高层结构建筑设计精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇高层结构建筑设计范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词： 高层钢结构；设计；安全问题；探析

中图分类号：TU391 文献标识码： A

前言：高层钢结构建筑是指采用连接节点钢板和型钢连接到一起的纯钢结构形式或钢与混凝土组合在一起的混合结构形式。钢结构设计的好坏直接影响到建筑物的质量安全，因此钢结构设计安全越来越多的被业界人士所重视，笔者在此谈一谈高层钢结构建筑设计的安全要素。

一、高层钢结构设计中较为常见的安全隐患

1、建筑结构空间布局不合理

高层钢结构建筑在设计前期，如果设计人员没有对建筑物的使用要求进行充分的调研，而只凭自己主观或是套用固定的设计方案进行设计，那么所设计出来的建筑会出现结构形式不合理，同时还会无形中导致建设成本的增加，对单体建筑的寿命也会产生较大的影响。

2、高层钢结构建筑的抗震性能达不到要求

目前我国已进入到地震的高发期，相继发生的地震给人民生命和财产都带来了较严重的损害。高层钢结构建筑的抗震性能不满足要求，在地震灾害发生时则会导致一些节点连接处由于应力集中而导致破坏，这也是地震中建筑物破坏的最主要原因。同时在高层钢结构设计由于构件的低周疲劳、翼缘板的宽厚比及塑性设计上都缺乏周全的考虑，从而导致地震发生时一些局部构件由于失稳而受到破坏。另外在高层钢结构设计过程中，由于阻尼器等支撑构件没能起到有效的减震耗能作用而使整体结构垮塌。

3、设计过程中过分追求经济性

在建筑项目整体造价中钢结构占有较大的比例，业主为了追求利润的最大化，则会要求设计单位或是聘请第三方来对用钢量进行控制或是对原有设计进行优化，减少钢结构中的用钢量。由于用钢量的减少，即使在设计计算上能够满足建筑的安全要求，但整体建筑的抗震性能和抗冲击性能都会有所减弱，在正常条件下建筑的安全性还不会有什么问题，一旦发生地震等突发性荷载作用下，极易导致建筑物的梁和柱等部位发生开裂的情况发生，严重时结构出现坍塌的现象。

二、高层钢结构设计的主要步骤

1、高层钢结构的选型与布置

在高层钢结构设计的整个过程中都应该强调 “概念设计”，它在结构选型与布置阶段尤其重要。结构的布置要根据结构体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。

高层钢结构应注重性能化设计，应分析结构方案的特殊性、选用适宜的结构抗震性能目标，并采取满足预期的抗震性能目标的措施。结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级，每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应。在小震作用下均应满足第1抗震性能水准，即满足弹性设计要求；在中震或大震作用下，四种性能目标所要求的结构抗震性能水准有较大的区别。分析结构方案在房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等方面的特殊要求，确定结构设计是否需要采用抗震性能设计方法，并作为选用抗震性能目标的主要依据。

结构的布置应注意结构的平面规则性和竖向规则性要求，平面布置时注意不出现过大的突出和凹入，楼板开大洞应满足规范中关于开洞面积的要求。竖向布置时注意不要有过大的收进，抗侧力布置应注意竖向连续，抗水平力构件应平行于两个互相垂直的主轴方向。

2、预估截面

结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选择槽钢、轧制或高频焊接H型截面等，根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1/15一1/30之间选择。翼缘宽度可根据梁间侧向支撑的间距按1/b限值确定，回避钢梁的整体稳定的复杂计算。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。柱截面按长细比预估，通常50< a

3、结构分析

高层钢结构要有一定的刚度，结构位移满足地震作用和风荷载作用时的最大位移要求，同时满足舒适度要求。在地震作用下钢结构设计，结构分析通常为线弹性分析，可以考虑一定的塑形设计，条件允许时考虑P一效应。新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能，这为更精确的分析结构提供了条件。

4、钢材设计

高层钢钢结构比较常用的是Q235和Q345及以上的高强度钢材。通常主结构使用单一钢材以便于工程管理。从经济考虑出发也可以选择不同强度钢材的组合截面。当构件是靠强度起控制作用时，可选择Q345钢或更高强度的钢材，当构件是靠稳定起控制作用时，宜使用Q235钢材。

5、节点设计

连接节点的设计是高层钢结构设计中重要的内容之一。在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定。按传力特性不同，节点分刚接、铰接和半刚接。为了便于工地现场的安装拼接组合尽量选取螺栓连接。

三、提升建筑钢结构设计安全系数的有效措施

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1．1绿色建筑设计在高层民用建筑选址中的应用

对于高层民用建筑设计工作来说，选址是极为关键的一个环节，也是设计的首要因素，针对这种高层民用建设的选址来说，不仅仅要切实关注到高层民用建筑后期使用人员的舒适度问题，更应该加强对于绿色建筑设计的关注，保障其绿色节能环保效果。具体来说，为了实现这种绿色理念的渗透，在具体的高层民用建筑选址中，应该重点考虑以下几个方面的内容:(1)首先，重点加强对于周围环境的调查，考虑周边环境中的绿化程度，尤其是要针对其绿化程度对于今后高层民用建筑能耗的影响进行详细分析;(2)其次，充分考虑当地的气候条件和地质资料，针对这些条件和影响因素来恰当准确的选择最佳的高层民用建筑位置，保障其能耗最优化;(3)最后，还应该重点针对高层民用建筑自身的朝向、规格以及角度、高度等进行严格的设计，根据当地的光照以及常见风向等进行最佳的设计，确保高层民用建筑能够在最大程度上利用太阳能以及风能，进而降低高层民用建筑自身的能耗。

