高层建筑设计论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇高层建筑设计论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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摘要：从中国作为人口大国、城市土地资源紧缺的国情出发，探究垂直景观在高层建筑中的应用，为目前亟需扩展城市绿地提供一个可操作的方法。通过对垂直景观成熟经验的学习与分析，了解如何将垂直景观设计应用到中国的高层建筑中去。建筑期刊

 

关键词：高层建筑;垂直景观;营造

 

 

一、研究背景与意义

基于全球城市化进程的日益加剧，人口的膨胀、城市建筑密度的不断攀升，人们开始意识到环境与建筑能耗的污染以及生态系统的危机。为了遏制这种趋势，绿色建筑应运而生。绿色建筑的定义是在建筑的全寿周期内，最大限度地节约(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。而实现绿色建筑的重要途径之一就是———垂直景观，它在城市生态景观方面的补偿作用不可估量。我国作为人口大国，城市土地资源紧缺，同时还有大量人口不断涌入城市，导致北、上、广等大城市越来越拥挤。这些寸土寸金的大城市中心集商业、娱乐、文化于一体，高层建筑林立，公共绿地严重短缺。有人提出建设更多的绿地广场和公园来解决这一棘手的问题。这个初衷是好的，可是实际的国情却很难实施。据预测，2020年，中国将有300万农村人口转移到城市。大量的农村人口正在以惊人的速度涌入城市，城市土地可容纳量积聚饱和，我们正面临着建筑土地和绿化面积如何平衡的极其严峻的问题。而另一方面，物质文化水平的提高，使得都市人对于生活品质的追求也在不断提高。他们渴望亲近自然，享受绿色的需求正在与日俱增。据统计，上海在2010年的GDP已达到一万美元,随着经济消费能力的提升,高品质的生活标准、环境与质量标准成为城市居民越来越关注的话题。对公共绿地环境的投入，使得生活与工作环境更加舒适宜人成为人们的一种共识与追求。因此，在横向绿化的可扩展面积基本为零的情况下，寻求高层建筑纵向上的绿化可利用性定会成为一种趋势。高层建筑的表皮绿化不仅能短期实现绿植覆盖率，而且与建筑节能、减少能耗的绿色建筑目标相一致，是一举多得的方法。同时，垂直景观对于改善都市的生态效应也具有重要意义,高层建筑的垂直景观功能定位于生态学，具有吸附与阻滞空气中的尘埃、减少灰尘颗粒物，清洁净化空气、降低噪音辐射，调节室温、节约建筑能耗，美化环境、令人身心愉悦等不可估量的社会和经济效益。

二、国内外研究现状

城市垂直景观设计早在古代巴比伦时期的经典空中花园已经出现了萌芽，当然早期垂直立体绿化的呈现更多的是自然植物无意识的攀爬，品种较单一，更没有系统理论的形成。直到20世纪90年代，西方发达国家才开始了对垂直绿化的系统研究，它也逐步成为在景观设计领域中对未来城市生态景观发展的前沿课题。一些发达国家的垂直景观在改善新兴城市的生态环境方面，得到政府政策上的支持和推进，给城市居民带来生态、经济和健康上的利益，也在一定程度上消除了“城市热岛效应”，推进了生态园林建设的科学性。这其中，马来西亚建筑师杨经文可以说是真正实现“空中花园”的先驱，他的建筑设计以与有机的、富有生命力的植被化相结合而闻名。他倡导建筑与植物生态系统的有机共生。在他的生态建筑实践中，始终坚持生物气候学设计原则，创造了众多令人惊艳的垂直景观生态建筑。其著名作品之一是新加坡EDITT?TOWER，1998年获得了热带生态建筑设计大奖。整座建筑远远望去犹如一颗屹立于高楼大厦中的参天大树，大楼的四周都被绿色植物所包裹，植物与建筑的和谐共存既达到了美学的高度，又起到了隔热的作用。该建筑所设置的绿色空间与居住面积比例达到了1:2。

大楼还设有雨水回收、光伏发电、污水净化等多套绿色节能系统。杨经文的生态建筑，实现了绿色植物与建筑的和谐共生，也展现了通过精心配置的植物可能形成的丰富多姿的空间形态，将建筑与自然完美地结合。正如杨经文所说：“建筑物常常可以看作大量的无生命物质的堆积，植被化的目标就是将有机的、富有生命力的物质与无机的、无生命的物质融为一体。”除此以外，在日本、法国等都相继出现了垂直景观生态建筑。例如日本福冈的ACROS楼，整个建筑除去1/4的地下空间，地上建筑设计成台阶状，屋顶部分全部由绿色植被所覆盖。竣工数年，郁郁葱葱的植被已经与南侧公园的绿化融为一体，仿佛在城市中央形成了一座绿岛，在收获优美的视觉景观的同时，使整栋建筑的温度更加舒适，创造了良好的生态效应。目前，在北京、上海、深圳、重庆等大城市中，城市垂直绿化的研究和探讨已经形成一定的共识,一些城市建筑外立面也出现了绿化表皮的实践案例，但是这些实践在某种程度上只能称为垂直绿化，跟垂直景观还有一定的距离，可以说我国高层建筑垂直景观设计尚处于起步阶段，还有许多经验要学习。

三、垂直景观在高层建筑中的营造手法

需要明确的是垂直景观与垂直绿化是不同的两个概念，垂直景观是以充分利用建筑纵向空间、实现植物(包括乔木)与高层建筑共生的景观设计,而垂直绿化究其本质是建筑垂直面的攀缘绿化，是攀缘植物翻转90°的平面绿化。但两者也存在着一些共同的特点，诸如占地少、都是利用纵向立体进行的绿化设计等。垂直景观的设计，将植物作为建筑造景的主要手法，通过不同的植物造景组合，形成建筑高层的平面布局与纵向建筑结构设计独特的空间构建，形成如画的美丽景观，并且丰富高层建筑室内空间的功能要求。对于这些营造手法的探析需要更多的实践操作的可能性，而目前我们更多的是只具备理论整理的经验论。根据杨经文在高层建筑运用生物气候学来组织空间的经验，我们可以学习的设计方法如下：

(一)空间组织

分析其平面布局，杨经文的高层建筑轮廓多设置为不规则形，利用不同凹度的开敞空间进行绿化。纵向楼层的悬挑式空间错落有致，既可以使不同户型享受到更多的阳光，同时错位排序的植物也可以得到足够的光照和生长空间，尤其是乔木植物。大量绿色植物的嵌入种植不仅有效地减少了建筑本身的热岛效应,还能生成氧气，吸收二氧化碳与一氧化碳，并且丰富了建筑单一的表皮,也不影响阴影区开窗的可能性。再分析其竖向空间，高层建筑的垂直景观的结构本身是植物搭配建筑的自然美与人工美结合的产物，应当考虑好植物的预留生长空间，重视其弹性空间的设计安排。各类设施的设置力求便捷，满足时空发展的需求。因此，消防、疏散等设施设计应上升到美学层面去考量。可以充分利用超高层建筑防火规范所要求设置的建筑避难层，着重利用垂直景观绿化、营造生机盎然的建筑外立面，以提升整栋建筑的美感。

