淺談高層建筑設(shè)計(jì)

左時(shí)輪

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)不斷的發(fā)生變化，建筑物的高度逐漸增高，尤其是隨著城市化進(jìn)程的加快，高層建筑越來越多，并廣泛的出現(xiàn)在人們的生產(chǎn)和生活之中。在高層建筑的建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中非常重要的組成部分，對建筑物的建設(shè)、養(yǎng)護(hù)等產(chǎn)生重要的影響。

關(guān)鍵詞：高層；人性化；思考；設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：

前言

隨著城市人口的日益增多，城市人口住房的壓力越來越大，城市土地也日益匱乏，在這樣的背景下，為了有效地緩解城市人口住房壓力，越來越多的高層建筑林立在城市中，成為現(xiàn)代城市建筑的主流。面對這種高壓力下的現(xiàn)代高層建筑，但如何才能使它擁有一個(gè)既鮮明又深受市場歡迎的特色呢？無論哪個(gè)角度，要想獲得市場的認(rèn)同，都必須突出一個(gè)人性化的設(shè)計(jì)思想——以人為本，而富有人文色彩和人性需求的建筑設(shè)計(jì)才能營造一個(gè)深受歡迎的現(xiàn)代居住環(huán)境。

1高層建筑人性化設(shè)計(jì)的概念

高層建筑的人性化設(shè)計(jì)主要是指建筑物設(shè)計(jì)從人的生理、心理角度出發(fā)，盡可能地滿足人的需求，不論是外形還是室內(nèi)設(shè)置，都能夠體現(xiàn)以人為本的理念，充滿人性化的特質(zhì)。在高層建筑住宅的設(shè)計(jì)中，必須著重考慮以下幾點(diǎn)：一是以滿足人的安全使用為基本要求，同時(shí)盡可能地提高建筑使用功能。二是考慮到不同層次、不同群體對住宅建筑的使用需求，尤其應(yīng)該滿足舒適、方便的要求。三是從人性化設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，增強(qiáng)住宅建筑空間的親和力，注重建筑的健康指數(shù)，關(guān)注建筑對居民身心健康的影響。四是充分考慮到不同居民的文化層次和不同的審美理念，盡可能地給居民營造一種回家的幸福感。五是充分考慮到弱勢群體，加強(qiáng)無障礙設(shè)計(jì)，體現(xiàn)以人為本的根本理念。六是注重建筑與人、自然環(huán)境、人文環(huán)境之間的和諧相處，根據(jù)因地制宜的原則進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)。

2高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

高層建筑結(jié)構(gòu)具有與一般的建筑結(jié)構(gòu)不同的特點(diǎn)，它同時(shí)承受水平荷載和豎向荷載，其中水平荷載主要是由外界的風(fēng)力和水平地震所產(chǎn)生的，豎向荷載主要是由建筑物本身的自重和其使用功能所引起的，部分高層結(jié)構(gòu)尚應(yīng)考慮豎向地震作用的影響。因此，高層建筑對結(jié)構(gòu)抗震能力也有相應(yīng)的要求。通常情況下，低層建筑結(jié)構(gòu)受到的水平荷載和豎向荷載均比較小。但是，在高層建筑中，外界地震和外界風(fēng)力會(huì)對高層建筑產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，并且是影響高層建筑荷載的主要因素。隨著建筑物高度的不斷增加，高層建筑的位移較快增長。但是，高層建筑過大的側(cè)移不僅會(huì)影響人的舒適度，還會(huì)對建筑物的使用產(chǎn)生影響，此外，過大的側(cè)移還會(huì)損害建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。鑒于此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須將側(cè)移控制在合理的范圍之內(nèi)，使建筑物不會(huì)影響人的舒適度，不會(huì)影響建筑物的使用。因此，可以說，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

3高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

建筑在抵抗來自于水平和豎向的荷載時(shí)構(gòu)件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系包括兩個(gè)方面：水平結(jié)構(gòu)體系（樓蓋和屋蓋）和豎向結(jié)構(gòu)體系（墻、柱），通過這些水平和豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件將結(jié)構(gòu)的水平和豎向荷載傳到基礎(chǔ)。對于高層建筑結(jié)構(gòu)來說，側(cè)向力（包括水平風(fēng)荷載和水平地震作用）對結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形的影響極大，因此，豎向承重結(jié)構(gòu)體系不但要承受并傳遞豎向荷載，而且還要抵抗側(cè)向力的作用，故豎向結(jié)構(gòu)也稱抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。在高層建筑中，水平結(jié)構(gòu)中的樓（屋）蓋結(jié)構(gòu)除了承受和傳遞樓（屋）面豎向荷載外，還要協(xié)調(diào)各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的變形和位移，對結(jié)構(gòu)的空間整體剛度的發(fā)揮和抗震性能有直接的影響。