1．2针对具体的节能技术应用进行设计

1．2.1充分应用保温技术

从高层民用建筑的能耗方面来看，建筑物自身的散热损失是比较大的，这种散热也就成为了绿色建筑设计的一个重点控制目标，基于此，在今后的高层民用建筑设计中，就应该充分针对其外墙以及屋面采取恰当的手段来提升其保温性能，当前最为有效的一种手段就是构建恰当的保温层结构，通过合理的运用各种保温材料来逐层在外墙和屋面上布设，进而最大程度上减少能量的散失，发挥较好的保温节能效果。

1．2.2针对阳台进行合理的绿色节能设计

对于整个的高层民用建筑来说，阳台是必不可少的一个关键方面，对于阳台的合理设计也就能够在一定程度上提升其绿色环保节能水平，具体来说，针对阳台进行设计不仅仅要充分的考虑到遮阳的效果，还应该重点针对阳台的面积进行全面利用，提升其应用效率，比如可以再阳台栽植一些有价值的绿色植物来提升建筑物的绿化水平，这也是高层民用建筑绿色设计的一个主要手段。

1．2.3综合运用绿色景观技术

绿色景观的构建也是当前高层民用建筑实现绿色建筑设计的一个重要手段，这种绿色景观的设计不仅仅局限于上段中提到的阳台区域，在整个的高层民用建筑中可以进行绿化的区域都可以进行这种绿色景观的构建，促使整个高层民用建筑能够形成一个系统的立体绿化结构，并且确保这种绿化结构能够在较大程度上优化高层民用建筑的热环境，为高层民用建筑的节能环保发挥一定的作用和价值。

1．2.4提高各类资源以及能源的利用效率

对于高层民用建筑的绿色建筑设计来说，资源以及能源的利用效率提升也是极为关键的一个方面，并且还是其绿色理念深化的一个重要目标，对于能源利用效率的提升来说，除了通过合理的规划降低能量的损失，确保能源利用的最大化之外，还应该充分引入一些新型的能源应用技术，比如提升太阳能的利用水平也是比较关键的一种举措;对于资源利用效率的提升来说，其主要是加强循环利用效果，比如对于水资源的利用来说，就应该通过提高中水的回收效率，加大雨水的回收利用以及提升循环利用水平等多种举措来提高水资源的利用率。

2结束语

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关键词：高层建筑；低碳设计；低碳理念；探讨

1引言

现代社会的发展新途径就是低碳节能，全社会在这样的全民共识之下，将低碳设计的理念不断的融入到各行业当中，其中建筑工程是社会经济的基础建设中最为重要的组成，所以在建筑设计的过程中融入低碳设计理念，成为现在建筑设计的主要发展方向，通过建筑设计中融入低碳理念，将建筑行业的低碳发展层次与水平不断的提升，认识到低碳理念的价格，从高层建筑的结构与能耗入手，在高层建筑的设计当中，认真的确立低碳设计的价值，突破传统的高层建筑设计的高耗能等影响，重新构建新型的建筑设计精品工程。

2低碳理念对高层建筑设计的重要价值

高层建筑不仅体积非常大，容积率也很高，而且高层建筑之间的间隔有时较小，为居民给城市生活带来了不良影响。夏天高层建筑彼此之间的距离较短，建筑物内部进行自然通风是非常不便利的，所以生活在其中的人们在生活和工作中都感觉很闷热，需要不断的进行人工通风与换气，这种建筑内部的人工通风方式会导致能源消耗的不断上升。与此同时，冬天因为高层建筑物的内部没有足够的光线，使得室内温度过低，需要人工进行采暖供热，才能为建筑物内的使用者，提供舒适的生活和工作环境。对于上述两种情况下，其在进行建筑物的使用时都需要额外的消耗大量的资源。其次设计师为了使建筑看上去更加具有美感，所以将高层建筑的内部与外部进行很多繁复的装饰，这些都将导致非常严重的浪费现象。现在城市的建设正以高密度建筑为主，随着人口的持续增长，资源短缺情况的日益严重，我们必须考虑生活在“高密度”的未来中，我们的生活将如何进行。为了对上述问题提出有效的解决办法，进行高层建筑的设计时，必须采取低碳设计的概念。例如，为了不影响高层建筑之间的通风和采光，在进行高层建筑设计时，需要确保建筑物与相邻建筑之间存在一定科学距离，这样居民的出行不仅可以更加方便，在很大程度上还能减少能源的消耗。低碳设计理念应用于高层建筑的设计过程中，不仅可以有效的减少资源的浪费，保护生态环境，还能增加人与自然之间的和谐发展。

3低碳理念应用高层建筑设计的要点

3.1做好高层建筑围护结构设计

首先，应该加强高层建筑的围护结构的布局控制理念，在一些较为寒冷的地区，进行高屋的建筑的外部围护材料选择时，应该加强材料的保温性能，而在南方地区，应该根据高层建筑的风格，加强内外的保温结构设计，在进行高层建筑的围护结构材料的选择时，应该尽量选择一些具有保温性能强、质地轻盈的保温复合性材料进行建筑的外层围护，现在我们使用的建筑外墙围护材料，其缺点明显，地震时其容易因为外部的震动所产生松动，完整性无法保证，而建筑外表中承担建筑装饰的一些负载组件，其整体的抗震能力较弱，容易产生裂缝。根据相关的检测结果我们可知，高层建筑的冷桥约占总热损失的5%到15%，所以，我们应该对建筑进行严格的施工措施，保证建筑结构的能耗损失，减少冷桥的产生，另外，由于高层建筑的外墙所产生的能耗消耗较大，一些国外的高层建筑在进行设计时，一般会将高层建筑的顶部进行圆形的设计，这样可以使高层建筑的外部面积减小，有效的节省了的能源的消耗问题，而且其对高层建筑的外部形态要求不能有太为繁复的表现，减少对能源的消耗水平。

