马的雕塑放大半倍,经过多次试放才确定了位置,然后用喷泉模拟马踩踏水面时水花四溅的景象,使人们仿佛回到了得州早期开拓时的大草原上。景观带的运用常见于各种空间的中介面,对空间起到围合、界定的作用。成功的景观带不仅通过向人行道延展,向人们暗示他们已经进入广场之中,起到过渡作用,还能充分利用有限空间创造更多的休息空间。在景观面的设计中,喷泉以其动态的视觉和声音方面的吸引力被大家所喜爱,以长沙五一广场喷泉为例:每晚的相同时候,当喷泉开启的时候人流不断,未开启时则人烟稀少。而铺地类型的选择不仅可以界定空间范围、改变单调灰暗的地面状况,还能作为引导行人、车辆的线路标识,使其高效而有律。
楼前广场中的照明设计是利用艺术的处理手法使景观元素呈现出特殊的面貌,以达到装饰和强化环境景观的作用。在楼前广场中,对高层建筑物照明设计的整体性、层次感是重点。整体性一般是通过光的亮度变化、色彩变化来展示建筑物的特点。其设计依据是建筑物的使用功能、结构特点、风格、表面装饰材料等因素,除了单纯考虑建筑物本身因素外,还应该考虑周围其他构筑物、植物、水体等因素,以达到整体效果的完善;而层次感的产生主要是通过光线的虚实、明暗、轻重、大面积给光和轮廓勾画等手法来表现主景和配景之间的关系,需要针对被照物的造型、结构进行具体地分析。同时,对建筑物以外的元素如水体、植物、雕塑和景观艺术品的照明设计作为存托主体形象的配景,其贡献也是不可忽视的。
2.5人性化设计
楼前广场应该是一个受人们喜爱而使用率较高的公共空间,克莱尔·库珀等人在《人性场所》一书中提出:“根据对现代广场用途的调查研究,坐、站、走动以及用餐、读书、观看和倾听等活动的组合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的设计是考察楼前广场设计成败的关键之一,其主要方面包括楼前广场微气候、休息设施、公共活动等方面。楼前广场微气候的设计应该考虑当地的气候特性,根据当地太阳和季风的规律确定构筑物、植物、水体等元素的位置、形态等,以便在炎热的夏天有适度的遮荫、在寒冷的冬天有足够的日照;另一方面由于临近高层建筑,受到其向下反折风的影响,有可能增强的风力对人们的步行或休闲活动造成的影响较大,因此调节容易受影响区域建筑的尺寸和形状是最有效的措施。楼前广场中的休息设施也不只是座椅的摆放那么简单,设计的时候应该考虑各式各样的座椅形式,并通过对楼前广场的使用率和使用人群的研究调查来确定座椅的数量、朝向和材质等,为不同的人群提供各种舒适的休闲场地。以使用强度适中的情况建议每30m2的广场空间至少应该有1m2的座位面积。座位的朝向应该使人们能看到不同的广场景致、在不同季节接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度适中、热容量较大的木质材料较为温暖和舒适,其他材料例如混凝土、金属、石材等作为辅助座位也可起到不同的效果,丰富场所的质感。
楼前广场中的公共活动是为整个空间注入活力的重要手段。设计人员应该考虑艺术表演、摊贩零售、商业宣传等活动场地,因此在前期设计过程中,场所可变性和灵活度的考虑也是必不可少的。
3后续——使用状况评价
现在对某个项目的建筑设计应该是一个长期的工程,因此在设计工程完毕之后,设计过程并未完成,设计人员应该从使用者的角度出发对作品进行系统评价和研究,称之为使用状况评价(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用状况评价是一种利用系统、严格的方法对建成并使用一段时间后的建筑(户外空间)进行评价的过程。POE的重点在于使用者及其需求,通过深入分析以往设计决策的影响及建筑的运作情况来为将来的建筑设计提供坚实的基础。”[2]不同于国外的大多数POE研究是由政府资助,国内的这类工作需要设计者亲力亲为,其意义在于能深刻地了解人与空间的相互作用,丰富设计成果;从各种收集到的信息中提出完善和改进建议;还可以作为项目间歇的提高。常用方法包括观察、询问、问卷调研等。例如:在实地观察过程中,试着集中至少5分钟的时间来关注每一种主要感受;亲自与使用者进行交谈,更全面地收集不同类型人的信息;发放调查问卷,题目设计尽可能直接,以方便被调查者。最后对收集到的情况进行归纳总结,成功之处运用到日后设计当中去,不足之处及时给出整改建议,再进行评价,这样才是建筑师的正确态度。
4结语
随着高层建筑日益增多及城市需求增大,楼前广场起初由经常被忽视的附属物,在设计当中出现了许多不合理的地方,设计者没有从各方面进行分析,不能获得良好的经济效益和社会效应。实际上,楼前广场是建筑设计和城市设计的重要过渡。一个经过设计者全面分析、合理选择设计手法的楼前广场,不仅能使周边建筑更加有效有序地运作,还能协调城市空间关系、增添城市亮点,使建筑和城市融为一体、共同进步、和谐发展。
参考文献:
[1]芦原义信.外部空间设计.中国建筑工业出版社.
[2]克莱尔·库珀·马库斯,卡罗琳·弗朗西斯.人性场所.中国建筑工业出版社.
[3]克利夫·芒福汀.街道与广场.中国建筑工业出版社.
[4]王柯,夏健等.城市广场设计.东南大学出版社.
[5]戴志中,刘晋川等.城市中介空间.东南大学出版社.
[6]韩冬青,冯金龙.城市·建筑一体化设计.东南大学出版社.
