高層建筑設計論文匯總十篇

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摘要：從中國作為人口大國、城市土地資源緊缺的國情出發，探究垂直景觀在高層建筑中的應用，為目前亟需擴展城市綠地提供一個可操作的方法。通過對垂直景觀成熟經驗的學習與分析，了解如何將垂直景觀設計應用到中國的高層建筑中去。建筑期刊

 

關鍵詞：高層建筑;垂直景觀;營造

 

 

一、研究背景與意義

基于全球城市化進程的日益加劇，人口的膨脹、城市建筑密度的不斷攀升，人們開始意識到環境與建筑能耗的污染以及生態系統的危機。為了遏制這種趨勢，綠色建筑應運而生。綠色建筑的定義是在建筑的全壽周期內，最大限度地節約(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。而實現綠色建筑的重要途徑之一就是———垂直景觀，它在城市生態景觀方面的補償作用不可估量。我國作為人口大國，城市土地資源緊缺，同時還有大量人口不斷涌入城市，導致北、上、廣等大城市越來越擁擠。這些寸土寸金的大城市中心集商業、娛樂、文化于一體，高層建筑林立，公共綠地嚴重短缺。有人提出建設更多的綠地廣場和公園來解決這一棘手的問題。這個初衷是好的，可是實際的國情卻很難實施。據預測，2020年，中國將有300萬農村人口轉移到城市。大量的農村人口正在以驚人的速度涌入城市，城市土地可容納量積聚飽和，我們正面臨著建筑土地和綠化面積如何平衡的極其嚴峻的問題。而另一方面，物質文化水平的提高，使得都市人對于生活品質的追求也在不斷提高。他們渴望親近自然，享受綠色的需求正在與日俱增。據統計，上海在2010年的GDP已達到一萬美元,隨著經濟消費能力的提升,高品質的生活標準、環境與質量標準成為城市居民越來越關注的話題。對公共綠地環境的投入，使得生活與工作環境更加舒適宜人成為人們的一種共識與追求。因此，在橫向綠化的可擴展面積基本為零的情況下，尋求高層建筑縱向上的綠化可利用性定會成為一種趨勢。高層建筑的表皮綠化不僅能短期實現綠植覆蓋率，而且與建筑節能、減少能耗的綠色建筑目標相一致，是一舉多得的方法。同時，垂直景觀對于改善都市的生態效應也具有重要意義,高層建筑的垂直景觀功能定位于生態學，具有吸附與阻滯空氣中的塵埃、減少灰塵顆粒物，清潔凈化空氣、降低噪音輻射，調節室溫、節約建筑能耗，美化環境、令人身心愉悅等不可估量的社會和經濟效益。

二、國內外研究現狀

城市垂直景觀設計早在古代巴比倫時期的經典空中花園已經出現了萌芽，當然早期垂直立體綠化的呈現更多的是自然植物無意識的攀爬，品種較單一，更沒有系統理論的形成。直到20世紀90年代，西方發達國家才開始了對垂直綠化的系統研究，它也逐步成為在景觀設計領域中對未來城市生態景觀發展的前沿課題。一些發達國家的垂直景觀在改善新興城市的生態環境方面，得到政府政策上的支持和推進，給城市居民帶來生態、經濟和健康上的利益，也在一定程度上消除了“城市熱島效應”，推進了生態園林建設的科學性。這其中，馬來西亞建筑師楊經文可以說是真正實現“空中花園”的先驅，他的建筑設計以與有機的、富有生命力的植被化相結合而聞名。他倡導建筑與植物生態系統的有機共生。在他的生態建筑實踐中，始終堅持生物氣候學設計原則，創造了眾多令人驚艷的垂直景觀生態建筑。其著名作品之一是新加坡EDITT?TOWER，1998年獲得了熱帶生態建筑設計大獎。整座建筑遠遠望去猶如一顆屹立于高樓大廈中的參天大樹，大樓的四周都被綠色植物所包裹，植物與建筑的和諧共存既達到了美學的高度，又起到了隔熱的作用。該建筑所設置的綠色空間與居住面積比例達到了1:2。

大樓還設有雨水回收、光伏發電、污水凈化等多套綠色節能系統。楊經文的生態建筑，實現了綠色植物與建筑的和諧共生，也展現了通過精心配置的植物可能形成的豐富多姿的空間形態，將建筑與自然完美地結合。正如楊經文所說：“建筑物常常可以看作大量的無生命物質的堆積，植被化的目標就是將有機的、富有生命力的物質與無機的、無生命的物質融為一體。”除此以外，在日本、法國等都相繼出現了垂直景觀生態建筑。例如日本福岡的ACROS樓，整個建筑除去1/4的地下空間，地上建筑設計成臺階狀，屋頂部分全部由綠色植被所覆蓋。竣工數年，郁郁蔥蔥的植被已經與南側公園的綠化融為一體，仿佛在城市中央形成了一座綠島，在收獲優美的視覺景觀的同時，使整棟建筑的溫度更加舒適，創造了良好的生態效應。目前，在北京、上海、深圳、重慶等大城市中，城市垂直綠化的研究和探討已經形成一定的共識,一些城市建筑外立面也出現了綠化表皮的實踐案例，但是這些實踐在某種程度上只能稱為垂直綠化，跟垂直景觀還有一定的距離，可以說我國高層建筑垂直景觀設計尚處于起步階段，還有許多經驗要學習。

三、垂直景觀在高層建筑中的營造手法

需要明確的是垂直景觀與垂直綠化是不同的兩個概念，垂直景觀是以充分利用建筑縱向空間、實現植物(包括喬木)與高層建筑共生的景觀設計,而垂直綠化究其本質是建筑垂直面的攀緣綠化，是攀緣植物翻轉90°的平面綠化。但兩者也存在著一些共同的特點，諸如占地少、都是利用縱向立體進行的綠化設計等。垂直景觀的設計，將植物作為建筑造景的主要手法，通過不同的植物造景組合，形成建筑高層的平面布局與縱向建筑結構設計獨特的空間構建，形成如畫的美麗景觀，并且豐富高層建筑室內空間的功能要求。對于這些營造手法的探析需要更多的實踐操作的可能性，而目前我們更多的是只具備理論整理的經驗論。根據楊經文在高層建筑運用生物氣候學來組織空間的經驗，我們可以學習的設計方法如下：

