论文部分内容阅读
【摘 要】随着建筑行业的快速发展,建筑设计成为人们关注的重点,高层建筑结构设计比较复杂,因此我们要因地制宜的实行全过程的管理和控制,以使整个高层建筑结构设计安全可靠、经济合理,工程建设顺利进行。基于此,本文就高层建筑中建筑设计要点进行分析与研究。
【关键词】高层建筑;建筑设计;技术要点
引言:
随着我国高层建筑的不断发展以及建筑功能的日益复杂化,给高层建筑结构设计带来日益趋增的难度挑战。如何在设计中做到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工,是每个设计人员要面临的问题。而掌握高层建筑结构设计要点,正确合理地处理结构设计时所出现的各种问题,更是结构设计人员必须具备的一项基本素质。
一、高层建筑结构的设计要点
(一)控制结构的位移角指标
建筑高度的增加,由于结构侧移和建筑的高度四次方是成正比,会导致水平荷载作用之下的结构侧向产生更大的变形,因此结构刚度必须足够大,同时随着建筑平面功能的多样性,还要考虑抗侧刚度的均匀性和连续性,避免出现局部的薄弱部位,保证结构在水平荷载作用下所产生的位移角是在规范限定范围内的。
(二)水平荷载
影响高层建筑结构设计主要因素的是水平荷载。在高层建筑里,随着高度的增加,在其他条件都相同的条件下,风荷载作用和水平地震作用都会相应的增加,水平作用的增加,直接影响高层建筑对于结构设计中各项指标满足规范的限值提出了挑战,继而要求高层建筑结构应具有更高的刚度、强度以及更高的承载力,这些给建筑结构设计人员提出了对这些指标控制越来越难以实现的趋势。
(三)竖向荷载
竖向荷载在高层建筑结构设计中的影响和水平荷载是互为影响的,即随着建筑高度的增加以及建筑功能的复杂,必然导致竖向荷载的增加,这就会导致水平地震作用的加大,竖向荷载的增加和水平地震的加大,继而影响结构构件的截面加大,这样就会影响到其他设计专业的功能布置。对建筑及其他专业灵活的运用规范,更加合理的布置功能提出了越来越高的要求。
二、高层建筑设计的原则
(一)场地适应性原则。场地适应性原则主要指的是高层建筑的地基承载能力和其抗震能力能够符合建筑的整体需要。
(二)空间整体原则。高层建筑的设计不是一个单一的结构体系,而是由许多子结构与若干的组成部件构成的一个整体的空间结构体系。只有这些子结构与部件能够协同与配合,才能保证整个建筑的空间整体性与其整体的稳定性。而一个结构的整体抗震能力与其各自的子结构与部件的刚度,强度,受力状态分不开。
(三)功能适应性原则。高层建筑的设计因其功能不同,一般具有不同的功能空间特征。因此分别具有不同的结构体系模式,它们相互之间的空间布置也会有很大差别。要求不同的内部空间特征与不同的结构相适应。
三、高层建筑的设计要点
(一)高层建筑的设计规范
高层建筑的设计规范有两种不同的形式,即推荐性的与强制性的,现在在许多的发达国家,多采用的是推荐性的设计规范,由于结构的工程各有其自身的特点,設计人员在设计时不可能完全依照规范,而是以规范为指导,根据自己的理论知识以及经验判断,因此在推荐性的规范下,设计人员应当负全部责任。
(二)高层建筑设计中的安全
高层建筑的安全问题涉及到防火、抗风、消防、配电、安全通道、电梯等很多方面。为了确保高层建筑运行安全,要建立健全的安保体系,引进专业的人才进行安全设计与维护,对各个环节制定严格规范的安全手册与标准并严格执行。此外,也要加强对高层建筑业主、租户的宣传教育,建立相互监督管理机制以及各种突发事件的处理机制。
(三)高层建筑电气设计
1.消防电源与配电
(1)供电电源必须是来自于两个不同的发电厂,保证一个要是遇到问题或者突发事件无法正常工作时另一个也可以正常工作,从而确保建筑的正常运行。(2)供电电源来自于两个不同的区域变电站。(3) 一个电源来自于区域变电所而另一个是自备的发电设备。目前在一般大多数设计中都是采用了第三种方案,经济合理。
2.电梯
电梯在设计中要保证位置合理,让电梯在运行中的噪音不会打扰用户的正常生活。电梯的最大载荷也要根据居住结构作相应的调整,保证居住者平时出行上的方便和快捷。
(四)高层建筑设计中的排烟
排烟问题也是高层建筑设计中的的一个重大问题,排烟不畅往往会伴随着高层火灾事故,而且由于烟气窒息或是中毒而造成人员伤亡事故也是时有发生。其主要原因是,很多高层建筑在设计中为了提高使用面积,将居住用电梯与消防电梯合二为一。