有点、线、面组成的景观系统是构成楼前广场生态系统的重要元素,这其中包括凉亭、座椅、雕塑等景观节点,绿化隔离带、欧式柱廊等景观带和水体、彩色铺地等景观面。当他们有序而合理地分布于楼前广场的时候,起到了处处有景和移步换景的景观效果。景观节点设计要考虑自身大小与广场规模的比例,不宜过大而不能突出其重要性,也不宜过小而显得拥挤。例如美国得克萨斯州威廉斯广场上的一群奔腾咆哮的野马群雕像就给人以深刻的印象。根据广场比例将马的雕塑放大半倍,经过多次试放才确定了位置,然后用喷泉模拟马踩踏水面时水花四溅的景象,使人们仿佛回到了得州早期开拓时的大草原上。景观带的运用常见于各种空间的中介面,对空间起到围合、界定的作用。成功的景观带不仅通过向人行道延展,向人们暗示他们已经进入广场之中,起到过渡作用,还能充分利用有限空间创造更多的休息空间。在景观面的设计中,喷泉以其动态的视觉和声音方面的吸引力被大家所喜爱,以长沙五一广场喷泉为例:每晚的相同时候,当喷泉开启的时候人流不断,未开启时则人烟稀少。而铺地类型的选择不仅可以界定空间范围、改变单调灰暗的地面状况,还能作为引导行人、车辆的线路标识,使其高效而有律。
楼前广场中的照明设计是利用艺术的处理手法使景观元素呈现出特殊的面貌,以达到装饰和强化环境景观的作用。在楼前广场中,对高层建筑物照明设计的整体性、层次感是重点。整体性一般是通过光的亮度变化、色彩变化来展示建筑物的特点。其设计依据是建筑物的使用功能、结构特点、风格、表面装饰材料等因素,除了单纯考虑建筑物本身因素外,还应该考虑周围其他构筑物、植物、水体等因素,以达到整体效果的完善;而层次感的产生主要是通过光线的虚实、明暗、轻重、大面积给光和轮廓勾画等手法来表现主景和配景之间的关系,需要针对被照物的造型、结构进行具体地分析。同时,对建筑物以外的元素如水体、植物、雕塑和景观艺术品的照明设计作为存托主体形象的配景,其贡献也是不可忽视的。
2.5人性化设计
楼前广场应该是一个受人们喜爱而使用率较高的公共空间,克莱尔·库珀等人在《人性场所》一书中提出:“根据对现代广场用途的调查研究,坐、站、走动以及用餐、读书、观看和倾听等活动的组合,占到所有利用方式的90%以上。”[2]因此人性化的设计是考察楼前广场设计成败的关键之一,其主要方面包括楼前广场微气候、休息设施、公共活动等方面。楼前广场微气候的设计应该考虑当地的气候特性,根据当地太阳和季风的规律确定构筑物、植物、水体等元素的位置、形态等,以便在炎热的夏天有适度的遮荫、在寒冷的冬天有足够的日照;另一方面由于临近高层建筑,受到其向下反折风的影响,有可能增强的风力对人们的步行或休闲活动造成的影响较大,因此调节容易受影响区域建筑的尺寸和形状是最有效的措施。楼前广场中的休息设施也不只是座椅的摆放那么简单,设计的时候应该考虑各式各样的座椅形式,并通过对楼前广场的使用率和使用人群的研究调查来确定座椅的数量、朝向和材质等,为不同的人群提供各种舒适的休闲场地。以使用强度适中的情况建议每30m2的广场空间至少应该有1m2的座位面积。座位的朝向应该使人们能看到不同的广场景致、在不同季节接受不同的日照程度、提供不同程度的私密性等;座位的材料以硬度适中、热容量较大的木质材料较为温暖和舒适,其他材料例如混凝土、金属、石材等作为辅助座位也可起到不同的效果,丰富场所的质感。
楼前广场中的公共活动是为整个空间注入活力的重要手段。设计人员应该考虑艺术表演、摊贩零售、商业宣传等活动场地,因此在前期设计过程中,场所可变性和灵活度的考虑也是必不可少的。
3后续——使用状况评价
现在对某个项目的建筑设计应该是一个长期的工程,因此在设计工程完毕之后,设计过程并未完成,设计人员应该从使用者的角度出发对作品进行系统评价和研究,称之为使用状况评价(PostOccupancyEvaluation,POE)。普里瑟曾指出:“使用状况评价是一种利用系统、严格的方法对建成并使用一段时间后的建筑(户外空间)进行评价的过程。POE的重点在于使用者及其需求,通过深入分析以往设计决策的影响及建筑的运作情况来为将来的建筑设计提供坚实的基础。”[2]不同于国外的大多数POE研究是由政府资助,国内的这类工作需要设计者亲力亲为,其意义在于能深刻地了解人与空间的相互作用,丰富设计成果;从各种收集到的信息中提出完善和改进建议;还可以作为项目间歇的提高。常用方法包括观察、询问、问卷调研等。例如:在实地观察过程中,试着集中至少5分钟的时间来关注每一种主要感受;亲自与使用者进行交谈,更全面地收集不同类型人的信息;发放调查问卷,题目设计尽可能直接,以方便被调查者。最后对收集到的情况进行归纳总结,成功之处运用到日后设计当中去,不足之处及时给出整改建议,再进行评价,这样才是建筑师的正确态度。
4结语
随着高层建筑日益增多及城市需求增大,楼前广场起初由经常被忽视的附属物,在设计当中出现了许多不合理的地方,设计者没有从各方面进行分析,不能获得良好的经济效益和社会效应。实际上,楼前广场是建筑设计和城市设计的重要过渡。一个经过设计者全面分析、合理选择设计手法的楼前广场,不仅能使周边建筑更加有效有序地运作,还能协调城市空间关系、增添城市亮点,使建筑和城市融为一体、共同进步、和谐发展。
参考文献:
[1]芦原义信.外部空间设计.中国建筑工业出版社.
[2]克莱尔·库珀·马库斯,卡罗琳·弗朗西斯.人性场所.中国建筑工业出版社.
[3]克利夫·芒福汀.街道与广场.中国建筑工业出版社.
