高層建筑的規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)探討

王冠華

高層建筑的規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)探討

王冠華

Gao ceng jian zhu de gui hua yu jian zhu she ji tan tao

目前我國(guó)城市化進(jìn)程的步伐在不斷加快，城市中的各種資源也變得越來(lái)越珍貴，其中城市土地資源的稀缺表現(xiàn)得尤為突出?，F(xiàn)如今，在城市建設(shè)中，對(duì)土地的利用率也在不斷地提高，所以在我國(guó)大多數(shù)城市建設(shè)中，各種建筑物不斷向空中發(fā)展，出現(xiàn)了許多高層建筑，所以對(duì)高層建筑的規(guī)劃與設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文將分析高層建筑的規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)，期待為優(yōu)化高層建筑的施工規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供借鑒。

一、問(wèn)題的產(chǎn)生

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展之下，人地矛盾越來(lái)越突出。就目前來(lái)說(shuō)，由于土地資源存在一定的有限性，使得各地在利用土地資源時(shí)著力于優(yōu)化設(shè)計(jì)。不斷增加建筑物的高度就是其中一項(xiàng)內(nèi)容。這樣就能有效利用有限的土地面積，營(yíng)造出盡可能大的建筑空間。與此同時(shí)，多元化的高層建筑物也呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展趨勢(shì)，在這種環(huán)境下，高層建筑物的主體結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，大大增加了建筑的難度，且容易出現(xiàn)諸多安全問(wèn)題，不僅制約了建筑行業(yè)的發(fā)展壯大，也對(duì)周邊居民的人身財(cái)產(chǎn)安全造成較大威脅。因此，探究高層建筑的規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)的針對(duì)性優(yōu)化措施也顯得更加迫切。

二、有關(guān)高層建筑規(guī)劃的主要內(nèi)容

1.合理規(guī)劃建筑之間的密集程度

研究表明，高層建筑之間的密集程度過(guò)大，除了影響交通以外，還會(huì)干擾人民的日常生活，一個(gè)集中體現(xiàn)就是光污染現(xiàn)象。眾所周知，光污染是指高層建筑使用玻璃幕墻造成的現(xiàn)象。光反射現(xiàn)象干擾周邊住戶的日常生活，要合理規(guī)劃建筑之間的密集程度，才能使用地壓力得到進(jìn)一步的減輕，同時(shí)還能使有限的空間得到更好使用。

2.協(xié)調(diào)街道與高層建筑之間的關(guān)系

一般來(lái)說(shuō)，高層建筑的建設(shè)區(qū)域?yàn)榉比A地段或者商業(yè)發(fā)達(dá)地段。其地段性特征會(huì)帶來(lái)較大的客流量，在一定程度上會(huì)引發(fā)交通荷載過(guò)大的情況。因此要協(xié)調(diào)街道與高層

建筑之間的關(guān)系，需要科學(xué)地避免地形、環(huán)境帶來(lái)的不利因素，以保證二者之間的關(guān)系協(xié)調(diào)。必要情況下，可以通過(guò)擴(kuò)大街道的措施達(dá)到加大通行能力的目的。

3.對(duì)高層建筑數(shù)量進(jìn)行合理規(guī)劃

現(xiàn)代化高層建筑規(guī)劃思路的原則之一為：以城市用房需求的實(shí)際情況進(jìn)行規(guī)劃，使其具備合理性以及可實(shí)施性。除此以外，還要具備一定的科學(xué)性。城市繁榮的一大象征為高層建筑，雖然是象征表現(xiàn)，但其局限性使得其存在的數(shù)量有一定的限制，因?yàn)楦邔咏ㄖ镌谝欢ǔ潭壬蠐踝×颂?yáng)光線，使得空氣流通也受到了阻擋。對(duì)高層建筑的數(shù)量規(guī)劃應(yīng)合理，以保證周邊建筑有足夠的陽(yáng)光照耀，避免出現(xiàn)陰暗或潮濕的現(xiàn)象。

三、有關(guān)高層建筑設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.科學(xué)合理的高層尺度設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)高層建筑的數(shù)量不斷增加，要求對(duì)高層建筑的尺度設(shè)計(jì)的要求也增加。高層建筑物相比其他建筑而言，具有復(fù)雜性。特別是高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。不僅要充分考慮高層建筑的安全性能與穩(wěn)定性能，還要積極為居住用戶提供更為舒適與宜人的環(huán)境。內(nèi)部之間與外部之間的關(guān)系要協(xié)調(diào)。在對(duì)高層建筑的尺度設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮道路的尺度。在設(shè)計(jì)前以行人舒適感為原則，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)道路的尺度。此外，還要考慮進(jìn)人的尺度。最后考慮高層建筑本身的尺度，把主體、頂部以及群房之間的尺度按照一定的比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到科學(xué)合理的建筑尺度。

