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第一篇：高層建筑設(shè)計(jì)如何提高整體質(zhì)量

一、高層建筑常見(jiàn)問(wèn)題探析

1.部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在安全隱患

對(duì)于高層建筑，與一般建筑不同的是水平荷載的影響占主要部分，軸向變形是很?chē)?yán)重的一個(gè)問(wèn)題。隨著高層建筑的高度增加，豎向結(jié)構(gòu)部分就成為控制整個(gè)建筑物質(zhì)量的核心部分。在某些高層建筑中，其底層部分整體為大空間，很少有抗震墻，僅存的砌體抗震墻也不符合工程要求，使整個(gè)結(jié)構(gòu)體系失去科學(xué)性和合理性；部分結(jié)構(gòu)使用的小構(gòu)件數(shù)量和質(zhì)量也沒(méi)達(dá)到要求，比如懸挑構(gòu)件的最小配筋率；部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工程要求，存在比較多的安全隱患。

2.設(shè)計(jì)深度低于工程要求

高層建筑設(shè)計(jì)人員態(tài)度過(guò)于松懈，沒(méi)有認(rèn)真考慮建筑所面臨的問(wèn)題，以致于設(shè)計(jì)圖紙比較簡(jiǎn)單粗糙，缺乏科學(xué)性和合理性，施工圖紙缺乏部分詳圖；在設(shè)計(jì)圖紙中重要的設(shè)計(jì)說(shuō)明也沒(méi)表述清楚，如設(shè)計(jì)參數(shù)、各種性能等級(jí)、防火處理等等；高層建筑對(duì)于各方面的要求都非常高，設(shè)計(jì)者的力學(xué)概念和相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)都需要非常高的水平才能減少后顧之憂(yōu)，但是實(shí)際工程的設(shè)計(jì)師們存在很多不達(dá)標(biāo)的地方，對(duì)關(guān)鍵部分還存在不了解的情況，設(shè)計(jì)存在盲目和不慎重的現(xiàn)象，導(dǎo)致建筑施工存在不少的問(wèn)題。

二、提升高層建筑質(zhì)量的設(shè)計(jì)對(duì)策

1.地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基是建筑物的重要部分，承載整個(gè)建筑的荷載。它的質(zhì)量直接決定建筑項(xiàng)目的成功與否，也關(guān)系到建筑物的抗破壞能力，所以地基的相關(guān)設(shè)計(jì)非常重要。所以在設(shè)計(jì)地基的時(shí)候，務(wù)必好好研究相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，不能只局限于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)很多地區(qū)都有自己的地基設(shè)計(jì)規(guī)范，它能更加詳細(xì)準(zhǔn)確地位設(shè)計(jì)者提供相關(guān)信息和建議。所以設(shè)計(jì)者要根據(jù)當(dāng)?shù)氐鼗?lèi)型的實(shí)際情況，科學(xué)合理地?cái)M定相關(guān)數(shù)據(jù)，規(guī)范設(shè)計(jì)圖紙，以免對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)造成基礎(chǔ)性的影響。此外，設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮基坑支護(hù)，在施工前要根據(jù)土質(zhì)概況、基坑深度等確定具體方案，對(duì)于高層建筑，基坑周邊應(yīng)有防護(hù)措施。如設(shè)立排水設(shè)施，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作。

2.加強(qiáng)高層建筑的選型設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)的選型設(shè)計(jì)關(guān)系到建筑最終的使用壽命和它的安全性，準(zhǔn)確合理的選型設(shè)計(jì)時(shí)決定設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。首先，流線(xiàn)型的建筑結(jié)構(gòu)因?yàn)槠湎鄬?duì)較小的體型，具有很好地抗風(fēng)性能，得到了比較廣泛的應(yīng)用，具體包括截錐型或者類(lèi)似建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型。此外，在建筑結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)和布置方面也有很多需要注意的地方。為了保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的受力穩(wěn)定性和力學(xué)平衡，在進(jìn)行建筑的平面布置時(shí)，要盡量使平面的形狀和剛度匹配，均勻一致，對(duì)稱(chēng)協(xié)調(diào)，這樣還能在一定程度上減少建筑扭轉(zhuǎn)效應(yīng)帶來(lái)的不利影響。高層建筑相對(duì)于一般建筑而言，在結(jié)構(gòu)剛度、建筑穩(wěn)定、抗壓抗震、承載能力等方面均有更高的要求，所以，根據(jù)大量的實(shí)際建筑工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，高層建筑設(shè)計(jì)一個(gè)合理的高寬比對(duì)其質(zhì)量是非常重要的。