2高层建筑设计中存在的问题
高层建筑在进行设计时为了更好地满足对大客流量和开阔的视野空间的要求,通常在楼梯设计时是以宽大的敞开楼梯来作为主要的客流通道,同时,为了更好的满足建筑防火方面的要求,高层建筑在进行设计的时候要采用封闭的楼梯间或者是防烟楼梯间,如图2。因此,在进行高层建筑设计的时候,设计人员通常采用防火卷帘来作为封闭方式,这样能够更好的达到防火方面的要求。在进行设计的时候为了更好的满足相关规范要求,同时确保楼梯的数量和形式满足使用方面的要求,但是,这种设计方案是一种不可取的方式,在出现火灾的时候,人员在疏散方面存在着一定的安全隐患。在进行高层建筑设计的时候还是存在着一个非常明显问题,就是地上层和地下层共用楼梯的问题,在防火方面,为了避免在出现火灾的情况下建筑内的人员由地上层进入到地下层,不应该出现共用楼梯的情况。但是在实际设计时,由于在结构设计方面要考虑的问题非常多,因此,在楼梯设计时经常会出现地上和地下贯通的情况,这样能够在结构上面更加便利,但是也是会导致出现一定的安全隐患。在很多的高层建筑设计中,设计人员对楼梯的设计方案并没有得到很多施工人员的注意,同时,在进行设计的时候对疏散通道的宽度也存在着一定问题,疏散通道的宽度在进行设计的时候通常是会受到疏散门的影响,因此,在进行设计的时候,要对防火审核非常重视。
3高层建筑中建筑设计的措施
3.1高层建筑整体设计探析
(1)主体设计。当代高层建筑设计中的一个全新的要求就是实现建筑本身的生态节能,这就要求对建筑本身主体的裙房部分加强设计,裙房的设计对高层建筑周围街道的人性化空间的创造等有很大影响。对裙房的设计不仅要注重人性化,更要注重形式的多样性。(2)处理手法上的巧妙运用。高层建筑的实际建筑设计阶段,高层建筑的塔楼设计并不能有很大的变化空间,但是可以从底层部分入手运用一些巧妙地处理进行空间上的拓展,通常都是采用入口缩进和底层架空等手段进行设计。
3.2高层建筑中的分类建筑设计探析
(1)底层入口设计。底层入口相对来说很重要,在北方地区,高层建筑的底层入口在设计上首先应该避开地域内的冬季迎面风,保证冬季的底层温度。而在我国的南方地区,一定要保证底层入口设计的通风散热,因为南方的夏季较为炎热,可采用局部或全部架空的方式避免对通风的阻碍。
(2)建筑围护设计。一般来说大部分人在高处都会有一定的恐惧心理,尤其在高层建筑上。在高层建筑的设计中一定要注重防护栏的设计,良好而合理的设计可以在使用性上给人以安全感。
(3)服务设施设计。高层建筑在设计初期要充分考虑到建筑的服务设施,这对高层建筑的整体感觉非常重要。首先在底层入口处要设置值班室,方便对出入人员的管理,其中要配置先进的夜间电梯紧急呼叫装置以及公用电话等,还要有特定的停车处和分户信箱。
3.3高层建筑设计中的安全问题探析
(1)高层建筑的防火问题。防火问题对于大多数建筑尤其是高层建筑来说异常重要,建筑设计师要对防火问题的设计进行加强。
(2)电气的问题。高层建筑的电气问题主要分为三个方面,一是消防电源与配电问题,要求供电电源来自不同发电厂或不同的区域变电站,以保证突发事件时供电及时解决。二是应急照明问题,高层建筑发生火灾或者其他突发状况时事故照明要正常。三是高层建筑的电梯安装问题,电梯的位置设置要合理,电梯运行过程中噪音不应太大,且最大荷载量应符合高层建筑的需要,方便快捷。
(3)防雷击问题。防雷击问题也是高层建筑设计的重点,应本着“整体防御、综合治理、多重保护、突出重点”的原则,从结构设计上做好防雷工作。高层建筑的顶端是防雷设计的重点,可以安装避雷针、避雷网或者避雷带等。同时要利用建筑中的钢筋作接地装置,建筑周围也要做避雷带,内部金属物体也要接地。
2异型柱施工要点
2.1异型柱的施工类型
目前,应用在高层建筑物中的异型柱主要有三种,分别为L形、T形、十字形,这几种异型柱的共同特点为肢高与肢厚比不大于4。异型柱在施工过程中,施工人员主要将注意力集中在其结构设计及空间布置方面。在此基础上,逐渐形成了异型柱施工方式,主要包括施工模板、钢筋、混凝土及其它施工材料。其中模板主要用在混凝土浇筑过程中,起到固定效果,从而有效控制了混凝土浇筑不便及浇筑之后形状不易控制等弊端。
2.2异型柱施工原理
首先严格检查施工材料,如模板、钢筋及混凝土材料等。之后安装模板,固定钢筋,再实施混凝土浇筑。等混凝土浇筑之后,需要将模板按顺序拆除,之后采取一定保护措施。
2.3操作流程
施工准备阶段→柱、墙体弹线环节→异型柱中的钢筋绑扎及验收环节、模板制作及固定环节、构架搭设环节→模板安装→模板校正及加固环节→梁、模板及钢筋安装环节、混凝土输送泵管安装环节→隐蔽验收环节→施工之后混凝土养护工作→模板拆除及成品保护工作→异型柱整体验收工作。
2.4施工要点
首先,施工之前准备工作。施工中需要用到混凝土、钢筋、模板等施工材料。为了提高施工质量,需要对这些施工材料进行严格检验。尤其是对混凝土原材料,如水泥、砂子、外添加剂、骨料等,进行严格检查。水泥质量要高,水化热不能太高;砂子务必干净,不能含有泥沙;骨料大小必须匀称,颜色也应符合要求;根据施工要求选用合适的外添加剂。钢筋不能受到严重腐蚀,质量需符合施工要求。模板需要根据施工要求订制。其次,钢筋绑扎环节。钢筋是混凝土的骨架部分,其质量好坏,直接影响着混凝土质量高低,应给予重视。在绑扎之前,需要事先将模板内部的杂物清理干净,才能进入之后的浇筑环节。另外,钢筋接头数目也有严格要求,如钢筋接头应安装在构件受力最小的部位,并且在纵向受力之内,接头数目不能超过1个。这样,才能保证钢筋绑扎质量,进而提高施工要求。再次,模板固定工作。根据异型柱尺寸要求及其它使用规定,选用适合的模板。一般情况下,应用在异型柱中的模板主要规格为,模板厚度为10mm,加固方木为50mm×80mm的规格。在具体施工时,需要采用单根钢管,然后将异型柱设置成方形,最后对阴角部位定形。由于用到钢管,其一端固定,一端和柱箍垂直相接。另外,在施工时,需要对不同的异型柱采用不同的施工方式,由于模板固定在异型柱施工中具有较高的重要性,所以,固定之后需要组织相关专家检验,合格之后,才能投入使用。第四,混凝土施工。混凝土搅拌好之后,需要运送到施工现场,在浇筑时,需要控制好坍落度,一般为160-180mm,之后需要用到振捣棒,振捣结实,但不能和模板边缘接触。在浇筑时,为了提高浇筑质量,需采用分层浇筑,即将整个混凝土浇筑分成若干部分,逐层浇筑。由于异型柱的强度等级不同,框架内部的混凝土强度等级值也应有所差别,才能保证施工要求。第五,模板拆除工作。混凝土浇筑之后,做好成品养护工作,当达到拆除模板要求时,按照拆除规定拆卸。