(二)植物配置

绿色植物作为垂直景观生态建筑的重要要素，它直观地展现着一座建筑的生态效应和视觉感受。出色的垂直景观生态建筑肯定是植物与建筑美学的高度融合，因此，植物的搭配尤为重要。垂直景观的营造也绝不是简单地给建筑物附着上一层攀缘绿植,它关注的是植物丰富种类的搭配、色彩季相的变化、姿态柔和的线条，营造出具有丰富的时空变化的生命力的建筑。在设计过程中，悬挑式的种植槽中作为独立的植物单元，要充分配置好植物群落，丰富品种，形成自然分层的绿色景观，例如可以在不同凹度的错层开敞空间中，采取地被植物铺底、乔木来遮阴、具有观赏价值的灌木草花镶嵌点缀的方式。同时，选用下垂式植物、藤蔓植物进行垂吊式美化，弥补建筑外壁的一些生硬的结构线条，营造出与建筑相映成趣、丛植错落、四季皆有景的自然植物群落景观。

(三)节能循环

正如杨经文认为许多后现代主义建筑，在建筑立面处理中过多地增添了许多无意义的造型，造成了许多建筑材料的浪费。这些不理性的设计怪像，忽视了能源的合理使用和能耗的约束。面对日益严峻的世界能源消耗问题，建筑师毫无疑问要加强节能意识，特别是高层建筑的节能问题。站在生物气候学的高度去探索建筑节能的可能性与方法论，最终提升人的精神享受以及减少建筑能耗。高层建筑的垂直景观应当统筹优化生态层面的规划设计，在设计伊始,就该重视整体人工生态系统的循环回收,使绿色环境的原料与废料尽可能多地循环利用，消化分解本身产生的能耗，降低损耗。设计要面临的挑战在于最大程度地去利用资源和能源，减少浮尘,吸附噪音，调节室温，以最小的投入，获得最大的收益，从而体现出垂直景观生态建筑的节能、节水、节材等环保低碳理念。

(四)人性关怀

根据英国和日本的研究调查发现，工作或生活于高层建筑中的人群，有四成以上渴望与自然亲近接触，比如打开窗户能看到绿色或走到户外去活动，而垂直景观正是把这种愿望付诸实践的较好途径。垂直景观除了美化外部建筑环境，同时也为室内空间引入了自然美景。不仅在高层建筑的室内休憩空间真正实现了景为人用，更在阳台空间中构造了一个个梦幻的空中绿植花园。在阳台空间茂密的树荫下，层次分明的植物景观，让人感受到以植物景观律动为框、蓝天为画的奇妙体验。高层建筑的垂直景观设计目标不是为了模拟自然，更多的是可以弥合生态学和建筑设计之间生硬的裂缝,形成持久稳固的联系，营造合宜的自然，创建合理的人工生态系统。因此，垂直景观在高层建筑设计中，必须关注人的舒适度，从微观层面上满足人体工学的要求,关注人的健康,在强调采光、通风、保温等基础条件上，还必须重视人的使用安全问题。

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高层建筑设计中尺度的确难以把握，因它不同于日常生活用品，日常生活用品很容易根据经验做出正确的判断，其主要原因有：一是高层建筑物的体量巨大，远远超出人的尺度。二是高层建筑物不同于日常用品，在建筑中有许多要素不是单纯根据功能这一方面的因素来决定它们的大小和尺寸的，例如门，本来可以略高于人的尺度就可以了，但有的门出于别的考虑设计得很高，这些都会给辨认尺度带来困难。

高层建筑设计时，不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造，而应以人的尺度为参考系数，充分考虑人观察视点、视距、视角，和高层建筑使用亲近度，从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感，把高层建筑的外部尺度分为五种主要尺度：城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度。

1、高层建筑设计中的外部尺度

1.1城市尺度

高层建筑是一座城市有机组成部分，因其体量巨大，高度很大，是城市的重要景点，对城市产生重大的影响。从对城市整体影响的角度来看，表现在高层建筑对城市天际轮廓线的影响，城市的天际轮廓线有实、虚之分，实的天际线即是建筑物的轮廓，虚的天际线是建筑物顶部之间连接的光滑曲线，高层建筑在城市天际线创造中起着重要的作用，因城市的天际轮廓线从一个城市很远的地方就可以看见，也是一座城市给一个进入它的人第一印象。因此，高层建筑尺度的确定应与整个城市的尺度相一致，而不能脱离城市，自我夸耀，唯我独尊，不利于优美、良好天际线的形成，直接影响到城市景观。高层建筑对城市局部或部分产生的影响，是指从市内比较开阔的地方，如：广场、干道、开放的水系和绿地所看到的天际线，也直接影响人民的日常生活。因此，城市天际轮廓线不仅影响人从城市所看的景观，也直接影响到市内居民的生活与视觉观赏。

高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响，高层建筑的位置、高度的确定，也应充分地考虑该城市尺度、传统文化，不当的尺度会对城市产生不良的影响，改变了城市传统的历史文化，也改变了原来城市各构成要素之间有机协调的比例关系，如：上海市，黄浦江可谓是城市一条重要水系，原先具有宽大、雄壮的气势。但由于东方明珠塔的建成，又过于靠近黄浦江，其他高层建筑也跟着靠近黄浦江建设，使黄浦江的尺度感变小了，失去了原有的雄壮，而改变了老上海的历史与文化，从这一角度讲，东方明珠塔的建成又是一件憾事。

1.2整体尺度

整体尺度是指高层建筑各构成部分，如：裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系及给人的感觉。整体尺度是设计师十分注重的，关于建筑的整体尺度的均衡理论有许多种，但都强调整体尺度均衡的重要性。面对一栋建筑物时，人的本能渴望是能把握该栋建筑物的秩序或规律，如果得到这一点，就会认为这一建筑物容易理解和掌握，若不能得到这一点，人对该建筑物的感知就会是一些毫无意义的混乱和不安。因此，建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的，在设计时要注意下面的两点：

1.2.1各部分尺度比例的协调

高层建筑一般由三个部分组成的——裙房、主体和顶部，也有些建筑在设计中加入了活跃元，以使整栋建筑造型生动活跃起来。一个造型美的高层建筑是建立在很好地处理了这几个部分之间的尺度关系，而这三个部分尺度的确定，应有一个统一的尺度参考系（如把建筑的一层或几层的高度作为参考系），不能每一部分的尺度参考系都不同，这样易使整个建筑含糊、难以把握。