3.選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)體系

建筑物的某些結(jié)構(gòu)體系的選擇是根據(jù)建筑的高度、建筑物的功能類(lèi)型以及建筑物的抗震要求等因素，以科學(xué)合理、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的。一般而言包括以下幾種結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻和筒形結(jié)構(gòu)體系等等。其中，框架型結(jié)構(gòu)體系自重最小，這在很大程度上減少了整個(gè)建筑的載荷，從而減少了很多由于荷載問(wèn)題導(dǎo)致的安全事故，所以，目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。剪力墻結(jié)構(gòu)體系則是現(xiàn)代住宅中比較常用的一種，它可以有效減少非承重隔墻的數(shù)目，并且也不會(huì)有外露梁柱，得到許多用戶(hù)的青睞。筒形結(jié)構(gòu)體系相對(duì)來(lái)說(shuō)則適用于超高層建筑，因?yàn)榻ㄖ锉容^高之后，會(huì)受到側(cè)力的影響，而筒形結(jié)構(gòu)因?yàn)槠洫?dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有較大的剛度，因而抗側(cè)力性能極佳。所以，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)高層建筑的某些結(jié)構(gòu)體系時(shí)，要根據(jù)具體情況綜合考慮，選擇一個(gè)最合理的結(jié)構(gòu)體系，提高建筑物的質(zhì)量。

4．使用輔助設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑物變得更加復(fù)雜化和多樣化，因此對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的要求更加苛刻。目前，我國(guó)建筑工程領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始借助于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。它可以輔助工程設(shè)計(jì)師進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算和結(jié)構(gòu)分析，并且進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。目前各研究院開(kāi)發(fā)的相關(guān)軟件有很多種，并且絕大部分都很優(yōu)秀。但是，數(shù)值模擬軟件雖然很強(qiáng)大，并不能完全代替人工分析和計(jì)算，每一款軟件都是根據(jù)不同的條件模擬編制出來(lái)的，它們的適用對(duì)象和使用范圍也各不相同。這就要求設(shè)計(jì)師明確各種軟件的適用范圍，在充分的計(jì)算和分析的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)規(guī)范、深入細(xì)化的輔助設(shè)計(jì)，這是決定整個(gè)設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵一步。

5.加強(qiáng)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算

高層建筑相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算要比一般建筑復(fù)雜、困難的多，所以做好高層建筑結(jié)構(gòu)體系的分析和計(jì)算對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量意義非凡。相關(guān)的計(jì)算主要由周期折減系數(shù)、振型數(shù)目和藕聯(lián)計(jì)算。首先計(jì)算周期折減系數(shù)時(shí)務(wù)必不能忽略砌體填充墻的影響；計(jì)算振型數(shù)目時(shí)要根據(jù)具體的振動(dòng)特性；當(dāng)多塔之間的強(qiáng)度差別很大時(shí)，不能忽視掉耦合效應(yīng)，以免出現(xiàn)安全隱患。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著當(dāng)前高層建筑物設(shè)計(jì)理念的更新和施工技術(shù)的換代，行業(yè)整體水平有了明顯的提升，工程設(shè)計(jì)者和業(yè)主也越來(lái)越傾向于追求結(jié)構(gòu)新穎、承重結(jié)構(gòu)合理的高層建筑物形式。作為工程設(shè)計(jì)者，在工程設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)中都要做到精確的計(jì)算和模擬，以期得到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果，保證建筑物的安全性能、耐久性能和經(jīng)濟(jì)可行性。這就要求高層建筑物設(shè)計(jì)從業(yè)者要不斷學(xué)習(xí)理論知識(shí)，打好從業(yè)基礎(chǔ)，將理論知識(shí)與具體實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)大局觀(guān)念更要著眼于細(xì)節(jié)，不斷創(chuàng)新又要尊重建筑設(shè)計(jì)之根本，這樣才能使整個(gè)行業(yè)水平更上一層樓！

作者:李峻巍 梁涵 單位:中石油（北京）科技開(kāi)發(fā)有限公司

第二篇：分形幾何的高層建筑設(shè)計(jì)研究

1分形幾何的含義及性質(zhì)

分形的含義是一個(gè)零散的或者粗糙的幾何圖形，能夠?qū)⑵浞譃槎鄠€(gè)不同部分，并且每一個(gè)部分都是整體進(jìn)行縮小之后的樣子，就是有著自相似的性質(zhì)。分形由曼德布羅特創(chuàng)造，其來(lái)源自拉丁文，有著零散以及破碎的含義。從數(shù)學(xué)的方面講，分形的產(chǎn)生是依靠一個(gè)不斷更新的方程公式，就是依靠遞歸出現(xiàn)的一種反饋體系。分形幾何具有一些比較明顯的特征，首先，其具有任意的小的比例，結(jié)構(gòu)比較精細(xì)。其次，其是整體與局部都不是規(guī)則圖形，不能夠使用以往的幾何話(huà)語(yǔ)進(jìn)行描述。還有一般有近似的或者是自相似的結(jié)構(gòu)形式。并且分形的維數(shù)一般超過(guò)它拓?fù)涞木S數(shù)，在大多數(shù)的情況下，能夠使用簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行有效定義，能夠由迭代生成。

