高层建筑的意义范文

导语：如何才能写好一篇高层建筑的意义，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：防火封堵；竖井；防火堵料

中图分类号： TU97 文献标识码： A

引言：随着我国经济的飞速发展，建筑业也向着大型化、集中化、立体化、结构复杂化等方面发展。各种设计复杂的高层建筑、超高层建筑以及大型综合性建筑如雨后春笋般应运而生。但新的结构和新的材料的应用使得以往的建筑防火措施有些“跟不上时代的步伐”。在所有的建筑火灾隐患中，竖井内的火灾隐患更是重中之重。所以利用防火材料对电缆竖井进行有效的封堵也就有了它的研究价值。

1、竖井中防火封堵的意义

建筑物内的强电井、弱电井、水井以及垃圾井等竖向空间在火灾中极易产生“烟囱效应”，使火灾蔓延的速度增加若干倍，成为火灾蔓延的“快速通道”。且竖井内往往结构复杂，有众多的电缆电线以及各种功能的电箱灯具。一旦起火，极易造成电箱爆炸、电线电缆燃烧释放有毒烟雾气体等严重危害。因此竖井的防火封堵的好坏直接影响到一个建筑的整体防火效果。

2、推荐防火材料选择

防火封堵材料用于封堵各种贯穿，如电缆、风管、油管、安全无害墙壁、楼板时形成的各种开口以及电缆桥架的分段防火分隔，以免火势通过这些开口及缝隙蔓延，具有防火功能，便于更换。它包括：有机防火堵料、无机防火堵料及防（阻、耐）火包。

1.1 有机防火堵料是以有机合成树脂作粘结剂，配以防火剂，填料等辗压而成的材料，具有可塑性和柔韧性。该堵料可塑性好，长久不固化，可以切割、搓揉，封堵各种形状的孔洞。当火灾发生时，有效地阻止火灾蔓延与烟气的传播。这种堵料主要应用在管道或电线、电缆贯穿孔洞的防火封堵工程中，多数情况下与无机防火堵料、阻火包配合使用。

1.2 无机防火堵料，亦称速固防火堵料，是以快干水泥为基料。配以防火剂、耐火材料等经研磨、混合均匀而成。该产品对管道或电线电缆贯穿孔洞，尤其是较大的孔洞、楼层间孔洞的封堵效果较好。

1.3 阻火包是用不燃或阻燃性的布料把耐火材料约束成各种规格的包状体，在施工时可堆砌成种形态的墙体，对大的孔洞封堵最为适用，起到隔热阻火作用。阻火包主要应用于电缆隧道和竖井中的防火隔墙和隔离层，以及贯穿大孔洞的封堵，制作或撤换重做均十分方便。

3、竖井内防火封堵的施工方法

1.1 对于小孔洞封堵，一般采用无机堵料与有机堵料配合使用。如电缆引至电气柜、盘或控制屏、台的开孔部位。该种封堵首先应在孔洞下用射钉铆接金属框架，以便于安放隔板，并用有机堵料对铆接点进行封闭，防止火焰烧化铆接点。再用有机堵料包裹孔洞内电缆厚度10cm，以利于电缆的松动及更换。然后在空隙处直接灌注无机堵料，使之与隔层平面或楼板平齐。在火灾中，有机堵料迅速膨胀发泡，阻止热量传向另一面，无机堵料层则主要通过隔热来阻止热量传递。

1.2 对于大孔洞封堵，可采用耐火包与有机堵料组合封堵或用无机堵料与有机堵料组合封堵。首先制作框架，框架由铁条或钢筋制成预制作，并在封堵现场拼合而成，其固定端也用射钉枪铆接，在铆接点用有机堵料进行封闭，防止火焰烧化铆接点。框架内堆放耐火包的高度视耐火极限而定。在电缆与耐火包之间，应间隔10cm以上的有机防火堵料层，以便于电缆的松动及检修。