2.5施工质量控制
首先,模板安装环节。模板在异型柱施工中具有重要作用,只有将模板工作做到位,才能保证混凝土浇筑符合施工要求。在模板设计时,需要考虑到异型柱的结构特征、荷载大小及施工材料等,才能保证具备良好的承载力、刚性及稳定性。另外,设计出的模板,还能具备承载混凝土的重量及侧压力。为了提高模板质量及硬度,在设计时需要采用明胶带,以控制施工缝。模板设计好之后,在固定之后,需要清除里边的杂质,再实施混凝土浇筑,才能保证浇筑质量。其次,钢筋环节。钢筋是混凝土的骨架部分,不仅要求质量合格,还要求安装符合施工规定。具体表现为,规格、尺寸、数量、相邻之间的距离及接头位置等。在混凝土浇筑之前,务必将这些做到位,才能够保证混凝土具有良好的稳定性。另外,钢筋切割之后,在连接时,需要按照施工规定,对接头位置做合理规定。再次,混凝土浇筑。为了保证浇筑质量,需要采用分层浇筑方式,之后,做好浇筑检查工作,合格之后,再采取及时的养护工作。在混凝土浇筑过程中,需要指出的是振捣棒施工要符合施工规定。
2高层建筑设计常见问题分析
2.1高层建筑结构设计中的高度问题
有些建筑企业在进行高层建筑的施工时常常一味地追求企业利润的最大化,经常会随意地在设计高度基础上增加建筑的高度,盲目地将经济利益作为高层建筑施工的目标,最终会使建成的高层建筑高度不符合相关规定。同时,建筑高度的加大,势必使建筑结构所承受的垂向负荷增加,使其大于地基所能承受的最大负荷,建筑物便会出现抗风性弱、无法抵御恶劣天气及地震灾害等诸多问题,这会严重影响建筑物使用者的安全。所以,国家有关审查机构必须对高层建筑的高度进行严格的审查,并在抗震及建筑高度方面制定严格的规定,针对随意加大建筑高度的行为制定严厉的处罚措施,以遏制这种现象的产生。
2.2高层建筑的嵌固端确定问题
建筑结构设计计算的可信度和准确度会受到高层建筑结构嵌固端的极大影响,所以要科学地确定结构嵌固端的具置,并保证它的位置与建筑整体的抗震性能相协调,这也是高层建筑设计工作中极其重要的内容。必须保证嵌固端位置的合理性,但建筑企业往往没有重视嵌固端位置可能产生的诸多不利影响,如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题。因此,在设计嵌固端的具置时,一定要充分考虑各个因素,这样才能最科学地确定嵌固端的位置,防止因嵌固端位置的不合理而产生的施工隐患。
2.3高层建筑设计中的抗震问题
研究我国地质情况发现,中国建筑企业是较易发生地震的,再加之泥石流、山体滑坡、地面塌陷产生的概率也较大,因此,开展高层建筑的结构设计工作时,一定要把增强建筑的抗震能力作为最关键的工作。进行抗震设计时经常遭遇的困难有:首先,抗震构造柱的位置不合理。墙体的转角处,屋内的四角位置没有设立构造柱或者未对称设计;这样可以减小砖墙所承受的重量;山墙或纵墙的连接处没有建设抗震构造柱。其次,设计好结构的平面布局。不对称、无规律的平面布局,易产生较大的凹凸形变,即使是在相同的结构单元,结构的平面布局及刚度也不协调、平面的长度超过规定等。
2.4高层建筑防火安全问题
现今我国高层建筑的高度日益加大,万一出现火灾事故,则会影响相当大的区域,甚至危害整体建筑,带来严重的经济损失,还可能影响工作人员的安全,因此解决好高层建筑建设中的防火问题也是极其重要的。2.4.1增强高层建筑墙体防火材料的耐火性及阻燃性。建设高层建筑墙体所使用的材料只有一定耐火性及阻燃性,这样才能使高层建筑整体有较好的抗火性能,并使其具有抗火分期的作用,将火灾带来的恶劣影响降到最低。2.4.2要保证整个建筑的通畅性、安全性。建设高层建筑时必须设置数量合理的人流量楼梯,这样可以在火灾发生、电梯故障时,楼梯内的工作人员能够迅速地从救生步梯中逃生。此外,楼道中还要安装一定数量的照明设备和逃生指示图,这样能避免逃生过程中发生踩踏等意外,保证所有人员都能安全撤离。
2.5高层建筑防雷击的问题
高层建筑需要有较强的抵抗雷电的能力,所以在设计高层建筑施工方案时必须注意雷电因素对建筑产生的恶劣影响,特别是广州一带雷雨多发的地区。实际上,在设计建筑防雷系统时,一定要本着“综合治理,整体防御,突出重点,多重保护”的原则,要考虑到建筑周围设施和建筑其他易遭受雷击的地方安装避雷针或避雷网等防雷设备,还要安装钢筋混凝土来进行接地,把雷电对建筑的恶劣影响减到最小。
O概述
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,在成为城市风景的同时如何恰当的融人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.
城市空间是人类生活和生产所需要的重要因素,它为居民提供各种活动的可能.这个可以说是城市空间比较科学性的定义,而本文提到的城市空间则更具体更形象,主要指城市内的建筑物、道路、绿地、广场、公共服务设施等实体以及由这些实体所构成的立体空间,也是人处在其中能真实、直观感受到的空间.高层建筑是否与所处的城市空间融洽,其评价标准相当一部分取决于公众的感受,简单的说就是人处在所创造空间中的感受.所以建筑设计者在进行高层建筑设计时要充分考虑所创造出来的空间(无论是内部还是外部)给予使用者的感受.这些是理论上要求一位建筑设计师要考虑的因素也是作为一名建筑师应该承担的责任,而且还可以据此评价一位建筑师的设计能力及其职业道德.事实上在进行一项高层建筑设计时,开发商受利益的驱使往往不会考虑建筑与环境的关系,此时,规划部门所出台的各种条文政策及规范将扮演着重要角色,它强制性的要求必须顾及城市环境,营造舒适的城市空间.可以看出,高层建筑设计与城市空间的协调以及城市空间的营造是通过两方面的共同作用来完成的,即建筑设计和规划.下面就从建筑设计和城市规划两方面谈谈城市空间对高层建筑设计的影响.