(五)高层建筑设计中的垃圾处理
高层建筑中由于其设计在城市的繁华地段,往往人口密度也很大,这就会造成在短期内产生大量的生活垃圾。在这样的背景下,这就需要高层建筑的设计者有针对性地设计出垃圾通道,使用户可以通过垃圾通道很方便地把垃圾送进统一的收集间内进行集中处理。
(六)高层建筑防火设计
在进行高层建筑的结构设计时应当着重考虑防火防灾的功效,凸显出防火放防灾的重要作用。这是由于高层建筑的一些建筑材料虽然具有耐热的特性,但是耐火的功效却不甚理想,一旦放生火灾的话极易造成重大的损失。并且由于高层建筑与地面之间的空间距离较大,高层中的人们很难找到有效的逃生途径也容易造成大的人员伤亡。
(七)高层建筑设计向节能环保
1.采用新型建筑材料进行建筑设计
新型的材料是基于环保理念设计的,科技含量较高,不仅能起到保温节能的效果,而且还能够发挥装饰效果。以墙体材料为例。
2.采用建筑节能新技术进行建筑设计
太阳能是目前广为利用的新型能源,其工作原理是利用太阳辐射能,将其转化为热能,以缓解不可再生能源的消耗。
四、结束语
在高层建筑的设计中,要充分考虑各方面的因素,以人为本,结合人们的需要,最大限度的满足人们使用的需求,在考虑到高层建筑外部造型的同时,也要考虑到其在安全性与垃圾处理及排烟的问题。在我国现有的体制下,也要求设计人员在设计时,不仅要遵循相关的设计原则,更要严格的要求自己,肩负起责任,灵活的运用规范,提升自己的专业知识与理论水平,不断掌握更为合理的结构计算方法。为我国的高层建筑的建设作出自己的贡献。
参考文献:
[1]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,2007,05:1-4+18.
[2]尹航.基于BIM的建筑工程设计管理初步研究[D].重庆大学,2013.
[3]蔡静敏.某超限高层建筑结构抗震超限设计与分析[D].华南理工大学,2013.
[4]戴银华.试论高层建筑电气自动化设计要点[J].电子技术与软件工程,2014,15:236-237.
[5]梁本亮.基于ArcGIS的上海市超限高层建筑工程数据库建设[D].同济大学,2007.
【关键词】高层建筑;建筑设计;技术要点
引言:
随着我国高层建筑的不断发展以及建筑功能的日益复杂化,给高层建筑结构设计带来日益趋增的难度挑战。如何在设计中做到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工,是每个设计人员要面临的问题。而掌握高层建筑结构设计要点,正确合理地处理结构设计时所出现的各种问题,更是结构设计人员必须具备的一项基本素质。
一、高层建筑结构的设计要点
(一)控制结构的位移角指标
建筑高度的增加,由于结构侧移和建筑的高度四次方是成正比,会导致水平荷载作用之下的结构侧向产生更大的变形,因此结构刚度必须足够大,同时随着建筑平面功能的多样性,还要考虑抗侧刚度的均匀性和连续性,避免出现局部的薄弱部位,保证结构在水平荷载作用下所产生的位移角是在规范限定范围内的。
(二)水平荷载
影响高层建筑结构设计主要因素的是水平荷载。在高层建筑里,随着高度的增加,在其他条件都相同的条件下,风荷载作用和水平地震作用都会相应的增加,水平作用的增加,直接影响高层建筑对于结构设计中各项指标满足规范的限值提出了挑战,继而要求高层建筑结构应具有更高的刚度、强度以及更高的承载力,这些给建筑结构设计人员提出了对这些指标控制越来越难以实现的趋势。
(三)竖向荷载
竖向荷载在高层建筑结构设计中的影响和水平荷载是互为影响的,即随着建筑高度的增加以及建筑功能的复杂,必然导致竖向荷载的增加,这就会导致水平地震作用的加大,竖向荷载的增加和水平地震的加大,继而影响结构构件的截面加大,这样就会影响到其他设计专业的功能布置。对建筑及其他专业灵活的运用规范,更加合理的布置功能提出了越来越高的要求。
二、高层建筑设计的原则
(一)场地适应性原则。场地适应性原则主要指的是高层建筑的地基承载能力和其抗震能力能够符合建筑的整体需要。