篇2

目前建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量逐渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。本文结合了现代高层建筑结构设计的特点和发展趋势，分析了在高层建筑中，结构设计时应该注意的事项，如高层建筑的基础设计、高层建筑结构设计中的扭转问题、高层建筑结构设计中的振动周期和移动问题等。

[关键词]高层建筑 结构设计注意事项

[引言]

高层建筑是相对于多层建筑而言的，评判一栋建筑是否为高层建筑通常以建筑的高度和层数作为两个主要指标。多少层数以上或多少高度以上的建筑为高层建筑，全世界至今还没有一个统一的划分标准。在不同国家和各国家的不同时期，其规定也有差异，这与一个国家当时的社会经济发展水平是密切相关的。如美国规定高度为22-25m或7层以上的建筑为高层建筑；应该规定高度为24.3m以上的建筑为高层建筑；而日本则规定8层以上或高度超过31m的建筑为高层建筑。

我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2002）规定，10层及以上或者高度超过28m的混凝土结构民用建筑物为高层建筑。在结构设计时，高层建筑的高度一般是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离，不包括局部突出屋面的楼电梯间、水箱间、构架等高度。

随着社会经济的发展和人口的不断增长，我国城市化水平不断提高，人口密度越来越大，可被利用的建筑用地越来越少，高层建筑的发展顺应了这种趋势，它至少具有三个方面的意义：一是节约用地；二是节省城市基础设施费用；三是改善城市市容。

一、高层建筑结构的设计特点

高层建筑结构可以设想成为支撑在地面上的竖向悬臂构件，承受着竖向荷载和水平荷载的作用，与多层建筑结构相比，高层建筑结构的设计具有以下几个方面的特点。

1.1水平荷载成为设计的决定因素

(a)(b)

图1.1高层结构的受力和变形示意图

对于高层建筑结构，一般是竖向荷载控制着结构的设计。随着房屋层数的增加，虽然竖向荷载对结构设计仍有着重要影响，但水平荷载已经成为结构设计的控制因素。而且，与竖向荷载相比，作为水平荷载的风荷载和地震作用，，其数值与结构的动力特性等有关，且具有较大的变异性。

在竖向荷载和水平荷载作用下，如图1.1（a）（b）所示，高层建筑结构底部所产生的轴力N和倾覆力矩M与结构高度H分别存在着如下的关系式，即：

结构底部的轴力

N = ωH

结构底部的倾覆力矩

1/2qH2 (均布水平荷载)

M =

1/3qmaxH2 （倒三角形分布水平荷载）

式中，ω、q、qmax分别为沿建筑单位高度的竖向荷载、均布水平荷载和倒三角形分布荷载的最大值（kN/m）。

1.2 侧移成为设计的控制指标

我们知道，随着建筑高度的增加，水平荷载作用下结构的侧移急剧增大，水平位移增加的速度最快，内力次之。因此，高层建筑结构设计时，为了有效的抵抗水平荷载产生的内力和变形，必须选择可靠的抗侧力结构体系，使所设计的结构不仅具有较大的承载力，而且还应该具有较大的侧向刚度，将水平位移控制在一定的范围内。

1.3 延性成为结构设计的重要指标

对地震区的高层建筑，应确保结构在地震作用下具有较好的抗震性能。结构的抗震性能主要取决于其能量吸收与耗散能力的大小，而它又取决于结构延性的大小。因此，为了确保建筑结构在进入塑性变形后仍具有良好的抗震性能，需加强结构抗震概念设计，采取恰当的抗震构造措施，来确保结构具有较好的延性。

二、高层建筑结构设计中的注意事项

2.1高层建筑基础设计问题

对于高层建筑而言，基础设计至关重要，要保证地基有足够强度，限制地基变形在允许的范围内以及地基的稳定性，就要使基础有足够的底面积，使基底的平均压力设计值p不超过地基承载力设计值f，即