3.2综合考虑高层建筑的风环境

风环境对于高层建筑具有重要的影响，其与高层建筑的能源消耗有直接的关系。夏天高层建筑的空气流通，会产生建筑物内部与外部的空气交换，从而保证建筑物的内部空气温度有一定的保证，减少建筑内部能源的消耗问题。而冬季由于其寒冷的强度较大，所以对建筑物的内部热损失造成了流失的加速，建筑物内部为了提升损失的热能，就得不断消耗资源。

3.3改善高层建筑的选址

高层建筑的设计过程中，对于高层建筑的选址也是非常重要的，建筑设计人员应该充份的认识到选址对于高层建筑设计的重要性，在高层建筑的选址过程中，根据光学原理，以低碳理念为设计核心，对高层建筑的建筑位置进行选择，确定建筑群落的科学选址方式，在高层建筑的数量上考虑提升光照的射程，减少因建筑物之间的遮挡所形成的光照不足现象，对高层建筑的选址进行控制，在夏天将阳光的摄入量减少，在冬天加强阳光的摄入比例，减少高层建筑内部为了控制温度所产生的能源消耗，保证室内的舒适度与室内人群的宜居程度，将低碳作为建筑物的运行目标。

4结语

实现建筑节能可以有效的对我国的能源紧缺现象进行缓解，并且减少因不断增加的建筑废料的产生所增加的环境上的污染，对人们的生活条件与工作条件进行一定程度上的改善，这对于人类生存环境的改善具有重要的意义，通过这种方式低碳节能的方式，还可以有效的促进经济上的持续发展，对经济体制的改革进行有效的促进，高层建筑的设计人员，应该从不同的角度出发，根据不同的相关标准，对建筑物的节能设计方式进行提升，形成可持续发发展与科学进步有经济繁荣发展的重要目标。促进建筑产业的不断进步。

参考文献：

[1]郭灏,闫冰.探讨低碳设计理念在高层建筑设计中的应用[J].山东工业技术,2016(2):290.

[2]李琮.高层住宅建筑设计中如何融入低碳设计理念[J].江西建材,2017(2):24.

[3]哈歆.高层建筑设计中的低碳设计理念探析[J].绿色环保建材,2017(2):35.

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关键词：城市建设；高层建筑；设计要点

中图分类号：TU97文献标识码： A

引言

世界范围内，高层建筑的建设已走过了百余年历史，其从出现之日起就以鲜明显著的风格特色成为所在区域的焦点，高层建筑的形式与风格不断地改变着。在我国，高层建筑对比其他发达国家虽然起步比较晚，但是已经取得了较大的成功。可是想要完全将高层建筑设计融入城市建设中还有很长的路要走，这就要求我们去不断完善、发展高层设计，为未来的高层建筑设计和城市规划贡献自己的力量。

一、高层建筑设计原理

高层建筑的设计兴建，只单纯考虑建筑物自身的建设尺度远远不够，高层建筑是人为设计、为人服务的城市建设项目，因此以人为本的建筑理念应该是高层建筑设计的根本要求。应充分考虑人们对高层建筑的视觉观感、亲近感等要求，把冰冷的混凝土钢筋水泥建造的高楼大厦真正的变成人们生活的一部分，有亲切感和实用感。注重全面建设尺度的考量计划，如环境尺度、建筑整体尺度以及近人尺度三个主要方面的考量。环境尺度，包括考虑高层建筑所处城市地理位置、城市大小、周围街道尺度环境、建筑物的轮廓设计要求等，要根据具体的环境比例安排高层的建设;建筑整体尺度，包括高层建筑的各个组成部分，如楼层主体、顶部结构等各部门的比例协调统一等注意相对尺度，而且要注意高层建筑中细节部分的层次要求。近人尺度，其实是人们对高层建筑的一个整体感官把握，注重人为感觉、使用价值和审美要求，设计尺度应参考多数人的尺度系数与之成为相应比例，特别是人们接触到的细节部分如台阶、门、窗、阳台、柱子、装饰等尺度的处理。只有从环境、建筑、人这三个方面充分考虑才能促成三者之间的和谐平衡。

二、城市建设中的高层建筑设计要点

1、高层建筑整体尺度设计

1.1尺度比例的协调性

完美的高层建筑是由主体、顶部和裙房三者结合产生。这三者合理的尺度比例关系是一致的，这样才会让人看着很舒服。一个造型完美的高层建筑是裙房、主体和顶部在尺度关系上面充分协调的产物。其各部分细部尺度的划分要在整体尺度的基础上做的更细。只有构建等级性尺度，才能使各个部分的造型构成更加丰富。高层建筑主体尺度很大，可以通过将底层的裙房置于沿街部分来减少其对临街的压迫感。要想使建筑的造型更加生动，那么再加入适当的装饰手法就行了。总而言之，这三部分的比例关系在设计高层建筑形象时必须重视。

