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高层及超高层建筑的定义范例(12篇)

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高层及超高层建筑的定义范文

【关键词】高层住宅楼;高宽比;超限结构;抗震设计

1前言

近年来,随着城市建设的大力开发,为了提高土地的利用率,高层住宅楼中高宽比超限结构也越来越多,这不仅给设计计算分析带来了难度,而且加大了抗震研究的难度,需要根据具体情况具体计算分析和设计,提出合适必要的抗震加强措施。对于结构工程而言,给出结构在不同强度地震作用下的反应值,使研究和设计人员注重对结构地震作用下地震反应分析。在超限高层建筑的结构抗震设计中,有助于提高高层建筑工程抗震设计的可靠性,促进高层建筑技术发展。设计者需要根据具体工程实际的超限情况,必要时还要进行模型试验,业主也需要提供相应的资助,以期保证结构的抗震安全性能。高层建筑工程抗震设防专项审查实践表明,有的工程在抗震审查中由专家组的专家提出某些基于性能的设计要求。

2高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计的重要性和意义

城市化进程让人们的生活质量水平不断提高,而住宅楼是人们生活赖以生存的空间,住宅楼的安全是保证人们生活质量的基本保障。目前流行的高层住宅楼在安全问题上是一项挑战,特别是抗震设计方面的威胁,给设计者和施工者带来了更加严厉的要求。超高层建筑工程是一种建立在现代化技术下的建筑接哦股,在人们对空间的成分利用的前提下应运而生的,反映了人们对充满现代感和时代感的城市生活的追求。超限高层建筑工程自身的结构特点比较复杂,超出了我国对建筑工程的规定,因而其抗震设计是超高建筑工程的重大难题。建筑物的抗震安全性和人民的生命财产安全密不可分,必须认识到超限高层建筑工程抗震设计的重要性。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计只管重要,不仅是人民生命财产安全的重要保证,同时也是社会发展的需要所在。

3高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计研究

3.1高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念

与一般的超高层结构、高宽比超限高层结构一样,高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念也是经济与性能的抗震设计。基于性能的抗震设计,是为了能够根据建筑物的重要性和用途,由不同的性能目标提出的一种抗震设计理念。设计分为不同的抗震设防标准,这是因为在建筑物整个生命期内,可能遭遇发生的地震是不同程度的。为了进一步改善结构抗震性能,相继提出一些新规范及旧规范的修改计划。基于性能的抗震设计,要求结构在不同水平地震作用下具有明确的性能水平,目标性能水平的确定要综合考虑来优化确定。基于性能的抗震设计思想,对于具体的工程结构,设计人员提出几种抗震性能目标及对应的造价,由设计人员根据所选定的性态目标进行抗震设计,使结构满足预期的抗震性能目标。

3.2高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计基本原则

从世界范围来看,抗震的主要原则是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。在实践过程中,大部分建筑物符合了抗震规范设计,但是在中小地震过程中,可能造成建筑物的某些结构正常使用功能的丧失。高层住宅楼高宽比超限结构的抗震设计理念是基于性能的抗震设计理念,如何把这种理念合理并且简单实用地应用到实际中,主要遵循两个基本原则。第一,传统基于力的设计原则,即首先进行基于地震作用的强度设计,然后进行变形验算,采用可靠度理论和优化思想来确定。第二,直接基于位移的抗震设计原则,即采用结构位移作为结构性能指标,这种方法采用结构对应最大位移进行变形设计,与结构实际情况更为符合。

3.3高层住宅楼高宽比超限结构抗震设计要点

针对宽度和高度比超限的住宅楼的设计,其要点是一般连体板主要用来计算建筑物的连体部位和周边,同时还要考虑地震的竖向作用。对在超限高层住宅楼工程中,主要依据就是结构的抗震概念设计,防止出现过大的扭转,对于抗震薄弱部位的保护措施能够加强并得以保证,逐步改善建筑的抗震性能。综合考虑其建设过程中可能出现的各种不利因素和影响,基本要求就是要对框架结构进行超限的程度控制,以满足提高结构的延性的要求。高宽比必须要有一点或者一点以上符合规程、规范的相关规定,要对结构抗震进行计算分析,要求在超限高层建筑的设计中注意对抗震计算的控制,结构动力特性测试和抗震实验也必须进行过操作。

3.4高层住宅楼高宽比超限结构抗震措施

对于高层住宅楼高宽比超限结构来说,抗震设计措施首先是要注意底部剪力墙的厚度的加强,在连梁配筋的时候,采用交叉暗撑这种形式来加强其稳定性。在梁式转换层的设计上,同样也要注意剪力墙的厚度的加强,能够使转换层的侧向刚度符合规定的要求。超限高层建筑工程的抗震设计需要通过对已建成的工程进行分析和总结,抗震实验的验证等方面来实现。在加强构建的强度和刚度,对于每一项的超限,都需要要有相应的解决措施和方法来保证其抗震安全和受力的合理。对结构在地震作用下的内力和变形进行计算分析,应多取一些振型,振型数的取值多少应根据振型有效质量来确定,应验算结构整体的抗倾覆稳定性;并控制这些构件的轴压比,通过调整桩的布置,满足有关规范、规程的要求。

4总结

综上所述,高层住宅楼高宽比超限结构的出现,顺应了国家城市化的进程,也是城市土地资源紧缺情况的必要措施,高层住宅楼抗震设计和研究具有重要意义,抗震设计和研究过程中应该注意和避免一些问题,这对提高我国高层建筑领域的技能和水平,都有着重要的意义和作用。总之,高层住宅楼发展前景广阔,对其高宽比超限结构的抗震设计要求也将更加严格。

参考文献:

[1]牛发民.超限高层建筑结构抗震设计[J].中华建设,2012,(10).

[2]方娇.某超限高层基于性能的抗震设计研究[D].合肥工业大学,2012.

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[4]罗建秀.高宽比超限高层建筑结构设计[J].甘肃科技,2008(16).

高层及超高层建筑的定义范文篇2

[关键词]超高层;可持续设计;绿色技术;建筑造型;LEED认证

1研究背景

近年来,随着技术进步和经济发展,超高层建筑方兴未艾,在我国进入高速发展时期。目前在建的300m以上超高层全球有125座,其中78座在中国①。530m的广州东塔,632m的上海中心,660m的深圳平安金融中心,中国城市的天际线不断被刷新。一方面,作为地标性建筑,超高层建筑的造型对城市空间的重要性不言而喻。另一方面,随着对可持续设计的日益重视,绿色建筑技术的应用在超高层建筑设计中扮演了越来越重要的作用,已成为影响超高层建筑造型设计的关键要素。分析其对建筑造型的影响,对于更好地理解和把握超高层设计具有现实意义。

2超高层与绿色建筑技术

超高层建筑由于其体量巨大,功能复杂,对绿色建筑技术提出了更高的要求。目前在绿色建筑实践上,国内主要采用中国《绿色建筑评价标准》和美国的LEED认证两大体系,此外在2012年还颁布了《绿色超高层建筑评价技术细则》。《绿色建筑评价标准》将建筑星级标准分为为一星、二星和三星(最高为三星)。采用分数计数法判定级别,具体包括:“节地与室外环境”、“节能与能源利用”、“节水与水资源利用”、“节材与材料资源利用”、“室内环境质量”、“施工管理”以及“运营管理”七大项内容②。LEED评估体系是国际通行的绿色建筑评价体系,它由美国绿色建筑协会(USGBC)于2003年开始运作,被认为是世界上最完善最具影响力的评估标准。LEED评估体系主要分为LEED-NC(新建建筑)、LEED-EB(既有建筑)、LEED-CI(商业装修)、LEED-CS(建筑结构)、LEED-H(住宅)、LEED-ND(社区开发)。其中LEED-NC评估体系是适用于新建商业建筑及改建项目。LEED-NC评估内容主要分为六大部分,分别是可持续性场址、节水、能源与大气、材料与资源、室内环境质量、创新与设计③。上述两大体系虽略有差异,但其主要内容一脉相承。由于超高层建筑使用人数众多,对资源消耗很高,采用绿色建筑技术具有非常重要的意义。

