高层及超高层建筑的定义范文

时间:2023-12-14 17:47:45

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高层及超高层建筑的定义

篇1

在我国现在还没有超高层建筑设计规范,设计人员往往套用高层建筑设计标准,存在一定弊端。本文介绍了超高层建筑消防特点,从超高层建筑防火、灭火综合统筹角度,分析研究了现有超高层建筑火灾原因、特点及超高层建筑火灾扑救难点,为超高层建筑消防的后续研究提供参考。

关键词:消防;超高层建筑;火灾原因;火灾扑救

1.超高层基本定义

高层建筑英语称为high-rise building或tallBuilding,最早出现的高层建筑被人们称为摩天楼(SkySCraper)。"早先的摩天楼其实并不高,与今天的高度概念相比己非同日语。"究竟多少层以上或多高的建筑称为高层建筑,又有多高的建筑才被定义为超高层建筑,世界各国基于本国的消防装备、经济条件等具体情况对高层建筑起始高度的定义不一致。"1972年在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的国际高层会议上对高层建筑的定义有了较为统一的认识,并把高层建筑划分为四类:第一类9-16层(50m以下);第二类17-25层(75m以下);第三类26-40层(100m以下);第四类是40层以上(超过100m)"。

根据我国《民用建筑设计通则》GB50352-2005规定:“建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑”同时,根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(以下简称高规)规定:当高层建筑的建筑高度超过250m时,建筑设计采取的特殊的防火措施,应提交国家消防主管部门组织专题研究论证“,因为我国至今仍未出台专门针对超高层建筑的相关设计防火规范,所以真正意义上的超高层建筑高度界定仍有些含糊”在此情况下,我们一般将100m以上的高层建筑认为是超高层建筑"。

2问题研究背景

随着经济的不断发展,城市化程度的日益加快,城市人口急剧增加,土地供应紧张,价格上扬,促使人们向高空发展,拓展生存空间,在非常有限的土地上建造更多的使用空间,这就是高层建筑及超高层建筑产生和发展的源动力。

世界上第一幢现代高层建筑是美国芝加哥家庭保险公司大楼建于1884年至1886年,10层、高55 m,采用由生铁柱和熟铁梁所构成的框架结构。而世界第一幢采用全钢框架承重的高层建筑是1889年美国建造的9层Second Rand Menally大楼。1851年电梯的发明和1857年第一台自控客用电梯的出现,解决了高层建筑的竖向运输问题,也为建造更高的建筑创造了条件。1898年,美国纽约建造了30层、高118 m的Park Row大厦,为19世纪世界上最高的建筑。1909年,美国纽约建成的大都会人寿保险公司大楼(Metropolitan Life Tower)50层、高206 m,是世界上第一幢高度超过200 m的摩天大楼。1931年,102层、高381 m帝国大厦在美国纽约落成,高层建筑进入了一个新的历史时期。2010年迪拜塔落成,该楼体160层、高828 m,创造了世界建筑高度的新记录。超高层建筑不仅缓解了城市用地紧张的问题,在城市现代化建设和提升城市知名度方面同样功不可没。

我国的高层建筑发展同样迅猛,自1929年上海建造高14层的华懋公寓至建国前,上海共有28幢超过10层的高层建筑。到20世纪80年代,我国高度在百米以上超高层建筑的建设发展迅速,1976年115 m高的广州白云宾馆落成,标志着我国高层建筑突破100 m大关。1996年深圳325 m高的地王大厦投入使用,2008年高达492 m的上海环球金融中心建成。截至2009年末,除港澳台地区外,我国现有百米以下高层建筑212 757幢,百米以上的超高层建筑1 699幢。

但是,超高层建筑的消防安全已成为世界消防界共同面对的突出难题。2001年9月11日,美国纽约110层、高413 m的世界贸易中心大楼遭受2架被劫持客机的撞击发生火灾,死亡5 451人,受伤2 100人。1974年2月1日,巴西圣保罗42层的焦马大楼发生火灾,死亡179人,受伤300人。

我国的高层建筑火灾也十分严重。1985年4月19日,黑龙江省哈尔滨市天鹅饭店火灾,造成10人死亡,这是我国发生的首例有较大影响的高层建筑火灾。2009年3月2日,新疆乌鲁木齐市23层、高87 m的国贸大厦发生火灾,过火面积约150 m2。2009年4月19日,江苏省南京市50层、高187 m的中环国际广场发生火灾,过火面积约400 m2。2010年4月13日,上海东方明珠电视塔(高468 m)塔尖460 m处发射装置防护罩因雷击起火,这是我国目前为止起火点最高的高层建筑火灾。

3超高层建筑火灾分析

3.1 火灾基本概述

火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中,火灾中的燃烧是可燃物与氧化剂发生的一种氧化放热反应,通常伴有光、烟、或火焰。燃烧的三要素:可燃物、助燃物、着火源。对于有焰燃烧一定存在自由基的链式反应这一要素。火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。人类能够对火进行利用和控制,是文明进步的一个重要标志。火灾本身具有成长性:不断发展变化及无限扩大之特性在不受外力干扰下,延烧之面积约与经过时间之平方成正比。火灾同时具有偶发性、不安定性、复杂性:火灾无法事先预测何时何地会发生,火灾受气象、燃烧物体、建筑物结构及地形地物等各种因素影响,并呈现复杂现象进行。一个燃烧的发生,必然是空间内的可燃物,与空气或氧化剂在合适的条件下,相互作用发生放热反应。燃烧在时间上空间上失去了控制则成为火灾。对于超高层建筑而言,超火层建筑对火灾的发生作了周密的设防,但各种偶发因素的叠加,还是有火灾发生的概率。超高层火灾的一旦出现必然说明,超火层建筑内的防火系统出现问题。没有在第一时间控制及扑灭火灾。

3.2超高层火灾的特点

随着超高层建筑的规模越来越大,构造越来越复杂,在建筑风格、结构形式、使用功能等方面多种多样,加之新材料、新技术和新结构形式的发展和应用,通常使得复杂空间结构的建筑面积大、空间宽敞、装潢考究、电气设备多、火灾隐患大、结构上多采用轻质高强的钢结构,这类高层建筑与传统建筑在使用功能、建筑材料、结构形式、空间大小、配套设施等方面有很大的不同,给防火安全带来很多新的问题, 其超高层火灾出现了新的特点。

3.2.1 火势迅猛, 烟火蔓延迅速, 极易形成立体式火灾

科学试验表明, 在火灾燃烧猛烈阶段,由于高温状态下的热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0. 5~3. 0 m・s-1,烟气沿着楼梯间或其他竖向管井扩散的速度能达到3~ 4m ・s-1。一座100m的高层建筑,在无阻挡的情况下,只需半分钟左右,烟气就能顺着竖向管井扩散到顶层。已建的高层民用、商用建筑内部的陈设和装修材料多是可燃或易燃物品,综合性高层建筑内使用和储存的易燃、可燃物更多, 它们火灾负荷很大,建筑内的楼梯间、管道井、电缆井、排气道、垃圾道等各种竖向管井, 就像一座座高耸的烟囱,为火势的迅速燃烧蔓延扩大提供途径。加上高楼受气压和风速的影响,使火势更猛烈,蔓延更迅速,极易使整幢建筑形成立体式火灾。

3.2.2 高层建筑内部情况复杂,人员疏散困难, 伤亡严重

高层建筑起火时,要使人员迅速疏散到地面或建筑物内不受火灾威胁的安全部位, 是一个十分艰巨的任务,垂直疏散距离远, 疏散时间长高层建筑高达几十米, 甚至超过二三百米。而且人员的疏散方向又与烟火蔓延的方向相反, 迫使人们不得不在烟熏和热气流的烘烤中进行疏散, 然就增加了人员疏散的艰巨性和危险性。所以人们往往来不及疏散就被烟火熏死、烧死。目前国内高往往来不及疏散就被烟火熏死、烧死。目前国内高层建筑不仅追求层次的高度而且还注重内外包装,一味追求建筑内部豪华、外墙美观、建筑特色,使高层建筑从高度化向复杂化发展。虽然从经济方面看, 高层建筑越多, 所代表地区的经济水平也相对较高; 但从消防的角度看, 越高的建筑越豪华的装饰火灾危险性越大、火灾负荷越重、扑救难度越大,造成的人员伤亡和经济损失越大。