2高層建筑設(shè)計(jì)中蘊(yùn)含的分形思維

2.1建筑空間的自相似性

高層建筑的空間通常有著分形的特征，或者是能夠通過(guò)外在的自然形態(tài)來(lái)表現(xiàn)出分形的思維，或者更多的能夠通過(guò)對(duì)于自相似性進(jìn)行使用來(lái)表現(xiàn)。在高層建筑設(shè)計(jì)中，不論是平面的設(shè)計(jì)還是立體的設(shè)計(jì)，都含有一定的自相似性思想。進(jìn)行平面設(shè)計(jì)的時(shí)候，因?yàn)楦邔咏ㄖ陨淼奶厥庑裕瑫r(shí)常會(huì)體現(xiàn)自相似的情況，進(jìn)行立體設(shè)計(jì)的時(shí)候，自相似性的思維變得更為普遍，會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多相同的劃分手法使用在不同的尺度層級(jí)的自相似性中。這類(lèi)型自相似構(gòu)成規(guī)律對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)造型的變化以及內(nèi)在的規(guī)律和諧統(tǒng)一起到了很大的作用。

2.2連續(xù)的尺度層級(jí)

在高層建筑中，尺度層級(jí)具有十分重要的地位。結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的高層建筑，是使用了不同的尺度層次進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的組成。具有變化性、設(shè)計(jì)感的高層建筑，伴隨觀(guān)察距離的變化，會(huì)存在下一個(gè)層級(jí)的細(xì)部構(gòu)造。因此，進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，其體驗(yàn)感受能夠有效引導(dǎo)空間組織設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要更加注意高層建筑實(shí)際的細(xì)節(jié)表達(dá)，通過(guò)創(chuàng)作，把有趣的細(xì)部表達(dá)出來(lái)。

2.3注重對(duì)于人性的關(guān)注

在高層建筑中，整體感和細(xì)節(jié)部分的設(shè)計(jì)常常會(huì)被人們記住，因此，具有吸引力的高層建筑，通常有著巧妙的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)以及顯著的整體感。建筑的整體設(shè)計(jì)和人的骨骼脈絡(luò)一樣，細(xì)節(jié)就與肌膚血肉一樣，細(xì)節(jié)能夠展現(xiàn)氣質(zhì)和個(gè)性，在現(xiàn)代，有時(shí)太過(guò)注重抽象以及簡(jiǎn)單，大大降低了對(duì)于細(xì)節(jié)以及尺度層級(jí)的表現(xiàn)，使人們不能夠產(chǎn)生舒適的感覺(jué)。但是基于分形幾何，給實(shí)現(xiàn)建筑細(xì)部帶來(lái)了可能。在分形的理論下，從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到建筑細(xì)部的構(gòu)件設(shè)計(jì)，都體現(xiàn)了獨(dú)特的尺度層級(jí)以及精細(xì)結(jié)構(gòu)，形成具有特色的高層建筑的形式，使得建筑不管是整體還是細(xì)節(jié)，都有著精致的美感。

2.4注重和環(huán)境維度的契合

環(huán)境是人們進(jìn)行生產(chǎn)生活不可或缺的條件。好的環(huán)境能夠構(gòu)建一個(gè)比較舒適并且愉快的氛圍，使人們的生活得到放松，而壞的環(huán)境則會(huì)使人們感到緊張，不利于身心發(fā)展。使用高層建筑構(gòu)建的人工環(huán)境，不斷成為現(xiàn)今人們進(jìn)行生產(chǎn)生活不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。因?yàn)楦邔咏ㄖ陨淼捏w積比較大，因此在進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，需要更加注重高層建筑和城市環(huán)境之間存在的關(guān)系。高層建筑所在的城市的大致輪廓、界面街道的圍合和城市底部過(guò)渡空間的這些空間形態(tài)，對(duì)于城市環(huán)境有著十分大的影響，同時(shí)也體現(xiàn)著城市的文化信息。通過(guò)對(duì)于城市景觀(guān)的環(huán)境因素以及組成部分進(jìn)行分析，能夠了解城市自身的文化特色、歷史沉淀、空間感覺(jué)等因素，在設(shè)計(jì)高層建筑的時(shí)候，需要考慮到和城市環(huán)境的關(guān)系，盡量減少對(duì)于城市環(huán)境造成的干擾，使高層建筑和城市環(huán)境和諧統(tǒng)一。