3绿色建筑因素对超高层造型的影响

综合分析上述国际及国内的两个绿色建筑体系,可以看到,绿色建筑技术措施在超高层建筑设计实践的影响上可以大致划分为以下五个方面:①场地的选择;②节水与节能;③材料与资源;④室内环境;⑤管理与创新。这些措施对于超高层建筑的可持续设计非常关键,也往往对其造型相应产生不可避免的影响。这是我们在设计超高层建筑中值得深入思考的。绿色建筑技术因素对超高层造型的影响,从设计实践上看是涵盖多个方面的,所造成的结果也是不尽相同的,但总的来说可以归纳为以下几个方面。(1)对空间布局的影响在可持续建筑设计中,通入引入自然通风、采光、绿色植物等以减低能耗,创造舒适的内部环境,使得建筑生态化,是一种传统而高效的手段,事实上,早在20世纪90年代,在国外已经有不少超高层建筑进行了有益的尝试,比如1997年建成的法兰克福商业银行大楼(CommerzbankTower)(图1)。诺曼•福斯特(NormanFoster)通过创新性地引入中庭以利用自然光和自然通风。大楼主体高298m,共60层,曾经是欧洲最高建筑。建筑平面为等边三角形,边长60m,三角形每边均呈弧形向外突出,电梯、楼梯和服务设施位于三角形角端。其生态策略则主要体现在其中庭的创造性处理上(图2),福斯特打破常规,将60层高的塔楼上下分为5段,三角形平面侧边每八层设置一个四层高的花园,花园在平面上按顺时针方向螺旋式上升轮流设置,使建筑中几乎每一个办公室都有直接采光和良好的自然通风。来自这些花园的新鲜空气通过中部的三角形中庭,输送给周围的办公室。空中花园根据其不同朝向种植不同的植物,绿意盎然,视野良好,为大楼内部提供了宜人的环境。这一巧妙生态构思构成了独特的室内中庭。大楼采用双层玻璃幕墙节能技术,具有良好的保温隔热性能,其幕墙窗户可倾斜打开,窗户外侧另装有玻璃,之间留有空隙以便通风。当外界气候无法保证自然通风时,中央控制系统可关闭所有窗户并启动中央空调系统,中庭成为内部通风井。这一创造性的生态学理念自然而然地奠定了大楼的整体空间布局并形成了大楼独特的造型。(2)对外部形态的影响在炎热地区,如何节省空调等建筑运行能耗、降低炭排放量。以获得较高的LEED认证绿色建筑评分,独具匠心的建筑造型将可以起重要作用。比如2012年建成的位于科威特市的阿尔哈姆拉塔(AlHamraFirdoustower,美国SOM事务所设计)高达412m,是阿拉伯海湾地区的标志性建筑之一,大楼造型独特,与一般超高层摩天楼不同,其造型犹如身披着巨大的阿拉伯长袍矗立在科威特湾④,极具雕塑感(图3)。大楼呈不对称造型,北面以玻璃幕墙为主,可饱览阿拉伯海湾优美景色;南面以实体墙面为主,其目的是为了尽可能地引入海湾景色,同时应对沙漠地区的极端气候,尽可能减少南面日照。建筑北、东和西三面均为玻璃幕墙透明结构,与海湾相呼应,而几乎完全不透明的南侧可以最大限度地阻挡沙漠强烈光照。其整体造型极大地迎合当地的气候条件及周边环境,形成舒适的内部空间,大大减低了建筑能耗。(3)对造型细节的优化超高层建筑为减少自重通常采用全玻璃幕墙建筑形式。但玻璃幕墙易给周边建筑带来光污染。为了达到绿色可持续建筑的目标,减少对周边建筑的不良影响,往往需要对其外部幕墙细节进行优化处理,上海中心大厦(美国Gensler建筑事务所、同济大学建筑设计研究院,2008年,高632m)就是实例之一(图4),为了减少光污染,通过计算机分析平滑式和退台式幕墙并加以比较。结果显示采用退台交错方案可有效减少受影响的敏感目标数量、户数和每户影响时间。为进一步降低幕墙光污染,精心控制幕墙玻璃的反射比。此外还采用被动式幕墙节能设计以提高其节能效率,内外双层幕墙的外幕墙采用夹胶玻璃。内幕墙采用低辐射中空玻璃,内外层幕墙之间的空间为热缓冲区域,以降低传热系数。幕墙采用玻璃自遮阳和水平固定外遮阳以减少辐射。这些建筑细节是绿色建筑技术手段的体现,也最终对其建筑造型细部起到了决定性的作用。(4)一体化设计的影响近20年以来,太阳能与建筑的一体化设计发展非常迅速,而风能由于其不稳定性和噪音污染等问题一直很难与建筑进行较好的结合。但巴林世贸中心(BahrainWorldTradeCenter,2007年,肖恩•奇拉ShaunKilla设计,高240m)的独特设计却成功地将大型风轮机集成到建筑当中,可谓风能建筑一体化的典范之作。巴林世贸中心由两座外观完全相同的50层双子塔楼组成,塔楼平面为椭圆形,外观呈帆状,线条流畅,造型优美,深绿宝石色玻璃和白色铝板外皮使大厦与周边的沙漠景观和海上风光交相辉映。建筑师在双塔之间的第16层(61m)、25层(97m)和35层(133m)处分别设置了三座重达75t的跨越桥梁,三个直径达29m的水平轴风力发电机被固定在这三座桥梁之上(图5)。建筑师肖恩•奇拉(ShaunKilla)受传统阿拉伯“风塔”的启发,利用文丘里效应⑤将两座塔楼的平面和剖面设计成椭圆形和帆形,两座塔楼主体如同两片巨型机翼将来自波斯湾海面上经年不息的海风聚拢加速并使其在经过时形成漏斗效应,将风速提高30%,大大提高了风力发电机的工作效率。该项目获得了“大型规划中技术使用最佳奖”和“阿拉伯建筑世界”颁发的“可持续设计奖”。由位于韩国首尔的乐天世界塔(LotteSuperTower123,美国KPF建筑事务所,高556m),是目前在建的世界最高建筑之一。该建筑顶部的设计非常独特,呈含苞待放的花瓣状向建筑顶端逐渐收拢,可以分散风压,减少气流对建筑物的干扰。该顶部安装有风力发电涡轮机,其造型的设计也充分考虑了空气动力学的效能,以便提升掠过建筑顶端的风速,从而大大增加了其绿色再生能源装置的工作效率(图6~7)。(5)建筑“表皮”的影响超高层建筑体量巨大,其“表皮”往往是形成视觉效果的重要因素,而作为建筑内部空间与外部空间的衔接界面,建筑“表皮”也是实现可持续建筑设计的关键。人们日益意识到,超高层建筑的未来可能在于作为一个系统所呈现出来的“智慧”——即对于外部环境的反应。迄今为止,还没有任何建筑“表皮”可以达到生物世界的水平。传统的建筑幕墙是被动而消极的,缺乏对外部环境波动的有效调节能力。未来的建筑“表皮”应当是能够积极有效地帮助建筑本身保持内部小气候的稳定性。LAVA建筑实验室为此提出具有前瞻性的阿布扎比仿生塔(BionicTower)方案(图8),其生态表皮综合了遮阳系统、光伏发电、雨水收集等生态技术并能像真实的皮肤一样感知外界环境,根据外部环境的太阳辐射,温度,气压,湿度等情况进行表皮系统的自动调节(图9)。项目尚处于可行性研究阶段,但是建造具备生物反馈能力的新型“表皮”这一设计思路产生了极具未来感的超高层造型。前述的首尔乐天世界塔的建筑外幕墙安装有光伏电池,这为大楼提供了数量惊人的可再生能源。288m高的英国伦敦尖塔(ThePinnacle,美国KPF事务所)在建筑“表皮”设计中独具匠心。为了让建筑形体看上去没那么巨大,建筑外立面被设计成呈2.5°倾斜逐渐收进的效果。幕墙被分解成为一系列长方形面板,它们逐级后退,该建筑“表皮”由内外两层组成,内外两层的单元面板均具有灵活性并可替换。内部的单元面板用于把建筑空间围合起来,而外部的面板呈现出一种类似于“蛇鳞片”的排布,提供抵御外部气候并实现高效率自然通风。建筑表皮还具备有光伏发电功能(图10)。建筑表皮往往是建筑性能与造型的重要衔接点,正如日本建筑师稹文彦指出:“建筑设计的最主要目标就是达到造型与空间的高度和谐,这种和谐大部分是通过区分内部与外部范围的层——建筑表皮来实现。然而要追求造型跟空间的高度和谐,就必须让建筑表皮扮演一个积极的角色,体现其真实的意义。”⑥事实上,许多前卫性的超高层建筑造型设计往往通过具有新绿色建筑科技含量的“表皮”设计来实现可持续建筑的技术要求,并同时获得了一种全新造型语言。

结语

综合上述,绿色建筑技术已成为建造超高层建筑的重要因素,一方面,日新月异的绿色建筑技术在超高层建筑设计中获得广泛应用并大大提升超高层建筑的品质,减少了碳排放。另一方面,绿色建筑技术在空间布局、造型形态、细节设计、一体化设计以及表皮处理等多方面对超高层造型设计的影响巨大,甚至成为超高层建筑造型设计的决定性因素。超高层建筑是建筑艺术与现代技术的完美交融的结果。其复杂性使得设计具有很大的挑战和难度,从全局上总体把握建筑造型与相关技术的有效协调,把建筑的艺术性与绿色建筑的技术性完美结合起来,才能从一开始就为绿色建筑技术的使用留下足够的空间,并可塑造出属于这个时代的与众不同的超高层建筑新形象。

参考文献

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17JamesSteele.SustainableArchitecture:Principles,Paradigms,andCaseStudies.Mcgraw-Hill(Tx),1997.

高层及超高层建筑的定义范文篇3

关键词:超高层;钢结构;施工技术

超高层建筑的发展是一个国家建筑水平的重要标志,同时也是社会进步的重要体现。目前,很多超高层建筑中普遍采用了钢结构作为主要构成部分,钢结构建筑施工是一项专业性较强的工作,并且对于技术的要求也相对较高,因此我们必须要熟练掌握超高层钢结构施工技术,这样才能够更好促进我国超高层钢结构建筑的发展。

1超高层钢结构的特点分析

超高层钢结构建筑施工是一项较为复杂的工作,所涉及的内容也相对较多。在施工过程中超高层钢结构的安装标准相对较高,并且对于材料的选择以及测量也有着较高的要求,如果出现误差,那么将会影响到整个结构的稳定性。同时,钢结构的建筑施工对于焊接的施工工艺也有着较高的要求,这也是影响建筑结构稳定性的重要因素。此外,起重机的安装、升降以及拆除等也有着一定的规范,每个步骤都需要准确无误的来完成。因此可以看出,钢结构建筑施工不仅有着自身独特的特点,对于建筑施工的细节把握也有着较高的要求,而这也是超高层建筑施工成败的关键所在。

2超高层钢结构建筑施工技术的要点分析

2.1施工前的准备工作

(1)技术准备

施工前期的技术准备包括了对施工组织的设计、施工工艺的评定、施工标准的确定以及施工验收等内容,在每项内容都确定准确无误并且达到标准要求后才可以进行下一项的工作。

(2)吊装准备

由于超高层建筑施工高空作业的特点,对于吊装设备的要求也很高,大多数的超高层建筑施工都采用了自升式塔式起重机,在应用的过程中,需要注意的是起重机随着高度的增加,吊机的实际重量就会相应有所减少,再这样的情况下起重机需要注意钢丝绳的绳容量是否达到极限,这也决定了起重机的其中高度。并且起重机的应用要判断是否合适工程的需要,保证达到使用要求后才可以通过使用。

(3)施工现场的准备工作

施工现场的准备工作也是施工中的重要环节,其中包括了对钢构件的验收、测量仪器的准备以及构建的运输和堆放等,并且由专门的人员来负责组织协调,从而保证施工现场的秩序。另外,施工现场在准备过程中还要注意采取相应的安全防范措施,并且做好警示工作。

2.2框架施工的具体标准

(1)整个标准节的钢结构框架在施工时可以将其分为不同的节框架,而节框架中的结构类型基本上都是一致的,在施工时需要将标准节框架的施工质量把握好,这样才能够更好的提高超高层钢结构框架施工的合理性,而这也是超高层钢结构建筑施工的关键所在。

(2)特殊节框架与标准节框架之间有着一定的区别,按照建筑结构的基本要求施工时采用的框架也会有所不同,特殊节的施工要参照施工方案来进行,并且保证钢结构框架安装的完整性。

底层大厅的网架结构跨度相对较大,在高层建筑内部和旁边位置,通常施工的环境会相对较差,需要采用标准的施工方法来进行施工,同时,结构的位置也要保持在一定的框架下,所采用的方法也要有所规范,避免结构发生偏移。