1.2细部尺度

立面设计中结构必须划分为水平因素和垂直因素。细部尺度是指高层建筑更细的尺度，它主要是指材料的质感。建筑设计师要将不同材料的质感充分运用在设计过程中，通过质感带给人们视觉上的优美感。

1.3立面细部尺度层次性

一般各要素的比例要和整体的关系相匹配，从而达到让人愉悦的直观感觉。高层建筑主体尺度很大，可以通过将底层的裙房置于沿街部分来减少其对临街的压迫感。在一些横向低矮且舒展的建筑物，它的窗户开间之类的比例大多是宽阔状，但是在高层建筑中，则以修长状的因素为主导，有利于巨型和微型相综合。使得大中有小，小中有大。使高层建筑形成强烈的统一性和协调性。

在高层建筑设计中，应多考虑城市设计的因素，综合考虑整体尺度、细部尺度、街道尺度、城市尺度等方面。高层建筑本身是整体存在，而不是单个存在。城市设计及规划时应集中设计高层建筑群，来形成城市的主旋律，统一城市天际线并富于变化。然后为不同街区设计富有该区特色的高程建筑，最后使高层建筑与外部街道及周围环境相适应，最终完成与城市设计融合的目标。

2、规划设计

2.1避免高层建筑过于密集

密集的高层建筑虽然对于城市办公等条件方便有利，却造成城市交通和城市空间的拥挤、甚至产生一些始料未及的污染及危害，比如某些高层建筑大面积使用玻璃幕墙造成严重的光污染，还有就是各风口形成高压风带，这些都会造成很严重的后果。因此在规划设计中要严格限制区域内的高层建筑密度，使高层建筑分开分布。

2.2高层建筑与城市街道

在城市中高层建筑主要分布于商业发达的黄金地段，这些地段的街道交通负荷本来就很大，高层建筑只会加大这地段的交通负荷，所以，分布在商业街道两侧的高层建筑要尽量控制其层数和高度，同时在规划设计时要对这些街道进行扩展，加大其通行能力。总之，进行高层建筑的设计时要把城市的道路、广场和建筑有机地结合在一起，设置足够的泊车位与休闲、活动的场地，改善人流、车辆拥挤的状况，增加城市空间的层次，尽最大努力构建通透的、公共的开放空间。此外，在规划设计时要尽量扩展这些街道宽度，使其通行能力增强。

2.3对超高层建筑数量加以控制

超高层建筑因其代表性和象征性而存在，实际中这类建筑既不合理又不经济，从实际效果来看，很多超高层建筑投入使用以后，只是在知名度上对城市有所帮助与提升，提升了城市形象，一定程度促进了城市的旅游业发展等，但却造成城市交通和城市空间的拥挤、甚至产生一些始料未及的污染及危害，比如某些高层建筑大面积使用玻璃幕墙造成严重的光污染，还有就是各风口形成高压风带，这些都会造成很严重的后果。因此在规划设计中要严格限制区域内的高层建筑密度，使高层建筑分开分布。

3、高层建筑存在的安全问题

3.1消防设计

建筑防火设计有设置防火分区、防火门窗、防火墙、报警设备、消防设备以及耐火耐热的建材选择等，建筑设计时要根据每个建筑物不同的用途、结构、火灾荷载、内部装修等情况，建筑物的各种不同的功能条件、空间条件及其它有关条件，从而采取各种消防措施，并有效的组织起来，以此构建最优化的防火设计，让建筑物得到最安全的防火保护，达到建筑物所有消防安全目标。

排烟不畅问题往往会在高层火灾事故中由于烟气窒息或是中毒而造成人员伤亡事故。其主要原因是，很多高层建筑在设计中为了提高使用面积，将居住用电梯与消防电梯合二为一。一些不具备自然排风条件的楼梯间也没有采取在入口处设计阳台或凹廊促进排烟的安全措施，同时，很多高层建筑中的防火门经常性的处于关闭状态。

3.2安全设计

高层建筑的安全问题涉及到防火、抗风、消防、配电、安全通道、电梯等很多方面。为了确保高层建筑运行安全，要建立健全的安保体系，引进专业的人才进行安全设计与维护，对各个环节制定严格规范的安全手册与标准并严格执行。安全疏散设计就是设计合理、便捷、安全的逃生通道，设计师要考虑在遇到最糟糕的情况下，筑物能提供的疏散时间和各防火分区人员全部疏散所要时间，以及疏散通道对应距离与宽度，从而设计出最佳疏散通道来疏散人员，其中包括走廊、楼梯的设置、安全疏散出口的设置等等。

结束语

随着全球范围内资源的紧张尤其是土地资源的日益匮乏，高层建筑的出现能够有效缓解人们的相关需求。进而在几年期间，高层建筑在我国得到了迅猛的发展，同时伴随着科学技术的进步，大量的新技术，新结构，新工艺开始涌现，这又效促进了高层建筑的发展，而相关的设计人员需要科学合理的进行高层建筑的设计，进而能够满足建筑的安全，美观以及舒适经济等方面的要求。

参考文献

［1］郑少萍．关于高层建筑设计与城市景观协调问题的思考［J］．建材与装饰，2009．

［2］翁婵琼．关于现代高层建筑设计研究分析．城市建设理论研究(电子版)，2012(14)．

［3］张海江，马玲玲，孟庆娜．探索高层建筑和城市规划设计的关联性［J］．科技创新导报，2012．

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Abstract: High-rise buildings earthquake requirements are stringently regulated according to the local specific conditions and building structure, the high-rise buildings in a non-seismic zone are often required to withstand seismic intensity to meet below 6 degrees earthquake resistance intensity.With the increasing number trend of high-rise building development, anti-seismic building requirement as an important part of architectural design is worthy of our exploration and study.