P=【（F+G）/A】≤f

式中F――上部结构传至基础顶面的竖向力设计值；

G――基础自重和基础上的土重设计值

A――基础底面面积

f――地基承载力设计值（是经深度、宽度修正后的地基承载力）

限制地基变形在允许的范围以内，就是使地基的变形计算值∆不大于地基变形的允许值【∆max】。

设计中应该注意：

（1）基础应有足够的耐久性。

基础因长期处于地下，经常受潮于地下，经常受潮甚至地下水的浸渍。基础应采用耐久性高的材料。钢筋混凝土基础中的钢筋保护层也应相应加大。

（2）基础应有足够的强度，保证将上部结构传来的荷载安全并尽可能均匀的传到地基上。

（3）基础方案的确定不仅应满足前诉强度变形稳定的要求，而且应从整体建筑物的刚度与相邻建筑物影响等宏观方面加以考虑，做到安全、经济符合当地可能的施工条件。

2.2高层建筑承载力要求

非抗震设计时，结构构件截面承载力设计表达式为

γ0S≤R

式中: γ0为结构重要性系数，对安全等级为一级、二级和三级的结构构件应分别不小于1.1、1.0和0.9；R为结构构件的承载力设计值。

抗震设计时，其表达式为

S≤γRE

式中，γRE为承载力抗震调整系数，对钢筋混凝土构件，应按表2-1的规定采用，当仅考虑竖向地震作用组合时，各类结构构件的承载力抗震调整系数均宜采用1.0。

表2-1 承载力抗震调整系数

构件类别 梁 轴压比小于0.15的柱 轴压比不小于0.15

的柱 剪力墙 各类构件 节点

受力状态 受弯 偏压 偏压 偏压 局部承压 受剪、偏拉 受剪

γRE 0.75 0.75 0.80 0.85 1.0 0.85 0.85

从理论上来讲，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了方便应用，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值，但要通过引入承载力抗震调整系数γRE来提高其承载力。另外，，对轴压比小于0.15的偏心受压柱，因柱的变形能力与梁相近，故其承载力抗震调整系数与梁相同。

2.3高层建筑结构设计中的扭转问题

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。

2.4高层建筑结构设计中的振动周期和移动问题

建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面：合理控制结构的自振周期；控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。

(1)结构自振周期

高层建筑的自振周期(T 1)宜在下列范围内：

框架结构：T1=(0.1―0.15)N

框一剪、框筒结构：T1=(0.08-0.12)N

剪力墙、筒中筒结构：TI=(0.04―0.10)N

N为结构层数。

结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内：

第二周期：T2=(1／3―1／5)T1；第三周期：T3＝(1／5―1／7)T1。

因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能注意振动周期范围，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

(2)共振问题

当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。

(3)水平位移特征

水平位移满足高层规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全。其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外。不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型。框架结构的位移曲线应为剪切型t框一剪结构和框一筒结构的位移曲线应为弯剪型。

3.5位移限值、剪重比及单位面积重度问题

(1)位移限值在结构整体计算的输出结果中，结构的侧移(包括层间位移和顶点位移)是一个重要的衡量标准，其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适，过大或过小都说明结构刚度过小或过大(或者体现结构两个主轴方向的刚度是否均衡)，以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖向及平面布置合理性的再思考。

(2)剪重比及单位面积重度结构的剪重比(也即水平地震剪力系数)λ=VEK／G是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标．其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，剪重比分别为0.012，0.024．0.040；扭转效应明显或基本周期

这两个指标不仅在施工图设计阶段，而且在初步设计阶段都是非常重要的数据，其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适，所以要特别重视这两项。

三、结束语

篇3

近年来,高层建筑越来越多,但与此同时,所带来的高层建筑火灾也越来越多,群伤群死事故很容易发生。高层建筑火灾的发生不仅对人们的生命和财产产生威胁,同时也影响了社会的发展。高层建筑是现代化发展的一大重要标志。目前,我国在高层防火设计方面还有些不足,本文对其进行了完善。