2.3钢管柱施工

2.4钢梁施工

钢梁吊装采取"两点法"吊装,实施"三梁一吊"。钢梁安装前,必须对钢梁的位置,编号、外形尺寸、连接板的方位等等,进行全面复核,确认符合设计图纸要求后进行施工。安装时按照由上至下的顺序,先装上层梁、后装中层梁、再装下层梁。在吊装与柱牛腿连接的梁时,不能对柱有较大的碰撞,微动撬棍使梁螺栓孔、柱牛腿螺栓孔与连接板螺栓孔对正。若螺栓孔错位较大,则复测梁、牛腿、连接板尺寸及柱安装轴线,严禁强行安装。由于梁与柱牛腿通过两块连接板连接,吊装就位后其上表面往往比牛腿低,因此在牛腿上安置1台千斤顶,其顶部顶在梁端,微升千斤顶使梁上表面与牛腿平齐。安装前必须对柱子连接件与混凝土核心筒壁上的埋件以及钢粱进行预检。钢梁安装到位后,先用与螺孔同直径的冲钉作定位,然后用与永久螺栓同直径的普通螺栓作临时固定,普通螺栓的数量不少于节点总螺栓数的1/3,且不少于二只。临时固定按上述要求完成后,方可拆除吊梁索具。

高层及超高层建筑的定义范文篇4

关键词:复杂高层;超高建筑结构;设计要点

结构设计并不是一项简单的设计工作,其能效发挥与不确定因素的控制效果是相互关联的,尤其是复杂高层的层高特点,会直接造成设计难度的进一步增加,因此这就需要从建筑需求入手,开展有针对性的设计工作,并将相应影响因素纳入重点考量范畴中,一旦结构设计环节缺少对结构布置的合理性规划,不仅后续建筑施工流程难以正常推进,建筑质量更会受到直接影响,而建筑结构缺少稳定性,也会导致其使用寿命不断缩短,因此,这就需要不断强化对复杂高层及超高层建筑结构设计的研究,充分掌握其设计要点。

一、复杂高层及超高层建筑结构设计要点

1.强化对概念设计的重视

在当今社会,设计可以说是建筑施工的灵魂,尤其是复杂高层及超高层建筑,结构设计的优化性也就显得至关重要。目前,我国的设计师也将工作重心放在了高层结构设计上,在实际设计环节根据对设计项目的研究及总结,也逐渐形成了一定的规范化标准,其中最为主要的就是强化概念设计。首先,复杂高层及超高层由于层高较高,这就对结构的稳定性提出了更要的要求,在实际设计环节应当以此为关键点,在结构设计中不断加强对结构受力的均匀性设计,使其更加符合应用的规范化标准。

其次,设计内容中应该涵盖着对应力高效传递的优化研究项目,使其能够在应用过程中实现力的快速分解及传递;第三,在结构设计环节,应当确保其标准内容能够直接体现在结构整体上,实现对结构的完善性规划整理;第四,当今社会的各个领域中都倡导应用绿色能源,减少浪费及污染问题,而这一理念也应当在结构设计中得以灌输,只有这样才能有效提升复杂高层及超高层建筑的环保性能;第五,在推进设计工作时应当在结合工程实际情况的基础上,将建筑材料与结构进行有机结合,使二者能够更加具有协调性,从而从根本上提高材料利用率,使其能够在后续应用中承受高强度的结构荷载力。总体来说,为了将以上几点落实到设计主w中,需要建筑以及结构工程师的密切配合,在互相交流经验及工程项目研讨过程中,不断对设计图纸进行优化调整,使其更加具有参考价值。

2.科学选择结构抗侧力体系

为了在复杂高层与超高层建筑结构设计中,能够充分体现出安全性问题,我国相关设计师总结出,提高结构抗侧力体系的科学性是基础。选择该体系的过程中,应当注重以下几点:结构体系的合理选择应当根据具体的建筑高度来确定,我国相关工作人员在近年来的工作中总结出了不同结构抗侧力体系与不同高度建筑之间的关系。

例如,在建筑高度小于等于100m的时候,该体系最佳组合为框架、框架剪力墙及剪力墙;当建筑物的高度在100~200m之间的时候,最佳体系为剪力墙和框架核心筒;当建筑物高度在200~300m之间时,该体系最佳组成为框架核心筒、框架核心筒伸臂;如果该建筑高度小于600m时,该结构抗侧力体系的最佳构成应该为筒中筒伸臂、巨型框架、桁架、斜撑及组合体;在进行设计的过程中,应注重以上提及的相关结构抗侧力构件能够保持高度的连接,最好能够形成一个统一的整体。

3.高度重视建筑抗震设计

复杂高层与超高层建筑当中,其抗震设计应当在建筑功能充分发挥的基础上进行确立,同时该环节也是确保建筑拥有较高安全性的重要部分。抗震方案在高层建筑当中,最重要的一点就是科学选择建筑材料;实现有效减少地震过程中的能量增加。在这项工作当中,验收承载力是使用建筑构件最主要的方式,并且应当有效控制地震情况下建筑结构的层间位移限值;在实际高层建筑的过程中,结构抗震手段的应用应当在位移的基础上建立,并定量分析相关设计方案,促使地震发生时结构的变形弹性能够对建筑产生一定程度的保护作用;精确分析地震发生时建筑构件会产生的变形及位移在建筑结构中的体现具有重要意义,这样一来,能够对构建变形值进行有效的确立;针对性设计应当体现在建筑构件的生产要求及建筑界面的应变分别当中,同时应当注重场地的坚固性,这也是有效降低地震发生时能量输入的重要方式。

4.坚持高程建筑结构设计经济理念

复杂高程和超高层建筑是一项较大的项目,在结构设计和施工过程中,会面临很多成本输出问题。因此,在建筑结构设计过程中,应该坚持经济型设计理念。对于结果设计方案,应该坚持优化处理,避免在建设过程中由于结构冗长而造成成本浪费的问题。

二、复杂高层与超高层建筑结构设计中确保计算和设计的准确性

1.合理选择分析软件、合理计算结果

现阶段,复杂高程与超高层建筑结构计算软件的种类很多,侧重点也有所不同,在结构设计过程中,设计人员首先应该明确不同的软件的作用,然后根据实际需要合理选择合适的计算软件。与此同时,还应该对具体的设计计算结果进行科学分析,从力学理念和工程设计经验方面进行合理判断,确保计算结果的合理性和准确性。

2.重视荷载与作用方面的考虑

对于复杂高层与超高层建筑的结构设计,由于高层建筑很容易受到风载荷的影响,因此在高层建筑,尤其是超高层建筑结构设计中,应该重点考虑风载荷的影响。例如,在某大楼设计过程中,不仅需要考虑相关设计规范,而且还进行了相关风洞试验,从而提高建筑物的抗风载能力。在具体的试验过程中,设计了一个以1:500为比例的模型在半径为600m的风场环境中进行试验,验证建筑在不同风况下的受力情况。

现阶段,对于地震灾害的预测,在技术方面还有一定的限制,很难准确预定地震灾害。有些发达国家对于地震的研究十分深入,但是依然无法准确预估地震发生的时间和地点。因此,在高层建筑设计过程中,应该加强抗地震力的设计。与此同时,还应该重点考虑建筑主楼、裙楼在地震力作用下的不同反应。

综上所述,随着科学技术水平的不断提高,人们生活质量不断上升,我国城市建设过程中复杂高层与超高层建筑增加,在对这类建筑进行设计的过程中,应当充分考虑到抗震设防烈度、结构方案及类型等因素。经过我国建筑行业近年来积累的经验,总结出复杂高层与超高层建筑结构设计要点包括概念设计、结构抗侧力体系及抗震设计等内容。新时期,我国建筑行业相关工作人员只有在实践中不断加强对这些方面的重视,才能够促进我国建筑业不断进步。

参考文献:

高层及超高层建筑的定义范文篇5

关键词:超限高层建筑工程抗震设计问题

中图分类号:TU198文献标识码:A

1引文

当今社会,城市在发展,高层建筑也成为衡量城市发展的主要指标。在高层建筑上,建筑物的高度不断增加,设计结构也越来越有要求,尤其是针对超限高层建筑上,也提到了抗震设计的必要性。对于超限高层建筑来说,确保抗震设计的完成是直接关系到建筑物的稳定性,也影响到人民群众的直接利益,更影响到社会主义市场经济发展的最终成果。所以,加强超限高层建筑工程的抗震设计是很重要的,这对于提高国家的综合实力来说有重要的战略含义。

2分析超限高层建筑工程抗震设计的必要性

21世纪之后,中国的经济在不断的发展和改革中走上了高速发展之路,也与国际市场融为一体,当今世界有一些国家与我国开始了商务交流。在当前的全球经济一体化的形势下,我国的经济发展也有了超快的进步。不少行业也拿出很多资金用来完善基础建设,不少的大型高层建筑结构不断出现,这些建筑形状千变万化,这里面也包括不少超限高层建筑,它的出现更好的实现人们对空间的充分利用【1】。不过对于这些形状奇特的超限高层建筑工程来说,它们在结构方面也超出了我国在建筑工程上的有关规定和要求,这直接影响到建筑工程结构的抗震需求。当前在超限高层建筑的设防要求上是有规定的,这也是为了高层建筑的抗震设计得到更好的保障。不过由于我国城市化进程加快,不少城市开始崛起,很多经济发达的城市容纳愈来愈多的人口和社会资源。再加上近年来我国发生了多起地震,比如汶川地震、玉树地震都带来了一定的人员伤亡,影响了经济发展,而且地震对建筑的破坏程度也是非常大的,地震的出现对建筑物及市民的生命造成很大的威胁,也给我们带来惨痛的教训。所以,要重视经济发展中出现的问题,针对当前超限高层建筑工程抗震设计出现的缺陷,要意识到抗震设计在超限高层建筑工程设计及施工当中的必要性,才能够更好的加强超限高层建筑结构抗震设计的措施分析,推动社会发展与进步。

3超限高层建筑的特点

超限高层建筑工程是指在高度和结构上超过了国家规定的适用高度及规定范围,它的建筑造成奇特不规范。当今社会城市发展越来越快,出现的超限高层建筑工程量也越大,很多高层建筑的外形较复杂、奇特,目前在我国不少地区也出现了一些标志性高层建筑,比如深圳地王大厦(81层,325m)、上海金茂大厦(91层,420m)、广州中信大厦(80层,320m)等等。超限高层建筑结构主要分析点在平面、竖向不规则、抗风及高位转换等问题【2】。

4抗震设计的基本构思和分析总结

目前,各国在抗震设计上,都符合“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求,这个要求也被称为当前解决地震作用下建筑高度不确定的最好方法,在现实生活中,这种设计要求也得到了社会的认同。像在西方国家,也有不少现代化城市,由于很多建筑物都是按照这个抗震标准进行设计,因此在出现一些大型地震的时候,造成的人员伤亡和经济损失都有明显的降低,不过这种设计要求主要是为了确保生命安全,虽然在大型地震中不会出现建筑物倒塌,确保了生命安全,但在一些中小地震中也会影响建筑物的基本结构,从而出现更大的经济损失。尤其是在人民生活水平提高的同时,更多的人希望改善居住环境,所以在建筑物的装修、非结构布局及高新技术装备方面的花费较高,那么造成这样的损失也非常大。