3.2.3 人员密集

高层民用建筑容纳人数多在千人以上,因此,难以在较短的时间内将人员全部撤离危险区, 而且在慌乱中,心理压力大难免会发生挤伤、摔死等惨剧。美国消防组织曾做过一次模拟测试, 点燃一只废纸篓,发现仅2分钟烟探测器报警, 约 3分钟后起火,房间达到使人致死温度,同时楼内充满有毒气体,约4分钟楼内过道被烟火封堵而彻底无法通行。

测试结果表明:楼房内一旦起火, 4分钟后逃离现场的可能性很小,加上由于浓烟烈火继续升腾,严重影响人们的视线,使人看不清逃离的方向而陷入困境[3]。而救援人员多在4分钟后才到达现场,受难者由于当时的心情十分焦急,往往会作出不理智的举动。火灾事故现场常常造成群死群伤情况的发生,近10年来,特重大火灾造成群死群伤的火灾事故不断发生,例如:

新疆克拉玛依友谊会堂火灾死亡325人;河南洛阳东都商厦火灾夺去 309条人命;莫斯科友谊大学火灾夺去 32条人命;吉林市中百商厦火灾死54人、伤 79人;浙江海宁火灾死 39人等,都与火灾现场人员密集、混乱、自救互救知识贫乏有直接关系。

3.2.4 疏散设施少

起火时, 建筑内的人员不能靠电梯或云梯作为主要安全疏散和抢救手段。因为一般的客用电梯无防烟防水措施,必须停止使用, 国家规范要求是当发生火灾后,普通客梯的轿厢全部迅速落到底层。云梯车为消防队员扑救时专用。楼梯是高层建筑内人员垂直疏散的惟一设施。用楼梯进行疏散的效率要低得多、时间要长得多。

3.2.5 高层建筑钢结构耐火性不够

高层建筑一般是采用钢结构建筑或部分采用钢结构, 超高层建筑必须采用钢结构,因混凝土结构太重,建筑太高将不负重荷。而钢结构质轻,可以做到很高很大,因此,在高层建筑中得到广泛应用,但对于防控火灾方面就存在问题了, 普通的钢材在600e 的环境下,就会产生变形扭曲。最典型的就是美国 9・11事件,世贸大楼不是撞塌的, 而是烧塌的。因为高温导致钢结构变形, 承受不了上面的重量,就轰然坍塌。所以超高层建筑的钢结构安装后必须在表面喷涂一层厚厚的防火涂料, 一般地,涂料保证的耐火时限最多为2~ 3小时。但是目前许多高大建筑结构形式中受力构件无法采用传统的包裹或涂料方法进行防火保护造成结构破坏甚至倒塌。

3.3超高层火灾扑救的难点

3.3.1登高难

建筑高度制约了消防装备器材和人员作战能力的发挥。面对不断攀高的高层建筑,消防登高车的高度也是节节攀升,从53、72、90 m,到浙江杭州消防引进的世界最高的101 m,可以说登高车的高度已经发展到极限,但面对百米以上的超高层建筑,利用登高车从外部救人灭火的方法很难奏效,在风力2~3级的情况下,当53 m的云梯车举高高度为50 m左右时,云梯工作台有2 m左右的摆动,无法实施人员营救,水枪或水炮外攻射流的效果也会大打折扣。火灾时一旦消防电梯失效,消防队员只能从楼梯徒步攀登,一方面会与向下疏散的人群“对撞”;另一方面受体力限制,攀登一定高度后,心率和呼吸加快,体力下降,严重影响灭火战斗。据测试,消防员背负空气呼吸器、携带两盘水带、一支水枪(合计22.6 kg)徒步上20层楼,平均用时4 min,心律140次/min,空气呼吸器压力损失到6~8 MPa,基本上失去了战斗能力。

3.3.2用水量大, 供水困难

缺乏特种登高、排烟消防车辆和抢险救生装备用于灭火、冷却和控制蔓延扩大的消防用水量是相当大的。除依靠建筑物本身的供水能力外, 还要由消防队千方百计往高楼接力供水。目前我国的无登高消防车的工作高度约 24m,消防云梯一般为30~48m,普通消防车向室内消防系统输水的供水高度约50m,因此,发生火灾时建筑的高层部分无法依靠室外消防设施协助救火,50以上部位已超出室外消防设施的供水能力,只能完全依靠自救灭火。对高层建筑火灾, 普通消防车辆是无能力的高度, 则无法从室外扑救, 除非动用直升机, 否则只能依靠自救,即室内的消防疏散设施。

4.结束语

伴随着经济的飞速发展,城市建设的速度也逐渐加快,为了节约土地资源现代城市建筑日趋向高空发展,超高层建筑的数量越来越多。超高层建筑的出现,在一定程度上既说明了现代科学技术的进步,又标志着城市的发展。然而,如何解决超高层建筑的消防问题却是艰巨而又富有挑战的课题,仍需我们努力研究探索以找到解决方案。

参考文献

[1] 魏捍东,张智.从央视大火探讨超高层建筑灭火对策[J].灭火指挥与救援,2010.

[2] 张国华.浅谈国外及香港地区超高层建筑防火设计的基本特点[J]

[3] 张蕾.浅析超高层建筑消防设计[J].建筑技术,2011(4):61.

篇2

关键词:超高层建筑;设计;节能设计;现状;结构节能;材料节能

前言

以前对于超高层建筑在设计时对其节能设计落实设计理念。自《公共建筑节能设计标准》颁布实施以来,对于建设提出了节能设计的要求。在具体实施过程中,部分地区虽然也按照节能标准来进行设计,但由于受制于节能设计技术水平及现行节能设计标准缺乏约束力,这就导致在建筑设计中节能设计理念并没有得到较好的落实。特别是在超高层建筑节能设计工作中还存在许多问题,当前迫切需要解决超高层节能设计上存在的一些阻碍,有效的提高超高层建筑节能设计的水平,为建筑行业的健康有序发展奠定良好的基础。

1 超高层建筑的特点及优势

1.1 超高层建筑的特点

在建筑设计防火规范中定义,通常将超过100米的建筑称为超高层建筑,超高层建筑由于所占地面面积不大,但其容积率却达到较高的水平。尽管超高层建筑地价不高,但其房价却居高不下。这主要是由于超高层建筑面设计和施工工艺会与普遍建筑存在较大的差异,结构和相关设施更为复杂,而且要保证结构自身的抗震性能和荷载。也就是说在超高层建筑设计时,需要考虑的因素较多,其造价成本相对也较高。

1.2 超高层建筑的优势

(1)提升城市和国家形象。城市中超高层建筑的兴起,其作为现代建筑技术的结晶,标志着城市建筑的发展成就。而且超高层建筑造型较为突出,往往带给人们强烈的视觉效果,这也使超高层建筑会成为一个城市和一个国家的名片,成为当地的地标性建筑,因此超高层建筑的兴起,有效的提高了国家和城市的形象,代表着城市和国家的发展水平。

(2)超高层建筑具有较好的景观效果,而且处于较高的位置,不仅湿度较小,而且远离汽车尾气和尘埃,空气的质量较好,受干扰程度较小,居住环境较为理想。而且在超高层建筑中,往往工作与生活设施实现了集约化,在建筑内部就可以有效的解决一般性工作和生活问题,给人们带来了更多的便利,有利于生活效率的提高,对缓解城市交通压力也具有积极的作用。

(3)超高层建设有效实现了用地的节约。通过建造超高层建筑有效的提高了土地利用率,而且具有较大的容积率,实现了土地资源的充分利用,而且在土地紧缺的情况下还能够有充足的区域用于绿化,有效的改善了人们的生活环境,超高层建筑对于土地集约化利用水平的提升具有积极的促进作用。