(一)空間組織

分析其平面布局，楊經文的高層建筑輪廓多設置為不規則形，利用不同凹度的開敞空間進行綠化。縱向樓層的懸挑式空間錯落有致，既可以使不同戶型享受到更多的陽光，同時錯位排序的植物也可以得到足夠的光照和生長空間，尤其是喬木植物。大量綠色植物的嵌入種植不僅有效地減少了建筑本身的熱島效應,還能生成氧氣，吸收二氧化碳與一氧化碳，并且豐富了建筑單一的表皮,也不影響陰影區開窗的可能性。再分析其豎向空間，高層建筑的垂直景觀的結構本身是植物搭配建筑的自然美與人工美結合的產物，應當考慮好植物的預留生長空間，重視其彈性空間的設計安排。各類設施的設置力求便捷，滿足時空發展的需求。因此，消防、疏散等設施設計應上升到美學層面去考量。可以充分利用超高層建筑防火規范所要求設置的建筑避難層，著重利用垂直景觀綠化、營造生機盎然的建筑外立面，以提升整棟建筑的美感。

(二)植物配置

綠色植物作為垂直景觀生態建筑的重要要素，它直觀地展現著一座建筑的生態效應和視覺感受。出色的垂直景觀生態建筑肯定是植物與建筑美學的高度融合，因此，植物的搭配尤為重要。垂直景觀的營造也絕不是簡單地給建筑物附著上一層攀緣綠植,它關注的是植物豐富種類的搭配、色彩季相的變化、姿態柔和的線條，營造出具有豐富的時空變化的生命力的建筑。在設計過程中，懸挑式的種植槽中作為獨立的植物單元，要充分配置好植物群落，豐富品種，形成自然分層的綠色景觀，例如可以在不同凹度的錯層開敞空間中，采取地被植物鋪底、喬木來遮陰、具有觀賞價值的灌木草花鑲嵌點綴的方式。同時，選用下垂式植物、藤蔓植物進行垂吊式美化，彌補建筑外壁的一些生硬的結構線條，營造出與建筑相映成趣、叢植錯落、四季皆有景的自然植物群落景觀。

(三)節能循環

正如楊經文認為許多后現代主義建筑，在建筑立面處理中過多地增添了許多無意義的造型，造成了許多建筑材料的浪費。這些不理性的設計怪像，忽視了能源的合理使用和能耗的約束。面對日益嚴峻的世界能源消耗問題，建筑師毫無疑問要加強節能意識，特別是高層建筑的節能問題。站在生物氣候學的高度去探索建筑節能的可能性與方法論，最終提升人的精神享受以及減少建筑能耗。高層建筑的垂直景觀應當統籌優化生態層面的規劃設計，在設計伊始,就該重視整體人工生態系統的循環回收,使綠色環境的原料與廢料盡可能多地循環利用，消化分解本身產生的能耗，降低損耗。設計要面臨的挑戰在于最大程度地去利用資源和能源，減少浮塵,吸附噪音，調節室溫，以最小的投入，獲得最大的收益，從而體現出垂直景觀生態建筑的節能、節水、節材等環保低碳理念。

(四)人性關懷

根據英國和日本的研究調查發現，工作或生活于高層建筑中的人群，有四成以上渴望與自然親近接觸，比如打開窗戶能看到綠色或走到戶外去活動，而垂直景觀正是把這種愿望付諸實踐的較好途徑。垂直景觀除了美化外部建筑環境，同時也為室內空間引入了自然美景。不僅在高層建筑的室內休憩空間真正實現了景為人用，更在陽臺空間中構造了一個個夢幻的空中綠植花園。在陽臺空間茂密的樹蔭下，層次分明的植物景觀，讓人感受到以植物景觀律動為框、藍天為畫的奇妙體驗。高層建筑的垂直景觀設計目標不是為了模擬自然，更多的是可以彌合生態學和建筑設計之間生硬的裂縫,形成持久穩固的聯系，營造合宜的自然，創建合理的人工生態系統。因此，垂直景觀在高層建筑設計中，必須關注人的舒適度，從微觀層面上滿足人體工學的要求,關注人的健康,在強調采光、通風、保溫等基礎條件上，還必須重視人的使用安全問題。

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城市高層建筑設計的整體尺度原則是指建筑各組成主體間的有機聯系及產生的視覺效果。整體尺度原則主要強調的是建筑物整體性，在高層建筑整體性設計時要充分考慮建筑的主體、裙房以及屋面三個主要因素，將三要素有機結合在一起按照統一的尺度參考體系進行設計，而不是將三者單獨地按照各自的參數體系進行設計。只有這樣才能使三者有機的融合在一起，打造具有整體性的優秀建筑工程設計作品。

1．2近人尺度原則

近人尺度原則在城市高層建筑設計中的內涵是建筑物的進出口以及底層部分的尺寸大小能給人帶來視覺享受的同時又能方便人們使用。其中，建筑物進出口是用戶每天都要使用的部分，進出口設計質量對用戶的感官刺激較大。所以在高層建筑設計時要將近人尺度設計理念充分地融入到設計思路中，合理地劃分建筑物入口處的柱子、檐口、大門以及墻面的尺度，細化每一部分尺度，使每一部分尺度都能在滿足用戶對建筑功能性需求的基礎上，又能給人們帶來感官享受。

1．3細部尺度原則

細部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質感，是更為細膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設計時應透徹地了解人們對建筑材質的標準要求及喜好程度。一般情況下，我們對事物的評價，都是通過眼觀以及手摸的方式去對事物進行進一步的了解，然后從主、客觀角度對該項事物做出綜合性評價。所以，設計人員應遵循細部尺度原則，采用人們能夠接受的喜愛的建筑材質塑造建筑工程作品，給人們帶細部尺度主要是指建筑材料的質感，指高層建筑更細分的尺度大小。

2城市建設中高層建筑設計要點

2．1高層建筑采光設計

隨著人們節能減排意識的不斷提高，發展節能型建筑是當今建筑工程領域發展的總體態勢。高層建筑內的照明能耗比較大，如何通過有效的措施降低人工照明對能源的消耗及利用日光照明是當今建筑工程領域必須要重視的課題。目前，比較先進的日光采集系統主要有以下幾種:(1)提高單位面積進光區的日光量，利用太陽光為建筑提供照明需求，可有效降低人工照明對能源消耗。(2)為了能在不增加窗戶周圍的陽光強度且能使其到達采光更深的工作區域，可以通過陽光發射到屋頂平面來完成。(3)在不改變建筑構造的基礎上，如增大建筑窗戶的面積或數量來采集更多的太陽光，而能較好地滿足建筑內照明需求的同時又不會在強烈的太陽光下給用戶帶來不適感覺，可通過陽光直射阻擋系統來解決。該系統是利用光線的折射計反射原理為設計依據的。