5.超限高层建筑工程的抗震设计标准

5.1要考虑建筑物的稳定性、承重力和整体的延展性等需求

对于建筑物的安全性,要确保设计结果达到安全标准,另外对一些薄弱环节针对性加固,采用一些补充方法来提升建筑物的稳定性和安全度。要重视建筑物的抗震设计,全面考虑布局类型,避免建筑物出现纵向负重的出现,确保结构稳定。

5.2在设计中要提高抗震防线的级别

建筑物高标准的抗震系统要由许多延伸性好的分体组成,所以,对每个构建进行更完善的组合才可以达到目。在设计高层建筑抗震防线中,要分析地震的情况,设计防线要考虑合理性和多重性,这样才可达到防震及确保安全的目的。在具体环节,要重视建筑物防震构件的刚柔性与延伸性等特点,确保更好的达到建筑物结构在发生地震时避免遭受破坏的可能。另外,增强建筑物防震耗件也可降低地震能量的冲击,更有效的确保建筑物的稳定。设计中要考虑各个构建的关系,逐一对构件及其之间的作用进行检查,使其确保抗震能力,达到建筑物的稳定。

5.3也要对薄弱环节进行抗震处理

在高层建筑物设计中,如确保了整体的安全性,那么就会出现一些薄弱环节,因此要重视薄弱环节的抗震设计,在设计中可利用多种方法更好的提升建筑物抗震力度。在发生地震时,建筑物构件承受的冲击力大,因此要对薄弱环节进行检查,采用建筑学及力学方法综合分析承载力和弹性受力等情况,可针对性加固,对受力点进行综合解决,确保建筑物的稳定,而且也要注意使用中出现的安全隐患应及时解决【3】。

6超限高层建筑工程抗震设计中出现的问题

在进行超限高层建筑工程施工当中,也会碰到很多影响建筑物整体稳定和安全的因素。就拿抗震设计来说,设计中也会出现一些问题,一般表现在一下几个方面:

6.1资料缺乏造成设计不足

我国经济发展也会出现体制的变革,这能在房地产领域反映出来,比如在建筑施工中会出现急功近利的情况。在施工中过分强调施工期限而忽略了施工质量,在没有收集周边建筑信息的情况下进行设计,或在设计没有结束或者完善时提前开工。这种情况,不能更好的搜集施工现场的地质条件及周边临近建筑物的资料,就会导致施工工程的安全性受到威胁,同时也不能达到超限高层建筑物抗震性能的标准。

6.2设计中建筑物结构的平面布置会抗震设计造成影响

由于超限高度建筑物在形状上不规则,所以结构设计及施工都有难度,平面不均衡、长度高于设计要求等情况很常见,这直接影响建筑物整体的稳定及安全。这种情况在抗震设计中可以看到,如结构不规则那么在进行抗震设计及施工中无法找出平衡点,就无法顾及到薄弱环节的加固,那么就会对安全造成威胁。

6.3受力体系对建筑物设计造成影响

在超限高层建筑物设计中,不同的承载结构会出现不同的受力体系,在设计时如考虑到这种承载结构和受力体系的需求,那么就会让受力体系与抗震性能产生冲突【4】。受力结构越复杂,那么建筑物的抗震性能就会降低,直接影响建筑物整体的稳定与安全。

7加强超限高层建筑工程抗震设计的解决方法

7.1确保超限高层建筑物设计前期工作顺利完成

在建筑物设计前期的工作当中,要针对建筑物地质条件、周边环境进行了解,搜索有关数据和资料。在我们对所有影响建筑物稳定及抗震性能的原因进行统一研究后,再开展设计,就可更好的避免因资料不足导致设计或施工缺陷,更好确保建筑物的稳定。

7.2重视设计方案的选择与完善

超限高层建筑工程形状复杂,施工难度大,在抗震设计中要综合分析所有影响因素,不断完善设计方案。在设计中,要进行对比,明确抗震指数与施工方案,考虑多种情况,分类制定设计方案,从中选择最佳方案。这种方法可以在设计中找到一些不足和隐患,更好确保安全性。

7.3完善建筑物结构及受力体系建设

在超限高层建筑工程达到一定的外观要求时,也应该分析结构和安全需求,在抗震设计中,需考虑这种受力体系,利用力学原理找到平衡点,并在此进行抗震防线设计及完善布局,确保建筑工工程达到抗震要求,保证整体稳定性【5】。

8小结

以上分析,加强超限高层建筑工程的抗震设计分析是非常关键的。所以,为确保建筑物的有关防震设防管理更完善,要不断加强建筑物抗震设计的安全性与可靠性,务必要确保建筑物抗震设防的质量。同时,积极探讨国际上的先进知识和技术,针对性制定出适合我国的发展方案,不断加强超限高层建筑工程抗震设计的技能,为人民群众安居乐业创作好的条件,并推动我国的经济体制健康发展。

参考文献:

[1]吕西林.某复杂高层建筑结构弹塑性时程分析及抗震性能评估[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版).2011(05)

[2]张元坤.高层建筑超限工程及超限审查――高层建筑抗震设防概念设计述评之一[J].南方建筑.2013(01)

[3]黄志华,吕西林.上海市超限高层建筑工程的若干问题研究[J].结构工程师.2012(05)

高层及超高层建筑的定义范文篇6

1国内外防火规范的比较

1.1高层建筑划分《民用建筑设计通则》(GB50352-2005)规定,建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。《住宅建筑规范》(GB50368-2005)规定,35层及35层以上的住宅建筑应设置自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统。《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95,2005年版)规定,当高层建筑的建筑高度超过250m时,建筑设计采取的特殊的防火措施,应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证。美国《国际建筑规范》(2009年版)规定,有人员使用的楼面到消防车可以到达的地面的高差大于22.9m的建筑为高层建筑。对于建筑高度小于等于128m的建筑,可采用ⅠB类耐火等级的结构替代ⅠA类耐火等级的结构,但承重柱的耐火极限不应降低。英国《建筑设计、管理及使用消防安全技术规范》(BS9999∶2008)规定,顶层楼板到地面的高度超过18m时,应设置消防电梯和防烟楼梯间且前室内设置消火栓。此外该规范按照顶层楼面高度的不同对建筑耐火等级作了规定,如A2类建筑(人员处于清醒状态且熟悉环境,火灾增长速率为中速火),当顶层楼面高度超过60m时,构件耐火极限不低于2.50h。法国《高层建筑防火安全法规》(2007年版)规定,建筑高度大于50m的住宅及建筑高度大于28m的其他类型的建筑为高层建筑,建筑高度大于200m的建筑为超高层建筑。1972年的国际高层建筑会议将高层建筑分为4类:第一类为9~16层(最高50m),第二类为17~25层(最高75m),第三类为26~40层(最高100m),第四类为40层以上(高于100m)。由此可见,各国对于高层建筑均作了规定,但对超高层建筑的划分并不完全一致。有关高层建筑高度划分标准如下:美国23m、英国30m、法国28m(其中住宅50m)、我国24m,可见几个国家的规定相对而言差别不大,总体上,我国的规定比较适中。我国和法国明确界定了超高层建筑的划分高度,我国为100m,法国为200m,其中我国规范对建筑高度大于250m的建筑作了专门要求。美国和英国没有单独规定超高层建筑,但从消防救援以及建筑耐火等级角度对超过某一建筑高度的高层建筑作了特殊规定。如美国规定对于建筑高度小于等于128m的建筑,可采用ⅠB类耐火等级的结构替代ⅠA类耐火等级的结构,但承重柱的耐火极限不应降低;英国规定人员处于清醒状态且熟悉环境、火灾增长速率为中速火的建筑,当顶层楼面高度超过60m时,承重构件耐火极限均不低于2.50h。

1.2耐火等级各国规范均根据建筑高度及使用功能规定了相应建筑的耐火等级,有关超高层民用建筑主要承重构件的耐火极限要求对比情况见表1。从表1可以看出我国规范中有关柱、梁、承重墙等承重构件的耐火极限要求与其他国家的规定比较接近,但楼板的耐火极限相对偏低。根据国内建筑火灾统计资料,火灾延续时间在1.50h以内的占88%,在1.00h以内的占80%。与之对应国内规范将一级耐火等级建筑物楼板的耐火极限定为1.50h,二级耐火等级建筑物楼板的耐火极限定为1.00h。我国二级耐火等级建筑占多数,这样大部分一、二级耐火等级建筑不会被烧垮。当然,建筑构件的耐火极限定得越高,发生火灾时烧垮的可能性就越小,但建筑的造价要增加。

1.3防火间距各国规范均通过限定防火间距作为防止火灾在建筑之间蔓延的措施,美国规范详细规定了建筑相邻部位的开口要求,当间距大于9.1m时,则对外墙耐火极限没有要求。英国采用相邻建筑外墙所受热辐射强度来确定防火间距,以是否达到引燃木材的热辐射强度12.6kW•m-2作为判定条件,要求建筑到达公共边界或者假定的边界(而非相邻建筑物)的距离为其达到热辐射要求的计算距离的一半。例如,在火灾规模为30MW的情况下,距离着火建筑7.9m的距离处即可达到12.6kW•m-2的辐射强度,从而可以引燃木材。所以在这种情况下,要求其到达与相邻建筑公共边界的距离取7.9m的一半,即不小于4m。法国规范要求相邻高层建筑外墙的耐火极限不低于2.00h或具有8m的防火间距。我国规范也有限制外墙开口的类似规定,如开口面积小于外墙面积的5%时,防火间距可减少25%。对于耐火等级均为一、二级的相邻建筑,高民用层建筑与相邻高层建筑的防火间距为13m,与相邻多层建筑的防火间距为9m。我国规范中有关高层建筑与多层建筑的防火间距规定与国外规范相比较为接近。