1.2.2高层建筑中各部分细部尺度应有层次性

高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的，各个主要部分应有更细的划分，尺度具有等级性，才能使各个部分造型构成丰富。尺度等级最高部分为高层建筑的某一整个部分（裙房、主体和顶部），最低部分通常采用层高、开间的尺寸、窗户、阳台等这些为人们所熟知的尺寸，使人们观察该建筑时很容易把握该部分的尺度大小。一般在最高和最低等级之间还有1～2个尺度等级，也不易过多，太多易使建筑造型复杂而难以把握。

1.3街道尺度

街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。这是人对高层建筑近距离的感知，也是高层建筑设计中重要的一环。临近街道的高层建筑部分的尺度确定，主要考虑到街道行人的舒适度，高层建筑主体因为尺度过大，易向后退，使底层的裙房置于沿街部分，减少了高层建筑对街道的压迫感。例如：上海南京路两边的高层建筑置于后面，裙房置于前使两侧的建筑高度与街道的宽度的比例为1∶12，形成良好的购物环境。

为了保持街道空间及视觉的连续性，高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致，宜有所呼应。如：在新加坡老区和改建后的一条干道的两侧，为了不致造成新区高层和老区低层截然分开，沿新区一侧作了和老区房屋高度相同中相似的裙房，高层稍后退，形态效果良好的对话关系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高层建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸给人的感觉。这部分经常为使用者所接触，也易被人们仔细观察，也是人们对建筑直接感触的重要部分。其尺度设计应以人的尺度为参考系，不宜过大或过小，过大易使建筑缺少亲近性，过小则减小了建筑的尺度感，使建筑犹如玩具。

在近人尺度处理中，应特别注意建筑底层及入口的柱子、墙面的尺度划分，檐口、门、窗及装饰的处理，使其尺度感比以上几个部分更细。对入口部分及建筑周边空间加以限定，创造一个由街道到建筑的过渡缓冲的空间，使人的心理有一个逐渐变化的过程。如：上海图书馆门前采用柱廊的形式，使出入馆的人有一个过渡区，这样使建筑更具有近人及亲人性。

1.5细部尺度

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。在生活中，有的事物我们喜欢触摸，有的事物我们不喜欢触摸——我们通过说“美妙”或“可怕”来对这些事物做出反应，形成人的视觉质感，建筑设计师在设计过程中要充分运用不同材料的质感，来塑造建筑物，吸引人们亲手去触摸或至少取得同我们的眼睛亲近感，或者换言之，通过质感产生一种视觉上优美的感觉。勒。柯布西埃在拉托尔提建造的修道院是运用或者确切地说是留下大自然“印下”的质感的优秀典范，这里的质感，也就是用斜撑制作在混凝土上留的木纹。

2、高层建筑外部尺度设计的原则

2.1建筑与城市环境在尺度上的统一

注意高层建筑布置对城市轮廓线的影响，因为在城市轮廓线的组织中，起最大作用的是建筑物，特别是高层建筑，因而它的布置应遵行有机统一的原则进行布置：

（1）高层建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但为避免其相互干扰，可以采用一系列不同的高度，或虽采用相仿高度，但彼此间距适当，组成有关的构图。也可以单栋高层建筑布置在道路转弯处，以丰富行人的视觉观赏。

（2）若高层建筑彼此间毫无关系，随处随地而起不到向心的凝聚感，则不会产生令人满意的和谐整体。

（3）高层建筑的顶部不应雷同或减少雷同，因为这会极大影响轮廓线的优美感。

2.2同一高层建筑形象中，尺度要有序

高层建筑设计时，应充分考虑建筑的城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度这一尺度的序列，在某一尺度设计中要遵守尺度的统一性，不能把几种尺度混淆使用，才能保证高层建筑物与城市之间、整体与局部之间、局部与局部之间及与人之间保持良好的有机统一。

2.3高层建筑形象在尺度上须有可识别性

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2高层建筑设计中存在的问题

高层建筑在进行设计时为了更好地满足对大客流量和开阔的视野空间的要求，通常在楼梯设计时是以宽大的敞开楼梯来作为主要的客流通道，同时，为了更好的满足建筑防火方面的要求，高层建筑在进行设计的时候要采用封闭的楼梯间或者是防烟楼梯间，如图2。因此，在进行高层建筑设计的时候，设计人员通常采用防火卷帘来作为封闭方式，这样能够更好的达到防火方面的要求。在进行设计的时候为了更好的满足相关规范要求，同时确保楼梯的数量和形式满足使用方面的要求，但是，这种设计方案是一种不可取的方式，在出现火灾的时候，人员在疏散方面存在着一定的安全隐患。在进行高层建筑设计的时候还是存在着一个非常明显问题，就是地上层和地下层共用楼梯的问题，在防火方面，为了避免在出现火灾的情况下建筑内的人员由地上层进入到地下层，不应该出现共用楼梯的情况。但是在实际设计时，由于在结构设计方面要考虑的问题非常多，因此，在楼梯设计时经常会出现地上和地下贯通的情况，这样能够在结构上面更加便利，但是也是会导致出现一定的安全隐患。在很多的高层建筑设计中，设计人员对楼梯的设计方案并没有得到很多施工人员的注意，同时，在进行设计的时候对疏散通道的宽度也存在着一定问题，疏散通道的宽度在进行设计的时候通常是会受到疏散门的影响，因此，在进行设计的时候，要对防火审核非常重视。

3高层建筑中建筑设计的措施

3．1高层建筑整体设计探析

(1)主体设计。当代高层建筑设计中的一个全新的要求就是实现建筑本身的生态节能，这就要求对建筑本身主体的裙房部分加强设计，裙房的设计对高层建筑周围街道的人性化空间的创造等有很大影响。对裙房的设计不仅要注重人性化，更要注重形式的多样性。(2)处理手法上的巧妙运用。高层建筑的实际建筑设计阶段，高层建筑的塔楼设计并不能有很大的变化空间，但是可以从底层部分入手运用一些巧妙地处理进行空间上的拓展，通常都是采用入口缩进和底层架空等手段进行设计。

3．2高层建筑中的分类建筑设计探析

(1)底层入口设计。底层入口相对来说很重要，在北方地区，高层建筑的底层入口在设计上首先应该避开地域内的冬季迎面风，保证冬季的底层温度。而在我国的南方地区，一定要保证底层入口设计的通风散热，因为南方的夏季较为炎热，可采用局部或全部架空的方式避免对通风的阻碍。

(2)建筑围护设计。一般来说大部分人在高处都会有一定的恐惧心理，尤其在高层建筑上。在高层建筑的设计中一定要注重防护栏的设计，良好而合理的设计可以在使用性上给人以安全感。

(3)服务设施设计。高层建筑在设计初期要充分考虑到建筑的服务设施，这对高层建筑的整体感觉非常重要。首先在底层入口处要设置值班室，方便对出入人员的管理，其中要配置先进的夜间电梯紧急呼叫装置以及公用电话等，还要有特定的停车处和分户信箱。