2．2高層建筑的抗震設計

抗震設計是高層建筑工程設計的重要內容，抗震設計質量對提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響。基于地震頻發的現實情況，加強高層建筑抗震設計工作是現行建筑工程領域必須要關注及重視的問題。在高層建筑抗震設計時候需要注意以下要點:建筑大廳的四角及建筑外墻位置應設置構造柱，并根據高層建筑要求的具體抗震等級合理確定構造柱數量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設置構造柱用來分擔磚墻荷載;在高層建筑抗震設計前設計人員應深入到施工工地進行工程地質勘探，牢固掌握高層建筑施工所在地地質情況及發生地震災害的頻率情況，以此為依據進行高層建筑抗震設計。在抗震設計中設計人員應嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級進行設計不得以經驗隨意地更改建筑的設防等級，如果提高建筑的設防等級會額外地增加工程成本投入，而降低建筑設防等級則會降低建筑的抗震能力，一旦地震災害來臨將會對建筑及人們生命財產安全帶來極大危害。

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2高層建筑設計中存在的問題

高層建筑在進行設計時為了更好地滿足對大客流量和開闊的視野空間的要求，通常在樓梯設計時是以寬大的敞開樓梯來作為主要的客流通道，同時，為了更好的滿足建筑防火方面的要求，高層建筑在進行設計的時候要采用封閉的樓梯間或者是防煙樓梯間，如圖2。因此，在進行高層建筑設計的時候，設計人員通常采用防火卷簾來作為封閉方式，這樣能夠更好的達到防火方面的要求。在進行設計的時候為了更好的滿足相關規范要求，同時確保樓梯的數量和形式滿足使用方面的要求，但是，這種設計方案是一種不可取的方式，在出現火災的時候，人員在疏散方面存在著一定的安全隱患。在進行高層建筑設計的時候還是存在著一個非常明顯問題，就是地上層和地下層共用樓梯的問題，在防火方面，為了避免在出現火災的情況下建筑內的人員由地上層進入到地下層，不應該出現共用樓梯的情況。但是在實際設計時，由于在結構設計方面要考慮的問題非常多，因此，在樓梯設計時經常會出現地上和地下貫通的情況，這樣能夠在結構上面更加便利，但是也是會導致出現一定的安全隱患。在很多的高層建筑設計中，設計人員對樓梯的設計方案并沒有得到很多施工人員的注意，同時，在進行設計的時候對疏散通道的寬度也存在著一定問題，疏散通道的寬度在進行設計的時候通常是會受到疏散門的影響，因此，在進行設計的時候，要對防火審核非常重視。

3高層建筑中建筑設計的措施

3．1高層建筑整體設計探析

(1)主體設計。當代高層建筑設計中的一個全新的要求就是實現建筑本身的生態節能，這就要求對建筑本身主體的裙房部分加強設計，裙房的設計對高層建筑周圍街道的人性化空間的創造等有很大影響。對裙房的設計不僅要注重人性化，更要注重形式的多樣性。(2)處理手法上的巧妙運用。高層建筑的實際建筑設計階段，高層建筑的塔樓設計并不能有很大的變化空間，但是可以從底層部分入手運用一些巧妙地處理進行空間上的拓展，通常都是采用入口縮進和底層架空等手段進行設計。

3．2高層建筑中的分類建筑設計探析

(1)底層入口設計。底層入口相對來說很重要，在北方地區，高層建筑的底層入口在設計上首先應該避開地域內的冬季迎面風，保證冬季的底層溫度。而在我國的南方地區，一定要保證底層入口設計的通風散熱，因為南方的夏季較為炎熱，可采用局部或全部架空的方式避免對通風的阻礙。

(2)建筑圍護設計。一般來說大部分人在高處都會有一定的恐懼心理，尤其在高層建筑上。在高層建筑的設計中一定要注重防護欄的設計，良好而合理的設計可以在使用性上給人以安全感。

(3)服務設施設計。高層建筑在設計初期要充分考慮到建筑的服務設施，這對高層建筑的整體感覺非常重要。首先在底層入口處要設置值班室，方便對出入人員的管理，其中要配置先進的夜間電梯緊急呼叫裝置以及公用電話等，還要有特定的停車處和分戶信箱。

3．3高層建筑設計中的安全問題探析

(1)高層建筑的防火問題。防火問題對于大多數建筑尤其是高層建筑來說異常重要，建筑設計師要對防火問題的設計進行加強。

(2)電氣的問題。高層建筑的電氣問題主要分為三個方面，一是消防電源與配電問題，要求供電電源來自不同發電廠或不同的區域變電站，以保證突發事件時供電及時解決。二是應急照明問題，高層建筑發生火災或者其他突發狀況時事故照明要正常。三是高層建筑的電梯安裝問題，電梯的位置設置要合理，電梯運行過程中噪音不應太大，且最大荷載量應符合高層建筑的需要，方便快捷。

(3)防雷擊問題。防雷擊問題也是高層建筑設計的重點，應本著“整體防御、綜合治理、多重保護、突出重點”的原則，從結構設計上做好防雷工作。高層建筑的頂端是防雷設計的重點，可以安裝避雷針、避雷網或者避雷帶等。同時要利用建筑中的鋼筋作接地裝置，建筑周圍也要做避雷帶，內部金屬物體也要接地。

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2高層建筑設計中存在的問題

按照建筑設計防火規范，高層商業建筑須采用封閉樓梯間或防煙樓梯間，但在開發過程中，為滿足大客流量及開闊的視野，在高層商業建筑中往往設計出寬大的敞開樓梯，用于客流通道。一般的開發商采用防火卷簾封閉對大型敞開樓梯間進行設計，同時又設計了符合規范要求的數量和形式的疏散樓梯。此種設計方式是不太可取的，因為它明顯的違背了人們在火災情況下的實際疏散的一個趨向。按防火規范要求，地上層與地下層不宜共用樓梯間，容易在人員疏散時進入地下層，造成不必要的傷害。通過實踐觀察，以上問題往往在設計及防火審核中被相關負責設計和審核人員所忽視，這些問題雖然細微，但一定要注意，因為高層建筑設計是為人們更好的居住建設的，一定要具備更高的安全性，保障人們生命財產安全。

3高層建筑設計的要點

3.1高層建筑的主體設計要點

有特點的高層設計，能展現一個城市的容貌和發展狀況，外地客人通過高層建筑的建筑風格感受城市人文風貌，所以設計師為高層建筑選擇合理的造型和設計風格顯的尤為重要。高層建筑不論怎么變化，都離不開一個建筑結構，只有合理的結構才能保證建筑穩固性，受結構的限制、使用功能的約束、符合人們的居住要求，一般的高層建筑風格都是比較規則的，很少太多變化的。一般城市中很多這樣的結構式高層建筑，盡管是通過一些外部裝修，給人明快的感受，但卻失去了一些設計師、建筑師的創造性和風格化。高層建筑的塔樓是主體部分，它的樣式起著決定性的作用。