(4)超高层建筑的发展涉及到诸多的学科,如土木工程学、材料科学、机械工程、能源与动力、电子、通讯、自动化、计算机等诸多学科,这些学科的共同进步为超高层建筑提供了动力支撑,可以说超高层建筑的发展有效的促进了科学技术的进步。

2 我国超高层建筑的节能现状

2.1 耗能大

当前我国建筑耗能为总体能耗量的一半以上,而高层建筑和超高层建筑能耗又为普遍建筑能耗的几倍,这就造成当前大部分高层建筑和超高层建筑都处于低效率、高能源的状态,存在着耗能大的问题。

2.2 标准的局限性

当前对于超高层公共建筑的节能问题还没有统一的标准,很大一部分地区也没有出台针对超高层建筑的节能标准,这就导致在超高层建筑设计过程中没有可参照的数据,因此给节能设计带来较大的难度。现在建筑节能标准中的许多规定对超高层建筑并不适用。另外,当前能耗模拟软件设计还不完善,对利用建模来对能耗进行评价带来了一定的制约,这就导致当前超高层建筑节能工作在技术层面还无法达到节能的标准。

3 超高层建筑的节能设计分析

3.1 利用自然条件的节能设计

(1)自然通风。第一,建筑布局设计。当前超高层建筑多以单体建筑为主,这就需要在具体设计时要确保单体建筑的通风设计的合理性和科学性。在具体设计时,如果单朝向、具有较大进深,无法达到穿堂风的效果;如果风速过大还会对窗户的开启和冬季保温带来影响,因此在具体设计时需要进行有效调整,确保布局的合理性,从而实现对自然风的有效利用,使建筑内部实现自然通风。第二,形成竖井空间。在实际设计时,要避免出现中庭空间过高的情况,这种情况下容易有强烈的絮流产生,从而形成过大热压,会对居民的正常生活带来较大的影响。第三,玻璃幕墙围护。在高层建筑设计时,过高的热压和风压问题是客观存在的,因此在设计时,可以采用双层玻璃来缓解这一难题。利用双层玻璃在白天能够起到蓄热效果,同时开启内层后能够实现层间的自然通风,具有较好的节能效果。

(2)天然采光。在高层建筑节能设计中,需要充分的利用自然光照,在白天可以有效的满足人们日常生活工作需求,而减少室内热环境调节过程中能源消耗。在具体设计时,尽可能的将超高层建筑的阳台进行拓宽,或是加宽落地窗面积,使阳光能够充分的进入到室内。

3.2 建筑结构的节能设计

(1)朝向设计。通过合理设计超高层建筑的朝向,能够有效的利用太阳能,实现人工能耗的节约。特别是对于我国北方地区,合理规划超高层的朝向,能够有效的节约取暖能耗。在具体设计时,需要先μ阳的高度角进行确定,然后设计出合理的日照影像图,以此为依据来对冬季建筑日照有效时间进行确定。在满足采光需求的基础上,还要将建筑南向的开窗面积尽量拓宽,减少东北向开窗面积,这样可以使室内获得更多的日光照射,而且室内热量流失率也能够得到有效的控制。

(2)高度设计。建筑高度变化会直接导致相关的参数发生变化,使能耗发生一定的改变。特别当建筑高度超过百米时,所有气象参数都会发生改变。因此一旦建筑高度过高,必然会导致能源消耗量增加。因此在实际设计过程中,需要以具体、详细的参数作为依据来合理规划建筑的高度,确保找到一个最优值,从而实现超高层建筑的节能。

3.3 建筑材料的节能设计

(1)高性能钢的利用。高性能钢主要有高张力钢、低屈服点钢、TMCP钢与SN钢。超高层建筑对钢材的性能具有较高的要求。如钢材的强度、硬度以及窄屈服幅度的耐久性、钢材的可焊性及在精度深加工时的性能。高性能钢的出现有效保障了超高层建筑的安全稳固性,节约建造材料与能源。

(2)新RC结构。新RC结构指的是钢筋混凝土的改良。混凝土的强度能够达到78.4mpa,远远超出传统混凝土强度。这提高建筑耐久性和稳固性具有非常好的效果。

4 结束语

超高层建筑是未来建筑发展的主要趋势,在当前能源严重紧缺的新形势下,需要重视超高层建筑的节能设计,有效的提高超高层建筑的节能设计水平,为建筑业的健康发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]孙秀荣,金建勇.浅谈高层与超高层建筑的节能设计[J].中国城市经济,2010(12).

篇3

关键词:超高层建筑

建设多高的建筑就可以称为“超高层建筑”。在我国的建筑规范中并无明确的规定。在我国的(高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-2001年版)中,只规定了:10层及10层以上的居住建筑,或高度在24m以上的公共建筑,称之为“高层民用建筑”。至于对“超高层建筑”则无明确的界定。在该规范中,只在避难层、停机坪、消防水压、灭火设施、正压排烟及火灾自动报警等方面,对于高度超过100m或层数超过32层的民用建筑有特殊要求。依此理解,是否100m可以作为“超高层”与“高层”的一个界限呢?我认为是合适的。从日本的(消防法)来看,它对高层建筑的界限是定在31m高或10层的建筑物。在1999年日本出版的一本著作中,进一步将高度在100m以上或25层以上的建筑物定义为“超高层建筑”,并将高度在300m以上或,5层以上的建筑物称为“超超高层建筑”。实际上,到2000年,日本的第一高楼还只有296m高(横滨的置地大厦,地上70层,地下3层,1993年建成)。

我国高度在百米以上的超高层建筑的建设,开始自20世纪70年代。当时突出的例子是115m高的广州白云宾馆,它建成于1976年。80年代,我国在经历浩劫之后,转入改革开放的局面。为了适应经济发展的需要,有一批百米以上的高楼崛起于沿海开放地区。首先集中在广州和深圳,上海、天津间有一些,尚形成不了气候。真正成群的高楼耸立是在90年代。特别是在1992年以后,改革开放的大好形势进一步形成,一栋栋擎天巨厦矗立在祖国的土地上。仅从中国建筑科学研究院的统计来看:截至1996年底,全国最高的百栋建筑物中,最低的为120m,高度在200m以上的有8栋。到了1998年底,全国最高的百栋建筑中,最低者为150m,200m以上者有20栋,最高为420m.其中高度在300m以上的就有深圳的地王大厦(325m,81层,1996年建成,世界高楼第十一位)、广州中信广场(322m,80层,1996年建成,世界高楼第十二位)和上海金茂大厦(420.5m,88层,1998年建成,世界高楼第三位)。这都够得上“超超高层建筑”了。据不完全统计,全国现有高层建筑46660栋,百米以上的超高层建筑有850栋。

到了2000年左右,全国好几个地方都提出了拟建超超高层建筑的规划,仅在北京见诸报端的就有两栋300m以上的高楼和3栋500m以上的高楼。

2000年8月,金茂大厦开业一周年,上海举办了国际超高层建筑经营管理研讨会,邀请了世界上最高的4栋大厦的物业主管经理参加,即吉隆坡的双塔、芝加哥的西尔斯大厦、上海的金茂大厦和纽约世贸中心。纽约世贸中心的物业主管经理AlanReiss相当仔细地介绍了纽约世贸中心的管理经验,特别是在1993年遭受汽车炸弹袭击之后,所采取的一系列应付突发事件的措施。我们当时听了,很佩服他们考虑周到。但是当时没有想到的是,仅仅过了一年,“9.11”事件就将纽约世贸中心夷为平地。而Reiss先生是否罹难,亦不得而知。这次会议还邀请了日本第一高楼横滨置地大厦和韩国第一高楼汉城的六三大厦的主要负责人参加了会议。这次会议开得很成功,但是对国内建设界的影响并不大。