3．3高层建筑设计中的安全问题探析

(1)高层建筑的防火问题。防火问题对于大多数建筑尤其是高层建筑来说异常重要，建筑设计师要对防火问题的设计进行加强。

(2)电气的问题。高层建筑的电气问题主要分为三个方面，一是消防电源与配电问题，要求供电电源来自不同发电厂或不同的区域变电站，以保证突发事件时供电及时解决。二是应急照明问题，高层建筑发生火灾或者其他突发状况时事故照明要正常。三是高层建筑的电梯安装问题，电梯的位置设置要合理，电梯运行过程中噪音不应太大，且最大荷载量应符合高层建筑的需要，方便快捷。

(3)防雷击问题。防雷击问题也是高层建筑设计的重点，应本着“整体防御、综合治理、多重保护、突出重点”的原则，从结构设计上做好防雷工作。高层建筑的顶端是防雷设计的重点，可以安装避雷针、避雷网或者避雷带等。同时要利用建筑中的钢筋作接地装置，建筑周围也要做避雷带，内部金属物体也要接地。

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2高层建筑设计中存在的问题

按照建筑设计防火规范，高层商业建筑须采用封闭楼梯间或防烟楼梯间，但在开发过程中，为满足大客流量及开阔的视野，在高层商业建筑中往往设计出宽大的敞开楼梯，用于客流通道。一般的开发商采用防火卷帘封闭对大型敞开楼梯间进行设计，同时又设计了符合规范要求的数量和形式的疏散楼梯。此种设计方式是不太可取的，因为它明显的违背了人们在火灾情况下的实际疏散的一个趋向。按防火规范要求，地上层与地下层不宜共用楼梯间，容易在人员疏散时进入地下层，造成不必要的伤害。通过实践观察，以上问题往往在设计及防火审核中被相关负责设计和审核人员所忽视，这些问题虽然细微，但一定要注意，因为高层建筑设计是为人们更好的居住建设的，一定要具备更高的安全性，保障人们生命财产安全。

3高层建筑设计的要点

3.1高层建筑的主体设计要点

有特点的高层设计，能展现一个城市的容貌和发展状况，外地客人通过高层建筑的建筑风格感受城市人文风貌，所以设计师为高层建筑选择合理的造型和设计风格显的尤为重要。高层建筑不论怎么变化，都离不开一个建筑结构，只有合理的结构才能保证建筑稳固性，受结构的限制、使用功能的约束、符合人们的居住要求，一般的高层建筑风格都是比较规则的，很少太多变化的。一般城市中很多这样的结构式高层建筑，尽管是通过一些外部装修，给人明快的感受，但却失去了一些设计师、建筑师的创造性和风格化。高层建筑的塔楼是主体部分，它的样式起着决定性的作用。

3.2高层建筑外部尺度设计的原则

城市轮廓线是一个城市的形态，那么在城市防火规范组织中，起最大影响力的就是高层建筑，高层建筑与城市环境要在尺度上进行统一协调，在设计时充分考虑高层建筑布置对城市轮廓线的影响。在对高层建筑设计时，一定要实地考察调研，不能光凭想象画图纸，应充分考虑建筑的整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度等问题，在以上尺度设计中都要遵守尺度的统一性，只有这样才能保证高层建筑物与城市之间、整体与局部之间、局部与局部之间及与人之间保持良好的有机协调。高层建筑物上要有一些局部形象尺度，能使人把握其整体大小，除此之外，也可用一些屋檐、台阶、柱子、楼梯等来调整建筑物的体量，保持高层建筑自身特征，人们通过尺度把握使高层建筑融合到人们生活中。

3.3充分发挥空间作用

高层建筑占地面积一般都较广、体量巨大，有的建筑给人不好的感受，让人一下进入不和谐的空间里，这是由于高层建筑的体量对比所造成的街道空间一种突然的压迫感。所以，高层建筑在设计时应该在对其进行后退处理，在其退出的用地上设计一个起到空间缓冲的空间，比如广场、公园、道路等。通过巧妙的设计，排除人们的压迫感，这样的设计增加了人们对建筑的亲切感，人们心理不那么压迫的同时，还可以在进出建筑物时，感受时代元素、休闲乐趣，增加了城市环境重要节点。

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一、工程概况

十甫名都商厦位于广州市第十甫路和第十八甫路交接处，地上十五层，地下三层，基坑深度14.3米，建筑平面约为长90米宽29米的矩形。由于场地西边为西关风情民居，距用地红线不足3米，北边为第十甫路步行街，距离约4米。规划部门明确指示，必须严格控制基坑水平位移及竖向沉降，绝不允许出现邻近房屋产生裂缝或路面开裂、下沉的情况。另一方面，甲方从商业角度出发也提出要求，一是地下室的边线应尽量贴近用地红线，以取得最大使用空间；二是要求尽量缩短工期，力求比邻近同类建筑先封顶，以便售楼。在这种情况下，逆作法施工技术便充分体现其优越性。

二、地质情况

该场地地质分布情况自上而下大致如下：

1、淤泥质粘土，流塑，饱和，平均厚度1.9米，c=10KPa，φ=6~8°；

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

3、粉质粘土层，饱和-稍湿，可塑-坚硬，平均厚度5米，可塑土c=30kPa，=14º。硬塑土c=31kPa，=18º；

4、全风化泥质粉砂岩，平均厚度3米；

5、强风化泥质粉砂岩，平均厚度5.5米；

三、设计思路

针对工程设计要求和地质条件，工程师结合逆作法的特点，确定了以下几个重要设计措施：

1、为了有效地控制基坑变形，采用地下连续墙作为基坑支护手段，可同时具备挡土和止水作用。利用地下室各层楼面的梁板体系作为水平侧向支撑，地下连续墙将与内衬墙一起构成地下室外墙，成为永久性构件。

2、为了争取时间，最大限度缩短工期，从首层楼面开始，向上下两个方向同时施工，争取地下室与上部结构同时完工，具体施工步骤将在下一节介绍。

3、出于逆作法施工需要，地下室竖向构件采用钢管柱。长度3层楼高，一次吊装到位。

4、人工挖孔桩从现地面开挖，为了准确安装钢管柱，钢管柱底以上的空段部分应考虑工人到桩底定位钢管柱时的操作面，一般操作面不小于60cm，故空段部分桩径为钢管柱直径加上1.2米，而基桩部分直径按承载力要求确定。

当以上几个因素明确后，设计方案便基本明朗。

四、逆作法步骤

1、施工地下连续墙。经计算地下连续墙厚度800mm，标准槽段长度6米，深度18米左右，即到达基坑底面以下3-5米，且下端进入强风化层不少于1.5米，以确保止水效果。槽段之间采用工字钢刚性接头。