(二)空间整体原则。高层建筑的设计不是一个单一的结构体系,而是由许多子结构与若干的组成部件构成的一个整体的空间结构体系。只有这些子结构与部件能够协同与配合,才能保证整个建筑的空间整体性与其整体的稳定性。而一个结构的整体抗震能力与其各自的子结构与部件的刚度,强度,受力状态分不开。
(三)功能适应性原则。高层建筑的设计因其功能不同,一般具有不同的功能空间特征。因此分别具有不同的结构体系模式,它们相互之间的空间布置也会有很大差别。要求不同的内部空间特征与不同的结构相适应。
三、高层建筑的设计要点
(一)高层建筑的设计规范
高层建筑的设计规范有两种不同的形式,即推荐性的与强制性的,现在在许多的发达国家,多采用的是推荐性的设计规范,由于结构的工程各有其自身的特点,設计人员在设计时不可能完全依照规范,而是以规范为指导,根据自己的理论知识以及经验判断,因此在推荐性的规范下,设计人员应当负全部责任。
(二)高层建筑设计中的安全
高层建筑的安全问题涉及到防火、抗风、消防、配电、安全通道、电梯等很多方面。为了确保高层建筑运行安全,要建立健全的安保体系,引进专业的人才进行安全设计与维护,对各个环节制定严格规范的安全手册与标准并严格执行。此外,也要加强对高层建筑业主、租户的宣传教育,建立相互监督管理机制以及各种突发事件的处理机制。
(三)高层建筑电气设计
1.消防电源与配电
(1)供电电源必须是来自于两个不同的发电厂,保证一个要是遇到问题或者突发事件无法正常工作时另一个也可以正常工作,从而确保建筑的正常运行。(2)供电电源来自于两个不同的区域变电站。(3) 一个电源来自于区域变电所而另一个是自备的发电设备。目前在一般大多数设计中都是采用了第三种方案,经济合理。
2.电梯
电梯在设计中要保证位置合理,让电梯在运行中的噪音不会打扰用户的正常生活。电梯的最大载荷也要根据居住结构作相应的调整,保证居住者平时出行上的方便和快捷。
(四)高层建筑设计中的排烟
排烟问题也是高层建筑设计中的的一个重大问题,排烟不畅往往会伴随着高层火灾事故,而且由于烟气窒息或是中毒而造成人员伤亡事故也是时有发生。其主要原因是,很多高层建筑在设计中为了提高使用面积,将居住用电梯与消防电梯合二为一。
(五)高层建筑设计中的垃圾处理
高层建筑中由于其设计在城市的繁华地段,往往人口密度也很大,这就会造成在短期内产生大量的生活垃圾。在这样的背景下,这就需要高层建筑的设计者有针对性地设计出垃圾通道,使用户可以通过垃圾通道很方便地把垃圾送进统一的收集间内进行集中处理。
(六)高层建筑防火设计
在进行高层建筑的结构设计时应当着重考虑防火防灾的功效,凸显出防火放防灾的重要作用。这是由于高层建筑的一些建筑材料虽然具有耐热的特性,但是耐火的功效却不甚理想,一旦放生火灾的话极易造成重大的损失。并且由于高层建筑与地面之间的空间距离较大,高层中的人们很难找到有效的逃生途径也容易造成大的人员伤亡。
(七)高层建筑设计向节能环保
1.采用新型建筑材料进行建筑设计
新型的材料是基于环保理念设计的,科技含量较高,不仅能起到保温节能的效果,而且还能够发挥装饰效果。以墙体材料为例。
2.采用建筑节能新技术进行建筑设计
太阳能是目前广为利用的新型能源,其工作原理是利用太阳辐射能,将其转化为热能,以缓解不可再生能源的消耗。
四、结束语
在高层建筑的设计中,要充分考虑各方面的因素,以人为本,结合人们的需要,最大限度的满足人们使用的需求,在考虑到高层建筑外部造型的同时,也要考虑到其在安全性与垃圾处理及排烟的问题。在我国现有的体制下,也要求设计人员在设计时,不仅要遵循相关的设计原则,更要严格的要求自己,肩负起责任,灵活的运用规范,提升自己的专业知识与理论水平,不断掌握更为合理的结构计算方法。为我国的高层建筑的建设作出自己的贡献。
参考文献:
[1]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,2007,05:1-4+18.
[2]尹航.基于BIM的建筑工程设计管理初步研究[D].重庆大学,2013.
[3]蔡静敏.某超限高层建筑结构抗震超限设计与分析[D].华南理工大学,2013.
[4]戴银华.试论高层建筑电气自动化设计要点[J].电子技术与软件工程,2014,15:236-237.
[5]梁本亮.基于ArcGIS的上海市超限高层建筑工程数据库建设[D].同济大学,2007.