1高层建筑的火灾特点

1.1 火灾蔓延途径多,发生火灾的可能性和危害性大

在高层建筑结构中,其建筑内部的电梯井、电缆井、管道井、排风道以及楼梯间之类的通道较多,一旦发生火灾就极为容易出现烟囱效应,从而成为火势蔓延的途径。而且高层建筑由于楼层较高,受风力的影响也较大,在风力的影响下其火势扩散的速度也快。同时由于高层建筑中的自动化电气化之类的电气设备较多,增加了由于短路而发生火灾的可能性;此外,由于目前建筑中大量可燃性装修材料的使用,会在火灾发生助长火势,同时还会排出大量的对人体有害甚至是有毒气体,从而提高了火灾的危害性。

1.2 人员多而密集,安全疏散困难

由于高层建筑中的楼层较多,其建筑面积也大,在建筑内所容纳的人员必然也多,当高层建筑发生火灾时,由于电梯必然会停止使用,所有人都必须是依靠楼梯来疏散,但是楼梯的空间拥挤狭小,再加上人数多,发生火灾又比较慌乱,必然会有拥堵和踩踏情况的出现,同时来不及疏散的人员的生命安全就更难以得到保证了。

1.3 高层建筑火灾救援难度大

由于高层建筑自身高度,现在很多消防设备都无法满足消防灭火的需要,消防梯还有高压水龙头在高层建筑上往往无法发挥作用,这就给消防造成了很大的困难。

2高层建筑防火设计

2.1 安全疏散设施的设置

在高层建筑中的防火设计过程中,最为重要的就是对安全疏散设施的设置。安全疏散设施包括安全出口、疏散楼梯、消防电梯以及疏散走道等,当建筑物内发生火灾是,实现对人群的安全疏散主要就是依靠这些安全疏散设施,同时这些设施也是火灾发生时生命安全的重要保障。因此对于该设施的设置就显得尤为重要。

(1)安全出口的设置。首先,在安全出口的设置上一定要遵循一定的原则,具体就是“双项疏散”的原则,即在在建筑物内常驻人员地点一定要保持两个方向疏散路线,不能仅设置一条路线,从而提高疏散的效率;其次是在安全出口的设置数量上,要从建筑的安全性以及经济角度两个方面出发,并不是的越多越好,一般在每个防火分区会设置两个安全出口,即保证安全性,又比较经济合理。

(2)疏散楼梯。高层建筑中的疏散楼梯主要包括的有防烟楼梯、封闭楼梯和室外疏散楼梯三种。首先,防烟楼梯一般适用于建筑高度超过32m,并且每个楼层的人数基本都超过十人的高层厂房、一类高层建筑和高度超过32m的二类高层建筑、以及十一层以上的通廊式住宅;而封闭式楼梯间主要适用于十二层以上的单元式高层住宅、设置有空调系统的多层旅馆、医院以及疗养院的病房楼、高度不超过32m的二类高层建筑以及高层厂房、以及层数超过五层的公共建筑;而室外的疏散楼梯则可以适用于所有的高层建筑。

(3)消防电梯的设置。消防楼梯最为关键的作用就是要在高层建筑发生火灾时候,便于消防队员迅速到达建筑物起火的部位,从而做到对火灾的扑灭和对受困遇难人员的救援。如果在消防过程中仅仅依靠消防梯,会对消防队员的体力消耗较大,相应的也会影响到灭火的效率,同时也会受到疏散人群的影响。因此在建筑物内设计消防电梯具有重要的现实意义。

消防电梯主要设置在以下几类高层建筑物当中:一类公共建筑、建筑高度高出32m的二类公共建筑建筑、高度超过32m的高层厂房、十二层以上的通廊式住宅和单元式住宅、以及塔式住宅。