关键词:高层建筑;抗震要求;烈度6度;建筑设计

Key words: high-rise building;anti-seismic requirements;intensity of 6 degrees;architectural design

中图分类号:TU20 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0087-01

1地震对建筑的破坏方式

根据以往的地震灾害经验,建筑物在地震作用下产生破坏的原因主要有以下几方面:

首先,地震引起地面的土质松动,引起砂土液化和软土震陷,从而导致地基失效,造成建筑物根基上的损害,对上部结构产生影响,甚至是失去对上部结构的支撑,导致破坏性损毁。其次,建筑物在地震引起的地面运动影响下产生剧烈的摇晃,建筑结构因强度不够,摇晃过程中产生难以承受的变形,从而触发整体倾覆的恶劣后果。此外,地震引起的其他相关自然灾害,如山体滑坡、地面塌陷或地表层错列等对地面建筑物的破坏等等。

2高层建筑结构抗震概念设计

2.1 场地条件场地条件主要包括建筑场地的土质和稳定性。根据建造高层建筑对土质的要求,实地勘测,掌握该地区的地震动向、地质特点和地下岩层结构等,对建造高层建筑所需的地质条件因素进行全面的勘察和测量,从而得出准确的场地综合评价。对于不适合建造的场地,给出危险性评价,予以警示和严令制止,或提出回避的改造方案。从根本上避免高层建筑因地面震动而造成地基的损毁。

2.2 建筑设计和结构的规则性高层建筑结构的规则性对建筑的抗震能力影响也相对较大,规则、对称的剖面结构和良好的整体性,对于抵抗地震带来的地面高层摇晃具有一定的支撑作用。从建筑的竖向剖面来看,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。因此,高层建筑不应一味的追求外观结构上的视觉效果,更要注重建筑的抗震结构设计要求,尽量避免过于不规则的结构组成。对于有特殊要求的不规则建筑,在结构设计过程中,要采取计算机模拟等手段的辅助,对结构对与水平地震作用进行模拟,从而做出内力调整,对不符合抗震要求的设计进行修改,或对薄弱部位采取有效的强化抗震措施予以弥补。对于结构复杂,平面结构极不规则的高层建筑,可按照实际情况合理地设置防震缝,将整个楼体或不规则楼体部分,分割成为多个规则的抗侧力单元,分担地震测力的作用效果,提高结构对地震的抵抗能力。

2.3 结构材料的选择与结构体系的确定从建筑结构材料抗震要求来看,高层建筑的结构材料应满足材质轻、强度高、质地均匀等特性,构件间具有良好的整体性、连续性和延展性,从而发挥结构的整体强度配合,提高结构的抗震能力。从目前建筑中常用的结构方式来看,钢结构与型钢混凝土结构在抗震效果上略胜一筹,是高层建筑高抗震要求的首选结构材质。此外,其他建筑结构也可应用于一般抗震要求的高层建筑中,具体情况也要参考工程的造价要求,经过经济性比较,从而选择出经济对比度高,抗震性能符合要求的结构材料。

传统意义上的抗震结构体系是依靠结构的整体承载力和变形能力来吸收和耗散地震的能量,使建筑物免于过重的损毁。高层建筑在设计过程中,要注重结构的整体性,从而使每个结构构件都能在抵抗震感的时候连动协作,互为支撑,从而保证必要的竖向承载力,免于震后倒塌。

2.4 多道抗震设防体系在高层建筑设计中,设立多道抗震防线,从结构选材到结构设计,并结合各结构构件之间强弱关系的协调,形成多种抗震设计并存,增加建筑的综合抗震能力。通常一次地震不仅会造成持续震动,也有可能造成接连不断的余震,虽强度不大,但从持续时间和反复次数上来讲,会对高层建筑的结构造成持续的动摇,从而引发积累性的破坏。如果高层建筑只采取抗震的单体结构,一旦遭遇破坏就难以应对此后接踵而来的持续余震或地震的持续破坏而产生坍塌。如果采用了多道抗震设防体系,就可以很好的规避这种反复式冲击带来的破坏,有了第二道、第三道防线的接续防护,抵挡后续的地震冲击,降低地震给高层建筑带来的危险性。随着层数的增多抗震要求也较高。多道抗震设防体系的应用,提高了高层建筑的综合抗震能力,是目前高层建筑普遍采用的抗震结构设计概念。

3结语

城市现代化发展的加剧,使城市建筑风格也发生了天翻地覆的变化,高层建筑的增多与建筑结构的复杂多样,不仅需要建筑设计与建筑施工领域的共同发展,也需要更新建筑设计过程中的一些相关概念。只要针对以上地震危害进行分析,在结构设计上减免以上因素带来的楼体伤害,就可以提高高层建筑在地震中的稳定性和地基的稳固性,降低生命和财产的损失。因此,在设防烈度6度以下要求的高层建筑设计过程中,充分考虑抗震设计的经济可行性结合实地的地质情况,做出科学、合理的高层建筑设计,是保障工程质量和投资收益的重要手段。

参考文献:

[1]张友全.现代高层建筑结构浅析[J].建筑技术,2009(2):77-80.

[2]邓建辉.钢结构建筑的防震抗震效果研究[J].建筑技术,2009(4):45-46.