超高层建筑由于其体型巨大,功能复杂,容纳人员众多,投资十分庞大。通常由于它特殊的地位,成为一个地区的地标式建筑。近年,对这类建筑物称之为科技的集中体现,综合国力的象征,城市的标志等等,都是恰当的。其本身确实是体现了多方面的物质成就。它要耗费大量的人力、物力、财力。金茂大厦的每平方米造价大体上要20000元人民币,每天的正常运行费用约需上百万元人民币。所以,超高层建筑的建设和维护要耗费大量财富。就现代超高层建筑的巨大维护费用来说,已经失去了早期建造这一类建筑是为了节约用地的意义。按照英国DEGW在1999年公布的文件,将建筑物的寿命(生命周期)定为65年的话,其建设费用与维护费用之比约为1:3至1:4.若以上海金茂大厦每天的维护费为100万元人民币计算的话,65年寿命约需237亿元,差不多为建设费用的4.5倍左右,这是个很大的数字,是任何建设者不得不考虑的问题。

一、普通问题转化成特殊问题

从土建工程角度来看,建造超高层建筑,技术上应该是没有什么问题的。我国几度提出过要建造高度在500m以上的大楼就说明技术是可行的,有人说“从技术上说,建筑?km高的大楼也是可以的”。但是,从设备和设备系统角度看就不那么些简单了,超高层建筑绝不是普通建筑的拉伸或简单叠加。在一般建筑物中的一般问题,到了超高层建筑中都成了特殊问题,需要特别关切和处理。在这些问题之中,某些问题到了超超高层之中会更加变本加厉地凸现出来,甚至,一些问题成了国际性的疑难杂症。高层建筑要承受侧向的风力,这一点是勿庸置疑的。但是,对建筑物影响多大?一般说,在正常的风压状态下,距地面高度为10m处,如风速为5m/s,那么在90m的高空,风速可达到15m/s.若高达300-400m,风力将更加强大,即风速达到30M/s以上时,摩天大楼产生的晃动将十分剧烈。纽约世贸中心在春季刮风时,通常摇晃偏离中心6-12英寸(15-30cm),在强飓风作用下,位移可达3英尺(1m),设计按最大风力下的最大偏离为4英尺(7.3m)。据报告的资料,芝加哥西尔斯大厦在大风情况下最大偏离中心可达6英尺(2m),据说他们装了陀螺平衡装置后可调到5英尺。上海金茂大厦的项点位移按风洞试验可达0.9-1.2m.对大楼的这种晃动,纽约世贸中心的经验是首先考虑它对电梯的影响。电梯被视为超高层建筑的“生命线”。纽约世贸中心有246部电梯,当电梯高速运行的同时,如果大楼的晃动超过6英寸,电梯的钢缆就会因时紧时松的受力不均受到伤害,并造成危险。为此,他们专门设计了一套报警系统和电梯钢缆的随动跟踪机构,可以及时调整电梯钢缆的长度乔口受力情况。

另外一个在普通房屋中不会出现的现象是:到了冬天,在气温较低的情况下(纽约世界中心的资料是气温低于-6摄氏度),会由于低层(特别是一层大堂)和地下室的冷空气窜入电梯井,经烟囱效应形成强大气流,造成电梯关不上门。而且会将底层的一些气味带到高层,如厨房的气味、油烟味等,此时如在底层或地下室有电焊操作或燃气泄漏就可能将火源随气流带到高层,极端危险。同时,由于电梯轿厢与井壁间的缝隙很小,在电梯移动时,气流的摩擦会产生啸叫,这种现象在金茂大厦也有出现。据对于超高层建筑设计极有经验的美国SOM设计事务所说,这是个国际性难题,目前尚未找到很好的解决办法。

几栋超高层大楼都曾出现过断电、跑水等事故。从管理上看除了做好预案,防止事故发生和做好备用系统以外,一旦事故出现,如何抢救,是否有一位掌握全局、了解本系统一切细枝末节的人十分重要。上海金茂大厦的管理层就曾对没有一位掌握该建筑14000多个阀门的人感到十分遗憾。

擦玻璃也成了管理这些庞然大物的一个麻烦。金茂大厦的幕墙有,0.8万平方米,据说两架擦窗机连续工作,一年才能把所有的玻璃擦一遍,而且,由于建筑外形凹凸起伏太大,檐部又挑出很多,有的地方达3m以上,擦玻璃相当困难。

以上几个例子,只是说明对一般房屋或者一般楼房来说很普通的不成为问题的问题,到了超高层建筑中都成了问题,及至成了大麻。原因就在于它特别高,特别复杂,造成了设计、施工和管理维护诸多方面与众不同之处,点点滴滴都要认真对待。

二、消防是重中之重在上海会议上,6座国际顶尖知名建筑的管理者都提出了一个共同的重中之重的问题,那就是:防火。在这方面要有更多的考虑和预防措施。

超高层建筑通常功能多元化,设备又十分复杂。其本身可能引起火灾的因素甚多,如电器设备多,维护、管理和使用不当;明火管理不善、吸烟;机械故障或施工操作不当。如再加上天灾(雷击起火)、人祸(纵火破坏),可以说火灾的潜伏性和可能性是很大的。若就火灾的成因来分析,尽管一般的普通房屋潜伏的火灾危险性和成因也不外乎这几条,但对于超高层建筑来说,一旦火灾形成,较一般建筑具有更大的危害性。据上海市消防局总工程师沈友弟分析,主要有以下三个方面:

1、火灾迅速蔓延扩大。这除了超高层建筑中有较多的可燃物质(装修材料、家具、物品、管道保温材料、电线包皮)以外,超高层建筑的垂直管道、井筒形成了若干纵向的烟筒。火灾时,其拔风抽力效应会助长火焰和烟气的蔓延,而高度愈高、抽力愈大,此种烟筒效应就更加强烈。在超高层建筑中烟气沿楼梯间或井筒垂直上升的速度约为每秒3-4m.一座100m的建筑,如无阻挡,只要半分钟即可将火势引至顶层。应当说,对超高层建筑来说,这种“烟筒效应”是最可‘咱的,也是最难于防范的。尽管可以在某些管道中设防火阀,但有时控制失灵或不能严密闭合都可能有火溢出而延烧。此外,火焰自窗口喷出沿外墙延烧至上一层,或借风势将火星或火焰水平吹出,引燃附近其他建筑物的情况也时有发生,建筑物愈高,可能吹得愈远,危害愈大。

2、人员疏散困难。超高层建筑特别是超超高层建筑,常常聚集了大量人员在内工作、生活,如纽约世贸中心双塔内容纳的工作人员为40000人,每天还有6000名观光客。一般来说,300m以上的高楼均可容纳万人以上,在火灾发生的时候,除消防专用电梯以外,一切客货电梯均须立即降到底层,不能使用。于是大量人流需通过楼梯疏散。层数愈高、人员愈多,所需的疏散时间也愈长。成千上万人要从数百米的高楼走下、走出,少则数十分钟,多则要数小时。而且,这种疏散不能寄希望于消防云梯车,一则是数量有限,何况这些云梯车还要进行灭火等高空战斗作业;另一个是云梯车高度有限,我国的规范中消防的高空作业高度定在24m,而上海、北京等几个大城市消防云梯车的最大高度也就只能到达33m.

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关键词:高层建筑 规划控制 集约节约用地

Abstract: through the analysis of xiangtan city high-rise buildings in recent years planning design and implementation, and explore the development trend of xiangtan high-rise building, combining xiangtan city geological conditions, economic development level and the public life habit, put forward the development of the high-rise building types and planning control management measures, reasonable intensive economical use of land, give full play to the high building function and morphological characteristics, and create a good livable city environment.