(4)疏散走道。所谓疏散走道,就是指从建筑物的着火地点到安全出口的这段通道,一般都是指建筑物内的过道或者走廊。从建筑防火的这个角度上来说,对于疏散走道在建筑设计上需要注意以下几个方面的问题:首先,在疏散走道的吊顶装修上,必须要保证其材料的耐火极限不能少于0.25个小时;为了保证疏散人群可以在最短的时间内抵达安全出口,其疏散走道的距离不能太长,同时在疏散走道内应该设置相关的防烟排烟措施;应该尽可能的减少疏散走道的转折,要保证明亮宽敞,同时还要具备一定的事故照明和疏散指示标志,从而保证良好疏散;疏散走道中的门必须具有良好的防火性,门两侧的一定范围内也不能设置台阶和门槛,防止人员在疏散拥挤的过程中出现跌倒现象。

2.2 高层建筑的防排烟系统设计

防排烟系统也是建筑被动防火措施的一项重要技术,当火灾发展蔓延后,由于火灾烟气具有遮光性、毒性和恐怖性等特点,因此防排烟系统对于保证人员安全疏散具有重要意义。防排烟系统主要包括防烟设施和排烟设施。我国《高层民用建筑防火规范》中规定:一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑下列部位应设排烟设施:(1)长度超过20m的内走道。(2)面积超过100m2,且经常有人停留或可燃物较多的房间。(3)高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。另外,由于高层建筑中烟气具有极易通过烟囱效应进行传播,因此管道上的各类防火阀对于高层建筑的防排烟具有十分重要的作用。

2.3 报警系统设计

由于高层建筑外部救援能力有限、内部人员疏散困难,因此火灾自动报警系统在实现火灾的早期发现,从而能够及早的控制火灾发展,并为人员疏散提供足够的时间方面有着重要的意义。火灾自动报警设备发展日新月异,传统的感烟、感温等探测器在一定程度上已经不能满足当前一些特殊高层建筑的防火要求,因此一些新型火灾探测技术应运而生,如光声火灾探测技术、燃烧音火灾探测技术、微波火灾探测技术、图像火灾探测技术和无线火灾探测技术等。其中图像火灾探测技术是火灾探测技术发展史上的一个飞跃。

总而言之,高层建筑的火灾危险性是不容乐观的,本文从分析高层建筑的火灾特点出发,注重高层建筑防火设计,从而杜绝火灾隐患。

参考文献

[1] 杨亮.高层建筑防火技术研究[J].科技致富向导,2011(9).

[2] 马伟锋.现阶段高层建筑防火技术的思考[J].中国新技术新产品,2011(1).

篇4

1 高层建筑空调设计的中心内容与运用价值

1.1 高层建筑空调设计的

现阶段我国的现代化程度在不断加深，高层建筑物越来越多。在高层建筑物中安装空调系统，可以确保良好的建筑物内部条件。特别是在我国的南方地区，在规划高层建筑物的过程中，必须设计空调系统。我国高层建筑中现行的空调系统主要有三种。

第一种空调系统是全水空调体系，它不能有效促进建筑物对空气的调整。第二种空调体系是全空气空调系统。在整个全空气空调体系运行过程中，空调的一切作用都依靠空调来调整和控制；第三种空调体系是水-空气空调系统。水-空气空调系统属于一套新型的空调体系，有利于改善空气质量，提高空调的利用率，延长其使用时间等。空调体系可以在高层建筑物中发挥出有效的作用。因此，建筑行业的工作人员应该根据建筑工程标准与建筑物的组织特征，规范的设计空调体系。

1.2 高层建筑设计空调的原则

高层建筑中的空调设计工作会直接影响到高层建筑工程达到的经济效益，因此促进高层建筑中国空调系统质量的提高非常重要。在设计高层建筑中空调体系的过程中，应该坚持三方面的原则。第一，实用原则。近年来，人们的生活质量在不断提高，对建筑物的提出的要求标准也越来越高。因此，在设计高层建筑中空调体系时，工作人员应该坚持确保使用者的舒适度，全面考虑高层建筑物工程的施工标准与构成特征，并且在此前提下进行全面、细化的最优化设计，确保设计的空调系统的实用性。第二，环保原则，在我国建筑能耗是主要的能耗之一，而空调能耗又是建筑能耗的重要组成部分，由于能源短缺的现象日益加剧，因此高层建筑空调设计应该充分考虑节能环保的要求，在满足用户舒适度的前提下尽可能进行最优化设计，采用先进的空调设备和布局结构，对能耗量予以降低。第三，高质量原则，空调系统是高层建筑基层设施的重要组成部分，空调系统出现故障时可能会严重影响用户的正常生活，因此，高层建筑空调设计需要满足高质量性原则，设计人员应该尽可能采用运行寿命较长、运行较为稳定的空调系统。