1.4避难设施避难层(间)作为高层建筑尤其是超高层建筑重要的安全疏散设施,各国规范均有详细规定。美国规范规定电梯候梯厅在采取防烟措施的条件下可兼做避难区域,同时对避难区域提出了双向疏散要求。对人员疏散存在困难的医疗建筑,美国规范要求可供患者睡觉休息或治疗的楼层以及其他人员荷载超过50人的楼层均应采用挡烟设施分为至少两个烟气控制区,并对该类建筑中的避难区域面积作了规定,卧床病人按照2.8m2•人-1、其他人按照0.56m2•人-1确定避难面积。英国规范允许避难区域设置在受保护的楼梯间内。此外,美国、英国规范均考虑了使用轮椅等行动不便人员的避难需求,其每人占用的面积美国为0.9m2,英国为1.3m2。我国规范对超高层公共建筑设置避难层作了明确的规定,但对超高层住宅建筑,《民用建筑设计通则》要求设置避难层(间),而防火设计规范没有相应的规定,有关超高层住宅设置避难设施的技术要求仍需要进一步完善。

1.5消防救援确保火灾情况下消防车辆能够迅速到达着火建筑,提供消防救援人员进入建筑物的入口,对于营救建筑内的被困人员、降低火灾损失具有重要意义,国内外规范对消防车道(包括其宽度、通行高度和坡度、回转场地等)及消防扑救作业面(包括长度、与建筑的距离等)均有所规定。美国规范中消防车辆可到达的位置与建筑内设置消防设施的情况有关,当建筑内设有自动喷水灭火系统时,该距离可相应增加,如消防车道应能到达距建筑入口15m的位置,此外建筑物外墙与消防车道的距离不应超过46m,当设有自动喷水灭火系统时可增加到137m。英国规范规定消防车应能到达距消防水泵接合器18m的位置。法国规范规定消防车道与建筑物的距离不应大于30m。我国规范通过规定消防车登高操作场地的布置要求,限定其与建筑的距离不宜小于5m,且不大于10m。同时规定消防车与消防水泵接合器的距离为15m~40m。可见国内外规范对消防车到达位置与建筑之间的距离要求比较接近,一般控制在15m~40m的范围内。关于超过一定长度的袋形消防车道应设置回车场地的要求,美国规范规定为46m,英国规范为20m。我国规范规定尽头式消防车道应设置回车道或回车场,但未明确其长度要求,应进一步细化该规定。

2超高层民用建筑防火设计加强措施

综上所述,针对建筑高度大于100m的超高层民用建筑的防火设计,提出如下加强措施:

2.1耐火等级我国规范规定超高层民用建筑的耐火等级为一级,从前文对国内外超高层民用建筑主要承重结构构件的耐火极限对比分析可以看出,我国对于一级耐火等级建筑要求其楼板的耐火极限为1.50h,而国外规范的相关要求均不低于2.00h,可见我国规范对建筑楼板的耐火极限要求相对偏低。为给超高层民用建筑的消防救援以及人员安全疏散提供更有利的条件,建议提高楼板的耐火极限。目前,我国有关楼板的构造做法及耐火性能见表2。由表2可以看出,在楼板厚度为100mm(保护层厚度为10mm),其耐火极限可达到2.00h,楼板厚度达到120mm(保护层厚度为20mm)时,耐火极限可达2.65h。结合国外规范的相关要求和我国实际的楼板构造做法情况,对超高层民用建筑楼板的耐火极限提出如下要求:超高层民用建筑楼板的耐火极限不应低于2.00h。

2.2防火间距我国规范中有关高层建筑与多层建筑的防火间距规定与国外规范相比较为接近。此外,规范中规定在设有防火墙等条件下,高层建筑与相邻建筑的间距可以不限或不小于4m。对于超高层民用建筑,较大的防火间距除有利于防止火灾在建筑之间的蔓延外,也为消防救援提供了有利的条件。考虑到我国超高层建筑的数量及相应的救援和管理条件,建议即使在采取设置防火墙等措施的条件下,也不应调整超高层民用建筑与相邻其他建筑的防火间距。为此,提出如下建议:超高层民用建筑与相邻民用建筑的防火间距应符合高层民用建筑与民用建筑防火间距的相关规定,其间距在采取设置防火墙等措施的条件下也不应减小。超高层民用建筑与工业建筑的防火间距(包括与甲类厂房,与甲类仓库,与甲、乙、丙类液体储罐,与可燃气体储罐,与可燃材料堆场的防火间距)应符合高层民用建筑与工业建筑防火间距的规定,其间距在采取设置防火墙等措施的条件下也不应减小。

2.3避难设施避难层(间)作为高层建筑尤其是超高层建筑重要的安全疏散设施,各国规范均有详细规定。我国《高层民用建筑设计防火规范》对高层公共建筑设置避难层作了明确的规定,但对高层住宅建筑的避难层设置没有提出要求。仅在《民用建筑设计通则》中有高层住宅需要设置避难层(间)的规定。因此,我国建筑防火设计规范中有关超高层住宅设置避难设施的技术要求仍需要进一步完善。可以结合住宅建筑的特点,设置避难间。同时参考美国、英国等国家的规范对医疗建筑的避难区域或使用轮椅等行动不便人员的避难需求的规定,我国建筑设计防火规范在规定高层建筑安全疏散设施时也应考虑行动不便人员的避难需求,为该类人员的安全疏散提供可靠的保障。此外,对于高层建筑避难间的具体设置高度要求,需要考虑到当前消防车辆救援高度一般在50m的实际情况。为此,提出如下具体建议:建筑高度大于50m的高层病房楼,其50m以上楼层每层应设置避难间。建筑高度大于54m的住宅建筑,其54m以上楼层每层应设置避难间。

2.4消防救援《建筑设计防火规范》(整合修订稿)对消防灭火救援要求的规定,补充了现行相关国家标准在消防救援规定方面的不足,但对需要设置回车场的尽头式消防车道的长度要求需补充规定。结合道路中心线间的距离不宜大于160m的规定建议取1/4,即40m。此外,超高层住宅建筑与其他使用功能的建筑上下组合建造时,其裙房屋面如果兼做消防车登高操作场地,应对其屋面板的耐火极限提高要求,以确保消防救援作业的安全,可考虑与防火墙的耐火极限要求一致,即3.00h。为此,提出如下具体建议:一是长度超过40m的尽头式消防车道应该设置回车道或回车场。二是超高层住宅建筑与其他使用功能的建筑合建,住宅部分通过裙房屋面疏散且裙房屋面用作消防车登高操作场地时,裙房屋面板的耐火极限不应低于3.00h。

3结论

基于上述比较分析,对于超高层民用建筑的防火要求,笔者建议在《建筑设计防火规范》(整合修订送审稿)中增加以下规定:

3.1耐火等级。超高层民用建筑耐火等级不应低于一级,其楼板的耐火极限不应低于2.00h。

3.2防火间距。超高层民用建筑与相邻民用建筑的防火间距应符合高层民用建筑与民用建筑防火间距的相关规定,其间距在采取设置防火墙等措施的条件下不应减小;超高层民用建筑与工业建筑的防火间距(包括与甲类厂房,与甲类仓库,与甲、乙、丙类液体储罐,与可燃气体储罐,与可燃材料堆场的防火间距)应符合高层民用建筑与工业建筑防火间距的规定,其间距在采取设置防火墙等措施的条件下也不应减小。

高层及超高层建筑的定义范文1篇7

关键词:高层建筑结构设计

随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高。业主及建筑师的创新艺术使得钢筋混凝土高层建筑发展被广泛应用。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求,下面就结构设计中的问题进行一些探讨。

1高层建筑结构设计的意义及依据

1.1概念设计的意义

高层建筑能做到结构功能与外部条件一致,充分展现先进的设计.发挥结构的功能并取得与经济性的协调,更好地解决构造处理,用概念设计来判断计算设计的合理性。

1.2概念设计的依据

高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质,设计和构造处理原则,计算程序的力学模型和功能,吸取或不断积累的实践经验。

2高层建筑结构设计体系

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自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,且根据实验数据和实际经验,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高层建筑的整体隐定性

对高层建筑来说.在抗震没汁中,房屋的高宽比是一个需慎重考虑的问题。

3.1对整个建筑进行抗倾覆稳定性验算,使地震作用下的倾覆矩与相应的重力薪载在基础与地基交界面上的合力作用点.不应超出力矩作用方向抗倾覆构件基础边长的1/4。

3.2加大建筑物下部儿层的宽度.使其满足规范高宽比的限值,从而保证上部结构的稳定。

3.3使基础有足够的置深度。有些裙楼和高层主楼从地上到地下用变形缝彻底分开.导致主楼基础埋深不够,地震时会使建筑物发生滑移、整体倾斜甚至倾覆

3.4对于高宽比很大的高层建筑,建议采用桩基础,桩基础钢筋在承台内的锚固长度要足够大。因为桩是埋在土中的细长构件,由于桩土摩擦力的存在,桩的抗拔性能较好,从而能很好地抵抗上部结构的倾覆。避免采用天然地基或复合地基上的浅基础。

4结构设计应注意的问题

4.1周期控制

结构周期反映了结构体系的柔刚性,周期越长说明结构的整体刚度越柔,同时结构的位移也就越大,控制结构的位移和控制结构的周期是同一性质的,结构位移与结构周期是息息相关的,前者随后者的增大而单调增长。新抗震规范和高规还进一步提出了对结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期之比的限定规定。对于侧向刚度沿竖向分布基本均匀的较规则结构,其规律性较强,扭转为主的第一周期Tt和平动为主的第一周期T1都比较好确定,但是对于平面或竖向布置不规则的结构,则难以直观地确定Tt和T1。为了便于设计人员执行这条规定,在新规范软件中增加了根据振动方向因子判断各振型的振动形态功能和主振型判断功能。

4.2控制层刚度比

层刚度和层刚度比是两个重要参数。目前计算层刚度主要有三种方法:a.层剪力与层间位移比值方法。b.剪切刚度方法;c.剪弯刚度方法;按抗震规范定义:层的抗侧移刚度实际上就是使层刚心产生单位所需的水平力。层刚度比可以判断各层间的刚度均匀分布,在新高规4.4.2条,l0.2.6条,4.4.3条,5.3.7条对高层结构的层刚比作了规定。

4.3控制扭转不规则

根据新抗震规范3.4.2条及表3.4.2.1的规定,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍,同时抗震规范3.4.3条规定,扭转不规则时,应计及扭转影响且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍;因此通过控制结构的扭转位移,使结构具备必要的抗扭刚度,保证结构满足地震作用下的抗扭要求,更好地满足结构的抗震安全性。

4.4偶然偏心影响

根据高规第3.3.3条规定:计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。做法是把各楼层质心求出后,按规范规定的偏移值向同一个方向偏移。

因是质心偏移,当考虑耦连计算时结构的动力特性均会改变,程序计算出各种组合后按最不利情况进行配筋计算。按“高规”规定,一般工程均应考虑偶然偏心影响。当考虑双向地震作用时可以不考虑偶然偏心的影响,“抗震规范”中规定规则结构不进行扭转耦连计算时,采用增大边榀内力的简化处理方法。实际工程计算建议采用考虑扭转耦连的方式进行计算。