Keywords: high building planning control intensive economical use of land

中图分类号: TU97文献标识码:A文章编号:

1 概念解析

1.1高层建筑定义

《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑,当建筑高度超过100m时,称为超高层建筑。

1.2高层建筑高度设置的特点

1.2.1高层建筑高度设置受到地质条件、城市功能及城市空间形态、社会经济、规划技术规定等方面制约,具有独特性。并不是城市所有区域范围内能建设高层及超高层建筑。

1.2.2高层建筑高度设计受到建筑本身的建安成本、消防、建筑结构、审批程序等因素限制,具有阶梯性。

(1)建筑高度增加,消防要求呈现阶梯性。《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类,一类和二类。居住建筑从十层至十八层划为二类高层,十九层及十九以上为一类。而公共建筑则超过50米和24米以上部分任一楼层的建筑面积超过1000以上的划为一类,其他公建为二类。这种阶梯式的规范控制,从而使建筑形成了阶梯式。

(2)建筑结构选择也导致建筑高度的阶梯性。随着高度的增加,建筑的结构形式选择也随着变化,由于不同建筑结构形式的最佳建设高度是恒定的,从而也形成建筑呈现阶梯性。如:砖混结构建筑高度在24米以下,框架剪力墙结构一般在24米-100米,钢结构等其他超高层建筑结构形式高度在100米以上。

(3)高层建筑的造价也具有梯段性。随着防火设施、建筑结构等方面具有阶梯性,从而导致高层及超高层建筑本身造价呈现阶梯性。

(4)超高层建筑需报省建设厅审批,建设部备案。程序相当繁琐,从而限制超高层建筑建设。

1.3高层建筑的建设条件

1.3.1满足市场需求

随着社会经济的发展,城市化进程加快,城市人口规模扩大,由于城市土地的稀缺性,导致土地价格不断上升,城市居民对建筑需求量不断增加,从而促使建筑物向高空发展,以提高建筑高度来满足市场需求。

1.3.2提高基础设施承载能力

满足场地内基础设施承载能力的同时,高层建筑建设必须建立在城市基础设施承载能力的范围内,城市的给排水管网、电网、道路网等应该满足高层建筑建设。

1.3.3符合建筑功能需要

应根据建筑物的使用功能需求设置建筑高度,例如中小学校、展览馆等一般性公共建筑主要采用多层;商业、宾馆、写字楼等公共建筑建议高度控制在50米以上150米以下;居住建筑功能是居住,以提高居住环境质量为宗旨,居住建筑建议在100米以下,中高低相互结合,高层居住建筑不宜过多。

1.3.4增强城市综合抗灾救灾能力

应根据城市综合抗灾救灾能力设置建筑高度,高层及超高层建筑不仅对消防设施要求提高,还随着高度增加所需的抗震、人防等配套设施要求越高。

2 湘潭市高层建筑现状

通过对2010年湘潭市建设项目统计,多层建筑项目仅占建设项目的20%,中高层及高层项目占80%,超高层建筑项目无。多层建筑项目为经济适应房、廉租房及农居点,中高层及高层建筑以地产开发的居住建筑为主,商业、宾馆、写字楼等公共性高层建筑项目相对较少。湘潭市2010年出具出让土地的规划条件中100%是中高层和高层为主居住建筑项目,其高度一般控制在50米-100米。对湘潭市现有土地项目调查,二级土地市场存量土地是以多层为主,容积率在1.8以下,一级土地市场的情况来看,规划容积率在3.0左右,高度控制在50米以上。

3 湘潭市高层建筑发展趋势及城市空间形态设想

经调查,高层居住建筑已经成为了湘潭高层建筑的主流,但是商业、宾馆、写字楼等高层公共建筑相对较少。目前湘潭市整个城市空间形态尚未形成,居住建筑高度控制无章可循,商业建筑等其他公共建筑也未形成地标性建筑或城市的制高点。为了合理引导高层建筑的建设,其高度控制应结合城市功能及城市空间形态进行布局。高层及超高层建筑的发展趋势应从以下几个方面体现:

(1)商业、宾馆、写字楼等高层公共建筑应该突破100米,形成地标式建筑。

(2)居住建筑根据市场选择的要求,引导向多样化发展,城市中心以中高层为主,城市近郊以高中低三类相结合。

(3)高层建筑的布局方式、建筑设计、规划控制条件将呈现多样性、地域性。

随着土地的升值,房价的升高,国民收入的提高,为了提升城市整体形象,可以适当的提倡高层建筑建设,但不能无限制的增加建筑高度。高层建筑的建设必须根据该地块的城市基础承载能力、消防设施、建筑造价、结构选型、市场要求、房屋价格及抗震等要求来设计。在城乡规划区内科学合理划分建筑高度的分类及建筑高度控制要求,形成良好的城市整体空间形态。科学合理引导实施,提倡高层建筑建设同时,严格审查规划条件,预防高层建筑遍地开花。

4 高层建筑及超高层建筑的控制要求及管理措施

4.1高层建筑控制要求

4.1.1一级土地出让市场方面要求

依据《湘潭市城市总体规划》的功能要求及地块范围内的控制性详细规划的控制要求,在满足规划条件和城市基础设施的承载能力下,鼓励商业、宾馆、写字楼办公等高层公共建筑项目修建高层及超高层。超高层建筑高度控制在100-150米,在项目报建方面给予优惠。

4.1.2二级土地出让市场方面要求

依据国土使用权出让合同,在满足规划条件和城市基础设施的承载能力下,商业、宾馆、写字楼办公等高层公共建筑项目的建筑高度增长至100米-150米,若涉及到容积率提高,建议减免土地出让金。享受政府优惠政策的高层及超高层建筑,其主体建筑的建筑面积必须大于整个项目总建筑的50%。满足商业、宾馆、写字楼等高层公共建筑规划条件的项目,建筑高度不能低于50米。

4.2具体高层建筑管理措施

4.2.1规范高层建筑项目的规划设计

高层建筑规划应采用集中与分散相结合的布局形态,在城市中心区、次中心区宜集中成组群布置高层建筑,在局部地段、城市景观节点,可分散布置塔式高层建筑,分散布局的高层建筑应利于城市景观。在中心城区主要河流两岸、城市公园周边、历史文化风貌保护区及协调区等重点地区建设高层建筑,应满足湘潭中心城区重点地区建筑高度控制导则的有关要求。应丰富群体高层建筑空间布局,进行与周边建筑空间关系的分析,群体高层建筑平面布局、竖向布局均应进退有序、富于变化,使得各种高层建筑错落有致。在同一开发地块内,高层建筑应按外低内高原则成组团布局;成排或成列布置建筑不宜超过3幢;处理好高层建筑、多层建筑和低层建筑的布局比例关系,建筑高度不宜差别过大。高层建筑沿城市主要道路和道路转角处布置,应加大建筑退让距离,以减少对城市道路的压迫感。建筑风格应与周边建筑相协调,建筑主体以简洁明快为主,注重对建筑顶部的处理,高层建筑应组成丰富的城市天际轮廓线。建筑色彩应体现亮丽、明快的原则,不宜采用纯色或深暗颜色处理。注重建筑外檐材质选用,高层公共建筑外檐材质一般不宜采用涂料和大面积的玻璃幕墙。山墙沿街布局的,应对山墙进行精心设计,丰富建筑体型,应避免同一山墙造型大量重复使用。高层居住建筑应采用封闭式阳台。高层建筑应以塔式建筑为主,不宜将两幢以上的塔式建筑拼接成板式建筑,形成庞大的建筑体量,影响城市景观与街道轮廓线。

4.2.2 完善相关技术管理规定

高层住宅以两个或两个以上单元组合时,应以单元为单位进行前后错位组合,错位距离原则上不少于3.0米。高层建筑的高度、宽度和厚度一般应当符合下列要求:

(1)建筑主体高度大于100米,小于或者等于150米的,高宽比一般不小于3.2:1,宽厚比一般不大于1.3:1。

(2)建筑主体高度大于80米,小于或者等于100米的,高宽比一般不小于2.7:1,宽厚比一般不大于1.3:1。

(3)建筑主体高度大于50米,小于或者等于80米的,高宽比一般不小于2.0:1,宽厚比一般不大于2.0:1。

(4)建筑主体高度大于32米,小于或者等于50米的,高宽比一般不小于1.3:1,宽厚比一般不大于3.2:1。

(5)建筑主体高度大于24米,小于或者等于32米的,高宽比一般不小于0.8:1,宽厚比一般不大于3.2:1。

参考文献

[1]《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)