3分形幾何在高層建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際運(yùn)用

3.1高層建筑外形的分形

對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)以及形體，能夠使用縮放方式、旋轉(zhuǎn)方式等線(xiàn)性轉(zhuǎn)譯三維分形進(jìn)行操作，也能夠叫做高層建筑的外形分形。把高層建筑內(nèi)一個(gè)最小的單位的空間單元做有效的組合，然后變成高層建筑內(nèi)的不同元素，將這些元素按照一定的規(guī)則組織在一起，可以形成更加高層次的二級(jí)元素，再同理，按照相同的組織方式進(jìn)行轉(zhuǎn)譯工作，能夠不斷地發(fā)展成多層次的單元組。

3.2高層建筑空間的分型

高層建筑空間的分形，其主要可以使用兩種方式來(lái)進(jìn)行，就是將相似的以及尺度不一的空間形體進(jìn)行并置，這樣能夠產(chǎn)生有著自相似性的高層建筑空間，還有一種方式，指的是生命的空間迭代和重建。在建筑空間內(nèi)，其整體和局部以及局部和更小層級(jí)細(xì)部之間，有著不斷的自相似性的空間形式，一般都有著變化的不同尺度的層次結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步建筑的整體和整個(gè)空間體系都可以做到均衡與和諧。高層建筑空間，是使用某一基本功能單元空間，根據(jù)一定的空間法則，做自我組織工作，然后形成不同尺度的空間組合形式。其不斷重復(fù)著一樣的法則，通過(guò)這樣，相似性以及復(fù)雜性的分形美學(xué)特色就不斷地伴隨高層建筑的空間生長(zhǎng)而體現(xiàn)出來(lái)。

3.3高層建筑結(jié)構(gòu)的分形

高層建筑的結(jié)構(gòu)形式，就像是人們身體的骨架，是用來(lái)支撐以及維護(hù)整個(gè)高層建筑。在實(shí)際應(yīng)用中，非線(xiàn)性才屬于有效的結(jié)構(gòu)行為方式，其在理論基礎(chǔ)上，只是對(duì)于實(shí)質(zhì)應(yīng)用的一種近似。但是這種近似情況在一些條件下，是具有合理性的，而一些條件下，這種線(xiàn)性的比較近似可能會(huì)造成很大的誤差，甚至出現(xiàn)線(xiàn)性設(shè)計(jì)方法不適用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況。所以，其對(duì)于高層建筑設(shè)計(jì)這種對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)有著比較高要求的情況，使用分形思維方式對(duì)其做設(shè)計(jì)研究工作，屬于一個(gè)十分有意義的具有難度的命題。使用分形的原理，設(shè)計(jì)出來(lái)的幾何建筑形式，例如曲面以及曲線(xiàn)等非線(xiàn)性形式，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不一定和建筑的外觀(guān)一樣，有著十分顯著的非線(xiàn)性的特征。

3.4高層建筑文化的分形

和人類(lèi)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的文化歷史相比較，建筑的生命周期比較短暫。只有賦予建筑人文內(nèi)涵，才可以使建筑變得更加具有生命力以及創(chuàng)造力。人類(lèi)在不斷發(fā)展演變的過(guò)程中，建筑其形成也存在著分形的迭代情況。把人類(lèi)的文化內(nèi)涵融和到具有特色的建筑內(nèi)，伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷的發(fā)展以及變化，建筑和留在建筑上的文化能夠得到有效的保留并且不斷地發(fā)展，逐漸形成了在建筑中的文化分形。

4結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)今的高層建筑的設(shè)計(jì)中，分形幾何的基本概念已經(jīng)廣泛的被應(yīng)用在建筑外部的形態(tài)結(jié)構(gòu)方面。因?yàn)椴煌男枨蟮慕ㄖ枰胁煌慕ㄖO(shè)計(jì)要求，不是所有的建筑都需要有自相似的特點(diǎn)，也不是所有的建筑都是較為簡(jiǎn)單一致的建筑結(jié)構(gòu)，所以，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要按照實(shí)際的功能需求，使用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì)工作。分形幾何在高層的建筑設(shè)計(jì)中有著十分廣泛的使用，基于分形幾何，進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)工作，能夠使得高層建筑和周邊的環(huán)境形成和諧統(tǒng)一的氛圍，提高高層建筑設(shè)計(jì)水平。