3.2高層建筑外部尺度設計的原則

城市輪廓線是一個城市的形態，那么在城市防火規范組織中，起最大影響力的就是高層建筑，高層建筑與城市環境要在尺度上進行統一協調，在設計時充分考慮高層建筑布置對城市輪廓線的影響。在對高層建筑設計時，一定要實地考察調研，不能光憑想象畫圖紙，應充分考慮建筑的整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度等問題，在以上尺度設計中都要遵守尺度的統一性，只有這樣才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機協調。高層建筑物上要有一些局部形象尺度，能使人把握其整體大小，除此之外，也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來調整建筑物的體量，保持高層建筑自身特征，人們通過尺度把握使高層建筑融合到人們生活中。

3.3充分發揮空間作用

高層建筑占地面積一般都較廣、體量巨大，有的建筑給人不好的感受，讓人一下進入不和諧的空間里，這是由于高層建筑的體量對比所造成的街道空間一種突然的壓迫感。所以，高層建筑在設計時應該在對其進行后退處理，在其退出的用地上設計一個起到空間緩沖的空間，比如廣場、公園、道路等。通過巧妙的設計，排除人們的壓迫感，這樣的設計增加了人們對建筑的親切感，人們心理不那么壓迫的同時，還可以在進出建筑物時，感受時代元素、休閑樂趣，增加了城市環境重要節點。

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一、工程概況

十甫名都商廈位于廣州市第十甫路和第十八甫路交接處，地上十五層，地下三層，基坑深度14.3米，建筑平面約為長90米寬29米的矩形。由于場地西邊為西關風情民居，距用地紅線不足3米，北邊為第十甫路步行街，距離約4米。規劃部門明確指示，必須嚴格控制基坑水平位移及豎向沉降，絕不允許出現鄰近房屋產生裂縫或路面開裂、下沉的情況。另一方面，甲方從商業角度出發也提出要求，一是地下室的邊線應盡量貼近用地紅線，以取得最大使用空間；二是要求盡量縮短工期，力求比鄰近同類建筑先封頂，以便售樓。在這種情況下，逆作法施工技術便充分體現其優越性。

二、地質情況

該場地地質分布情況自上而下大致如下：

1、淤泥質粘土，流塑，飽和，平均厚度1.9米，c=10KPa，φ=6~8°；

2、中粗砂及粉砂層，飽和，松散，平均厚度7.5米，c=0，φ=28~30°；

3、粉質粘土層，飽和-稍濕，可塑-堅硬，平均厚度5米，可塑土c=30kPa，=14º。硬塑土c=31kPa，=18º；

4、全風化泥質粉砂巖，平均厚度3米；

5、強風化泥質粉砂巖，平均厚度5.5米；

三、設計思路

針對工程設計要求和地質條件，工程師結合逆作法的特點，確定了以下幾個重要設計措施：

1、為了有效地控制基坑變形，采用地下連續墻作為基坑支護手段，可同時具備擋土和止水作用。利用地下室各層樓面的梁板體系作為水平側向支撐，地下連續墻將與內襯墻一起構成地下室外墻，成為永久性構件。

2、為了爭取時間，最大限度縮短工期，從首層樓面開始，向上下兩個方向同時施工，爭取地下室與上部結構同時完工，具體施工步驟將在下一節介紹。

3、出于逆作法施工需要，地下室豎向構件采用鋼管柱。長度3層樓高，一次吊裝到位。

4、人工挖孔樁從現地面開挖，為了準確安裝鋼管柱，鋼管柱底以上的空段部分應考慮工人到樁底定位鋼管柱時的操作面，一般操作面不小于60cm，故空段部分樁徑為鋼管柱直徑加上1.2米，而基樁部分直徑按承載力要求確定。

當以上幾個因素明確后，設計方案便基本明朗。

四、逆作法步驟

1、施工地下連續墻。經計算地下連續墻厚度800mm，標準槽段長度6米，深度18米左右，即到達基坑底面以下3-5米，且下端進入強風化層不少于1.5米，以確保止水效果。槽段之間采用工字鋼剛性接頭。

2、施工人工挖孔樁。人工挖孔樁分為基樁部分與上部空段兩部分。當基樁部分澆灌到樁頂設計標高以下1米時，便由工人下去安裝定位環并調校水平，然后由工人在下面扶正，卡位，保證其垂直度后，在地面用十字架固定鋼管柱上端，用高拋法澆筑管內高強混凝土。

3、開挖至-4.5m標高。此時地下連續墻處于懸臂狀態，現場監測得最大水平位移發生頂點處，約3.7mm,平面位置在矩形長邊中部。施工首層樓面梁板及上部普通混凝土柱，在平面靠近第十八甫路處預留10米X10米出土口，方便運輸。

4、開挖至-7米標高，施工負一層樓面梁板及上部結構。在二層樓面梁安裝吊車梁，設計該梁時應考慮吊運土方和機械時的最大荷載，負一層樓面出土口位置與首層一致。對于地下連續墻而言，首層和負一層樓面的水平剛度可視為兩個鉸支座。但是出土口處的槽段應設置腰梁和鋼支撐。現場監測得最大水平位移發生頂點處，約5.3mm。此時上部結構施工至三層樓面。

5、開挖至-14.3米標高（地下室底板底），從-9.5米開始即采用盆式開挖，即在周邊留有4.5米左右的反壓土，以控制連續墻的位移，保證基坑安全。此時地下連續墻可視為下部為連續的彈性支座，上部兩個鉸支座的連續梁，受荷形態簡化為上三角形下梯形。現場監測得最大水平位移發生在-9.7米標高處，約13.2mm。此時上部結構施工至七層樓面。

6、施工負二層樓面主梁梁格，即樓板及次梁暫不施工，以便吊土，通過主梁和腰梁系統為連續墻提供一定的側向支承，其概念類似于對撐系統。

7、完成其余土方工作，施工底板和負二層樓面，吊出挖土機，封閉出土口。至此地下室土建主體已完工，同時上部結構也已封頂。在整個施工過程中，地下連續墻最大位移為14.3mm，位置在-11.3米標高處，遠小于規范限值。基坑周邊場地未發現明顯下陷，鄰近房屋未見明顯裂縫，保護效果非常理想。