2、施工人工挖孔桩。人工挖孔桩分为基桩部分与上部空段两部分。当基桩部分浇灌到桩顶设计标高以下1米时，便由工人下去安装定位环并调校水平，然后由工人在下面扶正，卡位，保证其垂直度后，在地面用十字架固定钢管柱上端，用高抛法浇筑管内高强混凝土。

3、开挖至-4.5m标高。此时地下连续墙处于悬臂状态，现场监测得最大水平位移发生顶点处，约3.7mm,平面位置在矩形长边中部。施工首层楼面梁板及上部普通混凝土柱，在平面靠近第十八甫路处预留10米X10米出土口，方便运输。

4、开挖至-7米标高，施工负一层楼面梁板及上部结构。在二层楼面梁安装吊车梁，设计该梁时应考虑吊运土方和机械时的最大荷载，负一层楼面出土口位置与首层一致。对于地下连续墙而言，首层和负一层楼面的水平刚度可视为两个铰支座。但是出土口处的槽段应设置腰梁和钢支撑。现场监测得最大水平位移发生顶点处，约5.3mm。此时上部结构施工至三层楼面。

5、开挖至-14.3米标高（地下室底板底），从-9.5米开始即采用盆式开挖，即在周边留有4.5米左右的反压土，以控制连续墙的位移，保证基坑安全。此时地下连续墙可视为下部为连续的弹性支座，上部两个铰支座的连续梁，受荷形态简化为上三角形下梯形。现场监测得最大水平位移发生在-9.7米标高处，约13.2mm。此时上部结构施工至七层楼面。

6、施工负二层楼面主梁梁格，即楼板及次梁暂不施工，以便吊土，通过主梁和腰梁系统为连续墙提供一定的侧向支承，其概念类似于对撑系统。

7、完成其余土方工作，施工底板和负二层楼面，吊出挖土机，封闭出土口。至此地下室土建主体已完工，同时上部结构也已封顶。在整个施工过程中，地下连续墙最大位移为14.3mm，位置在-11.3米标高处，远小于规范限值。基坑周边场地未发现明显下陷，邻近房屋未见明显裂缝，保护效果非常理想。

五、心得体会

在整个逆作法的设计与施工过程中，笔者从成功中获得很多经验，也碰到不少问题，现就这一工程几个关键技术问题的处理方法作了整理，以供参考：

1、设计中应进行逆向思维。在正作法中，地下室的剪力墙如核心筒、人防墙及地下室外墙等作为竖向构件承担荷载。但在逆作法中，剪力墙是先施工上一层，再施工下一层，受力模式已发生变化，故建立计算模型时应按大梁输入。

2、钢管柱与梁板的连接。本工程采用环梁节点，须预先在钢管上焊接抗剪环箍，且定位要求精确。当施工期间地下室标高发生改动时，其处理措施相当麻烦，因为现场补焊环箍操作困难，而且管内混凝土可能因温度过高而影响受力性能。

3、钢管柱吊装的垂直度控制。由于逆作法的施工工艺的特殊性，决定了地下室的竖向构件必须采用钢管柱或格构式钢柱，而吊装这一竖向构件时如何控制垂直度成为关键因素，本工程先在桩顶标高以下1米处安设一定位钢板，定位钢板有三个调节螺栓，以调节钢板水平，钢管柱中部采用钢筋制成笼状定位架，在地面也设有井字形定位木架，实践证明，这种定位方法取得较高的精度，可以满足工程需要。

4、地下室楼面梁与连续墙的连接。在逆作法工程中。内衬墙尚未完成，边跨的楼面梁一端支承在钢管柱上，另一端则必须支承在地下连续墙上。原设计思路在地下连续墙钢筋笼中预埋钢筋，地下室开挖后凿去砼保护层后，扳出钢筋与梁钢筋焊接即可，但由于施工误差及建筑方案修改，这些预埋钢筋位置偏差太大而失去作用，实际施工中采用植筋的办法解决，因连续墙中钢筋太密，将梁端弯矩适当调幅到跨中。

5、底板周边连续墙连接处止水措施。这个部位的止水成功与否对整个地下室的止水乃至使用安全有着决定性作用。本工程地下连续墙钢筋笼中与底板位置预埋一竖向钢板，浇筑底板前焊接一水平止水钢板，实际效果非常理想，底板周边未发现渗漏现象。

6、桩基类型的确定。从钢管柱安装定位的要求来看，人工挖孔桩是较好的选择，笔者曾在另一个工程中使用钻孔灌注桩，由于泥浆的扰动，钢管柱难以保证垂直度，开挖后发现偏心较大。就本工程的地质情况而言，淤泥层和砂层比较厚，本来并不适合采用挖孔桩。但是，笔者认为当连续墙进入不透水层（强风化层）并且围合之后，进行坑内抽水，在没有水压力的情况下挖桩发生涌土、流沙的可能性不大。事实证明，这一措施是有效的。

七、小结

十甫名都商厦已封顶并投入使用，从该工程实例看，逆作法与常规的施工方法相比有着不可替代的优势，例如：

1）显著地缩短了工程施工的总工期，经计算，本工程采用逆作法比采用正作法缩短了至少两个月工期，取得巨大的商业效益；

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O概述

随着结构理论和技术的发展，高层建筑结构形式趋于多样化，高层建筑的表现形式也多种多样，在成为城市风景的同时如何恰当的融人城市空间成为高层建筑设计的一个重要任务，也是使高层建筑设计趋于完善所追求的一种理念．

城市空间是人类生活和生产所需要的重要因素，它为居民提供各种活动的可能．这个可以说是城市空间比较科学性的定义，而本文提到的城市空间则更具体更形象，主要指城市内的建筑物、道路、绿地、广场、公共服务设施等实体以及由这些实体所构成的立体空间，也是人处在其中能真实、直观感受到的空间．高层建筑是否与所处的城市空间融洽，其评价标准相当一部分取决于公众的感受，简单的说就是人处在所创造空间中的感受．所以建筑设计者在进行高层建筑设计时要充分考虑所创造出来的空间(无论是内部还是外部)给予使用者的感受．这些是理论上要求一位建筑设计师要考虑的因素也是作为一名建筑师应该承担的责任，而且还可以据此评价一位建筑师的设计能力及其职业道德．事实上在进行一项高层建筑设计时，开发商受利益的驱使往往不会考虑建筑与环境的关系，此时，规划部门所出台的各种条文政策及规范将扮演着重要角色，它强制性的要求必须顾及城市环境，营造舒适的城市空间．可以看出，高层建筑设计与城市空间的协调以及城市空间的营造是通过两方面的共同作用来完成的，即建筑设计和规划．下面就从建筑设计和城市规划两方面谈谈城市空间对高层建筑设计的影响．