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关键词：钢结构；住宅；建筑设计；

1现代钢结构建筑的特点

1.1提高了预工程化程度，建设成本降低

钢结构建筑模数协调统一标准实现了建筑工业化大规模生产，提高了建筑预工程化，使不同材料、不同形状和不同制造方法的建筑构配件具有一定的通用性和互换性。同时钢结构建筑的预工程化使材料加工和安装一体化，大大降低了建设成本。

1.2建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更具功能化

在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体，构件，节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。北京2008年奥运会国家体育场投标方案中有许多方案都体现了钢结构建筑的这一特点。例如清华大学建筑设计院设计的可开合式方案，在体育场大屋面的中央设置两个半圆型的玻璃顶面，同时相对旋转、平行滑动完成大屋面的开合；又如中国建筑设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美的统一。

1.3钢结构建筑能够满足超高度和超跨度的要求

钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，强度高，弹性模量亦高。其密度与强度的比值远小于砖石，混凝土，木材，在同样受力情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。现在人类已具有建造跨度超过1000m的超大穹顶与高度超过1000m最高至4000m的超高层建筑的能力。并且钢索与膜结构相结合形成索膜结构体系更能满足建筑对跨度的要求，使这类型建筑成为标志性建筑，英国政府为迎接21世纪而兴建的标志性建筑伦敦千年穹顶——大型综合性展览建筑也是索膜结构体系，其穹顶直径达到320m。

2常用钢结构住宅体系

钢结构体系形式有多种，但应用于住宅建筑的钢结构体系主要可分为轻钢龙骨体系、纯钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架一混凝土剪力墙体系、错列析架体系、钢框架一核心筒体系等。不同的结构体系有不同的适用范围，虽然有些结构体系应用范围较广，但通常会受到经济等因素的限制。轻钢龙骨结构体系较适用于1～3层的低层住宅，不适用于强震区的高层住宅。纯钢框架体系一般适用于6层以下的多层住宅，不适用于强震区的高层住宅，并且用于高层住宅经济性相对较差。钢支撑框架体系比纯钢框架体系侧向刚度大，常用于多层及小高层住宅，应用较广；而且当房屋层数较高时，该体系要比纯钢框架体系经济。钢框架—混凝土剪力墙体系常用于小高层及高层住宅；而且从受力特点看出，带缝剪力墙体抗震性能较好，较适用于地震区。错列析架结构体系具有住宅布置灵活、楼板跨度小、结构自重轻和造价低的特点，是一种经济、实用、高效的新型结构体系，适用于多层及小高层住宅。为了体现钢结构住宅的优越性，减轻结构自重，外墙体一般采用轻质复合板，与梁柱的连接方式，主要采用外挂式，也可采用内嵌式。内墙材料一般可采用空心砌块、加气混凝土等轻质填充材料，也可采用纸面石膏板，纤维石膏板、玻璃纤维增强水泥板、纸面稻草板。楼板体系作为房屋的水平构件，起着支撑竖向荷载和传递水平荷载作用。因此楼板必须有足够的强度、刚度和整体稳定性，还要具有较好的隔音、防水和防火性能，同时宜尽量采用技术和构造措施减轻楼板自重，并提高施工速度。国外钢结构住宅普遍采用木版为楼层板，我国由于木材资源短缺，现阶段主要采用压型钢板—现浇混凝土组合楼板、预制混凝土叠合板、现浇钢筋混凝土楼板、密排托架—现浇混凝土组合楼板、轻骨料或加气混凝土楼板。钢结构建筑的屋顶依据屋面材料和屋面的结构布置，可以做成平屋顶或是坡屋顶。平屋顶即在钢楼板层的基础上只需将面层换做防水层材料或是彩色涂层牙型钢板，并按要求设置一定的排水坡度和排水天沟。坡屋顶的构造一般是在钢屋架上设置檩条，上铺彩色涂层压型钢板或彩钢板夹芯板，采用彩钢夹芯板，色彩美观，还具有一定的保温隔热效果，施工简便，可以做到不渗水。

3钢结构住宅的设计原则

户型单元是住宅楼组合中的基本单位，它的方案设计优化在整个住宅建筑设计方案优化中占有极其重要的位置，因此，钢结构住宅建筑设计首先要从研究住宅单元平面入手。钢结构住宅与其它传统结构住宅相比最大的优势是，可以设计成开间较大的房间，不用受主要结构构件的影响，充分满足适应性要求。从我国已建的钢结构住宅来看，由于开间尺寸较灵活，开发商可根据自己的经济和建筑要求，采用不同的开间形式。但目前我国钢结构建筑的平面布局还比较单一，需要进一步优化。钢结构住宅户型单元设计方案优化首先要优化设计步骤。在进行钢结构住宅户型单元设计之前，必须对户型单元的建筑内容进行综合详尽的剖析，即从不同角度并用多种方法去展示它的内容因素。对钢结构住宅居住功能进行剖析，一般是以人的居住需要为中心，沿着住户家庭成员的生理、心理、物质、精神等需求的线索，罗列出居住生活对建筑空间构成的要求因素。在对户型单元设计内容因素进行全面的，深入的剖析以后，着手进行户型单元设计构思。建筑师按传统方式、凭经验进行方按构思的同时，应运用电脑调配各种设计因素的组合关系，获得更科学的适宜工业化方案形式。其次要进行方案的排列和组合。任何住宅建筑设计都是在一定的约束条件下进行的。因此，在钢结构住宅户型单元方案的排列与组合中，首先应对制约因素进行分析。钢结构住宅建筑设计约束因素除应遵守国家建筑法规和技术规范外，还应注意以下方面：第一，柱网布置应满足规则性要求，宜以住宅单元或套型为单位实现模块化，以模块的平接、错接和对称凹接、凸接等多种拼接适应总平面布置的变化。第二，柱网比大柱网好。柱网大，需要梁构件大，为满足强柱弱梁的抗震要求的柱截面也会增大，总用钢量也会随之增加，从而影响住宅建筑造价。