五、心得體會

在整個逆作法的設計與施工過程中，筆者從成功中獲得很多經驗，也碰到不少問題，現就這一工程幾個關鍵技術問題的處理方法作了整理，以供參考：

1、設計中應進行逆向思維。在正作法中，地下室的剪力墻如核心筒、人防墻及地下室外墻等作為豎向構件承擔荷載。但在逆作法中，剪力墻是先施工上一層，再施工下一層，受力模式已發生變化，故建立計算模型時應按大梁輸入。

2、鋼管柱與梁板的連接。本工程采用環梁節點，須預先在鋼管上焊接抗剪環箍，且定位要求精確。當施工期間地下室標高發生改動時，其處理措施相當麻煩，因為現場補焊環箍操作困難，而且管內混凝土可能因溫度過高而影響受力性能。

3、鋼管柱吊裝的垂直度控制。由于逆作法的施工工藝的特殊性，決定了地下室的豎向構件必須采用鋼管柱或格構式鋼柱，而吊裝這一豎向構件時如何控制垂直度成為關鍵因素，本工程先在樁頂標高以下1米處安設一定位鋼板，定位鋼板有三個調節螺栓，以調節鋼板水平，鋼管柱中部采用鋼筋制成籠狀定位架，在地面也設有井字形定位木架，實踐證明，這種定位方法取得較高的精度，可以滿足工程需要。

4、地下室樓面梁與連續墻的連接。在逆作法工程中。內襯墻尚未完成，邊跨的樓面梁一端支承在鋼管柱上，另一端則必須支承在地下連續墻上。原設計思路在地下連續墻鋼筋籠中預埋鋼筋，地下室開挖后鑿去砼保護層后，扳出鋼筋與梁鋼筋焊接即可，但由于施工誤差及建筑方案修改，這些預埋鋼筋位置偏差太大而失去作用，實際施工中采用植筋的辦法解決，因連續墻中鋼筋太密，將梁端彎矩適當調幅到跨中。

5、底板周邊連續墻連接處止水措施。這個部位的止水成功與否對整個地下室的止水乃至使用安全有著決定性作用。本工程地下連續墻鋼筋籠中與底板位置預埋一豎向鋼板，澆筑底板前焊接一水平止水鋼板，實際效果非常理想，底板周邊未發現滲漏現象。

6、樁基類型的確定。從鋼管柱安裝定位的要求來看，人工挖孔樁是較好的選擇，筆者曾在另一個工程中使用鉆孔灌注樁，由于泥漿的擾動，鋼管柱難以保證垂直度，開挖后發現偏心較大。就本工程的地質情況而言，淤泥層和砂層比較厚，本來并不適合采用挖孔樁。但是，筆者認為當連續墻進入不透水層（強風化層）并且圍合之后，進行坑內抽水，在沒有水壓力的情況下挖樁發生涌土、流沙的可能性不大。事實證明，這一措施是有效的。

七、小結

十甫名都商廈已封頂并投入使用，從該工程實例看，逆作法與常規的施工方法相比有著不可替代的優勢，例如：

1）顯著地縮短了工程施工的總工期，經計算，本工程采用逆作法比采用正作法縮短了至少兩個月工期，取得巨大的商業效益；

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O概述

隨著結構理論和技術的發展，高層建筑結構形式趨于多樣化，高層建筑的表現形式也多種多樣，在成為城市風景的同時如何恰當的融人城市空間成為高層建筑設計的一個重要任務，也是使高層建筑設計趨于完善所追求的一種理念．

城市空間是人類生活和生產所需要的重要因素，它為居民提供各種活動的可能．這個可以說是城市空間比較科學性的定義，而本文提到的城市空間則更具體更形象，主要指城市內的建筑物、道路、綠地、廣場、公共服務設施等實體以及由這些實體所構成的立體空間，也是人處在其中能真實、直觀感受到的空間．高層建筑是否與所處的城市空間融洽，其評價標準相當一部分取決于公眾的感受，簡單的說就是人處在所創造空間中的感受．所以建筑設計者在進行高層建筑設計時要充分考慮所創造出來的空間(無論是內部還是外部)給予使用者的感受．這些是理論上要求一位建筑設計師要考慮的因素也是作為一名建筑師應該承擔的責任，而且還可以據此評價一位建筑師的設計能力及其職業道德．事實上在進行一項高層建筑設計時，開發商受利益的驅使往往不會考慮建筑與環境的關系，此時，規劃部門所出臺的各種條文政策及規范將扮演著重要角色，它強制性的要求必須顧及城市環境，營造舒適的城市空間．可以看出，高層建筑設計與城市空間的協調以及城市空間的營造是通過兩方面的共同作用來完成的，即建筑設計和規劃．下面就從建筑設計和城市規劃兩方面談談城市空間對高層建筑設計的影響．

1建筑設計

1．1充分發揮廣場的作用

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，使人感覺好像從一個大空間突然進入一個小空間，這是由于高層建筑的體量所造成的對比．因此凡是處在街道兩旁體量巨大的高層建筑在設計時應該對其進行后退處理，并在其退出的用地上設計一廣場空間，這個廣場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遠超出其用地面積，容納的人員較多，出入口人流密度相對較大，后退出的廣場空間也起到緩解交通壓力的作用．從另外一方面講，廣場空間往往在街道空間以及城市空間中起到非常重要作用，能夠給公眾留下較深的印象，也往往能成為城市的節點，這就是共享空間的好處．有的建筑大師甚至直接設計成下沉式的廣場，如13本建筑大師嘰崎新設計的13本筑波中心的下沉式廣場，獨特的廣場空間造型，以人和環境為設計重點，不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所，而且使建筑塔樓的形象特征更加突出．．這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象，就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間．因此在進行高層建筑設計時廣場和建筑應該作為一體來考慮．

1．2高層建筑主體設計

對于一個城市而言，高層建筑往往具有一定的代表性和象征性，可以反映一個城市經濟水平和發展程度，選擇合理的造型就顯得尤為重要．高層建筑由于其結構形式的限制以及使用功能的要求，在造型上往往追隨于建筑的結構形式，而不能有太多的變化，有的高層建筑甚至直接將結構形式外露不加修飾．高層建筑的主體部分是它的塔樓，塔樓的表現形式對高層建筑的造型起著決定性的作用，現今國外和國內的許多高層建筑都有著獨特的外形和明顯的識別性，對一個城市具有一定的代表性，這可以說是高層建筑存在的一個原因．隨著近年來資源短缺問題的出現，全球提出了可持續發展，而高層建筑就環保節能方面來說是很浪費的，隨之就出現了“生態型”建筑的概念，如生態建筑師諾曼·福斯特設計的法蘭克福商業銀行總部大廈在強調象征意義和功能的同時，就引人生態的概念，是世界上第一座”生態型”超高層建筑．其建筑平面呈三角形，宛如三葉花瓣夾著一支花莖：花瓣部分是辦公空間，花莖部分為中空大廳．中空大廳起自然通風作用，同時還為建筑內部創造了豐富的景觀．而氣候設計大師楊經文設計的馬來西亞吉隆坡梅納拉大廈則體現了利用空中開放空間連通建筑內外，貫徹“生物氣候大樓”思想，引入了大量的植物，立面上螺旋上升的垂直綠化和底部斜坡的綠化都有助于調節氣候，盡可能地拉近了人與自然的距離，較好地完成了室內外空間的過渡與銜接．同時對形成良好的城市空間環境也是一種深化．可以看出目前高層建筑設計的一個新要求就是要實現“生態節能型”．