作者:劉子岳 單位:江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院

第三篇：高層建筑設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)思維

1高層建筑結(jié)構(gòu)的特性

1．1高層建筑結(jié)構(gòu)的受力分析

因?yàn)楦邔咏ㄖ锒际怯稍S多構(gòu)件組合而來(lái)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要把建筑物的重量傳至地面。就受力而言，在豎構(gòu)件中，建筑自重與樓面應(yīng)用荷載所引起的彎距與軸力數(shù)值和高層建筑的高度是正比關(guān)系，但是水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆力距和其在豎構(gòu)件中產(chǎn)生的軸力，和高層建筑高度的平方是正比關(guān)系。就一個(gè)建筑來(lái)說(shuō)，豎向荷載往往不會(huì)出現(xiàn)太大的變化，而地震荷載、風(fēng)荷載等作用的大小會(huì)由于結(jié)構(gòu)動(dòng)力的不同特性而出現(xiàn)一定的變化，進(jìn)而使得建筑出現(xiàn)一定的位移。在高層建筑設(shè)計(jì)中，一定要將位移量限定到一定的范圍之中。

1．2預(yù)防建筑軸向變形與扭轉(zhuǎn)破壞

通常而言，在高層建筑之中，過(guò)大的豎向荷載值會(huì)致使柱中出現(xiàn)較大的軸向變形，進(jìn)而影響到連續(xù)梁彎矩，致使連續(xù)梁中間的支座位置的負(fù)彎矩變小，而跨中正彎矩變大;除此之外，還會(huì)影響到構(gòu)件側(cè)移與剪力，較之于構(gòu)件的豎向變形，可能會(huì)出現(xiàn)不安全的結(jié)果。所謂的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題指的是，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沒(méi)有做到三心合一，為了使得建筑物因水平荷載作用的影響而出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)破壞問(wèn)題得以有效避免，在開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)結(jié)構(gòu)形式與平面布局予以合理選擇，使得建筑物能夠保持三心合一。

1．3高層建筑結(jié)構(gòu)要考慮更大的延性設(shè)計(jì)

所謂的結(jié)構(gòu)延性指的是:從相符時(shí)直到最大承載力或者達(dá)到之后承載力并無(wú)明顯下降時(shí)期的變形能力。在對(duì)高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，就是運(yùn)用結(jié)構(gòu)的延性來(lái)吸收地震的能力，從而有效避免建筑出現(xiàn)破壞。在地震的作用下，高層建筑往往會(huì)出現(xiàn)更大的變形。為了使得結(jié)構(gòu)在到塑性變形階段后還有較強(qiáng)的變形能力，就需要在構(gòu)造上予以考慮，采取適當(dāng)措施，有效確保結(jié)構(gòu)具備較大的延性。

2高層建筑和結(jié)構(gòu)關(guān)系的理性認(rèn)識(shí)

2．1在高層建筑設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)的地位與作用

(1)在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)是其經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的重要基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)式支撐高層建筑、傳遞荷載的骨骼，高層建筑的空間以及造型等，都需要依靠結(jié)構(gòu)承托。可以說(shuō)結(jié)構(gòu)式高層建筑設(shè)計(jì)的重要語(yǔ)法，換言之高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要遵循結(jié)構(gòu)規(guī)律的法則。(2)結(jié)構(gòu)是確保高層建筑功能合理的重要條件。結(jié)構(gòu)不但是空間的重要支撐，可以影響建筑的空間形態(tài)，而且其可以在平面上發(fā)揮引導(dǎo)空間、開(kāi)放空間、連接空間、延伸空間以及劃分空間的作用，是塑造建筑空間的重要領(lǐng)導(dǎo)者。(3)結(jié)構(gòu)是建筑創(chuàng)造的重要媒介。結(jié)構(gòu)不僅僅是一種技術(shù)，同時(shí)也是一門(mén)藝術(shù)，其可以承托造型與空間，還可以變成烘托空間氣氛、豐富空間層次以及美化空間的重要元素。

2．2建筑技術(shù)發(fā)展和高層建筑創(chuàng)作的互動(dòng)關(guān)系

據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，高層建筑創(chuàng)作與結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展之間是互相作用，互為動(dòng)力的。(1)建筑技術(shù)可以有效的推動(dòng)高層建筑創(chuàng)作的進(jìn)步。在高層建筑發(fā)展中，結(jié)構(gòu)技術(shù)本來(lái)就是一個(gè)重要的原動(dòng)力，在一些情況下，結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步能夠直接引發(fā)高層建筑設(shè)計(jì)的革命。同時(shí)，高層建筑也可以通過(guò)結(jié)構(gòu)技術(shù)來(lái)不斷尋找技術(shù)和藝術(shù)的交融之路，尋求結(jié)構(gòu)技術(shù)所帶來(lái)的新的感官刺激，從而將結(jié)構(gòu)對(duì)高層建筑造型以及空間的實(shí)用價(jià)值與藝術(shù)價(jià)值展現(xiàn)出來(lái)。(2)新的高層建筑設(shè)計(jì)也可以推動(dòng)結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步。通過(guò)對(duì)高層建筑發(fā)展歷史的考察，可以發(fā)現(xiàn)高度的追求推動(dòng)了許多新結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)以及新材料的應(yīng)用。