[2]《湘潭市城市总体规划2009-2020》

[3] 天津市规划局《关于进一步加强高层建筑规划管理的通知》

[4]张京祥 罗震东 何建颐著,体制转型与中国城市空间重构,东南大学出版社

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关键词:超高层;大体积混凝土;施工控制

中图分类号:TU 文献标识码:A

收录日期:2013年7月17日

一、引言

近年来,超高层建筑的建设风起云涌,基础的形式向复杂化、大体积化发展,大体积混凝土的应用也越来越普遍。大体积混凝土结构尺寸大,在温度应力的作用下,容易产生裂缝,对建筑结构的安全和使用耐久性是一个严峻考验。超高层建筑基础的大体积混凝土施工质量的好坏直接影响到整个建筑结构的好坏。

二、大体积混凝土的定义及特性

大体积混凝土是指体积大、水化热不易散发,在外界环境或混凝土内力的约束下,极易产生温度收缩裂缝及为防止裂缝而应采取的施工工艺的混凝土。

混凝土是脆性材料,抗拉强度只有抗压强度的1/10左右;拉伸变形也很小,短期极限拉伸应变只有(0.6-1.0)×104,约相当于温度降低6-10℃的变形;长期加载时的极限拉伸变形也只有(1.2-2.0)×104。大体积混凝土结构断面尺寸较大,混凝土浇筑后,由于水泥水化热,内部温度急剧上升,此时弹性模量很小,在一定约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土通常是暴露在外面的,表面有空气或水接触,基础容许温差小。

大体积混凝土结构设计中一般不允许出现拉应力,但在施工和运行期间,在大体积混凝土结构中往往会由于温度变化而产生很大的拉应力,很难将这种由于温度变化而引起的拉应力限制在允许范围内,温度裂缝也正是由于这种原因产生。

三、超高层基础施工大体积混凝土施工质量控制

在超高层基础混凝土施工中,基础底板、基础梁属于大体积混凝土,在基础底板施工过程中,对整个工程质量要求很高,因此应考虑到温度应力的影响,采取合理有效的保温、降温技术措施,减少其内外温度差值。混凝土施工采用二次振捣施工技术、控制施工冷缝的产生,保证结构的施工质量。

(一)混凝土配合比除满足容重要求和强度要求外,采用掺加粉煤灰、高效减水剂,控制坍落度,降低水泥用量,以降低混凝土水化温升,防止产生温度裂缝和收缩缝。

(二)浇筑混凝土之前,对搅拌站进行验收,保证混凝土供应量,并派专人对搅拌站监督,保证混凝土的质量。

(三)大体积混凝土浇筑方法。基础底板及基础梁分层浇筑,每层厚度控制在500mm左右,利用混凝土自然流淌形成斜坡,增大散热面积。薄层浇捣间隔时间不大于混凝土初凝时间,在浇筑接茬处应振捣到位。混凝土浇筑时逐层水平向前推进,每层浇筑厚度不超过500mm,采用斜坡薄层浇捣法,利用自然流淌形成斜坡,增大散热面积。薄层浇捣间隔时间不大于混凝土初凝时间,在浇筑接茬处应振捣到位。泵送浇筑混凝土时,不得在同一处连续布料,应在泵管的旋转半径范围内水平旋转布料,逐步向前推进,而且泵管口离模板内侧面不小于50mm,且不得向模板内侧面直冲布料,混凝土自御料口的自由倾落高度不超过2米,超过2米时,采用串筒顺导混凝土,保证混凝土不发生离析现象。

(四)大体积混凝土的浇筑

1、混凝土振捣充分合理,预先布置振捣棒插点,防止漏振,保证混凝土振捣密实。混凝土放灰,对混凝土浇筑时间及浇筑完成时间进行记录、收集混凝土小票。

2、试验。混凝土试验由试验员根据规范要求进行混凝土试块制作、混凝土坍落度测试、混凝土出罐温度、入模温度测试等。

3、振捣方法,振动棒移动间距不大于400mm,振捣时间15~30秒,紧插慢拔,但还应视混凝土表面不再明显下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准,而且应插入下层混凝土50mm左右,以消除二层之间的接缝。为增加混凝土的密实度和提高抗裂性能,应采用二次振捣方法。第一次振捣时,由于泵送混凝土塌落度较大自然形成的坡度也较大,因此应在坡顶、坡脚布置两道振捣器,一道布置在卸料处,主要解决上部混凝土的振捣,另一道布置在混凝土坡脚处,确保下部混凝土的密实。初凝前进行第二次砼振捣,直至混凝土表面不再明显下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为止。

4、混凝土找平。混凝土压光遍数不少于2遍。混凝土浇到底板顶标高后,用2m长木刮杠将混凝土表面找平,且控制好底板顶标高。然后,用木抹子拍打、搓抹两遍,在混凝土终凝之前进行收浆压光、拉毛,拉毛采用硬塑料扫帚,以保证观拉毛质量及观感效果。

5、混凝土养护。混凝土初凝后立即覆盖一层塑料薄膜,待混凝土终凝后,浇水养护,保证混凝土面湿润。

6、看模。混凝土浇筑过程中,安排模板工负责看模,防止出现涨模、跑模等情况。

7、钢筋清理。混凝土浇筑完成后,派专人负责墙、柱插筋的清理,保证钢筋表面干净。

(五)混凝土养护。为防止底板混凝土升降温速度过快形成温度收缩裂缝和早期脱水造成表面干缩裂缝,浇筑完成后,表面搓平,搓平次数不少于三次。混凝土养护采用覆盖养护:基础底板、基础梁混凝土表面覆盖一层塑料薄膜,薄膜上加盖一层麻袋。混凝土养护期限自砼浇筑成型开始计算,不少于14天,待混凝土内温度逐渐下降趋于平稳时方可解除养护。砼浇筑后即开始测温,当砼实测内、外温差超过25℃时必须采取覆盖保温措施,降低砼内外温差。

四、大体积混凝土温差控制

(一)测温方案。本工程基础底板、基础梁属于大体积混凝土,按要求进行测温。测温采用HYPY-Ⅲ型无线测温仪,其测温精度为±0.5℃,其原理是利用热电效应的关系量测测体温度,具有测量精度高、测点布设方便等特点,能够满足大体积混凝土温度测设要求,它是通过预埋固定在混凝土内的测温导线,导线一头伸出混凝土结构外侧,与无线发射器相连,通过无线发射器发送,由无线接收器接收,并通过电脑及软件进行数据分析。基础大体积混凝土测温的目的是了解大体积混凝土内部温度的变化,防止底板混凝土中心温度与表面温度差超过25℃。

(二)测温方案实施。根据混凝土初期生温较快,混凝土内部的温升主要集中在浇筑后的3~7天,一般在3天之内温升可达到或接近最高峰值,另外,混凝土内部的最大温升,是随着结构物厚度的增加而增高。根据工程实际情况和结构特点,大体积测温时间为浇筑完成(混凝土初凝并能上人后)至混凝土内部温度与大气温度相等时止。

五、结语

超高层建筑大体积混凝土施工质量的控制是保证整体建筑结构完整性和耐久性的重要保证。高层建筑大体积混凝土施工中,应控制好其对原材料的要求,选择适宜的水泥、粗细骨料、粉煤灰及外加剂要实现达到建筑大体积混凝土施工质量的要求和标准,对混凝土施工相关的材料质量进行严格的控制,并加强混凝土施工技术和工艺水平,要求达到技术相关标准。同时,还要加强施工现场的管理能力,避免影响到工程质量和技术的实现,像这样全面的混凝土施工质量控制,将实现质量水平的提高,为超高层建筑后期的施工打下良好基础。

主要参考文献:

[1]张爱慧.大体积混凝土施工中温度裂缝的分析与控制[J].广东建材,2009.