4钢结构住宅保证措施

4.1防火

钢材本身是不燃烧的建筑材料。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因大的形变而不能继续使用。因此，防火对于钢结构住宅的设计是非常重要的。按照我国防火规范要求，一般建筑钢结构必须涂刷防火涂料或采取其他措施。由于住宅对防火的要求更高，因此主体钢结构就必须有更加可靠的防火措施：一般可用满足消防要求的防火涂料喷涂主体钢结构，再在钢结构外包石膏板，也可用混凝土外包主钢结构。然而各种方法均有其天然缺陷：防火涂料耐久性远远低于建筑物本身，其后期维护非常重要。而且，传统防火涂料质量较差，这些将会增加工程造价；外包混凝土虽简单实用，但浇捣混凝土施工时间增加，使钢结构失去优势。另外，采用耐火耐候钢是近年来提出的新思路，但尚属理论研究，无法大量应用于工程实践。

4.2防锈

钢结构经过温度的不断变化及水汽、电解质的影响，生锈老化的可能性在任何部位都可能发生，而由此导致强度、稳定性降低而最终坍塌的工程事例时有发生。长期以来，我国基本采用油漆（涂料）防锈或石油沥青防锈，但这些防锈措施有效期不长，频繁的维修还需要大量维修费。目前国内行之有效的中长期表面防锈处理方法有：防锈油漆层；热浸锌；玻璃钢防锈层；热喷涂长效防锈；无机涂层。但是要注意的是，这些防腐措施对于钢结构住宅来说是远远不够的，还需要经过不断的研究，发现更好的，更科学的防腐措施，保护钢结构，延长钢结构的适用年限。

参考文献：

[1]王春雷，贺辉.？？现代钢结构建筑设计的特点及问题分析[J]. 黑龙江科技信息. 2008（04）

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关键词：高层建筑绿色生态；建筑设计

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：

1 概述

高层建筑发展到今天已成为业内外人士争论的焦点，因为高层建筑在施工建造过程中的确消耗大量的资源和材料，在运行过程中也耗费大量的能源并排出大量的废弃物，从节能的角度存在较大的弊端。但是在当前土地资源紧缺情况下，因为高层建筑占地更少，可以节省更多空间进行绿化，并改善城市环境，尤其是高层建筑在城市的标志性和象征性使人们对它难以忘怀，它的作用是其它建筑形式无法取代的，因此，有利的一面也相当明显。

当今高层建筑创作中技术表现的一种倾向，就是生态环保观念和可持续发展观念的介入，高层建筑设计开始“绿色”化，许多建筑师都在以各种方法尝试着将“绿色”技术运用到建筑设计之中。日光反射材料、光控遮阳构件及各种新奇的控制阳光辐射和热量进入的外墙做法，不但有效地起到节能功效，而且还增添了建筑外观的魅力，给人以强烈的“科技感”。

应当指出，这种技术表现并不是简单地利用人工设备和各种新型材料去建筑一个“绿色” 建筑，而是运用生态学的原理，以高信息、低能耗，可循环性和自调节性的设计理念去创造一个节能的系统，通过“技术性思维”来改变传统的设计观念。事实上，当今城市的高层建筑，不论其外在表象的价值取向如何，也不论其从属于哪一流派，都或多或少地寻求通过技术表现的手段，去表达信息社会的审美意象，利用新材料和新技术去体现时代感。因此，绿色生态建筑设计已然成为现代高层建筑设计的一种潮流和发展趋势。

2 绿色生态型高层建筑设计理念

笔者认为，所谓绿色生态型高层建筑设计是充分利用环境和资源所提供的条件，将生态策略应用到建筑设计中，采取相应的建筑技术和措施，创造出符合生态规律的建筑形态，从而创造一种崭新的、健康的、富于生气的办公或居住的建筑模式。因此，现代城市绿色生态型建筑设计应具备以下设计理念：

2.1 舒适化的设计理念

随着时代的发展和技术的进步，人们对生活和工作环境的品质要求也逐步提高，关注建筑功能的舒适性，以改善人们的生活工作环境，提高人们的生命质量成为建筑智能化的主要发展方向。高质量和高效率建筑环境的创造，始终应当是建筑创作的目标。当代建筑学、生态学及其它科学技术成果的综合，为建筑创作提供了新的设计思维。健康舒适的环境概念是指：优良的空气质量，优良的温湿度环境，优良的光、视线环境，优良的声环境；应对的建筑设计方法：使用对人体健康无害的材料，减少 VOC（挥发性有机化合物）的使用，对危害人体健康的有害辐射、电波、气体的有效抑制，充足的空调换气，对环境温湿度的自动控制，充足合理的桌面照度，防止建筑间的对视以及室内尴尬通视，建筑防噪声干扰，吸声材料的应用等等。

2.2 运用自然体系设计理念

高层建筑设计中运用自然体系的目的是为了最大限度地获取和利用自然采光和通风，创造一个健康、舒适的人工环境。阳光和空气始终是人类赖以生存的物质条件。但照明和空调人工技术的普及和发展，使得自然体系的运用受到忽视，同时也对建筑环境产生了负面的影响。人们如果长期处于人工环境中易出现“病态建筑综合症”及“建筑关联症”，如疲劳、头痛、全身不适、皮肤及黏膜干燥等等。因此，在现代高层建筑设计中，应注重自然采光和自然通风与高新技术手段的结合。自然通风可利用现代空气动力学原理，采用风压与热压及二者结合等多种途径实现；在自然采光方面，保证良好的光环境同时，为避免直射眩光和过量的辐射热，可采取多种创新方式。