1.3 高层建筑空调设计的可靠性和可行性

在进行高层建筑空调设计的时候，一定要充分的考虑设计方案的可行性，要满足高层建筑通风采暖的使用要求，要考虑施工的可行性，并且设计出来的方案要符合相关的规章制度标准，特别是对环境的保护。设计方案还要满足供电、供水、供气以及供热等相关方面的要求，对于一些温湿度等参数要求高或比较特殊的工艺性空调设计项目，设计人员还要对设计方案进行合理地分析，保证设计的方案能够满足高层建筑室外各种气象条件的适应性。要使设计的方案具有可靠性、可行性，以此来提高用户的满意度。

2 高层建筑空调设计的运用情况

2.1 负荷计算

在对高层建筑的空调进行设计时，关于负荷的相关计算是十分重要的。只有满足负荷的要求，才能为详细的设计提供必要的理论基础。同时还能达到与建筑资源配置相契合的目的，将建筑资源的浪费现象降到最低。从我国的当前形势来看，在对高层建筑进行空调负荷分析时，主要采用了计算机软件，例如Energy Plus，这是对能耗进行有效分析的软件，还有HASP负荷计算软件等，对于能耗的分析都具有重要的意义。将其应用在高层建筑中，可以保证空调设计的负荷计算更加准确。在对负荷进行计算的过程中，需要注意风速以及温度的问题，这与高层建筑具有紧密的联系。只有运用合适的方式对空调的负荷进行计算，才能保证满足建筑的要求。但是在当前的工作中，计算方法还有待进一步改进，这样才能不断提升负荷的精准度。

2.2 高层建筑中变风量系统的应用

在目前的高层建筑空调系统设计中，主要采用了变风量系统，又被称之为VAV系统，该系统与定风量空调系统有所不同，VAV系统主要是依靠对空调负荷的变化进行工作的，同时可以满足室内温度变化的参数要求，可以令居住者感受到更加舒适的室内环境。这一系统的最大特点就是采用全空气调节的方式，有效的降低了空调的耗能量，并且可以确保空气的质量更加清新，笔者主要从以下几个方面分析了VAV系统的特点。

2.2.1 节能。由于空调系统在全年大部分时间里是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此可以大幅度减少送风风机的动力耗能。据模拟测算，当风量减少到50%时，风机耗能将减少到15%，全年空调负荷率为60%时，变风量空调系统（变静压控制）可节约风机动力耗能78%。

2.2.2 无冷凝水烦恼。变风量空调系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，避免风机盘管系统中的冷凝水滴漏和污染吊顶问题。

2.2.3 系统灵活性好。现代建筑工程中常需进行二次装修，若采用带VAV空调箱装置的变风量空调系统，其送风管与风口以软管连接，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增加风口，便于建筑内部装修改造。

2.2.4 不会发生过冷或过热。带VAV空调箱的变风量空调系统与一般定风量系统相比，能更有效地调节局部区域的温度，实现温度的独立控制，避免在局部区域产生过冷或过热现象。

2.2.5 变风量空调系统结构简单，维修工作量小，使用寿命长。但VAV系统在实际应用中也存在一些问题：虽然VAV系统综合运行费用节省，但其系统的初期投资较大；其次要求建筑每层都设置空调机房，占用面积较多；同时，通过实际应用监测，VAV系统在使用中的节能效果不能保证达到预期水平。因此，中高层建筑的空调系统选择，需根据建筑实际情况，充分进行系统全寿命、多方面综合比较后再做选择。