[2]刘飞,李庆军.大体积混凝土施工裂缝的预防措施[J].陕西建筑,2009.

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关键词:超高层建筑;质量管理

中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:

随着城市化的加速发展,为了在有限的城区面积中提供更多的使用面积,建筑开始向高空发展。就超高层建筑的概念而言,究竟多少层以上或多高的建筑称为高层建筑,世界各国基于本国的经济条件及消防装备等具体情况对高层建筑起始高度的定义不一致。1972年国际高层会议上对高层建筑的定义取得了较统一的认识,并把高层建筑划分为四类:第一类9-16层(50米以下);第二类17-25层(75米以下);第三类26-40层(100米以下);第四类40层以上(超过100米)。目前,我们一般仍习惯于将100米以上的高层建筑称为超高层建筑,但由于防火能力的提高,显然100米早已不是限制我国高层建筑发展的高度界限了。今天对于由高层到超高层的理解,已不仅只限于高度上的、美学上的、安全及使用功能上的,还应包括效益、能源与生态环境方面的考虑。

一、超高层建筑工程质量存在的问题分析

质量是建筑的生命,也是建筑事业的生命,质量重于泰山。各级建设系统要牢固树立质量第一的思想,树立对国家、对人民、对后代高度负责的思想,把提高工程质量作为今后建设系统工作的重中之重。我国建筑业以其巨大的推动力带动着相关行业的发展。然而建筑业的发展也存在着严重的质量问题:血的教训、一桩桩、一件件性质恶劣、损失巨大的建筑工程质量事故屡屡出现。

1、违背建设程序。如不经可行性认证,不作调查分析就拍板定案;没有搞清楚工程地质、水文地质就仓促开工;无证设计、无施工详图,任意设计,不按图纸方程式;工程竣工不进行试车运转,不经验收就交付使用等盲干,致使不少工程项目留有严重降患,如房屋倒塌事故也常有发生。

2、设计计算问题。设计考虑不全面,结构不合理,计算简图不正确,计算荷载取值过小,内力分析有误,沉降缝及伸缩缝设置不当悬挑结构未进行搞倾扭验算等,都是诱发质量问题的隐患。

3、工程地质勘察原因。未认真进行地质勘察,提供地质资料、数据有误;地质勘察时,钻孔间距太大,不能全面反映土地基地实际情况,如当基岩地面起伏变化较大时,土层厚薄相关亦甚大,地质勘察钻孔深度不够,没有查清地下软土层、滑坡、墓穴、孔洞等地层构造;地质勘察报告不详细、不准确等,均会导致采用错误的基础方案,造成地基不均匀沉降、失稳,使上部结构及墙体开裂、破坏、倒塌。

4、未加固处理好地基。对软土、充填土、杂填土、湿陷性黄土、膨胀土、岩层出露、溶岩、土洞等不均匀地基未进行加固处理或处理不当,均是导致重大质量事故的原因。必须根据不同地基的工程特征,按照地基处理应与上部结构相结合,从地基处理、设计措施、结构措施、防水措施、施工措施等方面综合考虑治理。

5、自然条件影响。施工项目周期长、露天作业多,受自然条件影响大,温度、温度、日照、雷电、供水、大风、暴雨等都能造成重大的质量事故,施工中应特别重视,采取有效措施予以预防。

6、建筑结构使用问题。建筑物受力不当,亦易造成质量问题。如不经校核、验算,就在原有建筑物上任意加层;使用荷载超过原设计的容许荷载;任意开槽、打洞、削弱承重结构的截面等。

7、建筑材料成品及半成品不合格。如:钢筋的力学性能不符合标准,水泥受潮、过期、结块、安定性不良,砂石级配不合理、有害物含量过多,混凝土配合比不准,外加剂性能、掺量不符合要求时,均会影响混凝土强度、和易性、密实性、抗渗性,导致混凝土结构强度不足、裂缝、渗漏、蜂窝、露筋等质量问题;预制构件断面尺寸不准,支承锚固长度不足,未可靠建立预应力值,钢筋漏放、错位,板面开裂等,必然会出现断裂、垮塌。

8、施工和管理问题。工程质量问题时常由施工和管理不当造成。例如图纸不熟悉,盲目施工,未经图纸会审,仓促施工或不按图施工。不按有关规范及规定施工。

二、提高超高层建筑工程质量的措施

1、工程图纸设计。一个项目工程的建设首先是施工图纸设计,设计的好坏直接影响工程的整体质量。因此一定要选择相应资质的设计单位,同时还要计划好设计经费。在市场经济条件人才市场竞争激烈,以免造成设计中的质量问题,还要注意有些设计单位为了多收设计费,故增加材料用量或有关系的材料加以设计从而提高工程造价,所以必然把好施工图纸设计关,防止工程还没建,就从根里带来许多问题。

2、选择施工队伍。施工队伍素质的高低直接影响工程质量的好坏。一个项目工程建设立项批准之后,必然经过招投标、或议标选择施工队伍,具体方法:一是听,即听取施工队介绍技术力量、设备、资金情况以及拟承担工程所采取的措施。二是看,看正在施工和已经竣工交付使用项目的施工质量和现场管理。三是查,即考察施工单位的设备、技术力量、企业等级、资格证书。四是访,即走访已交付使用工程的甲方,征求使用单位对工程队伍的评价,以便了解其信誉。在此基础上,按照标价合理、工期短、质量优、信誉高、素质好的原则,综合比较绝不能靠关系,走后门,特别要防止通过关系指定施工队伍。

3、施工合同签订。施工队伍确认后,建设单位即应与其签订合同(或协议),将甲乙双方的关系用法律条文写下来,合同内容必然严密,条款详尽、责任明确、奖罚分明、要求合理、手续完备、查核布据。合同签订前有上级主管业务部门报告,全责签订后,经当地公证部门公证存在法律监督。

4、工程质量监督。提高监督执法的透明度,建立健全工程质量监督告知制度,使工程质量真正建立预见性、服务性的质量监督模式,做到服务与执法有机结合。为了保证监督的有效性和权威性,尤其现场监理监督机构应不断提高监督队伍的素质和监督工作水平。

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关键词:高层建筑设计;城市空间

引言

城市规划是对城市空间的分析与设计,也即对人活动的区域空间和各区域空间之间关系的协调。建筑设计是解决室内空间的使用、经济、美观的要求,同时在外部形体上,具有一定时代特性风格的前提下与周围环境、城市历史文脉及城市控制性规划相协调的结果。城市规划是动态地解决和协调各类建筑之间的联系、建筑群的整体形象,以生态的、可持续的观点延续城市的历史,展望城市的未来。在这里,我对城市空间进行解析,以空间为主导因素,讨论城市规划对建筑设计的影响和制约。

1 城市空间定义与高层建筑对城市的影响

1.1 城市空间的定义

城市空间即城市中的人们所体会到的包罗万象的感受。德国建筑师Robert Krier 提出过城市空间的概念:它仅是城市内和其它场所各建筑物之间所有的空间形式。这种空间,以不同的高低层次,几何的联系在一起,它仅仅在几何特征和审美质量方面具有清晰的可辨性,从而允许人们自觉的去领会这个外部空间,即所谓城市空间。简言之,就是城市中及各建筑物之间的可被人们领会的所有的空间。人在任何时候都在领会城市,城市提供给人们的各方面感受便是城市空间。

城市空间的构成:研究城市空间,必然要对其分解,以期得到它的构成要素。既然城市空间是城市提供给人们的各方面感受,必然得从人的知觉、心理、行为角度加以分析。

1.2高层建筑对城市的影响

高层建筑对其所在的城市街区具有重要的影响。仅以它绝对的规模和人口总量,就对城市街区的集中化、对街上的行人以及街景本身都具有明显的重要性。我们可以将这些归于高层建筑的环境关系,它必须成为在一定位置上的有效的城市设计方面的主题。在这个层面上,高层建筑的发展可以由规划者通过地方规划来加以控制。一座高层建筑必须首先与城市达成的协议,就是那里的现状,例如:它如何决定体量的问题,以及新的塔楼以何种尺度才能为整体联系于城市的形象、城市的街区和周围的建筑,最重要,它必须决定如何适应于街道的边沿、周围的人行道尺度、现有的土地利用以及它所在街区的特点。