高層建筑主體的下部分一裙房雖然對整個城市影響較小，但它對于街道的尺度和人情化空間的創造等方面卻有著重要的影響．建筑的裙樓立面設計一般不同于上部立面，需要進行細致的設計，從而使下部空間豐富多彩而不至于感到蒼白，并要體現人的尺度，因為裙房部分跟公眾視覺接觸較密切，對街道空間感影響也較大．而高層建筑的最上部分～屋頂對整個建筑形象起到強化個性的作用，雖然它較少影響到生態環境，但對塑造建筑的標志性、豐富城市天際線具有重要的作用，因此應根據建筑的基座、樓身等因素加以塑造．1．3巧妙的運用一些處理手法

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進行一些巧妙的處理來豐富空間形式．一般可以采用底層架空和入口縮進的手法．底層架空的處理手法是現代建筑的特征之一，它可以在高密度的環境中爭取到寶貴的用地，把城市的道路、廣場和建筑有機地結合在一起，形成通透的、公共的開放空間，給市民以小憩之地；同時還可以改善人流、視覺擁擠的狀況，連通幾個主要的公共場所，以增加城市空間的層次．高層建筑臨近城市道路布置時，人口空間凹人建筑下部可以避免主體的被迫后退(用地非常緊張的情況下)，爭取基地面積的有效使用，緩解人1：3處各種矛盾沖突；并有可能在建筑的形體設計、空間組織等方面形成新穎的構思，這種人口后退架開的處理不僅空間層次豐富而且給人的印象也深刻．

2規劃設計

2．1避免高層建筑密集

高層建筑的密集雖然對于城市辦公等條件方便有利，卻給城市空間帶來很多壓力，造成城市空間和城市交通的擁擠，甚至是一些始料不及的污染和危害，比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成以前未出現過的光污染；還有就是形成高壓風帶和風1：3，這些會造成意想不到的后果．因此在規劃設計中要對區域內的高層建筑密度進行限制，避免高層建筑的集中分布．

2．2高層建筑與城市街道

高層建筑一般分布在城市中商業發達的地段，這些地段的街道本身交通荷載就較大，高層建筑將大大增加這些街道的交通壓力，分布在這些街道兩側的高層建筑要盡量控制其層數和高度，同時在規劃設計時要對這些街道進行擴展，加大其通行能力．

2．3控制超高層建筑數量

超高層建筑往往以其象征性和代表性而存在，實際上這類建筑既不經濟又不合理，一些已建成的超高層建筑投人使用后表明收益并不樂觀，可以說僅僅是體現城市形象，提高城市知名度．

3結束語

高層建筑已走過百年歷史，從其出現之日起就成為城市的焦點，其形式和風格也不斷的發展變化著，我國的高層建筑雖然相對發達國家起步較晚，但已經取得了很大的成就，像北京、上海、深圳等城市的高層建筑可以說代表了中國高層建筑的發展史，高層建筑設計與城市空間的融合也正不斷的完善發展．

參考文獻

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1．1重力荷載迅速增大，控制建筑物的水平位移成為主要矛盾

由于高層建筑相對于其他類型的建筑具有不同的特性，使得其建筑結構的設計也具有自身的一些特點。首先，高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。因此，隨著建筑物的高度不斷上升，其重力荷載也呈直線上升的趨勢，作用在豎向構件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對于基礎的承載力也就提出了更高的要求。與此同時，控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾，這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面，高層建筑的高度較高，使得風作用效應加大;而風力的加大也就使得合力作用點的位置變高，從而使其對于建筑物產生的作用效應也就變得更大。另一方面，高層建筑的高度過高使得其自身的重心位置也相應的被升高，建筑的結構自重也相應的加大，此時在地震作用下就將導致薄弱部位加速破壞。

1．2豎向構件產生的縮短變形差對結構內力的影響增大

受力變形、干縮變形以及徐變變形都是豎向構件總壓縮量的構成部分。通常情況下，受力變形都會在瞬時間完成，并且變形量能夠根據胡克定律進行大致的測量。而干縮變形所需要的時間則相對較長，通過相關的統計數據對比可以發現，在一般條件下干縮變形量大致占總壓縮量的三分之一左右。而耗時最長的就是徐變變形量，線性徐變能夠通過公式進行相應的計算。而受到構件的總壓縮量隨著高度的不斷上升而增大的影響，使得在高層建筑中豎向構件產生的縮短變形差對于結構內力的影響也逐漸變大。

1．3傾覆力矩增大，整體穩定性要求提高

高層建筑由于在建設的過程中，高度不斷上升使得側向風力引起的傾覆力矩也會不斷增加，隨之而來的是抗傾覆力的要求也隨之升高。許多具體的工程施工中都會采用增加基礎埋深以及加大基礎寬度或者是采取抗拔樁基等手段來達到保證整體穩定性的需求，來強化整體的穩定性。

1．4防火防災的重要性顯現，建筑物的重要性等級升高

與此同時，在進行高層建筑的結構設計時應當著重考慮防火防災的功效，凸顯出防火放防災的重要作用。這是由于高層建筑的一些建筑材料雖然具有耐熱的特性，但是耐火的功效卻不甚理想，一旦放生火災的話極易造成重大的損失。并且由于高層建筑與地面之間的空間距離較大，高層中的人們很難找到有效的逃生途徑也容易造成大的人員傷亡。此外，在出現地震等坍塌性事故時，需要較長的疏散時間，但高層建筑大多采用鋼筋混凝土結構，在長時間的疏散過程中極易發生其他的安全事故。與此同時，高層建筑的投資一般都比較巨大，并且在所屬區域一般都應是當做代表性建筑來建造的。所以高層建筑無論是在經濟上，還是在文化乃至政治上都具有較強的影響。為此，在進行高層結構的設計時務必要強化結構設計的可靠性，強化建筑的整體性能質量。

