低碳環(huán)保理念下的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探析

劉奕明

摘? 要：該文主要對低碳環(huán)保相關(guān)概念進(jìn)行分析，并且對低碳環(huán)保理念下高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計過程中需要注意的一些事項進(jìn)行分析，主要從對材料進(jìn)行合理選擇、對建筑形體進(jìn)行合理選擇、對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理選擇以及對自然資源進(jìn)行充分應(yīng)用等方面進(jìn)行詳細(xì)描述，重點對低碳環(huán)保理念下高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則進(jìn)行分析，其目的就是要確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計朝著更好的方向發(fā)展下去，希望給相關(guān)人士提供一定的借鑒參考意義。

關(guān)鍵詞：低碳環(huán)保理念下? 高層建筑? 結(jié)構(gòu)設(shè)計? 要點分析

中圖分類號：TU972 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）07（b）-0174-02

在高層建筑當(dāng)中主體結(jié)構(gòu)主要就是對鋼筋黑弩凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)用，這樣所需要的水泥以及石子等自然資源是非常多的，但是在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除過程中很難對這些材料進(jìn)行回收再利用，并且也會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。在低碳環(huán)保理念下對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效設(shè)計，可以確保設(shè)計方案是非常經(jīng)濟(jì)性、實用性以及環(huán)保型的，并且在低碳環(huán)保理念下，可以對工程造價進(jìn)行有效降低，將對周圍環(huán)境造成的危害降低到最小，通過對新工藝以及新技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，可以很好地實現(xiàn)節(jié)能減排，確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計朝著更好的方向發(fā)展下去。

1? 低碳環(huán)保理念的主要特征分析

低碳環(huán)保理念在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中應(yīng)用具體特征可以概括成以下幾點。

（1）對資源能源進(jìn)行有效節(jié)約：在進(jìn)行設(shè)計過程中，主要以低碳環(huán)保作為設(shè)計指導(dǎo)，并且非常重視對新技術(shù)以及新工藝進(jìn)行應(yīng)用，比較常見的就是高層鋼結(jié)構(gòu)以及裝配整體式高層混凝土結(jié)構(gòu)，這樣就可以對能源進(jìn)行有效降低，并且在很大程度上也可以對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。

（2）對新的環(huán)境進(jìn)行營造：在對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工過程中，通過對新技術(shù)以及新工藝進(jìn)行應(yīng)用，可以使得施工效率提高，如高層鋼結(jié)構(gòu)以及裝配整體式高層混凝土結(jié)構(gòu)，從而可以對施工周期進(jìn)行有效縮短。

（3）將生活品質(zhì)提升上去：在低碳環(huán)保理念下，可以對新型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用，并且不斷對新興技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，從而可以對生活品質(zhì)進(jìn)行不斷提升。

2? 低碳環(huán)保理念下高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項

2.1 對建筑材料進(jìn)行合理選擇

要想確保高層建筑的結(jié)構(gòu)是非常好的，首先應(yīng)該對材料進(jìn)行很好的選擇。所謂的合適，主要指的就是在低碳環(huán)保理念下，對材料的強(qiáng)度以及彈塑性引起足夠的重視，如果料的強(qiáng)度以及彈塑性不是非常好的，高層建筑就很難達(dá)到防震相關(guān)要求，并且會消耗非常多的自然資源。其次還應(yīng)該不斷對外墻技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，外墻的主要任務(wù)就是對結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)，主要就是對質(zhì)地比較輕的材料進(jìn)行應(yīng)用，但是材料的具體性質(zhì)對外墻的使用壽命具有非常直接的影響，對于傳統(tǒng)的保溫材料而言，結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，并且沒有很好的抗震效果，因此在對外墻材料進(jìn)行選擇過程中不僅要確保其保溫效果是非常好的，而且還應(yīng)該很好地抵抗地震沖擊。從以上分析中可以發(fā)現(xiàn)，在對材料進(jìn)行選擇過程中要確保其使用性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而且還應(yīng)該是低碳環(huán)保的。

2.2 選擇合適的建筑形體

在高層建筑當(dāng)中，建筑形體是非常重要的，如果建筑形體是非常大的，會消耗非常多的能量，因此應(yīng)該對體形系數(shù)相對較小的平面形狀進(jìn)行選擇，主要就是利用其小巧光滑的特點，從而可以對建筑物整體及局部的風(fēng)壓體型系數(shù)進(jìn)行有效降低，使得結(jié)構(gòu)體系布置是非常合理的，實現(xiàn)對資源的有效節(jié)約。

2.3 對自然資源進(jìn)行充分應(yīng)用

2.3.1 對太陽能進(jìn)行運(yùn)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，太陽能技術(shù)也正在不斷創(chuàng)新與發(fā)展。對于太陽能，是用不盡的，而且也是一種非常清潔的能源。在綠色建筑的理念下，應(yīng)該對這種能源進(jìn)行充分利用，從目前情況上看，依據(jù)太陽能熱水器的特性可以分成以下3種：悶曬式熱水器、管板式熱水器和真空式熱水器。通過對這些方式進(jìn)行有效應(yīng)用，可以對已經(jīng)存在的模式進(jìn)行很好的促進(jìn)，而且在具體的規(guī)劃過程中通過與建筑進(jìn)行有效結(jié)合，可以更好地對資源進(jìn)行節(jié)約，并且在激烈的競爭中最大限度地對消費者的注意力進(jìn)行吸引。