2.3 自我调节“生命体特征”理念

从高层建筑的“生命周期”来看，从决策过程设计过程建造过程使用过程拆除过程，表现出类似生命体的那样的产生、生长、成熟和衰亡的过程。同所有生命体一样，高层建筑应当具备自我调节和组织能力以利于自身整体功能的完善。这种自调节一方面是指建筑具有调节自身采光、通风、温度和湿度等的能力，另一方面建筑又应具有自我净化能力，尽量减少自身污染物的排放，包括污水、废气、噪音等。

3 绿色生态型高层建筑设计思路

诚然，建立生态的建筑系统是一项综合的复杂的任务，实际上 , 建筑与自然环境的协调统一，一直都是建筑师探讨的课题。因此，在生态设计理念下，建筑设计时应注重营造完整的生态系统，注重建筑与自然生态的平衡，同时最大限度考虑建筑节能，具体思路如下：

3.1 注重生态型高层建筑空间组合设计

高层建筑空间设计，要综合考虑到建筑空间的组合，庭院空间利用，工作场所的布局特征和空间的经济性问题。而生态设计要求空间分区应进一步考虑节能和舒适度的需求。建筑内部不同的空间对温度、自然光和景观的要求是不同的。如普通办公室对温度要求苛刻，其次是会议室和多功能厅，门厅、走道和楼梯交往空间等对温度的要求相对较低。因此交往空间可以作为内外环境的缓冲区，它的设定温度可以更接近室外，从而形成了室内外温差的梯度转换。这不但可以优化能源消耗，亦能减轻人们对室内外剧烈的温度变化造成的不适感。生态设计对传统设计实践的发展是：从功能分区、动静分区进一步扩展到光、气、舒适度的环境缓冲分区。生态化设计在确定交通核位置时，不仅仅出于经济性和结构均匀性的考虑，也出于热工效应和环境舒适性的考虑。最有效的平面空间布置是东西向双核，南北为主朝向的模式。这样，电梯厅、楼梯和卫生间有了自然的采光和通风及朝外的视野。

3.2 强调建筑物结构体系的生态化

人类的建筑活动自古以来就在有意识或无意识地涉及生态问题，人类文明是在模仿自然和适应自然规律的基础上不断发展起来的，因此建筑创作需要不断地从自然界中汲取灵感。建筑结构形态对自然界的模仿不仅蕴含着高超的技术含量，而且还体现出极富张力的美学特性，采用与生长环境相适应的结构是最佳的结构形式。

1）树的结构形式：根、树干、树枝组成的支撑体系，不但可以支撑起植物的重量，抵抗水平荷载，以最合理的方式传递力，同时，还保证了植物的健康成长，在错落有致的树枝、树杆间保证每个部分充足的日照。树的形式一直在被不断地反复探索。如西班牙建筑师卡拉特拉瓦追求的是运用理性的手段传达出结构的动势，他设计的加拿大多伦多 BCE 文化广场中庭采用优雅的刚结构，他通过模拟树干分叉的生长肌理，创造出两边的支柱与顶棚的弧形肋

架。结构构件传力的特点通过特定的树形组合被清晰地表达出来。使观赏者凭借着常识和经验，可以自然而然地产生这种类比的心理。

2）竹的结构形式：竹子具有外直中空、劲节挺拔的外形。从生物力学的角度来说，竹子直径与高度之比如此悬殊，而能在劲风中不屈不挠，原因是其中空和节段的结构。李祖源把从竹子“节节相生之形”“空为大川的竹之本质”应用到 101 大楼设计中。101 大楼由 8 层段组成，外形似塔，更似节节相生的竹子。正如“中空”的竹节，大楼内部挑空处理，使其结构可承受 2500 年回归周期的大地震，并可承受 17级 60m/s 以上的风速。

3.3 做好建筑物的“表皮”生态设计

“建筑表皮”是指具有改变建筑室内外物理环境功能的建筑护结构，包括外墙、屋面和底层架空的楼板以及与其共同作用改变建筑室内外物理环境的附属构件，如遮阳设施、表面绿化等。建筑表皮作为内外空间的转换介质，通过室内外物质、能量、信息等交流对物理环境因子具有反射、吸收、透射和转换等作用，不同程度地改变建筑室内外物理环境的品质。建筑表皮所使用的材料及其构造方式不同，会对室内外声、光、热等物理环境产生积极或消极的影响。传统的建筑设计多关注表皮的装饰功能、视野以及表面视觉机理等的建筑学因素。而具有生态环境的建筑设计也会同时关注表皮的控制和支撑功能：关注太阳辐射热、自然光、风、人的生理舒适度、烟雾和有机化合物气体的污染等要素。

位置上起到遮阳作用。

3.4 在建筑形态设计时应着重考虑生态与节能

绿色生态型办公建筑的形体应该是有利节能的。建筑师熟悉建筑形体系数与能量损失的关系。球体的形体系数最小，其次是圆柱体，再次是方柱体。形体系数是影响建筑热量得失的重要因素，建筑形体系数越大，传热损失就越大。较小的形体系数不但有利节能，还意味着潜在的围护结构建材的节约和优化。

5 结语