1．5控制風振加速度符合人體舒適度要求

一般情況下，風力的作用效果都會隨著高度的升高而不斷加強，在高層建筑中風力的作用效果尤為明顯。但是風振作用過于顯著會影響到人們的舒適度，不利于人們的工作和生活，因此如何處理好風振及速度與人體舒適度之間的平衡成為了超高層建筑結構設計的重要問題。為此，必須控制好頂層的最大加速度，使其滿足規定的限值。此外還要掌控好由風振帶來的扭轉加速度，通常情況下不應該超過標定的限值。與此同時，鑒于高層建筑的高度較大，使得垂直于圍護結構表面上的風載標準也迅速增大，所以圍護結構必須進行抗風設計。

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復合墻體節能是我國的國策,建筑節能是節能中的重中之重,應該列為我國建設工作中的重要位置。建筑能論文耗在我國整個能耗中的地位也越來越重要。1996年中國建筑年消耗3·3億噸標準煤,占能源消耗總量的24%,到2001年已達到3·76億噸,占總量消耗的27·6%,年增長比例千分之五;隨著建筑業的高速發展和人民生活質量的改善,建筑能耗占全社會總能耗的比例還會繼續增長。據有關數據顯示,我國當前的房屋建設規模堪稱世界第一。目前全國房屋數量有400億m2左右,房屋建筑規模看來已超過所有發達國家,僅去年一年房屋竣工面積是19·7億m2,這幾年差不多都是接近這個數字。而據預測,到2010年,我國房屋總建筑面積將達到519億m2,其中城市171億m2。然而,截至到去年,我國節能建筑的總面積還只有2·3億m2,在每年近20億m2的竣工面積當中,只有五六千萬平方米是節能建筑,只占3%左右,也就是說有97%屬于高耗能建筑。我國的高層建筑有近七十年的歷史,然而城市中任何建筑都是城市設計、規劃的一部分,城市設計是一項十分復雜的工作,我國在這方面的經驗不多,而且管理機制尚不健全,往往受一些因素的影響,工作不甚周密和協調,甚至失去控制,有許多的問題等待我們去解決,有待于探索和改進,所以說,今天的高層建筑設計仍處在一個不太成熟的階段。

高層建筑體形龐大,如容積率過高,相鄰建筑互相遮擋、不通透,形成大面積陰影區,城市人居環境質量下降,市中心人口膨脹、交通擁擠。除此之外,近些年在某些城市建高層建筑已成風氣,設計者往往貪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生態環境的保護、建筑設計節能意識淡薄,造成高能耗、低效益,影響常年使用,浪費巨大。

建筑節能包含兩部分內容,一部分是加強圍護結構的保溫隔熱能力,另一部分就是從供暖、供冷的熱源、輸送渠道及實現方式來節約能源。一般的房子里,30%的熱量從窗戶跑掉了。如果選用雙層玻璃,中間再充上惰性氣體,就可在一定程度上阻斷熱量散發。35%熱量從墻體散發,如采用隔熱材料,增加保溫層,節能效果就很明顯。智能化建筑首先要達到節能的標準和良好的居住舒適度,其次才是家具的智能化和安全保衛的智能化。實際上,智能化建筑不一定就是豪華的,但它必須是低能耗的。美國有些智能化建筑造價比普通建筑還低15%,因為它們追求合理的結構,講究實用功能和外觀的簡潔,利用了可回收材料,而不追求豪華裝飾。還可以充分利用地熱泵技術,如冰島等國家,建筑房子時先在地上打兩個洞,通過電泵將地下水循環起來,為整座房子供熱。惟一耗能的就是電泵。而在丹麥等國,由于地處海邊,太陽能和風能的利用條件得天獨厚,使用熱泵技術時結合風能與太陽能,用風能與太陽能來帶動電泵就可以做到“零能耗”。所以建筑節能不僅是建筑本身的節能,且由城市的綜合環境、氣候條件、總體布局;建筑物的形體變化、朝向;護結構保溫、隔熱的性能;門窗質量等許多綜合性因素構成,因此,高層建筑的節能首先應為設計者重視。

1優化建筑位置及朝向設計高層建筑的定位首先應考慮對城市環境的影響容積率過高很難滿足日照要求,陽光有著巨大輻射能量。據有關資料分析,地球每年接收的能量有60億億千瓦,這么大能量棄之可惜,從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器,陽光不僅對人的身體健康有著很大影響,對建筑的節能也有著十分重要意義。城市規劃應注重應用日照原理,合理的確定建筑位置與朝向,使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能,因此,建筑的方位與節能有著直接關系。如,在北緯40°~45°度地區,冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多兩倍,而在夏天東、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季節,建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同,熱損失也不同,尤其是在冬至前后,由于太陽高度角低,房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多。在確定建筑的方位時首先應考慮環境情況,按其太陽高度角做出日影響圖,以確定冬季每天的日照時間,建筑南向開窗面積盡可能大些,在滿足采光條件下,北向、東向窗盡可能小些,從而獲得更多的太陽光線,減少熱損失,保持室內舒適的溫度環境。

2優化圍護結構墻體設計(1)外墻是圍護結構的主體部分,高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重,因此,圍護結構屬于填充材料,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,采用輕質高效保溫材料,目前在寒冷地區常用的墻體做法有:頁巖陶粒混凝土空心砌塊;粘土空心磚與實心磚復合墻體;粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多,節能的效果仍達不到標準的要求。圍護結構的材料布置分外側和內側,在寒冷地區的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內產生冷凝水,保溫層設在外側更為妥些。

(2)高層建筑的圍護墻體不宜采用外側保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應用與建筑整體的壽命應同步。對于輕質的外保溫復合墻體,筆者認為存在以下不足之處:1)抗震能力差,易松散,與結構構件結合不好,整體性能差。2)不能承受外部裝修貼、掛荷載,如:貼石材,安裝裝飾構件等。3)不能承受有振動的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞、槽易出現冷橋。4)墻表面易出現裂紋。除此之外,復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環節。據測定,高層建筑所出現的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應引起設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。(3)國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫,歐、美各國取得不少先進經驗。如:美國研制的TB型保溫隔熱復合砌塊;波蘭的咬合式保溫砌塊,兩塊組合成320厚墻體,在空心砌塊內填入高效保溫材料,墻體傳熱系數K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚胺脂保溫材料,300厚,傳熱系數K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質復合材料墻體的一些弊端。

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摘要：隨著國家社會經濟與技術的飛速進步發展，高層建筑在我國各大城市越來越多。高層建筑結構設計給工程設計人員提出了更高的要求，本文就結構設計中常見的幾個問題進行探討。