篇5

关键词：结构设计；水平力；扭转

Abstract: n, the specification only given the minimum limits or recommended values for the considerable part of the components in structural design, in the actual design process, everyone's different understanding may be take considerable differences in the entire design. There are some areas belonging to the conceptual design especially worthy us to explore together.Key words: structural design; horizontal force; to reverse

中图分类号：TB482.2 文献标识码： A 文章编号：

随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。

一、高层建筑结构设计的问题

（一）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。

（二）高层建筑结构设计中的扭转问题

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点， 即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏， 应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局， 尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制， 高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L 形、T 形、十字形等比较复杂的平面形式时， 应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。

（三）高层建筑结构设计中的侧移和振动周期

建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面: 合理控制结构的自振周期; 控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。

1、结构自振周期

高层建筑的自振周期(T 1) 宜在下列范围内:

框架结构: T 1= (0. 1～ 0. 15)N

框―剪、框筒结构: T 1= (0. 08～ 0. 12)N

剪力墙、筒中筒结构: T 1= (0. 04～ 0. 10)N

N 为结构层数。

结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内:

第二周期: T 2= (1 3～ 15 )T 1; 第三周期: T 3= (1 5～ 17)T 1。

2、共振问题

当建筑场地发生地震时， 如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近， 建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期， 通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系， 扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别， 避免共振的发生。

3、水平位移特征

水平位移满足高层规程的要求， 并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时， 地震力的大小与结构刚度直接相关， 当结构刚度小， 结构并不合理时， 由于地震力小则结构位移也小， 位移在规范允许范围内， 此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全; 其次， 位移曲线应连续变化， 除沿竖向发生刚度突变外， 不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型; 框架结构的位移曲线应为剪切型; 框―剪结构和框―筒结构的位移曲线应为弯剪型。

（四）位移限值、剪重比及单位面积重度

1、位移限值

在结构整体计算的输出结果中， 结构的侧移(包括层间位移和顶点位移) 是一个重要的衡量标准， 其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适， 过大或过小都说明结构刚度过小或过大(或者体现结构两个主轴方向的刚度是否均衡) ， 以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖向及平面布置合理性的再思考。现行规范中将顶点位移与层间位移并重对待，经实践探索并参照国外经验， 得出的结论为: 高层建筑尤其是超高层建筑， 顶点位移限值决定的不仅是其数值大小而且还有其振动频率，人的舒适感觉与振动频率有关而与振动幅度(绝对位移) 关系不大， 即摆动频率不太高时就可满足人们的舒适度; 其次， 防止结构由于变形过大而可能遭受损坏或破坏的控制因素是层间相对位移， 而其限值在现行规范中似偏严， 可予放松。同一结构用不同的计算程序计算， 如果其层间位移数值差异很大，则有可能是其“层间位移”内涵不同所致， 有的是指楼层形心位移， 有的则专指考虑楼层转动后的最大角点位移， 后者通常比前者要大， 形心位移对规则建筑有意义， 而角点位移则更能反映结构楼层的真实位移，因此角点位移是结构工程师必须关注的一个数值。

2、剪重比及单位面积重度

结构的剪重比(也即水平地震剪力系数)是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标， 其大小主要与结构地震设防烈度有关， 其次与结构体型有关， 当设防烈度为7、8、9度时， 剪重比分别为0. 012， 0. 024， 0. 040; 扭转效应明显或基本周期< 3. 5s 的结构剪重比则分别≮0. 016， 0. 032， 0. 064。单位面积重度是衡量结构构件截面取值是否合理和楼层荷载数据输入是否正确的一个重要指标。

以上两个指标不仅在施工图设计阶段， 而且在初步设计阶段都是非常重要的数据， 其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适， 结构布置(包括构件截面确定) 是否合理， 电算数据输入是否正确， 以及最后决定电算结果是否可信可用等， 因此结构设计者对这两个指标切不可掉以轻心， 更不可认为是无关紧要的。