2.科學(xué)合理的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

因高層建筑中入住的用戶較多，易燃易爆物品的數(shù)量較多，發(fā)生火災(zāi)的幾率較大，加之高層建筑物本身具有較大的復(fù)雜性與特殊性，因此排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容還應(yīng)當(dāng)囊括消防用水，以此能夠?yàn)楦邔咏ㄖ恼w安全提供一定的保障，也能夠起到有效應(yīng)對(duì)火災(zāi)的作用。此外為了減輕用水壓力，可利用城市給水管網(wǎng)直接供水的主要是居住樓層較低的用戶，即五樓以下，而利用其他方式供水的主要針對(duì)居住樓層較高的用戶，即五樓以上。

3.高層建筑的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)

巨大的風(fēng)力會(huì)對(duì)高層建筑物造成巨大的破壞，因此要對(duì)高層建筑進(jìn)行風(fēng)荷載設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度與實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求相符，即高層建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件在遭受巨大風(fēng)荷載與其它外來(lái)荷載協(xié)同作用前提下，其強(qiáng)度依然能滿足實(shí)際的荷載要求。同時(shí)建筑物的相對(duì)位移以及結(jié)構(gòu)位移與高層建筑物的設(shè)計(jì)要求相符，最后要充分保證其能夠滿足舒適度設(shè)計(jì)要求，這樣可以避免高層建筑結(jié)構(gòu)在遭受外來(lái)巨大風(fēng)力強(qiáng)襲時(shí)發(fā)生過(guò)度擺動(dòng)或者搖晃的情況。

4.合理選擇平、立面設(shè)計(jì)

在高層建筑結(jié)構(gòu)的樓層平面剛度設(shè)計(jì)中，如果設(shè)計(jì)人員對(duì)于平面結(jié)構(gòu)布置的合理性沒(méi)有統(tǒng)籌觀念，也未采用相關(guān)措施時(shí)，會(huì)因?yàn)閷?duì)樓板的變形量計(jì)算不夠精準(zhǔn)導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的主體設(shè)計(jì)不合理，此外，樓層平面剛度的設(shè)計(jì)不符合，也會(huì)增加整體結(jié)構(gòu)的安全隱患。因此，要合理選擇平面與立面。在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要將結(jié)構(gòu)盡可能地與剛度、幾何等結(jié)構(gòu)中心設(shè)計(jì)于同一點(diǎn)上，以達(dá)到提高其整體安全性的目的，以免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)振動(dòng)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而對(duì)整體結(jié)構(gòu)造成較大的威脅。因此在對(duì)建筑的平面與立面選擇時(shí)，要盡量?jī)?yōu)先選擇較為簡(jiǎn)單的平面，應(yīng)盡量遵守對(duì)稱(chēng)規(guī)則，以提高平面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，建筑物的抗震設(shè)計(jì)同樣也是設(shè)計(jì)當(dāng)中最缺失、最薄弱的環(huán)節(jié)。由于高層建筑物在高度以及結(jié)構(gòu)上與普通建筑有著較大的差別，因此，地震災(zāi)害的不確定影響因素也較大。高層建筑物的功能性要求較高，在設(shè)置抗震性時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)計(jì)，且在規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)建位置時(shí)，要進(jìn)行合理分析。從而使各構(gòu)件的承載力得到有效的提高，最大值的發(fā)揮其應(yīng)有的功能。同時(shí)，在對(duì)地基進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要結(jié)合工程實(shí)況，簡(jiǎn)化建筑平面，并提升分割高度差異較大的建筑物剛度，以確保地基的穩(wěn)固性。在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)承重結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力的提供為首要考慮的因素。只有確?？箓?cè)力合適，才能確保建筑結(jié)構(gòu)的承載力與相關(guān)損耗能夠得到延伸，以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果，并控制其發(fā)生位移。另外，在結(jié)構(gòu)受力分析中，還需要對(duì)簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)，以確保建筑物的結(jié)構(gòu)完整性，并增強(qiáng)其底部穩(wěn)固性，以保證建筑物的穩(wěn)定性能。

四、結(jié)語(yǔ)

高層建筑的規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)較為系統(tǒng)，若在規(guī)劃以及設(shè)計(jì)過(guò)程中不注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，會(huì)有可能因?yàn)榧?xì)微問(wèn)題而對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響，而引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要結(jié)合高層建筑物的規(guī)劃，還要對(duì)結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、抗震性能、承載力等提高重視，對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確保建筑物的安全性、穩(wěn)固性。

（作者單位：鄭州市建筑設(shè)計(jì)院）