4.5对振型数量的要求

“高规”中第3.3.10条,第3.3.1l条及第5.1.13条规定了计算地震作用时的最少振型数量。实际上最根本的要求是要保证振型参与质量达到总质量的90%以上程序自动计算各个振型数时的振型参与质量,当用户输入振型数量不足时,设计人员可以增加振型数使振型参与质量达到总质量的90%以上。

高层及超高层建筑的定义范文

高层建筑已有150年的历史,是需要而非奇想的产物,它的复杂起源基于人口增长、位置和地价,是技术发明、城市分区制与天时巧遇及工业化、商业与不动产非同寻常地结合的结果。

高层建筑的概念在不同地区、不同国家、不同时期有不同的含义。在我国《民用建筑设计通则》(GB50352-2005)规定10层及10层以上为高层住宅;除住宅建筑之外,高度大于24米的民用建筑为高层建筑,但不包括建筑高度大于24米的单层公共建筑。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)划分为高层建筑的起始高度为28米,和《民用建筑设计通则》稍有出入。

我国高层建筑建设始于20世纪初,20世纪70年代开始超高层建筑的建设,90年代后,全国普遍建高层建筑。高层建筑需要综合考虑地域和气候、环境尺度和规划控制、结构选型与地下空间、设备、节能与智能化、造价与经济、建筑安全和心理学等问题,涉及知识面广。我们应将高层建筑置于相应的城市环境和市场经济背景中从以下几方面去讨论。

高层建筑产品在小城市出现的定位

高层建筑是一种复杂的空间形式,本质上是一种商业建筑类型。以高层住宅为例,其对市场敏感度极高,开发商都很重视的市场策划报告影响甚至决定了高层住宅产品的许多方面,并对居住空间的建筑构造和套型平面的导向产生越来越重要的作用,甚至其建筑层数和风格都服从市场的定位需要,而非设计人的选择。因此,不应强调一般意义的设计任务书,而是要求设计人建立一定的市场意识,重视设计项目的定位,这样,才能使自己的产品能适应当地的市场,才能实现产品的价值。

高层建筑与多层建筑的建筑成本比较

在中小城市,高层建筑的主体结构形式通常为混凝土框架结构,再加上满足高层建筑所需的其他配套设施,其建筑成本约为2000元/平方米左右。而多层建筑的主休结构形式通常为砖混结构,再加上满足多层建筑所需的其他配套设施,其建筑成本约为1500元/平方米左右。因此,明显能看出高层建筑成本要高于多层建筑成本,这对于发展相对缓慢、经济比较落后的小城镇的多数购楼者,还是增加了不小的经济压力。

高层建筑与多层建筑套型建筑面积的比较

多层:使用面积=建筑面积X0.8(0.8-0.95)高层:使用面积=建筑面积X0.65(0.65-0.8)以上数据为估算,因为没有十分固定的,只要高于国家的最低标准就可以。房屋公摊面积、建筑面积及使用面积的计算方法高层塔楼的使用率约为70-75%,高层板楼的使用率约为75-80%,多层住宅的使用率约为85%左右。所谓使用率是指房屋的套内使用面积与建筑面积之比,其中建筑面积等于套内建筑面积(套内使用面积+套内墙体面积+阳台面积)与分摊的共有建筑面积之和。套内使用面积是指实际的房屋利用面积,即,又称地毯面积;而套内面积一般是指套内建筑面积,是套内使用面积与套内分摊面积之和。

通过以上比较,大家都可知道,花同样多的钱购买高层和多层,所得到的实际使用面积有比较大的区别,高层建筑没有多层建筑经济、实惠。

高层建筑的安全隐患较大

高层建筑发生火灾概率较大,火灾补救难度较大。

高层建筑的发展应与当地的消防配套设施及消防服务水平相适应,否则一但出现火灾,会出现因能力不足而无法施救的情况。

各别电梯容易出现故障。

一但不慎高空坠物,容易伤人或损坏财物。

地价对建筑方案的影响

当前我国的小城镇地价占房屋建筑成本的比例很小,要远远低于大中型城市的地价,所以造成小城镇所建的高层建筑成本要比多层建筑成本价格高出许多,并且后期的物业费及维护费用相对较高,这也成为高层建筑在小城镇滞销的一个主要原因。

国家的宏观调控政策

众所周知,近年来国家出台了多种政策对房地产进行调控,取得了一定的效果。把房价降下来,成为我国近期的一个目标。国家花大力气调控,就是让广大人民能住上安心房。所以,建设经济型、适用型住宅是广大人民的需求,这也是大势所趋,符合当前的市场及广大人群的消费心里,特别是在小城市住房的消费主流,价格真正的降下来,老百姓才会真心接受。

建筑首先应强调适用和经济原则,房子是用来居住的和办公的,如果用起来不方便,再好再高的房子也不好。我国是人口大国,土地资源很缺乏,允许一定的高层建筑和超高层建筑是必要的,但有些政府和企业脱离当地实际,把建高层或超高层建筑作为宣扬政绩的工程,建所谓的“地方性标志工程”、“形象工程”树碑立传,盲目攀比,不符合实际,这对当地的发展没有多大意义。

高层及超高层建筑的定义范文1篇9

关键词:超高层;公共建筑;空调系统

中图分类号:[TU208.3]文章编码:

一、引言

近年来,公共建筑中空调设计技术得到了一定的发展,也取得了可观的成果,然而,我们不难发现,在实际设计中由于各方面原因,依然存在一些问题,导致使用中出现一些功能上的问题。因此,本文以此为核心深入探索超高层中公共建筑中空调系统的设计具有一定的现实意义。

二、超高层建筑公共建筑空调系统设计要点

随着超高层建筑中空调要求的增加,尤其是针对于超高层建筑中空调系统长期存在的一些问题,应当从设计规范、规定及标准,列举了在系统设计、设备选型、管道布置等几个方面深入把握设计要点。

1、制冷机装机设计要点

超高层建筑对于空调通风设计要求较为严格,一方面需要考虑在设计过程中不同的安全系数,可能导致单位空调面积的制冷机装容量远远超过手册中要求的的;另一方面在空调系统设计中,由于一些设计人员运用了负荷指标估算的方法来进行核算,难免导致制冷机的装机容量会明显偏大一些,造成投资的资源浪费,严重的会导致一些负荷下的制冷机效率偏低。因此,对于超高层公共建筑空调系统来说,解决制冷机装机问题是最关键的环节。

2、空调循环水泵设计要点

在超高层空调系统设计中,空调循环水泵设计具有重要的地位。目前,我国在空调循环水泵的选择上存在一定的问题,即选择水泵的容量总是比空调系统所需容量大很多,这样无形中会造成严重的浪费现象,除此之外,超大负荷的运用在一定程度上增加了系统的负累,大功率的工作会加入设备的损坏和老化。分析造成容量过大的主要原因,发现设计中对于系统的核算不够标准,结果不够准确,估算一些运行参数无法探知系统的准确数据,从而导致明明做出了设计,而结果与理想产生差距。因此,要求专业人员在设计中,对系统的运行环境进行详细的考察与测量,准确的把握设备的参数,并进行精确运算,从而确保运行状况与实际相符。

3、空调供暖技术设计要点

空调供暖设施设计固然重要,供暖技术设计也不可小觑。在一般情况下,超高层公共建筑供暖技术的设计中,设计人员过多的从入户热力计量角度进行考虑,而忽略了对入户装置的合理设计,在实际运行过程中设计失误会引起不良因素。除此之外,供暖系统的设计除了充分考虑室内设计,还要考虑室内与室外的有效连接。比如:对内部供暖系统的设计中要保证建筑内部公共部分的供暖系统可以满足供暖的需求,而对于楼道、楼梯的供暖设计,不仅要满足供暖的需求,还要充分考虑到因为比室内温度低而引起的结冰现象。

三、超高层空调系统设计思路探析

超高层公共建筑中必须把握技术要领,有针对性的对空调设计中各个系统进行施工,笔者结合某超高层公共建筑空调系统设计,从多角度探析空调系统设计思路。

空调风系统设计

某超高层公共建筑中,空调风系统的设计采用较好的处理方法,具体表现为:大堂、宴会厅、游泳池、健身馆等地方均采用了相对独立的全空气定风量系统,而且在走廊中加装了风机盘管加新风系统。为了便于使用和合理布局,在公共建筑的8~25层采用了风机盘管加新风系统,新风的来源,一部分来自于6层的空气处理机,还有一部分来自于26层设备层中设置的空气处理机。另外,在公共建筑的29层~47层当中分别采用了4管制风机盘管加新风系统,其新风主要来自于28层和47层中设置的空气处理机。为了保证供暖设备热循环良好运行,在49层~58层设置了空气环热泵加新风系统形式,新风主要来自于58层安装的热泵空气处理设备。

空调冷热源系统设计

在本超高层建筑中采用了较为合理的制冷站供冷技术和锅炉供暖技术。其中在1层~6层、26层~46层均采用了地下室酒店中专用制冷站的供冷技术,而在冬季会采用锅炉供暖技术;另外的楼层中,7层~24层是公共建筑的办公部分,同样采用地下室办公制冷系统进行制冷,而冬季采用市政工程中热水二次换热满足供暖需求;由于该建筑47层以上均为出租出售的公寓,为了实现取暖的不统一性,每家布置了一台水环热泵空调,该系统由两部分组成,包括压缩机主机和几台室内机,该系统会采用水环热泵水系统中的闭式冷却塔进行制冷,与底部一样,在冬季由市政热源经换热站换热提供热源,通过冷热源的分析可知,超高层公共建筑中,由于建筑功能需求不一样,所采用的冷热源和设计系统都有所区别。

4、空调水系统设计

该超高层公共建筑涉及到物业管理与收费问题,从建筑功能上区分,主要分为三个部分,分别是办公区域、酒店、公寓,在处理空调系统设计中也将三个部分逐一独立开来。其中,酒店部分的空调系统采用的是4管制,一次泵变流量冷冻水系统。而酒店区域的空调热水主要由锅炉房提供,以汽-水换热器完成。办公区域中空调系统与另两个区域不用,采用的是2管制风机盘管加新风。根据不同的区域功能,为了方面使用,采用不同的空调水系统设计,可以更好的实现超高层的冷暖提供。

5、机械通风与防排烟系统设计

超高层公共建筑,尤其是餐厅、宾馆等公共建筑的设计过程中,地下室需要做好排风、补风和排烟系统,其中塔楼一般将送风系统区分为三个区域,分别是地下室部门、1层~26层、27层以上。而对于餐厅、厨房、游泳池和桑拿等地区都会设立对立的排风设备。为了收到良好的排风效果,超高层公共建筑的排风和空调新风相结合进行排风热回收。

四、结束语

总之,超高层公共建筑在我国建筑中越来越占据主要位置,而这个空调系统设计也带来了更多挑战,要求设计师在原有经验基础之上,不断总结和探索,适用于超高层公共建筑的空调设计系统,以便在节约能源的基础之上,推进我国超高层建筑的发展。

参考文献:

[1]郭红军.公共建筑空调系统设计综合能效比计算方法的研究[D].重庆大学,2010.

