浅议高层建筑结构和设计

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1、浅议高层建筑结构和设计　　摘要：高层建筑影响一座城市环境的平衡，集中注意高层建筑对环境质量的责任，对城市及周围的影响，这和建筑本身的功能方案一样，对设计者都是根本的问题。高层建筑设计必须用协调环境的方法以尝试保持最少的环境干扰性。高层建筑是城市的主要建筑大厦，创造着城市引人注意的轮廓线，它们限定着创造城市活动场所的公共空间．为城市中人们的活动提供布景。高层建筑是城市空间的元素，优秀的高层建筑并不是排斥城市空间的明星建筑而是能一个创造人性的场所，又融入文脉的关系，不去破坏城市空间的和谐。优秀的高层建筑要考虑使用者的需要．以城市的公众利益为追求的目标。我们必须在高层和城市

2、的发展中取得平衡．才能创造出更好的城市景观和适合人们生活的环境．才能沿着可持续发展的道理健康地发展下去关键词：高层建筑；结构设计建筑设计中图分类号：TU97文献标识码：A7对于经济实力还不发达的中国，对于目前设计人员按传统设计法造成财产大量浪费的现状，推行能实现资源合理分配、利用，节约建筑造价的结构优化设计方法是势在必行的，同时也是刻不容缓的。建筑发展是一个高效化、集约化的综合系统工程，建筑设计者必须从当今经济现状和发展趋势出发，建立一个宏观的、合理的结构设计理念，合理确定建筑设计标准、经济性措施和原则，这样不仅满足设计各类需求，同时改善人类的居住环境。一、高层建筑产

3、生的原因及存在理由产业革命带来了生产力发展与经济的繁荣，大工业的兴起使人口集中到城市中来，造成城市用地紧张，地价上涨，城市不断向周边扩展，但城市空间仍然局促。为了在较小的用地范围内建造更多的使用面积，建筑物不得不向高空发展。也是高层建筑产生的根本原因。也可以说高层建筑的产生是社会发展的必然产物，两者相互依存，相互影响。概括而言，高层建筑类型可以被认为是土地经济、金融、城市运输、投资机遇和技术进步、再加上其他原因造成的结果。简单地讲，高层建筑是在一个不大的底层上叠加许多层。从功能上．它能使可用的楼层空间向高出堆积。从商业上，它能使其所有者从土地上获利更多，并且可以放置更

4、多货物、更多的人，和在一个地方收入更多租金。它在经济上的存在是土地高价的结果，土地高价与城市交通便利密切相关，也是配套基础设施和土地利用的必然结果。高层建筑实际上是一种商业建筑类型，它的开发将增加城市的就业及生产力，促进城市的有益发展。同时由于它的发展也推动了与之相关的建筑结构，技术、材料、交通等的发展，进而影响到整个城市的发展。二、高层建筑结构设计特点71.水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另

5、一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。2.轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。3.侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷

6、载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。74.结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。四、某建筑设计控制实例（一）工程概况该建筑是城市建设中的公益设施中的重要项目，作为整个城市构成的高潮组成部分，所面临的现实场景确却是：在高楼林立包下的，相对狭小的用地环境。周边高强度的城市化开发忽略了城市空间环境的护和培育，城市空间秩序较为零乱，人流和车流较为混杂，城市特色和

7、传统文的缺失使城市和建筑都失去了活力。总建筑用地面积0.96公顷，其建筑占地0.65公顷范围以内，所在规划地块的总面积为2.91公顷。（二）设计控制要素1．规定性要求。（1）该建筑选址位于狭小的范围内，用地面积2.91公顷，综合布置建筑、广场、绿地、停车场、租车停靠港、道路等设施。要求功能分区明确，交通组织合理，环境美观舒适；（2）1号地块净面积为8858平方米，作为城市开敞空间，集中绿地不得小于7平方米，尽量利用该地块地下空间布置停车库和商业服务及公共配套设施，合设置地下车库出入口。该地块中场地（地下建筑屋顶）标高原则不得超过临近路面标高（249.