3結(jié)構(gòu)思維指導(dǎo)下的高層建筑設(shè)計(jì)基本原則

3．1確保結(jié)構(gòu)合理性原則

建筑結(jié)構(gòu)的合理性是有效確保建筑結(jié)構(gòu)實(shí)用性、藝術(shù)性以及經(jīng)濟(jì)性的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是運(yùn)用結(jié)構(gòu)思維開(kāi)展高層建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件。建筑結(jié)構(gòu)是支撐高層建筑的骨骼，因此一定要確保其牢固性，其一定要具備承受各種形式外力的能力，這些外力荷載比如說(shuō):地震荷載、風(fēng)荷載、雪荷載以及高層建筑自重等。據(jù)相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)的合理性的實(shí)現(xiàn)要受到諸多因素的影響，比如說(shuō):技術(shù)可行性、結(jié)構(gòu)耐久性、構(gòu)造處理、材料運(yùn)用以及結(jié)構(gòu)形式等。科學(xué)的結(jié)構(gòu)要具備一些條件:(1)具備完整的結(jié)構(gòu)體系;(2)具備科學(xué)的結(jié)構(gòu)形態(tài);(3)具備科學(xué)的結(jié)構(gòu)布置。建筑結(jié)構(gòu)的合理性可以說(shuō)是一種科學(xué)力的傳遞關(guān)系，其主要表現(xiàn)為應(yīng)力的合理分配、結(jié)構(gòu)的平衡以及結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化等，并應(yīng)該和建筑功能要求與藝術(shù)形式達(dá)到一致。除此之外，結(jié)構(gòu)的合理性還提倡材料的有效性，換言之就是最大限度的發(fā)揮結(jié)構(gòu)材料的效能。

3．2實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性原則

建造高層建筑往往需要耗費(fèi)大量的資源以及勞動(dòng)。在結(jié)構(gòu)思維條件下創(chuàng)造高層建筑的時(shí)候，在使得美學(xué)、功能與力學(xué)的要求得以滿(mǎn)足之后，方案能否付諸于實(shí)施還應(yīng)該考慮到經(jīng)濟(jì)的因素。建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性具有諸多影響因素，比如說(shuō):結(jié)構(gòu)受力狀況、結(jié)構(gòu)造型、計(jì)算理論以及技術(shù)手段等都會(huì)影響到結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)斷面尺寸以及材料消耗。實(shí)質(zhì)上，建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性只是相對(duì)來(lái)說(shuō)的，唯有在特定條件下選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)才可以使得結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性得以有效實(shí)現(xiàn)。這就要求高層建筑師與結(jié)構(gòu)師相互合作。

3．3發(fā)揮結(jié)構(gòu)的實(shí)用性原則

據(jù)相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)擁有較好的組織與空間塑造能力，其可以在平面上開(kāi)展引導(dǎo)空間、開(kāi)放空間、連接空間、延伸空間以及劃分空間工作。就本質(zhì)上而言，發(fā)揮結(jié)構(gòu)實(shí)用性主要是為了使得高層建筑與結(jié)構(gòu)功能得以有效實(shí)現(xiàn)，這是符合結(jié)構(gòu)思維的主要任務(wù)的。通常而言，結(jié)構(gòu)的實(shí)用性是通過(guò)核心筒、剪力墻以及柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的。柱通過(guò)不同的排列方式可以對(duì)不同大小、不同功能的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，這是核心筒與剪力墻同樣能夠做到的。剪力墻的開(kāi)孔方式與開(kāi)孔率以及柱的間距都會(huì)對(duì)建筑空間的開(kāi)放程度產(chǎn)生影響，剪力墻與柱的走勢(shì)也往往會(huì)對(duì)建筑空間產(chǎn)生一定的引導(dǎo)作用。

3．4開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)藝術(shù)性的原則

在高層建筑設(shè)計(jì)之中運(yùn)用結(jié)構(gòu)思維的主要任務(wù)就是:綜合人文、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)等因素，運(yùn)用形象思維與結(jié)構(gòu)邏輯，給高層建筑賦予優(yōu)美的形式、鮮明的個(gè)性以及深刻的內(nèi)涵。所以，開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)的藝術(shù)性是非常重要的。結(jié)構(gòu)的美在微觀(guān)上能夠看到西部節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化處理;在中觀(guān)上表現(xiàn)為空間處理與結(jié)構(gòu)構(gòu)架之間有效結(jié)合;在宏觀(guān)上能夠反映出高層建筑的壯美。通常而言，根據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性可以將結(jié)構(gòu)美分成三種:(1)科學(xué)理性美;(2)形式美;(3)感覺(jué)美。所以，在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)藝術(shù)性的原則。

4高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)思維的誤區(qū)