[2]崔玉彬.公共建筑空调系统能耗指标及其参数获取方法研究[D].山东大学,2011.

[3]周小伟.重庆市既有公共建筑空调系统节能诊断研究及节能改造评价体系构建[D].重庆大学,2012.

高层及超高层建筑的定义范文篇10

关键词:超高层建筑建设多高的建筑就可以称为“超高层建筑”?在我国的建筑规范中并无明确的规定。在我国的(高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-2001年版)中,只规定了:10层及10层以上的居住建筑,或高度在24m以上的公共建筑,称之为“高层民用建筑”。至于对“超高层建筑”则无明确的界定。在该规范中,只在避难层、停机坪、消防水压、灭火设施、正压排烟及火灾自动报警等方面,对于高度超过100m或层数超过32层的民用建筑有特殊要求。依此理解,是否100m可以作为“超高层”与“高层”的一个界限呢?我认为是合适的。从日本的(消防法)来看,它对高层建筑的界限是定在31m高或10层的建筑物。在1999年日本出版的一本著作中,进一步将高度在100m以上或25层以上的建筑物定义为“超高层建筑”,并将高度在300m以上或?5层以上的建筑物称为“超超高层建筑”。实际上,到2000年,日本的第一高楼还只有296m高(横滨的置地大厦,地上70层,地下3层,1993年建成)。

我国高度在百米以上的超高层建筑的建设,开始自20世纪70年代。当时突出的例子是115m高的广州白云宾馆,它建成于1976年。80年代,我国在经历文革浩劫之后,转入改革开放的局面。为了适应经济发展的需要,有一批百米以上的高楼崛起于沿海开放地区。首先集中在广州和深圳,上海、天津间有一些,尚形成不了气候。真正成群的高楼耸立是在90年代。特别是在1992年以后,改革开放的大好形势进一步形成,一栋栋擎天巨厦矗立在祖国的土地上。仅从中国建筑科学研究院的统计来看:截至1996年底,全国最高的百栋建筑物中,最低的为120m,高度在200m以上的有8栋。到了1998年底,全国最高的百栋建筑中,最低者为150m,200m以上者有20栋,最高为420m.其中高度在300m以上的就有深圳的地王大厦(325m,81层,1996年建成,世界高楼第十一位)、广州中信广场(322m,80层,1996年建成,世界高楼第十二位)和上海金茂大厦(420.5m,88层,1998年建成,世界高楼第三位)。这都够得上“超超高层建筑”了。据不完全统计,全国现有高层建筑46660栋,百米以上的超高层建筑有850栋。

到了2000年左右,全国好几个地方都提出了拟建超超高层建筑的规划,仅在北京见诸报端的就有两栋300m以上的高楼和3栋500m以上的高楼。

2000年8月,金茂大厦开业一周年,上海举办了国际超高层建筑经营管理研讨会,邀请了世界上最高的4栋大厦的物业主管经理参加,即吉隆坡的双塔、芝加哥的西尔斯大厦、上海的金茂大厦和纽约世贸中心。纽约世贸中心的物业主管经理AlanReiss相当仔细地介绍了纽约世贸中心的管理经验,特别是在1993年遭受恐怖分子汽车炸弹袭击之后,所采取的一系列应付突发事件的措施。我们当时听了,很佩服他们考虑周到。但是当时没有想到的是,仅仅过了一年,“9.11”事件就将纽约世贸中心夷为平地。而Reiss先生是否罹难,亦不得而知。这次会议还邀请了日本第一高楼横滨置地大厦和韩国第一高楼汉城的六三大厦的主要负责人参加了会议。这次会议开得很成功,但是对国内建设界的影响并不大。

超高层建筑由于其体型巨大,功能复杂,容纳人员众多,投资十分庞大。通常由于它特殊的地位,成为一个地区的地标式建筑。近年,对这类建筑物称之为科技的集中体现,综合国力的象征,城市的标志等等,都是恰当的。其本身确实是体现了多方面的物质成就。它要耗费大量的人力、物力、财力。金茂大厦的每平方米造价大体上要20000元人民币,每天的正常运行费用约需上百万元人民币。所以,超高层建筑的建设和维护要耗费大量财富。就现代超高层建筑的巨大维护费用来说,已经失去了早期建造这一类建筑是为了节约用地的意义。按照英国DEGW在1999年公布的文件,将建筑物的寿命(生命周期)定为65年的话,其建设费用与维护费用之比约为1:3至1:4.若以上海金茂大厦每天的维护费为100万元人民币计算的话,65年寿命约需237亿元,差不多为建设费用的4.5倍左右,这是个很大的数字,是任何建设者不得不考虑的问题。

一、普通问题转化成特殊问题

从土建工程角度来看,建造超高层建筑,技术上应该是没有什么问题的。我国几度提出过要建造高度在500m以上的大楼就说明技术是可行的,有人说“从技术上说,建筑?km高的大楼也是可以的”。但是,从设备和设备系统角度看就不那么些简单了,超高层建筑绝不是普通建筑的拉伸或简单叠加。在一般建筑物中的一般问题,到了超高层建筑中都成了特殊问题,需要特别关切和处理。在这些问题之中,某些问题到了超超高层之中会更加变本加厉地凸现出来,甚至,一些问题成了国际性的疑难杂症。

转贴于

高层建筑要承受侧向的风力,这一点是勿庸置疑的。但是,对建筑物影响多大?一般说,在正常的风压状态下,距地面高度为10m处,如风速为5m/s,那么在90m的高空,风速可达到15m/s.若高达300-400m,风力将更加强大,即风速达到30M/s以上时,摩天大楼产生的晃动将十分剧烈。纽约世贸中心在春季刮风时,通常摇晃偏离中心6-12英寸(15-30cm),在强飓风作用下,位移可达3英尺(1m),设计按最大风力下的最大偏离为4英尺(7.3m)。据报告的资料,芝加哥西尔斯大厦在大风情况下最大偏离中心可达6英尺(2m),据说他们装了陀螺平衡装置后可调到5英尺。上海金茂大厦的项点位移按风洞试验可达0.9-1.2m.

对大楼的这种晃动,纽约世贸中心的经验是首先考虑它对电梯的影响。电梯被视为超高层建筑的“生命线”。纽约世贸中心有246部电梯,当电梯高速运行的同时,如果大楼的晃动超过6英寸,电梯的钢缆就会因时紧时松的受力不均受到伤害,并造成危险。为此,他们专门设计了一套报警系统和电梯钢缆的随动跟踪机构,可以及时调整电梯钢缆的长度乔口受力情况。

另外一个在普通房屋中不会出现的现象是:到了冬天,在气温较低的情况下(纽约世界中心的资料是气温低于-6摄氏度),会由于低层(特别是一层大堂)和地下室的冷空气窜入电梯井,经烟囱效应形成强大气流,造成电梯关不上门。而且会将底层的一些气味带到高层,如厨房的气味、油烟味等,此时如在底层或地下室有电焊操作或燃气泄漏就可能将火源随气流带到高层,极端危险。同时,由于电梯轿厢与井壁间的缝隙很小,在电梯移动时,气流的摩擦会产生啸叫,这种现象在金茂大厦也有出现。据对于超高层建筑设计极有经验的美国SOM设计事务所说,这是个国际性难题,目前尚未找到很好的解决办法。

几栋超高层大楼都曾出现过断电、跑水等事故。从管理上看除了做好预案,防止事故发生和做好备用系统以外,一旦事故出现,如何抢救,是否有一位掌握全局、了解本系统一切细枝末节的人十分重要。上海金茂大厦的管理层就曾对没有一位掌握该建筑14000多个阀门的人感到十分遗憾。

擦玻璃也成了管理这些庞然大物的一个麻烦。金茂大厦的幕墙有,0.8万平方米,据说两架擦窗机连续工作,一年才能把所有的玻璃擦一遍,而且,由于建筑外形凹凸起伏太大,檐部又挑出很多,有的地方达3m以上,擦玻璃相当困难。

以上几个例子,只是说明对一般房屋或者一般楼房来说很普通的不成为问题的问题,到了超高层建筑中都成了问题,及至成了大麻。原因就在于它特别高,特别复杂,造成了设计、施工和管理维护诸多方面与众不同之处,点点滴滴都要认真对待。

二、消防是重中之重

在上海会议上,6座国际顶尖知名建筑的管理者都提出了一个共同的重中之重的问题,那就是:防火。在这方面要有更多的考虑和预防措施。

超高层建筑通常功能多元化,设备又十分复杂。其本身可能引起火灾的因素甚多,如电器设备多,维护、管理和使用不当;明火管理不善、吸烟;机械故障或施工操作不当。如再加上天灾(雷击起火)、人祸(纵火破坏),可以说火灾的潜伏性和可能性是很大的。若就火灾的成因来分析,尽管一般的普通房屋潜伏的火灾危险性和成因也不外乎这几条,但对于超高层建筑来说,一旦火灾形成,较一般建筑具有更大的危害性。据上海市消防局总工程师沈友弟分析,主要有以下三个方面:

1、火灾迅速蔓延扩大。这除了超高层建筑中有较多的可燃物质(装修材料、家具、物品、管道保温材料、电线包皮)以外,超高层建筑的垂直管道、井筒形成了若干纵向的烟筒。火灾时,其拔风抽力效应会助长火焰和烟气的蔓延,而高度愈高、抽力愈大,此种烟筒效应就更加强烈。在超高层建筑中烟气沿楼梯间或井筒垂直上升的速度约为每秒3-4m.一座100m的建筑,如无阻挡,只要半分钟即可将火势引至顶层。应当说,对超高层建筑来说,这种“烟筒效应”是最可‘咱的,也是最难于防范的。尽管可以在某些管道中设防火阀,但有时控制失灵或不能严密闭合都可能有火溢出而延烧。此外,火焰自窗口喷出沿外墙延烧至上一层,或借风势将火星或火焰水平吹出,引燃附近其他建筑物的情况也时有发生,建筑物愈高,可能吹得愈远,危害愈大。

2、人员疏散困难。超高层建筑特别是超超高层建筑,常常聚集了大量人员在内工作、生活,如纽约世贸中心双塔内容纳的工作人员为40000人,每天还有6000名观光客。一般来说,300m以上的高楼均可容纳万人以上,在火灾发生的时候,除消防专用电梯以外,一切客货电梯均须立即降到底层,不能使用。于是大量人流需通过楼梯疏散。层数愈高、人员愈多,所需的疏散时间也愈长。成千上万人要从数百米的高楼走下、走出,少则数十分钟,多则要数小时。而且,这种疏散不能寄希望于消防云梯车,一则是数量有限,何况这些云梯车还要进行灭火等高空战斗作业;另一个是云梯车高度有限,我国的规范中消防的高空作业高度定在24m,而上海、北京等几个大城市消防云梯车的最大高度也就只能到达33m.