根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的使用材料不同，將高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分為：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、鋼結(jié)構(gòu)體系、鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系被廣泛的應(yīng)用在各類工程結(jié)構(gòu)中，在混凝土和鋼筋兩種材料的協(xié)同作用下，其優(yōu)點(diǎn)是：造價(jià)低廉，耐久性好，耐火性好，造價(jià)低，整體性能優(yōu)良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點(diǎn)；鋼結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高，抗震性能比較好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在著造價(jià)高，防火性能差，施工復(fù)雜等不足；鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)件的長處，不但增加了鋼構(gòu)件的材料強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的抗震性能，成本低廉，然而這兩種材料構(gòu)件的連接技術(shù)還存在著不足；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)具有承載能力高，抗震性能強(qiáng)，比鋼結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)良的耐火性，施工速度快，但是存在著節(jié)點(diǎn)構(gòu)造比較復(fù)雜的缺點(diǎn)。

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可以將高層建筑結(jié)構(gòu)分為框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系等。所謂框架結(jié)構(gòu)體系是指承重結(jié)構(gòu)全部由框架所組成的多層或高層房屋結(jié)構(gòu)體系。其優(yōu)點(diǎn)是：平面布置靈活，能提供較大的使用空間，易于滿足多功能的要求，結(jié)構(gòu)具有較好的延性。框架結(jié)構(gòu)體系一般適用于多層或低烈度區(qū)的小高層建筑。水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形特征為剪切型。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指豎向承重結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成的房屋結(jié)構(gòu)體系，剪力墻的主要作用是承受平行于墻體平面的的水平力即剪力。其優(yōu)點(diǎn)是：它通常被用于高層住宅中，因?yàn)檫@類建筑物的隔墻較為固定，布置剪力墻不會(huì)影響各個(gè)房間的使用功能，而且在房屋內(nèi)沒有柱、梁等外凸構(gòu)件，既整齊美觀又便于室內(nèi)家具布置；水平荷載作用下，剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形特征為彎曲型?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)體系是指由框架和剪力墻共同作為豎向承重的多高層房屋結(jié)構(gòu)體系，它具體有框架結(jié)構(gòu)建筑布置靈活使用方便的優(yōu)點(diǎn)，又具有剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度作用，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

結(jié)構(gòu)體系的選擇，應(yīng)從建筑、結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)條件、建材、經(jīng)濟(jì)、水電、暖通等各專業(yè)綜合考慮，結(jié)構(gòu)方面，考慮建筑使用功能的要求，綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，根據(jù)高層建筑相關(guān)規(guī)范中房屋最大適用高度和高寬比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素初步選定結(jié)構(gòu)體系。

4人性化高層住宅建筑設(shè)計(jì)策略

4.1 堅(jiān)持以人為本，做好高層建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)

從高層住宅來看，其群體規(guī)劃設(shè)計(jì)是做好設(shè)計(jì)的第一要?jiǎng)?wù)。一是滿足群體空間規(guī)劃的基本要求。在進(jìn)行群體空間布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡可能地保證建筑群體之間保持足夠的光照量，確保具有良好的通風(fēng)、防噪性能，能夠最大可能地滿足建筑消防要求，方便生活起居。二是充分考慮不同住戶的不同需求，盡可能確保群體空間布局的多樣性。同時(shí)注重高層住宅建筑群體空間的層次分明，疏密設(shè)計(jì)合理，整體效果和諧統(tǒng)一。別致優(yōu)雅，同時(shí)要以方便住戶日常生活和休憩為原則，有利于促進(jìn)住戶之間的溝通交流，構(gòu)建和諧的鄰里關(guān)系。三是確保各種服務(wù)型配套建筑區(qū)域建設(shè)的完善，以便更好地為高層住宅住戶提供各種所需的服務(wù)。

4.2 注重戶外空間布局，做好高層建筑戶外空間設(shè)計(jì)

戶外空間是給住戶留下第一印象的第一要素。戶外空間布局是否合理直接營造高層住宅建筑的居住質(zhì)量。因此，在進(jìn)行高層住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí)，不僅應(yīng)該關(guān)注到使用功能，而且還應(yīng)該充分地考慮到居民的需求，加強(qiáng)空間細(xì)化與功能綜合使用相互結(jié)合，注重庭院與花園空間之間的配合，綜合考慮兒童與老人的需求，在進(jìn)行住宅空間設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮的城市空間的相關(guān)特點(diǎn)，在保證滿足住戶需求的前提下，盡可能保持城市空間與高層住宅空間的相互協(xié)調(diào)性。

4.3 優(yōu)化道路交通規(guī)劃，確保高層建筑與交通道路的和諧

在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該充分考慮到所在區(qū)域的交通規(guī)劃特點(diǎn)，在符合區(qū)域內(nèi)交通規(guī)劃的基礎(chǔ)上，盡可能地降低交通對住戶的影響。在交通比較密集的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該以確保汽車通行效率為主，而在住戶人口密集，活動(dòng)量較大的場所，則應(yīng)以滿足住房感受為準(zhǔn)。同時(shí)，充分考慮的道路景觀設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)作用，規(guī)劃與實(shí)際相符合的停車場所設(shè)計(jì)。

5結(jié)語

在高層住宅建筑中，必須充分考慮的人的因素，堅(jiān)持以人為本的原則，從人性化視角入手，切實(shí)加強(qiáng)高層住宅建筑設(shè)計(jì)，做好高層建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)（包括群體空間、戶外空間等），優(yōu)化建筑形象設(shè)計(jì)，做好空間平面布局，以滿足現(xiàn)代人們對住宅建筑的日益增強(qiáng)的生理和心理需求，體現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的人性化理念。

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