1建筑设计
1.1充分发挥广场的作用
高层建筑由于其体量的巨大,往往给街道空间一种突然的压迫感,使人感觉好像从一个大空间突然进入一个小空间,这是由于高层建筑的体量所造成的对比.因此凡是处在街道两旁体量巨大的高层建筑在设计时应该对其进行后退处理,并在其退出的用地上设计一广场空间,这个广场空间将起到空间的缓冲作用;而且由于高层建筑的建筑面积远远超出其用地面积,容纳的人员较多,出入口人流密度相对较大,后退出的广场空间也起到缓解交通压力的作用.从另外一方面讲,广场空间往往在街道空间以及城市空间中起到非常重要作用,能够给公众留下较深的印象,也往往能成为城市的节点,这就是共享空间的好处.有的建筑大师甚至直接设计成下沉式的广场,如13本建筑大师叽崎新设计的13本筑波中心的下沉式广场,独特的广场空间造型,以人和环境为设计重点,不仅为公众提供了一个舒适的安静的休闲场所,而且使建筑塔楼的形象特征更加突出..这种下沉式的广场往往更容易给人留下印象,就空间形式而言它是一种非常富有情趣的空间.因此在进行高层建筑设计时广场和建筑应该作为一体来考虑.
1.2高层建筑主体设计
对于一个城市而言,高层建筑往往具有一定的代表性和象征性,可以反映一个城市经济水平和发展程度,选择合理的造型就显得尤为重要.高层建筑由于其结构形式的限制以及使用功能的要求,在造型上往往追随于建筑的结构形式,而不能有太多的变化,有的高层建筑甚至直接将结构形式外露不加修饰.高层建筑的主体部分是它的塔楼,塔楼的表现形式对高层建筑的造型起着决定性的作用,现今国外和国内的许多高层建筑都有着独特的外形和明显的识别性,对一个城市具有一定的代表性,这可以说是高层建筑存在的一个原因.随着近年来资源短缺问题的出现,全球提出了可持续发展,而高层建筑就环保节能方面来说是很浪费的,随之就出现了“生态型”建筑的概念,如生态建筑师诺曼·福斯特设计的法兰克福商业银行总部大厦在强调象征意义和功能的同时,就引人生态的概念,是世界上第一座”生态型”超高层建筑.其建筑平面呈三角形,宛如三叶花瓣夹着一支花茎:花瓣部分是办公空间,花茎部分为中空大厅.中空大厅起自然通风作用,同时还为建筑内部创造了丰富的景观.而气候设计大师杨经文设计的马来西亚吉隆坡梅纳拉大厦则体现了利用空中开放空间连通建筑内外,贯彻“生物气候大楼”思想,引入了大量的植物,立面上螺旋上升的垂直绿化和底部斜坡的绿化都有助于调节气候,尽可能地拉近了人与自然的距离,较好地完成了室内外空间的过渡与衔接.同时对形成良好的城市空间环境也是一种深化.可以看出目前高层建筑设计的一个新要求就是要实现“生态节能型”.
高层建筑主体的下部分一裙房虽然对整个城市影响较小,但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的影响.建筑的裙楼立面设计一般不同于上部立面,需要进行细致的设计,从而使下部空间丰富多彩而不至于感到苍白,并要体现人的尺度,因为裙房部分跟公众视觉接触较密切,对街道空间感影响也较大.而高层建筑的最上部分~屋顶对整个建筑形象起到强化个性的作用,虽然它较少影响到生态环境,但对塑造建筑的标志性、丰富城市天际线具有重要的作用,因此应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造.1.3巧妙的运用一些处理手法
高层建筑的塔楼部分虽然变化的余地不大,但是底层部分却可以进行一些巧妙的处理来丰富空间形式.一般可以采用底层架空和入口缩进的手法.底层架空的处理手法是现代建筑的特征之一,它可以在高密度的环境中争取到宝贵的用地,把城市的道路、广场和建筑有机地结合在一起,形成通透的、公共的开放空间,给市民以小憩之地;同时还可以改善人流、视觉拥挤的状况,连通几个主要的公共场所,以增加城市空间的层次.高层建筑临近城市道路布置时,人口空间凹人建筑下部可以避免主体的被迫后退(用地非常紧张的情况下),争取基地面积的有效使用,缓解人1:3处各种矛盾冲突;并有可能在建筑的形体设计、空间组织等方面形成新颖的构思,这种人口后退架开的处理不仅空间层次丰富而且给人的印象也深刻.
2规划设计
2.1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,甚至是一些始料不及的污染和危害,比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;还有就是形成高压风带和风1:3,这些会造成意想不到的后果.因此在规划设计中要对区域内的高层建筑密度进行限制,避免高层建筑的集中分布.
2.2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交通荷载就较大,高层建筑将大大增加这些街道的交通压力,分布在这些街道两侧的高层建筑要尽量控制其层数和高度,同时在规划设计时要对这些街道进行扩展,加大其通行能力.
2.3控制超高层建筑数量
超高层建筑往往以其象征性和代表性而存在,实际上这类建筑既不经济又不合理,一些已建成的超高层建筑投人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,其形式和风格也不断的发展变化着,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,像北京、上海、深圳等城市的高层建筑可以说代表了中国高层建筑的发展史,高层建筑设计与城市空间的融合也正不断的完善发展.