2.3.2 對地?zé)崮苓M(jìn)行應(yīng)用

我國各種資源是非常豐富的，隨著近些年不斷對地?zé)豳Y源進(jìn)行應(yīng)用，不僅降低對石油煤炭等不可再生能源的依賴程度，而且還可以對環(huán)境起到很好的保護(hù)作用。目前在對地下熱水能進(jìn)行應(yīng)用過程中，主要方面就是北方供暖地區(qū)直接利用中低溫地下熱水來為建筑進(jìn)行采暖以及我國的中低溫地?zé)崴梢灾苯永?。通過對這項技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，可以對人們的生活形成非常大的便利，因此應(yīng)該進(jìn)行大力推廣。

2.4 選擇合適的結(jié)構(gòu)體系

在低碳理念下，可以對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理的選擇，比較常見的就是對鋼結(jié)構(gòu)裝配式體系以及對鋼筋混凝土裝配式體系進(jìn)行有效應(yīng)用。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)體系在大型建筑結(jié)構(gòu)體系中具有非常廣泛的應(yīng)用，但是鋼結(jié)構(gòu)在住宅當(dāng)中的應(yīng)用范圍相對還是比較少的。對于鋼結(jié)構(gòu)體系而言，整體質(zhì)量是比較小的，而且其抗震性能是非常好的，能夠重復(fù)對材料進(jìn)行應(yīng)用，因此在低碳環(huán)保理念下有必要對其進(jìn)行大面積推廣，在對此結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行應(yīng)用之后，可以提升整個高層建筑的設(shè)計美感，更好地同大眾口味和審美相符合。鋼筋混凝土裝配式體系在節(jié)能減排背景下已經(jīng)讓人們對此有非常清晰的認(rèn)識，并且對于鋼筋混凝土裝配式體系而言，其抗震性能是非常好的，承重體系和非承重（圍護(hù)體系）體系有較好的銜接，整體質(zhì)量是比較小的，能夠在很大程度上減少對環(huán)境的污染，并且具有非?？斓氖┕に俣取?/p>

3? 低碳環(huán)保理念下的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則及要點

3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與合理性

之所以要對高層建筑進(jìn)行設(shè)計，主要目的就是實現(xiàn)對土地資源的節(jié)約，并且也可以對空間資源進(jìn)行有效節(jié)約，不僅保證人們的生存工作環(huán)境是非常舒適的，而且還可以對各種資源進(jìn)行有效節(jié)約。之所以要進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要就是為建筑架起骨架。當(dāng)建筑方案是已經(jīng)確定好的，在對結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計時候首先應(yīng)該確保其是非常安全的，通過對非常競技合理的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行應(yīng)用，可以更好地達(dá)到節(jié)能減排目的。在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計過程中，通過不斷對方案進(jìn)行修改與完善，將施工成本降低到最小，從而可以保證環(huán)保理念能夠在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中發(fā)揮應(yīng)有的作用，通過對科學(xué)合理的設(shè)計方案進(jìn)行應(yīng)用，使得高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理有效。

3.2 合理利用概念設(shè)計

對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計應(yīng)該貫穿于整個設(shè)計過程，可以將其看成是結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計的靈魂所在，在對地震災(zāi)害以及工程經(jīng)驗進(jìn)行充分結(jié)合之后，可以形成最基本的設(shè)計原則以及涉及思想，通過對建筑結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行科學(xué)有效的布置，對構(gòu)造進(jìn)行準(zhǔn)確確定。從這個角度上看，對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計應(yīng)該貫穿于整個設(shè)計過程，在對建筑方案進(jìn)行制定過程中，可以對平面布置進(jìn)行應(yīng)用，并且在對場地進(jìn)行選擇過程中應(yīng)該避開抗震不利的位置。在對建筑結(jié)構(gòu)的體系以及材料進(jìn)行選擇過程中，對結(jié)構(gòu)的承重能力應(yīng)該進(jìn)行充分考慮，并且還要確保其抗震性能是非常好的，通過對概念設(shè)計的計算結(jié)果進(jìn)行分析，適當(dāng)?shù)刈龀稣{(diào)整。

3.3 做好高層建筑結(jié)構(gòu)延性設(shè)計

高層建筑的延性對其抗震能力具有決定性作用。對于高層建筑延性而言，其結(jié)構(gòu)延性主要包括材料延性、構(gòu)件延性以及結(jié)構(gòu)延性，主要指的就是高層建筑結(jié)構(gòu)所使用的材料、構(gòu)件以及變形能力。對于高層鋼結(jié)構(gòu)而言，其塑性是非常好的，同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比較，不管是水平抗震能力還是數(shù)值抗震能力都是非常好的，因此是一種非常好的結(jié)構(gòu)延性體系，即使遇到非常強(qiáng)烈的地震也不會出現(xiàn)倒塌情況。但是不足之處在于造價非常高，因此在高層建筑當(dāng)中還沒有非常廣泛的應(yīng)用。隨著社會的不斷發(fā)展，人們對高層建筑提出非常高的要求，這樣在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計過程中使得設(shè)計變得非常復(fù)雜，如果其延性不是非常好的，結(jié)構(gòu)變形就很難得到保證，這樣當(dāng)?shù)卣饋砼R時就非常容易出現(xiàn)倒塌。

4? 結(jié)語

從上面的敘述中可以發(fā)現(xiàn)，高層建筑不僅可以對土地資源進(jìn)行節(jié)約，并且也可以對空間資源進(jìn)行有效節(jié)約，不僅保證人們的生存工作環(huán)境是非常舒適的，而且還可以對各種資源進(jìn)行有效節(jié)約。但是在對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計過程中應(yīng)該對低碳環(huán)保理念進(jìn)行有效應(yīng)用，在保證高層建筑是非常安全可靠前提下可以對新工藝或者是新技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，確保設(shè)計方案是非常經(jīng)濟(jì)性、實用性以及環(huán)保型的，并且在低碳環(huán)保理念下，可以對工程造價進(jìn)行有效降低，將對周圍環(huán)境造成的危害降低到最小。

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