4．1虛假結(jié)構(gòu)

一般而言，結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵和形象要相一致，如果不相一致就證明結(jié)構(gòu)是虛假的，也就是結(jié)構(gòu)一定要發(fā)揮結(jié)構(gòu)的作用，不然不僅會(huì)對(duì)觀(guān)者產(chǎn)生誤導(dǎo)，也會(huì)影響到專(zhuān)業(yè)人士。結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠使得建筑的韻律感、虛實(shí)感不斷增強(qiáng)，還會(huì)使得建筑構(gòu)圖更加豐富。當(dāng)前我國(guó)高層建筑設(shè)計(jì)中，有許多建筑物和建筑主體物任何結(jié)構(gòu)聯(lián)系，這些構(gòu)件不但制作較為粗糙，就連從人的一般視點(diǎn)去觀(guān)察，也會(huì)發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重的比例失調(diào)問(wèn)題，其不僅沒(méi)有發(fā)揮美化造型的功能，還使得建設(shè)成本大大增加。

4．2忽略經(jīng)濟(jì)性

所謂的經(jīng)濟(jì)性就是指節(jié)約資源，把實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性是高層建筑設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該要求將建筑設(shè)計(jì)做得既實(shí)用又經(jīng)濟(jì)。但現(xiàn)在許多高層建筑為了取得較為震撼的視覺(jué)效果，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，只追求標(biāo)新立異，忽略結(jié)構(gòu)邏輯，大大增加了建設(shè)的成本。

4．3忽略藝術(shù)性

高層建筑設(shè)計(jì)中，注重設(shè)計(jì)的藝術(shù)性是非常重要的。唯有具有藝術(shù)性的高層建筑，才能夠使得人們?cè)趯徝郎袭a(chǎn)生共鳴。但是，現(xiàn)在許多高層建筑設(shè)計(jì)單單追求結(jié)構(gòu)體系自身的造型能力，往往忽視了構(gòu)件尺度、構(gòu)件間連接方式以及構(gòu)建形式等，使得高層建筑設(shè)計(jì)較為粗糙，缺乏藝術(shù)性。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，結(jié)構(gòu)思維的應(yīng)用對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性具有非常重要的影響。但是，現(xiàn)在結(jié)構(gòu)思維在高層建筑設(shè)計(jì)中仍然存在一些誤區(qū)，這就需要相關(guān)人士予以相應(yīng)的探討與研究，采取適當(dāng)?shù)拇胧沟媒Y(jié)構(gòu)思維在高層建筑設(shè)計(jì)中切實(shí)發(fā)揮積極作用。

作者:劉詩(shī)佳 馮燕

第四篇：高層建筑設(shè)計(jì)研究分析

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第一，消防設(shè)施和消防栓的設(shè)立位置是否與建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)有沖突，是否可以在危機(jī)時(shí)及時(shí)便捷地取出應(yīng)急。第二，電梯通道的位置、寬度、高度及裝修材質(zhì)等是否可以滿(mǎn)足應(yīng)急時(shí)候消防驗(yàn)收的要求。第三，內(nèi)墻和外墻裝修的材料是否會(huì)對(duì)室內(nèi)空氣、氣味、室溫及光線(xiàn)等因素產(chǎn)生不利于人們生活的影響。第四，對(duì)于多棟樓之間，要考慮樓群之間的距離是否符合光線(xiàn)、地質(zhì)、消防等各方面的要求。第五，對(duì)于有特殊要求的建筑樓層，它的面積、地理位置、承重能力是否能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的特殊需求。

二、高層建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

1.建筑的生態(tài)設(shè)計(jì)

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，但是卻忽視了生態(tài)環(huán)境，我國(guó)的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞，使原本就非常匱乏的資源在大幅度減少，而且環(huán)境污染嚴(yán)重，很大程度上破壞了生態(tài)的平衡。隨著人們對(duì)保護(hù)環(huán)境意識(shí)的提高，進(jìn)而意識(shí)到推行生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的重要性。為了人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展，推行生態(tài)建筑設(shè)計(jì)是未來(lái)的大勢(shì)所趨。因此，在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，要注重對(duì)建筑的生態(tài)設(shè)計(jì)。

2.強(qiáng)調(diào)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)

加強(qiáng)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，要從兩個(gè)方面入手。第一，優(yōu)化建筑位置及朝向的設(shè)計(jì)。高層建筑的定位首先應(yīng)考慮對(duì)城市環(huán)境的影響。容積率過(guò)高很難滿(mǎn)足日照要求，陽(yáng)光有著巨大的輻射能量，寒冷地區(qū)的人們十分珍惜陽(yáng)光帶來(lái)的溫暖。因此，建筑的方位與節(jié)能有著直接的關(guān)系，在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮盡量減少熱損失，保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境。第二，要優(yōu)化維護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)，合適的建筑材料能夠提高建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。