1建筑设计

1．1充分发挥广场的作用

高层建筑由于其体量的巨大，往往给街道空间一种突然的压迫感，使人感觉好像从一个大空间突然进入一个小空间，这是由于高层建筑的体量所造成的对比．因此凡是处在街道两旁体量巨大的高层建筑在设计时应该对其进行后退处理，并在其退出的用地上设计一广场空间，这个广场空间将起到空间的缓冲作用；而且由于高层建筑的建筑面积远远超出其用地面积，容纳的人员较多，出入口人流密度相对较大，后退出的广场空间也起到缓解交通压力的作用．从另外一方面讲，广场空间往往在街道空间以及城市空间中起到非常重要作用，能够给公众留下较深的印象，也往往能成为城市的节点，这就是共享空间的好处．有的建筑大师甚至直接设计成下沉式的广场，如13本建筑大师叽崎新设计的13本筑波中心的下沉式广场，独特的广场空间造型，以人和环境为设计重点，不仅为公众提供了一个舒适的安静的休闲场所，而且使建筑塔楼的形象特征更加突出．．这种下沉式的广场往往更容易给人留下印象，就空间形式而言它是一种非常富有情趣的空间．因此在进行高层建筑设计时广场和建筑应该作为一体来考虑．

1．2高层建筑主体设计

对于一个城市而言，高层建筑往往具有一定的代表性和象征性，可以反映一个城市经济水平和发展程度，选择合理的造型就显得尤为重要．高层建筑由于其结构形式的限制以及使用功能的要求，在造型上往往追随于建筑的结构形式，而不能有太多的变化，有的高层建筑甚至直接将结构形式外露不加修饰．高层建筑的主体部分是它的塔楼，塔楼的表现形式对高层建筑的造型起着决定性的作用，现今国外和国内的许多高层建筑都有着独特的外形和明显的识别性，对一个城市具有一定的代表性，这可以说是高层建筑存在的一个原因．随着近年来资源短缺问题的出现，全球提出了可持续发展，而高层建筑就环保节能方面来说是很浪费的，随之就出现了“生态型”建筑的概念，如生态建筑师诺曼·福斯特设计的法兰克福商业银行总部大厦在强调象征意义和功能的同时，就引人生态的概念，是世界上第一座”生态型”超高层建筑．其建筑平面呈三角形，宛如三叶花瓣夹着一支花茎：花瓣部分是办公空间，花茎部分为中空大厅．中空大厅起自然通风作用，同时还为建筑内部创造了丰富的景观．而气候设计大师杨经文设计的马来西亚吉隆坡梅纳拉大厦则体现了利用空中开放空间连通建筑内外，贯彻“生物气候大楼”思想，引入了大量的植物，立面上螺旋上升的垂直绿化和底部斜坡的绿化都有助于调节气候，尽可能地拉近了人与自然的距离，较好地完成了室内外空间的过渡与衔接．同时对形成良好的城市空间环境也是一种深化．可以看出目前高层建筑设计的一个新要求就是要实现“生态节能型”．

高层建筑主体的下部分一裙房虽然对整个城市影响较小，但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的影响．建筑的裙楼立面设计一般不同于上部立面，需要进行细致的设计，从而使下部空间丰富多彩而不至于感到苍白，并要体现人的尺度，因为裙房部分跟公众视觉接触较密切，对街道空间感影响也较大．而高层建筑的最上部分～屋顶对整个建筑形象起到强化个性的作用，虽然它较少影响到生态环境，但对塑造建筑的标志性、丰富城市天际线具有重要的作用，因此应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造．1．3巧妙的运用一些处理手法

高层建筑的塔楼部分虽然变化的余地不大，但是底层部分却可以进行一些巧妙的处理来丰富空间形式．一般可以采用底层架空和入口缩进的手法．底层架空的处理手法是现代建筑的特征之一，它可以在高密度的环境中争取到宝贵的用地，把城市的道路、广场和建筑有机地结合在一起，形成通透的、公共的开放空间，给市民以小憩之地；同时还可以改善人流、视觉拥挤的状况，连通几个主要的公共场所，以增加城市空间的层次．高层建筑临近城市道路布置时，人口空间凹人建筑下部可以避免主体的被迫后退(用地非常紧张的情况下)，争取基地面积的有效使用，缓解人1：3处各种矛盾冲突；并有可能在建筑的形体设计、空间组织等方面形成新颖的构思，这种人口后退架开的处理不仅空间层次丰富而且给人的印象也深刻．

2规划设计

2．1避免高层建筑密集

高层建筑的密集虽然对于城市办公等条件方便有利，却给城市空间带来很多压力，造成城市空间和城市交通的拥挤，甚至是一些始料不及的污染和危害，比如一些高层建筑玻璃幕墙的大面积使用造成以前未出现过的光污染；还有就是形成高压风带和风1：3，这些会造成意想不到的后果．因此在规划设计中要对区域内的高层建筑密度进行限制，避免高层建筑的集中分布．

2．2高层建筑与城市街道

高层建筑一般分布在城市中商业发达的地段，这些地段的街道本身交通荷载就较大，高层建筑将大大增加这些街道的交通压力，分布在这些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．

2．3控制超高层建筑数量

超高层建筑往往以其象征性和代表性而存在，实际上这类建筑既不经济又不合理，一些已建成的超高层建筑投人使用后表明收益并不乐观，可以说仅仅是体现城市形象，提高城市知名度．

3结束语

高层建筑已走过百年历史，从其出现之日起就成为城市的焦点，其形式和风格也不断的发展变化着，我国的高层建筑虽然相对发达国家起步较晚，但已经取得了很大的成就，像北京、上海、深圳等城市的高层建筑可以说代表了中国高层建筑的发展史，高层建筑设计与城市空间的融合也正不断的完善发展．

参考文献

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2绿色策略的设计要点

在僧多粥少的时代，人类要在越来越少的有限资源下谋求长期的生存与发展，就必须把绿色环保理念渗透到日常生产生活的各个领域中去，建筑业也不例外。随着国民经济稳步持续发展，建筑设施越来越完善，各种科学技术的兴起与发展，人们对建筑物的外在形态与内部构造都提出了越来越多的要求，而且这些要求还呈现出了一个日趋多样化的发展趋势。目前我国境内超过200米以上的超高层建筑越来越多，在城市建筑中占有很大比重，纵观这些建筑，我们可以看出，超高层建筑与传统建筑在结构结构形式上有着不同之处，它的特殊性表现在整体高度非常大。针对这样整体高度很大的建筑来讲，设计时要考虑的因素就比一般建筑要多得多，区别也很大，下面我们从空间组织和顶部的设计两方面来讨论超高层建筑设计与一般建筑设计的区别。