關鍵詞：高層建筑結構設計 問題

1高層建筑結構受力性能對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。 建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。 對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。 與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，高層建筑的結構受力性能與低層建筑有很大的差異。 2結構選型階段 對于高層結構而言，在工程設計的結構選型階段，結構工程師應該注意以下幾點： 2.1結構的規則性問題。 新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動，新規范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。 2.2結構的超高問題。 在抗震規范與高規中。對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。 在實際工程設計中，出現過由于結構類型的變更而忽略該問題。導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。 2.3嵌固端的設置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。 2.4短肢剪力墻的設置問題。在新規范中， 對墻肢截面高厚比為5－8的墻定義為短肢剪力墻。且根據實驗資料和實際經驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。 3地基與基礎設計方面 地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。 在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。 地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。 轉貼于 中國論文4結構計算與分析方面 在結構計算與分析階段，如何準確，高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理，是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進，因此，結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。 4.1結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以，在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件，并從不同軟件相差較大的計算結果中，判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的，哪個又是意義不大的，這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結構有不安全的隱患存在。 4.2是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。 該部分內容實際上在新老規范中都有提及，只是，在新規范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數。 4.3振型數目是否足夠。 在新規范中增加一個振型參與系數的概念，并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中，并未提出振型參與系數的概念，或即使有該概念，該參數的限值也未必一定符合新規范的要求，因此，在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷，并決定是否要調整振型數目的取值。 4.4多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計算。一段時間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結構人為地分開進行計算，是結構工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現即使振型參與系數滿足要求，但是對某一座塔樓的地震力計算誤差仍然有可能較大，從而便結構出現不安全的隱患。 4.5非結構構件的計算與設計。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時，由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大。因此，必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。5結束語 總之，在高層建筑結構設計中，結構工程師不能僅僅重視結構計算的準確性而忽略結構方案的實際情況，應做出合理的結構方案選擇。高層建筑結構設計人員應該根據具體情況進行具體分析，處理建筑設計中遇到的各種問題。

參考文獻 [1]肖峻，高層建筑結構分析與設計[J]，中化建設，2008[2]范小平，高層建筑結構概念設計中相關的幾個問題應用分析[J]福建建材，2008 [3]李國勝，多高層鋼筋混凝土結構設計中疑難問題的處理及算例，中國建筑工業出版社，2004 中國論文下載中心 省略

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在對高層建筑結構常微分方程求解器進行深入研究的過程中，清華大學教授包世華和袁駟有效提高了常微分方程求解器的應用，實現了對常微分方程求解器的深化研究。袁駟教授利用有限元技術，對偏微分方程的半離散化進行控制，有效實現了對常微分方程組的求解，提高了對結構線性函數的應用。通過常微分方程求解器的直接求解，對有限元線進行實際應用，有效對一般力學問題進行計算，在很大程度上提高了一般力學問題的計算效果。而包世華教授對半解析-微分方程求解器方法進行分析深化，有效將半解析-微分方程求解器方法應用到高層建筑結構結構靜力、動力、穩定性的分析驗證中，提高了對高層建筑結構力學分析的效果。

2高層建筑結構彈塑性動力分析方法

高層建筑結構彈塑性動力分析方法在高層建筑結構力學分析中又被稱為時程法。高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要是對地震波直接輸入結構，完成結構的彈塑性性能分析。這種方法要求結構力學分析人員建立專門結構彈塑性恢復性動力方程，通過逐步積分法實現對地震過程中速度、加速度、位移等的時程變化，完成對建筑結構的描述。高層建筑結構彈塑性動力分析方法對建筑結構在強震的作用下彈性及非彈性階段的內力變化進行深入研究，有效對高層建筑構件可能出現的損壞、開裂、屈服、倒塌進行分析，提高建筑結構力學的分析效果。當前在國內的高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要輸入地震波為隨機人工地震波，結構模型的計算多采取層模型。除此之外，高層建筑結構彈塑性動力分析方法還加大了對樓板結構變形的分析，使用并列多質點計算模型進行計算，對高層建筑結構的基礎轉動和評議進行研究，有效提高了對土體、基礎及上部結構耦合振動的模擬效果。

近年來我國還高層建筑結構彈塑性動力分析方法中對扭轉振動進行分析，取得顯著進展。高層建筑結構彈塑性動力分析方法能夠有效對高層建筑結構中存在的薄弱環節進行分析，提高對結構延展性、變形的實際分析效果。高層建筑結構彈塑性動力分析方法預計的破壞形態與實際地震的破壞效果非常接近，有效對地震危害進行防護處理，提高了高層建筑結構的防震效果。但是當前對高層建筑結構彈塑性動力分析方法的整體看法不一。部分人員認為采取大型高速計算機對典型地震波進行分析；但是部分人員認為典型地震波本身不一定能代表真正的地震，因此在進行研究的過程中要對研究算法進行簡化，對近似方法進行研究。隨著高層建筑結構彈塑性動力分析方法的逐漸發展，越來越多國家在進行高層建筑結構力學分析的過程中開始對地震波根據實際情況進行選取，模擬效果大幅提高。

3基于最優化理論的結構分析方法

基于最優化理論的結構分析方法主要是通過數學上的最優化理論及計算機技術實現對高層建筑結構設計的一種新方法。基于最優化理論的結構分析方法有效實現了對結構設計的被動分析道主動設計的轉變，提高了高層建筑結構設計的靈活性，對設計具有非常好的促進效果。基于最優化理論的結構分析方法對空間的要求較為嚴格，設計過程中要保證以最小的質量產生最大的剛度。因此，設計人員要對框架剪力墻結構中的剪力墻進行充分分析，實現墻體的優化布置和數量選取，提高基于最優化理論的結構分力學析效果。基于最優化理論的結構分析方法中要求保證適度的剛度，對剛度要進行嚴格控制。尤其是在分析剪力墻與地震作用的時，要對剪力墻剛度進行優化設計，確保建立正確的最優化剛度模型，提高基于最優化理論的結構分析方法的模型實際應用效果。目前我國的基于最優化理論的結構分析方法發展還不全面，在進行單位建筑面積上剪力墻慣性矩度量指標設計的過程中還存在較多問題。我國的基于最優化理論的結構分析方法仍處於研究和發展階段。高層建筑結構力學分析人員要對基于最優化理論的結構分析方法中的數學模型進行深入研究，對剪力墻最優剛度進行有效分析，從本質上提高數據分析處理效果，拓寬基于最優化理論的結構分析方法的應用前景。

4基于分區廣義變分原理與分區混合有限元的分析方法