参考文献
1.2巧妙利用广场高层建筑体积非常巨大,有的建筑设计又常常追求雄伟壮观,所以常常会造成一种扑面而来的压迫感,导致人心理上的压力。在建筑设计时,设计师要考虑到这个问题,一种方法是对建筑采取后退处理的方法,另一种就是巧妙利用广场的设计,广场可以对空间的挤压感起到一个缓冲的作用。广场作为一个可以为人们提供娱乐休闲的场所,已成为一个城市的节点,一个人文活动中心。广场还可以成为一个应急避难场所,使建筑形象更加突出,与建筑合为一个相辅相成的整体,给公众留下深刻印象。
1.3运用处理方法对于建筑的底层部分还应采取一定的措施,使其更加美化、人性化、便利化。我们常用底层架空和入口缩进的方式来丰富设计空间。底层架空可以很好地利用空间,将建筑、广场、道路结合起来,形成开放空间,分散人流,缓解拥挤,为公众提供方便。而入口缩进的方法可以很好地丰富空间层次感,有效利用占地面积,缓解入口矛盾,并且容易设计出新颖感,给人留下深刻印象。
2关于规划的设计
2.1高层建筑与城市街道如今,高层建筑的身影在城市中随处可见,尤其是在一些城市发达街段,可是高层建筑由于其压迫感比较严重,再加上这些地段的人流量非常大,极容易造成交通拥挤现象,所以一定要尽量控制建筑的高度以及其与道路的距离。
对于高层建筑设计来说,首先要考虑到的就是优化建筑位置和朝向设计。建筑位置方面主要是针对高层建筑对城市环境的影响,朝向设计方面主要考虑的还是光照的问题,因为阳光是一种很好的能源材料,有效的加以利用,完全可以满足一部分取暖需要。但是就目前的资料来看,每年接收的能量高达60多亿千瓦,如果不能够很好地利用这一部分的资源,从某种程度来说这无异于是最大的浪费。阳光不仅是一项有效的清洁能源,还有益于人的身体健康,对于城市高层建筑节能设计来说,有着重要的意义。在一些比较寒冷的地区进行城市规划的时候应该遵循日照的原理,合理的确定建筑朝向和位置问题,尽可能地使每栋建筑都能够最大限度地接受太阳辐射。所以说,建筑的方位和节能有着非常大的关系,不同的季节、不同的朝向的建筑物所得到的太阳辐射也是不同的,其损失也是不一样的;应该在确定建筑方位的时候考虑环境因素,更好地确定日照时间,同时要把建筑南向开窗面积设计的尽可能大,满足采光的同时,保证建筑能够更好地吸收阳光,保持室内舒适的环境。
1.2高层建筑门窗保温隔热问题
门窗的保温隔热问题,在建筑围护结构当中,和屋面、墙体相比较来说,门窗的保温隔热能力一般还不是很高,在实际的设计中可以通过增加窗户玻璃层数、窗板等一系列方式加以改进。除此之外,还要保证墙体的保温隔热,在高层建筑当中墙体是护的主体结构。就目前我国多年以来墙体建筑来说,都是采用单一的材料,比如说加气混凝土墙体或者是空心砌块墙体等。但是因为最近几年对于建筑节能的需求程度越来越高,其单一的材料导热系数变得越来越大,一般为高效保温材料的30倍以上,完全不能够满足隔热的要求;所以要采用承重材料和高效的保温材料组成复合的墙体,其优势就在于能够保证墙体不会过重,还能够保证承受一定的重量,保证其保温效果良好,所以一般发达国家都会采取这样的方式。如果我国想要达到节能的指标,就应该采用复合墙体,切实做好外墙保温的工作。采用外墙保温技术,是因为保温层置于建筑物围护结构的外侧,在一定程度上缓冲了季节变化而导致结构变形所产生的问题,其避免了霜冻、雨水、暴雪等循环性的破坏问题,减少了一些大气污染和有害气体的侵蚀。研究表明,墙体和屋面保温隔热材料选取很重要,只要选择恰当,厚度在合理的范围之内,其外保温就可以防止和减少墙体和屋面的温度变形现象,在一定程度上可以有效的消除常见的裂缝问题,不但提高了主体结构的使用寿命,同时还减少了长期维修的费用。合理的外保温做法改变了墙体潮湿的情况。通常情况下,内保温应该设定一定的隔汽层,然而在采用外保温的时候,因为蒸汽渗透性高的主体结构材料往往在保温层的内侧,所以要合理选择保温材料,墙体内部才不会出现冷凝的现象,而且不需要设立一定的隔汽层;其结构层的整个墙身的温度都会提高,从而降低了它的含温量,所以说改善墙体的保温性能是非常重要的。
1.3保温墙体保持室内温度平稳
在一定程度上保持室温的稳定,对于家里有老人或者孩子的家庭来说非常重要,如果室内的温差过大,就会导致老人和孩子生病。利用保温墙体,因为其蓄热能量较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用的时候,其室内温度会上升或者出现下降的现象,墙体的结构层能够在一定程度上吸收热量或者是释放热量,很好地控制了室内温度的变化,所以才会出现有利于保持室内恒温的现象。另外一点就是这种节能技术有利于对旧建筑物进行改造,在一定程度上会满足节能的需求,所以对旧房进行节能改造,已经是政府计划之内的事情了,但是和室内的保温相比较来说,采用外保温的方式对旧建筑物进行改造,能够节约成本,而且可以避免拆迁的现象,不影响居民的正常生活。
2屋面保温隔热的设计
从屋面角度进行分析,其保温节能设计也是非常重要的。屋面是结构中的一个重要组成部分,对于这方面的设计也是非常必要的。据材料统计,目前大多数采用的都是倒置式的屋面,将传统的屋面构造中的防水层和保温层进行颠倒,并且将防水层放置到了保温层的下面从而来提高屋面保温隔热的性能。这对于提高抵抗夏季外热作用的能力显得特别重要,在一定程度上减少了空调耗能问题,而且近年来南方的一些城市也采用了城市建筑实行屋面绿化,从而降低建筑消耗。
3采暖系统的节能设计
对于城市采暖系统的节能设计可以从几个方面说起,首先其有一定的优势,就是因为城市供暖事项、城市集中供暖制度和区域供暖制度,在一定程度上能够提高其热效率。其次在管网系统当中,要设立相对应的平衡阀,这样能够使得管网系统起到一个平衡的作用,和没有安装平衡阀的不平衡系统比较来说,在这种情况下,降低室内供暖区域的平均温度,可以从一定程度上节约能源。
摘要:随着国家社会经济与技术的飞速进步发展,高层建筑在我国各大城市越来越多。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求,本文就结构设计中常见的几个问题进行探讨。
关键词:高层建筑结构设计 问题
1高层建筑结构受力性能对于一个建筑物的最初的方案设计,建筑师考虑更多的是它的空间组成特点,而不是详细地确定它的具体结构。 建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的构件所组成,因此结构必须能将它本身的重量传至地面,结构的荷载总是向下作用于地面的,而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系,所以,在建筑设计的方案阶段,就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。 对于低层、多层和高层建筑,竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的,但是,随着高度的不断增加。竖向结构体系成为设计的控制因素,其原因有两个:其一,较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒;其二,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。 与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的,而随建筑高度的增高迅速增大。例如,在所有条件相同时,在风荷载作用下,建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比,而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比,地震的作用效应更加明显。在高层建筑中,问题不仅仅是抗剪,而更重要的是整体抗弯和抵抗变形,可见,高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。 2结构选型阶段 对于高层结构而言,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点: 2.1结构的规则性问题。 新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。 2.2结构的超高问题。 在抗震规范与高规中。对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此。必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。 在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题。导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。 2.3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。 2.4短肢剪力墙的设置问题。在新规范中, 对墙肢截面高厚比为5-8的墙定义为短肢剪力墙。且根据实验资料和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。 3地基与基础设计方面 地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。 在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,作为国家标准,仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,作为建立在国家标准之下的地方标准。 地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。 转贴于 中国论文4结构计算与分析方面 在结构计算与分析阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。 4.1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。 4.2是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。 该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。 4.3振型数目是否足够。 在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。 4.4多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。一段时间以来,大底盘,多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大,从而便结构出现不安全的隐患。 4.5非结构构件的计算与设计。在高层建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大。因此,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。5结束语 总之,在高层建筑结构设计中,结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的实际情况,应做出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应该根据具体情况进行具体分析,处理建筑设计中遇到的各种问题。