2.1空间组织

超高层建筑对现代城市的发展，有着非同一般的标志性意义，从某方面讲，它甚至可以代表着一个城市的发展水平高下。因此，超高层建筑的外观造型设计往往受到城市规划者的高度注重。在超高层建筑设计中，为了体现其绿色理念，达到环保节能的特殊效果，一般超高层建筑在外观上都不会采用玻璃墙，减少由于玻璃反射对城市造成的光污，同时可以起到减少高压风带和风口的作用，具有很直接的环保意义。成功且独特的建筑设计应该是突出人与环境之间的关系。如在建筑物主入口处设置一下地下式广场，与地下超市连通，这样可以有效的将地上空间引入地下，扩大了空间面积。在为公众提供一个宽敞舒适的生活工作环境的基础上，也能为枯燥呆硬的建筑起到软化与点缀的作用，增加情趣，建筑外形特征更加突出。

2.2顶部设计要求

超高层建筑顶部是构成城市天际线的重要因素之一，造型独特的顶部设计对超高层建筑的整体形象起着画龙点睛的作用，并成为林立在建筑群中区别于其他建筑的一个重要标志。运用”隐蔽”的手法：采用高高的女儿墙.精巧的屋顶，半透明的建筑材料将顶部的功能用房隐藏起来。顶部条纹在材料、色彩上和中段相呼应。主楼的平面呈切边三角形，为不等边六角形，顶部则收缩为三角形。若在顶部设置一个空中会所，集休闲、娱乐、餐饮于一体，这就达到节能、绿色、环保的目的。

3结构体系

超高层建筑高耸挺拔，但对结构设计无疑是个不小的挑战，地震作用是决定选择其结构体系的关键。显著提高工作和生活效率：超高层建筑将工作和生活设施适当集中，一般性工作和生活问题在建筑内部即可解决，极大地方便了人们工作和生活。根据超高层建筑结构的复杂程度和不规则性，确定结构抗震性能化设计的合理性能目标，采用弹性、弹塑性的方法进行分析，对结构不同部位采取不同的加强措施。

4建筑节能多元化

超高层建筑由于其特殊的结构与规模，与一般建筑在能耗上有很大出入，而且要研究它，还要综合考虑多方面的因素。在建筑设计中，单体设计与构造布局是节能的关键，在超高层建筑的设计中如何在这两方面合理合理的开发利用能源，选择耗能最低的方案进行设计，是一个亟待解决的问题。超高层建筑的能耗为一般建筑的数倍，这是个综合性的课题。包括：新能源的开发和应用，选择低能耗的设备，智能化的管理，有效利用自然资源和管理资源，使建筑和设备方面的寿命成本最小，减少污染并达到可持续发展。

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复合墙体节能是我国的国策,建筑节能是节能中的重中之重,应该列为我国建设工作中的重要位置。建筑能论文耗在我国整个能耗中的地位也越来越重要。1996年中国建筑年消耗3·3亿吨标准煤,占能源消耗总量的24%,到2001年已达到3·76亿吨,占总量消耗的27·6%,年增长比例千分之五;随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还会继续增长。据有关数据显示,我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。目前全国房屋数量有400亿m2左右,房屋建筑规模看来已超过所有发达国家,仅去年一年房屋竣工面积是19·7亿m2,这几年差不多都是接近这个数字。而据预测,到2010年,我国房屋总建筑面积将达到519亿m2,其中城市171亿m2。然而,截至到去年,我国节能建筑的总面积还只有2·3亿m2,在每年近20亿m2的竣工面积当中,只有五六千万平方米是节能建筑,只占3%左右,也就是说有97%属于高耗能建筑。我国的高层建筑有近七十年的历史,然而城市中任何建筑都是城市设计、规划的一部分,城市设计是一项十分复杂的工作,我国在这方面的经验不多,而且管理机制尚不健全,往往受一些因素的影响,工作不甚周密和协调,甚至失去控制,有许多的问题等待我们去解决,有待于探索和改进,所以说,今天的高层建筑设计仍处在一个不太成熟的阶段。

高层建筑体形庞大,如容积率过高,相邻建筑互相遮挡、不通透,形成大面积阴影区,城市人居环境质量下降,市中心人口膨胀、交通拥挤。除此之外,近些年在某些城市建高层建筑已成风气,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大。

建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。一般的房子里,30%的热量从窗户跑掉了。如果选用双层玻璃,中间再充上惰性气体,就可在一定程度上阻断热量散发。35%热量从墙体散发,如采用隔热材料,增加保温层,节能效果就很明显。智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度,其次才是家具的智能化和安全保卫的智能化。实际上,智能化建筑不一定就是豪华的,但它必须是低能耗的。美国有些智能化建筑造价比普通建筑还低15%,因为它们追求合理的结构,讲究实用功能和外观的简洁,利用了可回收材料,而不追求豪华装饰。还可以充分利用地热泵技术,如冰岛等国家,建筑房子时先在地上打两个洞,通过电泵将地下水循环起来,为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国,由于地处海边,太阳能和风能的利用条件得天独厚,使用热泵技术时结合风能与太阳能,用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。所以建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向;护结构保温、隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成,因此,高层建筑的节能首先应为设计者重视。

1优化建筑位置及朝向设计高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量。据有关资料分析,地球每年接收的能量有60亿亿千瓦,这么大能量弃之可惜,从某种意义上讲地球本身就是巨大的太阳能接收器,阳光不仅对人的身体健康有着很大影响,对建筑的节能也有着十分重要意义。城市规划应注重应用日照原理,合理的确定建筑位置与朝向,使每幢建筑能接收更多的太阳辐射热能,因此,建筑的方位与节能有着直接关系。如,在北纬40°~45°度地区,冬天建筑的朝向所得到的辐射能量几乎比夏天多两倍,而在夏天东、西向所得到的能量比南向多2·5倍,不同朝向,不同季节,建筑物所得到的太阳辐射热能量不同,热损失也不同,尤其是在冬至前后,由于太阳高度角低,房间所接收的太阳光线的面积比夏天多得多。在确定建筑的方位时首先应考虑环境情况,按其太阳高度角做出日影响图,以确定冬季每天的日照时间,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。

2优化围护结构墙体设计(1)外墙是围护结构的主体部分,高层建筑的围护结构不同于砖石结构房屋,前者是钢筋混凝土框架或剪力墙结构承重,因此,围护结构属于填充材料,为了减轻荷载,达到保温、隔热要求,采用轻质高效保温材料,目前在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等。但存在问题较多,节能的效果仍达不到标准的要求。围护结构的材料布置分外侧和内侧,在寒冷地区的同一气候条件下,由于材料层次布置不同所取得的保温效果也不尽相同,为防止墙体内产生冷凝水,保温层设在外侧更为妥些。