3.建筑形象的設(shè)計(jì)

高層建筑外部造型設(shè)計(jì)多以追求建筑形象的新、奇、特為目標(biāo)，每棟高層都想表現(xiàn)自己，突出自我，而這樣做得結(jié)果只能使整個(gè)城市顯得紛繁無(wú)序、生硬，建筑個(gè)體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外。因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造，而應(yīng)充分考慮人的觀(guān)察視點(diǎn)、視距、視角，和高層建筑使用親近度，從宏觀(guān)的城市環(huán)境到微觀(guān)的材料質(zhì)感的設(shè)計(jì)都要?jiǎng)?chuàng)造良好的尺度感。

三、高層建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

1.充分發(fā)揮廣場(chǎng)的作用

高層建筑由于其體量的巨大，往往給街道空間一種突然的壓迫感，使人感覺(jué)好像從一個(gè)大空間突然進(jìn)入一個(gè)小空間，這是由于高層建筑的體量所造成的對(duì)比。因此，凡是處在街道兩旁體量巨大的高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行后退處理，并在其退出的用地上設(shè)計(jì)一個(gè)廣場(chǎng)空間，這個(gè)廣場(chǎng)空間將起到空間的緩沖作用；而且由于高層建筑的建筑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其用地面積，容納的人員較多，出入口人流密度相對(duì)較大，后退出的廣場(chǎng)空間也起到緩解交通壓力的作用。

2.巧妙地運(yùn)用一些處理手法

高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大，但是底層部分卻可以通過(guò)一些巧妙的處理來(lái)豐富空間形式。一般可以采用底層架空和入口縮進(jìn)的手法。底層架空的處理手法是現(xiàn)代建筑的特征之一，它可以在高密度的環(huán)境中爭(zhēng)取到寶貴的用地，把城市的道路、廣場(chǎng)和建筑有機(jī)地結(jié)合在一起，形成通透的、公共的開(kāi)放空間，給市民以小憩之地；同時(shí)，可以改善人流、視覺(jué)擁擠的狀況，連通幾個(gè)主要的公共場(chǎng)所，以增加城市空間的層次。

四、高層建筑設(shè)計(jì)的運(yùn)用

1.生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的運(yùn)用

首先，太陽(yáng)能技術(shù)的運(yùn)用。在高層建筑設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)運(yùn)用窗戶(hù)上的集熱板建立一個(gè)小型的太陽(yáng)能系統(tǒng)。集熱板可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能，同時(shí)用風(fēng)扇作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)加熱空氣，再通過(guò)空氣導(dǎo)氣管將集熱板收集到的熱量傳輸至建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。這樣不僅可以補(bǔ)充供熱系統(tǒng)，還能積聚大量熱能，從而提高效率。其次，新材料的利用。利用新型的材料可以有效滿(mǎn)足生態(tài)建筑設(shè)計(jì)上的要求。如熱反射玻璃、電敏感玻璃、吸熱玻璃及低輻射玻璃等新材料的產(chǎn)生，都是現(xiàn)代生態(tài)建筑設(shè)計(jì)要求的必然產(chǎn)物。在高層建筑中，太陽(yáng)能光電材料是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)中的首選材料。它不但沒(méi)有任何污染和噪音，還可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，完全符合生態(tài)設(shè)計(jì)的要求，既保護(hù)了環(huán)境，又節(jié)約了資源。

2.節(jié)約建筑原材料

在高層建筑設(shè)計(jì)中，講求的是建筑設(shè)計(jì)的節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展。由于在當(dāng)前高層建筑設(shè)計(jì)中存在的建筑原材料浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，不僅增加了建筑的成本，也不符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的理念。在高層建筑設(shè)計(jì)中，要減少材料的浪費(fèi)，充分合理利用建筑原材料。隨著建筑建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步，一些原有的建筑材料已經(jīng)逐漸被取代，新的建筑材料不僅能夠減少建筑自身的重量，還可以擴(kuò)大建筑的建設(shè)空間，建筑設(shè)計(jì)中可以采用新型原料，提高建筑設(shè)計(jì)水平，充分體現(xiàn)出生態(tài)建筑理念，滿(mǎn)足人們的生活需要。在建筑設(shè)計(jì)中，可以充分采用這些新的原材料，以提高建筑水平。

五、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的高層建筑雖然相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，但是已經(jīng)取得了很大的成就。高層建筑設(shè)計(jì)與城市空間的融合也正不斷完善和發(fā)展。在高層建筑設(shè)計(jì)中，不僅要與建筑物所處地理位置、環(huán)境相符合，也要注重可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展。

作者:潘睿 單位:承德華祥建筑設(shè)計(jì)有限公司