高层及超高层建筑的定义范文篇11

关键词:结构设计,高层建筑,概念

Abstract:buildingtypeandfunctionmoreandmorecomplicated,thenumberofhigh-risebuildingincreasing,thestructureofthehigh-risebuildingsystemisalsomoreandmorecomplex,designinghigh-risebuildingstructureengineeringdesignhasbecomedifficultandkey.High-risebuildingstructuredesignisinhigh-risebuildingcharacteristicsofthestructuredesign,andtomeetsafety,applicable,durable,economicandfeasibleconstruction,attherequestoftheprovisionsoftherelevantdesignaccordingtothestandardofbuildingstructuresoveralllayout,technicalandeconomicanalysis,calculation,structureanddrawingwork,andseekoptimizationprocess.

Keywords:structuredesign,highbuildings,theconcept

中图分类号:TU318文献标识码:A文章编号:

高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大,而建筑结构设计方面的变化也越来越多,很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑类型与功能越来越复杂,高层建筑的数量日渐增多,高层建筑的结构体系也是越来越多样化,高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势,应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。

1我国的高层结构建筑的发展

1.1钢材的国产化国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求,制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000),比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)又前进了一步,其性能指标优于国外同类产品。

1.2钢结构设计国产化国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定,在一般情况下,应遵守规范的规定,否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大,具有可操作性。

1.3高层及超高层结构体系对于高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过100m为超高层建筑。

对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

2如何做好高层建筑结构设计

2.1对结构构件进行优化设计和施工图设计

首先是进行结构单个构件内力和配筋计算。计算结构不超筋,并不表示构件初始设置的截面和形状合理,设计人员还应进行构件截面优化设计,使构件在保证受力要求的条件下截面的大小和形状合理,并节省材料。因为构件截面的大小直接影响到结构的刚度,从而对整体结构的周期、位移、地震力等一系列参数产生影响,不可盲目减小构件截面尺寸,使结构整体安全度降低,因此在进行截面优化设计时,应以保证整体结构合理性为前提,在施工图设计阶段,还必须满足规范规定的各项具体措施和要求。

2.2做好结构方案的概念设计

结构设计人员在进行设计时不能盲目完全信赖和依靠计算机,只要高度重视概念设计才能设计出经济合理的结构。结构的概念设计与建筑师的方案设计是相互协调和影响的。结构概念设计的目的首先是在初步设计以前为所设计的工程项目设定一个总体性的方案,根据建筑意图和使用功能的需要,根据当地建造条件、材料来源和业主对资金的使用等多方面因素的要求,使得下一步的设计施工和维护使用都能做到又好、又快、又省。其次,在结构的概念设计中还应该确定选用一个合理的高层建筑结构体系。

2.3选择合适的基础方案

基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。

2.4合理选择构方案

一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。

3建筑结构设计的计算与其分析

3.1随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。

3.2结构计算阶段的内容有荷载的计算、构件的试算、内力的计算、构件的计算其中荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。而构件的试算是根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。

高层及超高层建筑的定义范文篇12

关键词:超高层;建筑设计;绿色策略

建筑工程对自然资源的消耗比较大,所造成的污染和浪费的情况也比较多,在以前对建筑的建造要消耗大量的树木以及土地,对环境造成了很大的伤害,为了对环境的问题进行治理,就必须要提高我国的建筑水平,减低对资源的消耗,使用新型的能源进行建筑,保证建筑的过程的低碳性。要做到这些必须要在建筑设计的阶段注意对这些问题的处理,从建筑设计上对整个建筑的绿色性以及环保性进行合理的规划,从而从根本上提高我国的建筑水平和人们的生活质量,促进我国社会的可持续发展。

1、超高层建筑设计的发展趋势

人类社会的发展伴随着对环境的破坏,尤其建筑规模的扩大对城市的土地资源的占用也与日俱增,随着城市化的不断发展,城市人口也越来越多,所需的住宅也就越来越多,普通的住宅已经不能满足人们的生活需求,而且对土地面积的占用也很大。超高层建筑的出现可以有效的解决对土地占用的问题,但是同时也伴随着对自然资源的消耗问题,为了保证超高层建筑的稳定性和可靠性,对混凝土以及钢筋的消耗也比普通的建筑更多吗,这也就造成了超高层建筑的不够节能环保,对资源消耗过大,也容易产色灰姑娘很大的浪费的问题。随着社会的不断发展,人们也逐渐意识到了保护环境的重要性,所以对超高层建筑的节能性和环保性也就更加的重视,并认可的超高层建筑的低碳以及绿色建筑的理念。绿色建筑就是低资源消耗,高自然资源的利用率,产生的污染也少。所以在对超高层建筑进行设计的过程中要考虑到对资源的消耗问题,采用新型的设计材料可以代替一些不可再生的资源进行建造,可以有效的提高建筑的水平,另外设计人员也可以通过对室内的采光以及通风的设计,减少对电能的消耗,更多的对可再生的自然资源进行利用。

2、超高层建筑设计绿色策略应用的必要性

通过对上述内容的介绍我们知道绿色的超高层建筑和普通的超高层建筑相比更具有优越性和环保性,通过对新能源的采用以及对室内采光以及水系统的设计可以提高对资源的利用率,从而减低了对资源的浪费,节约了大量的成本,使得超高层建筑的经济效益和环境效益都得到了提高。绿色的超高层建筑还可以实现对电能以及水资源的循环利用,并可以利用太阳能对室内的温度进行调节,节省对空调的使用,减低了对环境的污染,同时通过采光的设计,也可以降低了电能的使用,从而也实现了真正的环保节能,促进了我国建筑水平的提高。所以绿色的超高层建筑是社会发展的必然趋势,可以推动我国环境的水平的提高,促进我国城市化又好又快的发展,进而也推动了我国经济和环境的共同发展。

3、设计要点

在我国的建筑中,超高层建筑和哦普通的建筑存在着很大的不同,这其中最明显的不同之处及时高度,因为层数多、高度高所以对设计技术以及施工的要求也是非常高的,要建设一个具有安全性和绿色性的超高层建筑就必须要严格按照设计的原则以及功能性进行设计,对高层建筑的节能方案进行研究,设计出符合建筑实际的绿色建筑。超高层建筑的设计的要点要从其内部空间的设计以及房顶的设计来考虑,才能设计出低碳环保的绿色建筑.

3.1空间组织

在进行绿色超高层建筑设计中要注意对空间的设计和布置,超高层建筑对地面的占用面积相对比较少,但是对高空的面积占用比较多,.对城市中的空间的影响以及人们生活的影响也比较大,所以对其外形以及功能的设计尤为重要,所以为了提高超高层建筑的空间感,就要对其内部的空间分布进行研究,并设计出合理的空间感,比如可以把超高层建筑设计成一个多功能的建筑,为人们的生活提供更多的便利.另外还可以通过对室外装饰设计,为了降低超高层建筑对人们的压迫感,使得超高层建筑和周围的建筑以及街道能够更好的融合,可以在高层建筑上画一些图案或者设立一些生活化广告招商的位置,这样不但可以提高超高层建筑的环保性还可以起到美化城市的作用。同时设计人员还要注意在进行超高层建筑设计中对低碳材料的选择,尽量不要选择那些对城市有污染的材料,也要注意对通风位置以及采光设备的设计,这样可以有效的对建筑室内的温度进行控制,还可以降低建筑施工中对环境的破坏以及对资源的浪费。

3.2顶部设计要求

超高层建筑顶部是构成城市天际线的重要因素之一,造型独特的顶部设计对超高层建筑的整体形象起着画龙点睛的作用,并成为林立在建筑群中区别于其他建筑的一个重要标志。如要使超高层建筑的顶部在白天透射出天空的湛蓝,晚上成为灯塔,其顶部与主体立面形成退台,这就需要通过增加高度来进行视觉修正。运用”隐蔽”的手法:采用高高的女儿墙.精巧的屋顶,半透明的建筑材料将顶部的功能用房隐藏起来。顶部条纹在材料、色彩上和中段相呼应。主楼的平面呈切边三角形,为不等边六角形,顶部则收缩为三角形,就象一颗璀灿的钻石镶嵌于屋顶,装点着城市的天空。若在顶部不仅设置设备用房,而且再设置一个空中会所,集休闲、娱乐、餐饮于一体,即解决了隔热、遮阳、改善室内微气候以及节约资源等功能,又使人能感到前所未有的大气之感,一览众山小的气魄.望尽全市风景。

4、结构体系

超高层建筑高耸挺拔,但对结构设计无疑是个不小的挑战,地震作用是决定选择其结构体系的关键。显著提高工作和生活效率:超高层建筑将工作和生活设施适当集中,一般性工作和生活问题在建筑内部即可解决,极大地方便了人们工作和生活。根据超高层建筑结构的复杂程度和不规则性,确定结构抗震性能化设计的合理性能目标,采用弹性、弹塑性的方法进行分析,对结构不同部位采取不同的加强措施。人为控制结构在地震作用下的损伤顺序和程度,达到合理的结构抗震设计。虽然钢结构体系在超高层建筑结构设计中具有很多优点,但其缺点是导热系数大、耐火性差。因此,结构体系为全现浇钢筋砼结构体系,主楼平面呈切边三角形,利用楼、电梯间墙体形成内筒。

5、结语

总之,在现代城市的发展进程中,超高层建筑必将成为未来主要的城市建筑发展方向,为了减少建筑对自然生态环境的破坏,促进绿色城市建设的发展,在进行超高层建筑的设计中,必须要引入一定的绿色策略,通过对空间组织以及结构体系等方面实施环保节能的技术措施,加强建筑的节能多元化发展。使超高层建筑真正成为一个具有节能、环保、绿色品质、景观特色以及实用价值的现代化城市建筑。

参考文献:

[1]穆慧敏.谈绿色建筑与节能环保的关系[J].黑龙江科技信息.2008(22)