关于高层建筑中的建筑设计研究

关于高层建筑中的建筑设计研究
摘要：随着时代的发展，高层建筑已经成为城市空间中不可缺少的元素，本文对高层建筑的发展趋势以及结构受力方面进行分析，并对高层建筑的总体及分类设计进行概述。

关键词：高层建筑；建筑设计；研究
前言
建筑在追求形式美的同时，必须达到内容与形式的统一，结构与形体的统一，技术与艺术的统一。

现代建筑的产生和成长是一个与现代科学技术相适应的协调发展过程。

如果用最简明的说法来阐明现代建筑的含义，就是“技术加艺术”，而且是前者制约后者。

随着高层建筑的自身发展，人们对高层建筑中建筑设计的要求也越来越高。

1高层建筑的发展趋势分析
随着高层建筑的发展，决定了其结构的合理性和科学性。

高层建筑呈现出以下发展趋势：一是层数增多，高度增加。

我国设计有80层以上的高层建筑，有的处于领先地位。

二是新材料的开发应用，新结构形式的应用。

高性能混凝土材料在不断发展，对高层建筑的发展产生重大影响。

三是平面布置与竖向体形更加复杂。

现代高层出现了不规则、不对称和曲线形的平面，主要是结构分析技术和计算手段的提高为它创造了条件，需要结构设计更加提高。

四是耗能减震技术的应用与发展。

第五，确立绿色建筑发展观念，绿色建筑即环保化、无污染、可循环、能源节省，强调因地制宜，不能照搬
盲从，气候、地理条件、文化传统不同，所做出的设计也应该不同。

2高层建筑结构受力方面问题
对于低层、多层和高层建筑，竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的，但是，随着高度的不断增加。

竖向结构体系成为设计的控制因素，其原因有两个：其一，较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒；其二，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。

与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的，而随建筑高度的增高迅速增大。

例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。

在高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，可见，高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。

2.1结构的超高问题。

在抗震规范和超高规范中，对结构的总高度有着严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为a级高度以为，增加了b级高度，处理措施与设计方法都有较大改变。

在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

2.2短肢剪力墙的设置问题。

在新规范中，对墙肢截面高厚比为5-8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢
剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

2.3嵌固端的设置问题。

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

2.4结构的规则性问题。

新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

3高层建筑整体设计问题
3.1主体设计。

高层建筑设计中的一个全新的要求就是要实现建筑本身的生态节能。

首先对于高层建筑主体的下部分裙房而言，虽然其裙房的建设对整个城市影响较小，但是对街道的尺度以及人性化空间的创造等方面的影响都很大。

高层建筑的下部门裙房在立面设计上一般跟高层建筑的上部立面不同，在建筑设计当中需要比较细致的设计，要将下部裙房设计的比较多样化，以免显得过于苍白。

同时裙房还要进行一定的人性化处理，原因在于群众的视觉一般接触到的都是高层建筑的裙房部分，同时裙房对人们所产生的街道空间感的影响较大。

而对于高层建筑中的楼顶对整个高层建筑的设计形象又起到了个性化体现的作用，虽然对生态环境的意想不到，但是它们体现的是高层建筑的标志性和独特性，因此在楼顶的设计上也不是不容忽视的。

3.2处理手法上的巧妙运用。

在实际的建筑设计过程中，高层建筑设计中的塔楼部分虽然在设计上没有很大的变化余地，但是在高层建筑的底层部分可以通过一些巧妙的处理来实现对空间形式上的丰富，在实际的建筑设计中一般都是采用底层架空和入口缩进的处理方法。

4高层建筑中的分类建筑设计问题
4.1底层入口。

首先高层住宅的底层入口处一定要避免设在当地冬季主导风的迎风面，而在我国的南方地区，由于比较炎热，因此底层入口可以全部或者是局部架空，避免对夏季通风的妨碍。

4.2建筑围护。

由于人们在高层建筑上居住多半都会产生一定的恐惧心理，因此在高层建筑设计中一定要注重建筑维护的安装，从而给居民提供一定的安全感。

同时在高层住宅的窗户设计上，由于高层的风压过大，一方面会对外窗开关造成影响，同时也会对人们擦玻璃的同时产生不安全因素，因此在外窗的设计上应该设计为推拉的启闭方式。

4.3服务设施。

高层住宅建筑在设计上就应该充分考虑到建筑的
服务设施，要在建筑底层入口处设置大楼管理人员的值班室，在值班室中配置夜间电梯紧急呼叫装置、公用电话以及值班人员必要的生活用品；同时还要在大楼内外设计分户信箱以及车辆的存放处，在具体的分户信箱的尺寸安排上，应该大于300mm，同时要保证对墙面面积占用较小的基础上与墙面垂直。

5建筑遮阳整合设计问题
建筑遮阳整合设计是指将建筑遮阳、太阳能利用等技术纳入建筑设计全过程，以达到有效控制建筑室内环境（包括湿热环境、光环境、风环境）、降低建筑使用能耗、满足建筑美观经济实用的要求。

目前，很多研究人员正在研究考虑如何很好地综合建筑遮阳板与太阳能收集器的设计，光伏发电与建筑遮阳相结合就是其中一项。

光伏发电与建筑相结合（bipv）是光伏发电大规模推广应用的重要发展方向，而与建筑遮阳相结合是其主要实现形式之一，对于节约建筑能耗、改善室内环境及以可再生能源替代传统石化能源等具有重要意义。

但是由于目前国内市场该技术的应用还不成熟，推广还存在一定的难度。

6结语
总之，我国高层建筑近年来有了飞快的发展，取得了一定的成绩，但是在某些方面还是存在着不足，需要建筑设计人员不断的研究、探讨高层建筑设计理念的更新与高层建筑设计风格的变化，一定会促进现代高层建筑的发展。

参考文献：
[1]汪玉欣.高层建筑结构体系浅谈[j].黑龙江科技信息，2011，（04）.
[2]曹丽新，王雪萍高层建筑设计过程中应该注意的问题[j].中国新技术新产品，2010（5）。