(2)高层建筑的围护墙体不宜采用外侧保温的聚苯乙烯泡沫板(舒乐板、PG板),岩棉板等轻质保温材料。一幢建筑的寿命少则几十年,多则上百年,材料的应用与建筑整体的寿命应同步。对于轻质的外保温复合墙体,笔者认为存在以下不足之处:1)抗震能力差,易松散,与结构构件结合不好,整体性能差。2)不能承受外部装修贴、挂荷载,如:贴石材,安装装饰构件等。3)不能承受有振动的凿、刨的装修,如:剁斧石面层、予留洞、槽易出现冷桥。4)墙表面易出现裂纹。除此之外,复合墙体由于框架梁拉、剪力墙的嵌入,墙体内容易造成冷桥,是保温、隔热的薄弱环节。据测定,高层建筑所出现的冷桥约占整个热损失的5%~13%,因此应引起设计者重视,采取有效构造措施尽可能避免产生冷桥。(3)国外普遍推广采用混凝土空心砌块用于高层建筑围护结构保温,欧、美各国取得不少先进经验。如:美国研制的TB型保温隔热复合砌块;波兰的咬合式保温砌块,两块组合成320厚墙体,在空心砌块内填入高效保温材料,墙体传热系数K=0·1209W/m2·k~1100W/m2·k;芬兰研制的一种空心砌块,空隙之间填入聚胺脂保温材料,300厚,传热系数K=0·25W/m2·k~0·28W/m2·k。某些欧美国家50%左右的建筑已应用多种形式的混凝土空心砌块。由于混凝土空心砌块保温效果好,又具有一定强度,避免了轻质复合材料墙体的一些弊端。

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摘要：随着国家社会经济与技术的飞速进步发展，高层建筑在我国各大城市越来越多。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求，本文就结构设计中常见的几个问题进行探讨。

关键词：高层建筑结构设计 问题

1高层建筑结构受力性能对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。 建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。 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结构选型阶段 对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点： 2.1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，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，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。 2.2结构的超高问题。 在抗震规范与高规中。对结构的总高度都有严格的限制，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级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此。必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。 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。 2.3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固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，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。且根据实验资料和实际经验，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。 3地基与基础设计方面 地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。 在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。 地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。 转贴于 中国论文4结构计算与分析方面 在结构计算与分析阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。 4.1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。 4.2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。 该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。 4.3振型数目是否足够。 在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。 4.4多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。 4.5非结构构件的计算与设计。在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大。因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。5结束语 总之，在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的实际情况，应做出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应该根据具体情况进行具体分析，处理建筑设计中遇到的各种问题。

参考文献 [1]肖峻，高层建筑结构分析与设计[J]，中化建设，2008[2]范小平，高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J]福建建材，2008 [3]李国胜，多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例，中国建筑工业出版社，2004 中国论文下载中心 省略

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在对高层建筑结构常微分方程求解器进行深入研究的过程中，清华大学教授包世华和袁驷有效提高了常微分方程求解器的应用，实现了对常微分方程求解器的深化研究。袁驷教授利用有限元技术，对偏微分方程的半离散化进行控制，有效实现了对常微分方程组的求解，提高了对结构线性函数的应用。通过常微分方程求解器的直接求解，对有限元线进行实际应用，有效对一般力学问题进行计算，在很大程度上提高了一般力学问题的计算效果。而包世华教授对半解析-微分方程求解器方法进行分析深化，有效将半解析-微分方程求解器方法应用到高层建筑结构结构静力、动力、稳定性的分析验证中，提高了对高层建筑结构力学分析的效果。

2高层建筑结构弹塑性动力分析方法

高层建筑结构弹塑性动力分析方法在高层建筑结构力学分析中又被称为时程法。高层建筑结构弹塑性动力分析方法主要是对地震波直接输入结构，完成结构的弹塑性性能分析。这种方法要求结构力学分析人员建立专门结构弹塑性恢复性动力方程，通过逐步积分法实现对地震过程中速度、加速度、位移等的时程变化，完成对建筑结构的描述。高层建筑结构弹塑性动力分析方法对建筑结构在强震的作用下弹性及非弹性阶段的内力变化进行深入研究，有效对高层建筑构件可能出现的损坏、开裂、屈服、倒塌进行分析，提高建筑结构力学的分析效果。当前在国内的高层建筑结构弹塑性动力分析方法主要输入地震波为随机人工地震波，结构模型的计算多采取层模型。除此之外，高层建筑结构弹塑性动力分析方法还加大了对楼板结构变形的分析，使用并列多质点计算模型进行计算，对高层建筑结构的基础转动和评议进行研究，有效提高了对土体、基础及上部结构耦合振动的模拟效果。

近年来我国还高层建筑结构弹塑性动力分析方法中对扭转振动进行分析，取得显著进展。高层建筑结构弹塑性动力分析方法能够有效对高层建筑结构中存在的薄弱环节进行分析，提高对结构延展性、变形的实际分析效果。高层建筑结构弹塑性动力分析方法预计的破坏形态与实际地震的破坏效果非常接近，有效对地震危害进行防护处理，提高了高层建筑结构的防震效果。但是当前对高层建筑结构弹塑性动力分析方法的整体看法不一。部分人员认为采取大型高速计算机对典型地震波进行分析；但是部分人员认为典型地震波本身不一定能代表真正的地震，因此在进行研究的过程中要对研究算法进行简化，对近似方法进行研究。随着高层建筑结构弹塑性动力分析方法的逐渐发展，越来越多国家在进行高层建筑结构力学分析的过程中开始对地震波根据实际情况进行选取，模拟效果大幅提高。

3基于最优化理论的结构分析方法

基于最优化理论的结构分析方法主要是通过数学上的最优化理论及计算机技术实现对高层建筑结构设计的一种新方法。基于最优化理论的结构分析方法有效实现了对结构设计的被动分析道主动设计的转变，提高了高层建筑结构设计的灵活性，对设计具有非常好的促进效果。基于最优化理论的结构分析方法对空间的要求较为严格，设计过程中要保证以最小的质量产生最大的刚度。因此，设计人员要对框架剪力墙结构中的剪力墙进行充分分析，实现墙体的优化布置和数量选取，提高基于最优化理论的结构分力学析效果。基于最优化理论的结构分析方法中要求保证适度的刚度，对刚度要进行严格控制。尤其是在分析剪力墙与地震作用的时，要对剪力墙刚度进行优化设计，确保建立正确的最优化刚度模型，提高基于最优化理论的结构分析方法的模型实际应用效果。目前我国的基于最优化理论的结构分析方法发展还不全面，在进行单位建筑面积上剪力墙惯性矩度量指标设计的过程中还存在较多问题。我国的基于最优化理论的结构分析方法仍处於研究和发展阶段。高层建筑结构力学分析人员要对基于最优化理论的结构分析方法中的数学模型进行深入研究，对剪力墙最优刚度进行有效分析，从本质上提高数据分析处理效果，拓宽基于最优化理论的结构分析方法的应用前景。

4基于分区广义变分原理与分区混合有限元的分析方法