参考文献 [1]肖峻,高层建筑结构分析与设计[J],中化建设,2008[2]范小平,高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J]福建建材,2008 [3]李国胜,多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例,中国建筑工业出版社,2004 中国论文下载中心 省略
复合墙体节能是我国的国策,建筑节能是节能中的重中之重,应该列为我国建设工作中的重要位置。建筑能论文耗在我国整个能耗中的地位也越来越重要。1996年中国建筑年消耗3·3亿吨标准煤,占能源消耗总量的24%,到2001年已达到3·76亿吨,占总量消耗的27·6%,年增长比例千分之五;随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还会继续增长。据有关数据显示,我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。目前全国房屋数量有400亿m2左右,房屋建筑规模看来已超过所有发达国家,仅去年一年房屋竣工面积是19·7亿m2,这几年差不多都是接近这个数字。而据预测,到2010年,我国房屋总建筑面积将达到519亿m2,其中城市171亿m2。然而,截至到去年,我国节能建筑的总面积还只有2·3亿m2,在每年近20亿m2的竣工面积当中,只有五六千万平方米是节能建筑,只占3%左右,也就是说有97%属于高耗能建筑。我国的高层建筑有近七十年的历史,然而城市中任何建筑都是城市设计、规划的一部分,城市设计是一项十分复杂的工作,我国在这方面的经验不多,而且管理机制尚不健全,往往受一些因素的影响,工作不甚周密和协调,甚至失去控制,有许多的问题等待我们去解决,有待于探索和改进,所以说,今天的高层建筑设计仍处在一个不太成熟的阶段。
高层建筑体形庞大,如容积率过高,相邻建筑互相遮挡、不通透,形成大面积阴影区,城市人居环境质量下降,市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外,近些年在某些城市建高层建筑已成风气,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。
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。一般的房子里,30%的热量从窗户跑掉了。如果选用双层玻璃,中间再充上惰性气体,就可在一定程度上阻断热量散发。35%热量从墙体散发,如采用隔热材料,增加保温层,节能效果就很明显。智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度,其次才是家具的智能化和安全保卫的智能化。实际上,智能化建筑不一定就是豪华的,但它必须是低能耗的。美国有些智能化建筑造价比普通建筑还低15%,因为它们追求合理的结构,讲究实用功能和外观的简洁,利用了可回收材料,而不追求豪华装饰。还可以充分利用地热泵技术,如冰岛等国家,建筑房子时先在地上打两个洞,通过电泵将地下水循环起来,为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国,由于地处海边,太阳能和风能的利用条件得天独厚,使用热泵技术时结合风能与太阳能,用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。所以建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向;护结构保温、隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成,因此,高层建筑的节能首先应为设计者重视。
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。据有关资料分析,地球每年接收的能量有60亿亿千瓦,这么大能量弃之可惜,从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器,阳光不仅对人的身体健康有着很大影响,对建筑的节能也有着十分重要意义。城市规划应注重应用日照原理,合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。如,在北纬40°~45°度地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,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(1)外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料,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。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。
(2)高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板),岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体,笔者认为存在以下不足之处:1)抗震能力差,易松散,与结构构件结合不好,整体性能差。2)不能承受外部装修贴、挂荷载,如:贴石材,安装装饰构件等。3)不能承受有振动的凿、刨的装修,如:剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥。4)墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定,高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%~13%,因此应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。(3)国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,欧、美各国取得不少先进经验。如:美国研制的TB型保温隔热复合砌块;波兰的咬合式保温砌块,两块组合成320厚墙体,在空心砌块内填入高效保温材料,墙体传热系数K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬兰研制的一种空心砌块,空隙之间填入聚胺脂保温材料,300厚,传热系数K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些欧美国家50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。
工程设计是基本建设的龙头,设计文件是工程建设的主要依据,设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示,由设计原因导致的工程质量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6%。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求,即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。
1高层建筑电气设计过程中应注意的问题
1.1高层建筑由于照明及空调负荷多,电梯等运输设备多,给排水设备多,所以用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。
1.2在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。
1.3由于在结构上多数采用大柱距,形成大空间,使墙面安装的设备增多,必然使地面管道增多。
1.4由于建筑构件的预制装配化及干法施工;缩短了施工周期,而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
1.5电气设备的管线应采取防火措施。
1.6空调设备等主要用电设备分散,多数要求集中管理,即要求采用电脑管理和监控系统。
1.7采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
1.8消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,装饰豪华,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
1.9节省能源是我国经济建设中的一项重大政策,节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面,它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
2照明要求
2.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5-10%,并且其最低照度不低于201x。否则,过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大,亮度分布不适当而产生不应有的眩光。
2.2事故照明
当工作照明因故障全部熄灭后,供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明.