2 高层建筑设计原则

2.1 高层建筑设计符合城市规划

高层建筑设计都应该符合城市规划要求,在高层建筑设计主要从以下几点进行把握:

(1)对用地性质的规划:具体建设项目的选址上,控制性详细规划限定这一项目只能在某一允许区域内选择基地地块;对用地进行开发的场地设计,控制性详细规划限定该地只能做一定功能性质的使用。

(2)对用地范围的控制:规划是由建筑红线与道路红线共同完成的。

(3)对用地强度的控制:是通过容积率、建筑覆盖率、绿化覆盖率等指标来实现的。对容积率、建筑覆盖率最大值及绿化覆盖率最小值来限定,可将基地使用强度控制在一个合适的范畴之内。

(4)对建筑用地范围的控制:由建筑控制线来限定。即基地允许建造建筑物的区域。城规中一般都要求建筑控制线从红线退后一定距离。

(5)规划中对建筑高度、交通出入口的方位、建筑主要朝向、主入口方位等方面的要求,在场地设计中也应同时予以满足。

2.2整体尺度

高层建筑的整体尺寸对城市的空间有着重要的影响,这些尺寸主要包括各部分尺寸的比例、街道尺寸、近人尺寸以及细部尺寸等。

(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素,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,这样才能在形式和空间上塑造出高层建筑的美。

(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,细腻耐看。尺度等级最高部分为高层建筑的某一整个部分。

(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。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协调统一,宜有所呼应。

(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。

(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。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,换言之,通过质感产生一种视觉的空间美感。

3 高层建筑的外部尺寸设计

3.1建筑与城市环境在尺度的统一

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,从而形成富有变化而不失稳重的城市天际线。

3.2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。

3.2高层建筑形象在尺度上须有可识别性

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反映建筑物的体量。

4 建筑群的整体设计

4.1建筑密度要适宜

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,甚至是一些史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口,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。

4.2高层建筑要与城市道路相融合

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。

4.3超高层建筑数量要符合城市规划

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入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。

5 结束语

高层建筑影响一座城市环境的平衡,关注高层建筑对环境质量的责任,对城市及周边的影响,这和建筑本身的功能方案一样,对设计者都是根本的问题。高层建筑设计必须用协调其形象的方法以尝试保持最少的环境干扰性。高层建筑是当今城市的主角,创造着城市引人注意的轮廓线,它们限定着创造城市活动场所的公共空间,为城市中人们的活动提供布景。

参考文献:

[1]温婷婷.城市中心区高层建筑高端界面空间设计研究[D].大连理工大学,2011.

[2]陈一帆.超高层综合体办公大堂设计研究[D].华南理工大学,2011.

[3]包玉坤.浅谈现代高层建筑设计[J].经营管理者,2011,(01).

篇8

关键词:建筑设计;城市规划;高层建筑

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

[1]R·里尔.城市空间.同济大学出版社,1991

篇9

关键词:建筑;设计;应用

近代随着科学技术的发展,尤其是钢筋混凝土的应用,为高层建筑发展创造了前所未有的机遇,高层建筑也成为城市空间中一道特定的风景,美国的高层建筑发展最为活跃,1885年的芝加哥家庭保险大楼被公认为第一幢摩天建筑;纽约的曼哈顿区创造了钢筋混凝土的森林;我国的高层建筑也迅速发展,如金茂大厦88层,高420.5m。

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,但随之所带来的弊端也越来越多地表现出来,在成为城市亮丽风景线的同时如何恰当地融入城市空间成为高层建筑设计的一个重要任务,也是为了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必需的重要因素,它是居民各种活动的可能。这是城市空间比较科学性的定义,而本文提到的城市空间为更具体更形象的概念,指城市内的建筑、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、直观感受到的环境。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。简单地说,就是人处在所创造空间中的感受;所以建筑师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。这些是从理论上要求建筑师要考虑的因素,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和水平及其职业道德。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浅谈高层建筑设计与城市空间的关系:

1 高层建筑设计

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个广场空间,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,出人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,如日本建筑大师叽崎新设计的日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的尤为重要。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――一诺曼・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,宛如三叶花夹着一支花茎:花部分是办公空间,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巧妙地运用一些处理手法

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人口缩进的手法。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,入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,缓解人口处各种矛盾冲突;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 城市规划设计

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,甚至是一些史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口,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入使用后,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。

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【关键词】高强混凝土短柱;力学能力;实验研究

1前言

自从改革开放之后,我国的经济持续高速发展,许多高层以及超高层建筑不断出现,这部分建筑由于底层轴压比的限制,必须要采用强度较高的混凝土,特别是在超高层建筑当中,往往底层竖向构建的混凝土强度等级都需要达到C60。同时由于建筑抗侧移刚度的影响,许多底层的柱子都必须要加大截面才能保证建筑的整体稳定,这就必然导致短柱的产生。我国现阶段使用的《混凝土结构设计规范》、《高层建筑混凝土设计规程》以及《建筑抗震设计规范》等规范与规程往往都是基于低等级的混凝土研究而得出的结果,因此,这些规范对于高强度的混凝土结构设计存在着一定的缺陷,采用高强混凝土建造的框架柱,其延性以及抗剪强度能否得到有效的保证对于建筑的抗震性能具有非常严重的影响。在本文当中笔者对不同轴压比以及配箍率的高强混凝土短柱的延性以及抗剪性能进行了必要的研究。

2实验概况

2.1加载装置及加载制度在本文的实验研究当中,笔者采用的是一种搭接了混凝土简支梁的框架柱,荷载的加载模式如图1中所示。首先用电液伺服作动器施加轴向荷载并保持为定值,之后再反复施加横向荷载,加载制度采用变幅变位移制度,每一控制位移下横向荷载循环2次,加载制度如图2所示。在屈服位移以前先在一个方向施加横向荷载至试件产生横向裂缝,尔后再向另一方向加载至开裂。2.2相关的试验参数在本文的实验当中,柱截面尺寸为200mm×200mm,柱子的剪跨比分别为1.65、1.5与1.35,柱子的纵向配筋率为1.78%。柱子的混凝土强度等级为C60,轴压比分别为0.8、0.7、0.6、0.5、0.4,柱子的箍筋采用直径为6和8的一级钢。

3实验结果

3.1破坏特征在实验开始的最初阶段,短柱还是处于弹性变形阶段,在卸载之后几乎没有残余变形,随着荷载的不断增加,最初在柱子的底端出现了斜裂缝,斜裂缝不断增加,最终形成较大的斜裂缝,大斜裂缝出现之后,与斜裂缝斜交的箍筋的应力不断增长,与混凝同承担剪力,在这个过程当中箍筋逐渐屈服,最后发生突然性的剪切破坏。3.2影响高强混凝土短柱延性的因素在本次实验当中,采用能量等效法求解屈服位移Δy,再根据实验所观察到的极限位移Δu,将延性比定义为:uΔ=Δu/Δy轴压比对高强混凝土短柱延性的影响:如图3中所示为不同试件在相同的体积配箍率下的位移延性比,从中我们可以看出,随着轴压比的增加,刚开始柱子的延性会不断增加,但是在增加到一定程度之后,柱子的延性明显降低,柱子出出现明显的脆性破坏特征。3.3影响高强混凝土短柱抗剪性能的因素(1)混凝土的强度根据最新的研究表明,随着混凝土强度的不断提高,混凝土柱子的抗剪性能会不断提高,但是二者之间并不是完成成正比提高。(2)剪跨比高强混凝土柱在轴压比与混凝土强度相同的情况下,构件的抗剪强度随剪跨比增大而降低。

4结语