2.2.1应设置事故照明场所
a,在正常工作照明熄灭后,由于工作中断或误操作,将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所;
b.在无照明的情况下,由于设备继续运转或人员的通行,将造成设备、人身事故的场所;
c.高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间;公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。
2.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源,一般采用白炽灯或卤钨灯。当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时,又在发生故障不得切换电源的条件下,也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处,还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记,以资区别。疏散指示标志可设在疏散走道距地面高度1m以内的墙面上,以及楼梯口和太平门的顶部,并要安装在非燃烧结构或装修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10%。但标准较高的宾馆等建筑,其事故照明所占工作照明的比例应当为:出口指示灯为100%;楼梯照明为50%;公共场所照明为20%;客房走道照明为50%;一般走道照明为20%;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100%。用于人员疏散的事故照明,其照度不应低于0.51x。
2.3警卫值班照明
在重要的车间和场所或有重要关键设备的厂房、重要的仓库等处设置作为值班时一般观察用的照明称为值班照明。值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分,或者利用事故照明中的一部分或全部。
警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明,应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。
2.4障碍照明
装设在高层建筑物尖顶上作为飞行障碍标志用的或者有船舶通行的两侧建筑物上作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时,应符合下列要求:一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物,除在其最高顶端装设障碍灯外,还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在100m以上者,除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度,可在低于烟囱口4-5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光,应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。
2.5高层住宅室内照明要求
厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头;有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头;楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。十九层及以上的高层住宅的疏散走廊、楼梯和出口应设置供疏散使用的标志灯,其安装距离为10.20m及各转角处;供电继续时间:作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄电池作为事故照明或疏散标志灯的电源时,其连续供电时间不少于20分钟,事故照明的最低照度不应低0.51x,但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平;事故照明及疏散标志一般采用白炽灯,应具有玻璃或金属灯罩,并安装在非燃烧体结构上;大居室宜设置插座两组(其中一组为-个单相二极插座及一个单相带地三极插座;另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座-组(一个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置-个单相带地三极插座;二极插座需采用扁、圆插孔两用型;有条件时宜采用二极加三极的连体式插座;供洗衣机的单相二极带地插座,宜带电源开关;插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4-1.8m(明、暗装普通型);楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关,但需在火警时能保持长明。每层的电梯前室灯应采用一般开关。
参考文献
[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008年版
[2]《供配电系统设计规范》GB50052-95年版
设计师在对山地高层住宅进行设计时,在设计思想上应该遵循以下三项原则或趋势:
(1)山地高层建筑的施工环境具很大的特殊性,山地的地形和气候气温条件都是比较特殊的,因此,设计山地高层建筑的时候,设计人员切不可肆意而为、主观臆断,一定要把山地的全部条件考虑在内,包括地质、地形、地势、气候、气温、河流水源等,充分地结合住宅设计与山地自然条件、自然景观的关系。山地还有其优点,山地景观是其自身最大的优势和特色,所以山地住宅建筑的设计不应该忽略了山地的景观,建筑和景观之间应该相互结合、相互映衬,实现二者的有机统一,突出人与自然和谐共处的设计理念;
(2)山地高层住宅建筑一般都是远离市区的,距离问题使得居住在山地住宅区的居民无法享用市区内的基础设施,鉴于此,为了保证市区居民和山地居民权利的平等性,应该考虑到山地居住区居民的感受,也应该像市区一样建立完备的基础服务设施,本着以人为本的理念设计山地的高层住宅,使得人性化的设计理念自然地融入到山地高层建筑设计法,最终实现便利山地居住区居民生活生产、提高生活水平和生活质量的目的,优化对山地道路的设计,便利山地居住区的出行,与外界加强联系;
(3)建筑物如果坐落在山区中,尤其是高层住宅,更应该实现建筑物与山区自然环境的结合,这就考察到了山地高层建筑设计法师的洞察力,作为建筑物的设计者,自身应该具备较强的生态理念和环境意识,使得设计体现出人与自然地和谐共处与平衡发展,力求符合低碳环保理念。
2山地高层建筑设计法手段
2.1山地高层住宅设计要与山地地形相结合
任何建筑工程项目在施工之前的必备工作都是仔细地勘察施工场地的地形地质,山地高层建筑也不例外,甚至是更有必要,毕竟其处在山区这样一个特殊的位置上,设计人员在正式制定建筑设计法方案之前,就要亲自去施工场地勘察山地的地形,一定要详细、仔细与全面,因为山地高层建筑的建造依据和出发点就是山地的地形。为了增强所获取的地形信息的精准性,设计人员可以利用地理信息系统进行数据的采集与整理,地理信息系统可以自动地实现地形与建筑物的完美结合。当然设计人员始终是设计主体,其首要任务就是分析和研究建筑所选地址的平面,根据山地平面情况确定建筑物的具体坐落位置和形状,如果能保证原有的生态系统不被破坏,可以对原有的地形进行适当合理的改造,以促进施工的顺利进行,保证施工质量和施工的安全性。高层住宅建筑应该尽可能地适应山地地形,根据地形的高低、地势的坡度、高低变化来确定高层建筑的设计要点。
2.2突出山地高层住宅设计特色
为了增强山地高层建筑的欣赏性,使居民更加赏心悦目,设计师在进行设计的时候应该突出山地高层住宅设计特色,提高设计质量,而要想提高住宅品质,最基本的就是实现建筑物与山地具体情况的真正结合,发挥和利用山地天然形成的地形、地貌以及各种自然景观的优势,以此彰显山地高层住宅设计特色。举例来说,如果山地中的水渠较多,那么山水生态就是不错的一种设计理念,可以利用天然的水源设计喷泉或瀑布,这些都是住宅区域亮丽的风景线,着重突出住宅区域的绿色性质,实现自古以来的山水结合,创建一种原生态的、宜家宜居生活环境,使人们感觉生活在世外桃源一样。此外,台地的连接方式是由山地的起伏状况决定的,因此,设计师可以就地取材,利用山地的自然起伏状况体现山地住宅区的空间感,实现建筑物与自然环境、山谷与山顶的完美结合,山地高层住宅区域品质自然而然得到提升。
2.3强调室内设计与室外设计的统一
设计师在进行住宅设计的时候,不但要考虑到住宅小区的整体设计风格,还要很好地设计不同单元的户型,实现整体与部分的结合与统一,以外在的建筑造型、户型设计为依托加强居民之间的内心交流与情感互动。为了提高山地高层住宅区的识别性,也为了方便居民的休闲娱乐,提高居民的生活质量和生活水平,更为了为建筑施工单位树立一个良好的外在形象,可以选择在合适的位置建造一个广场。同时为了适应时展潮流、顺应时展理念,设计工作应该本着节能、环保、绿色、贴近自然的原则进行,体现人与自然的和平共处。
2.4合理组织山地住宅空间秩序
由于山地占地面积较大,山地高层住宅区域也比一般高层住宅区域要大,对于这种规模较大的小区,设计人员应该重视空间秩序组织建设,将道路交通设计纳入到建筑设计法当中。在设计阶段,设计师可以充分利用山地住宅区中的台地和楼梯设计,将人流从住宅区入口广场向住宅区内景观主轴引导,并可在住宅区内的中间台地进行集合广场设计,使人流能够自动分散到住宅区内的各个台地中,避免了人流拥挤和人车冲突问题的出现。
2.5结合山体对基面进行设计
建筑基面设计是建筑设计法中的重点,基面主要是指主体建筑入口位置和外部空间之间的建筑层面。在对山地高层住宅基面进行设计时,设计师应该注意将其与山体进行结合,由于在山地高层住宅中多是采用架空建筑形式,因而使得建筑基面与建筑底面出现不在同一层面的现象,这时设计师可以对基面进行景观设计,以丰富山地住宅区内的景观。