二、高层建筑结构设计的特点

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有:

（一） 水平力是设计主要因素

在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中， 尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比; 而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说， 竖向荷载大体上是定值， 而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

（二）侧移成为控制指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H 的4 次方成正比。另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大， 在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况:

1、因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。

2、使居住人员感到不适或惊慌。

3、使填充墙或建筑装饰开裂或损坏 使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。

4、使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。

（三）减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑， 如果在同样地基或桩基的情况下， 减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数， 这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

篇6

关键词：建筑电气设计, 防雷设计,节能原则

Abstract: with the development of economy, tall buildings is also in constant of increase, and in the building of rapid appear, the architecture of electrical design is not neglected problems, this paper puts forward the high-rise building electrical design some views.

Keywords: building electrical design, lightning protection design, energy saving principles

中图分类号：TU856 文献标识码：A文章编号：

前言

合理设计建筑电气的各个系统和运用先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的。在实际的设计中，往往由于设计的周期短，时间紧，任务重，而对设计的经济性忽视，致使在建筑初期电气设备投资的浪费。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。

1 建筑电气设计概述

1.1建筑电气设计的原则。

建筑电气设计的原则应满足以下几点：

1.1.1满足建筑物的使用功能。

满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等；满足舒适性空调的温度及新风量；满足照明的亮度、色温、显色指数；

1.1.2考虑实际经济效益。

节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

1.1.3节省无谓消耗的能量。

节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。

1.2设计要达到的目标。

1.2.1住宅电气设计的设备选型应能满足居民在住宅居住期内(一般按30 ~50年考虑)用电的增长，以居民远期负荷发展为依据，以居民生活用电达到中等电气化水平为目标。

1.2.2根据居民生活情况，使每户住宅的供电达到4~10kW的水平，并保证在住宅居住期内不再改造。

1.2.3具有合格的电能质量，家用电器能正常工作。

1.2.4为新建居民住宅电气设计提供参考，使电气安装一次达到要求，不搞重复建设。

2 高层建筑电气设计的主要内容

2.1负荷的计算

电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。

2.2 供电电源及电压的选择

为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑、消防、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用10KV标准电压等级。

2.3高低压配电系统的设计

2.3.1 高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10KV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。

2.3.2计费方式，采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。

2.3.3为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000KVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。

2.3.4高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母千线联接等等。

2.4主要设备的选型

2.4.1高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。应根高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。

2.4.2 电力变压器。根据防火要求，主楼内不允许装设大容量的油浸电力变压器。

2.4.3低压配电屏。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别是大容量的出线，则做成手车式。

2.4.4应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。

2.5变电所位置的确定

现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深人负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。

2.6电气照明设计

电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型，灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。现代建筑物中，使用定时器，传感器，或光敏元件来实现照明自动控制功能是普遍的。选用各种建筑物自动化系统（特别是直接数字控制系统）来触发照明电路和接触器。同时，选用高光效电光源，是照明节能的手段之一。

2.7防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计，除采用接闪杆和接闪带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。

现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成联合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在1欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地体。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。

3 建筑电气设计中的节能原则

由于人口的增加，工业的发展，生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源——电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能应坚持以下三个原则：

3.1满足建筑物的功能 即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。

3.2考虑实际经济效益 节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

3.3节省无谓消耗的能量 节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。

因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。

民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。

4 结语

电气设计是建筑工程重要的内容之一，然而目前，有关建筑电气设计的标准，没有引起专业人员的足够重视，家庭住宅的电气安装比较混乱，电气设计不够规范，许多住宅的电气安装没有考虑家用电器普及和快速发展的态势，埋下了安全隐患。相关工作人员应从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，不断的研究探讨、总结经验，为建筑电气设计的安全与进步做出贡献。

参考文献：

[1]民用建筑电气设计规范 JGJ16- 2008。

[2]供配电系统设计规范 GB50052- 2009。

篇7

关键词：高层建筑，结构设计，问题，原则

1 高层建筑结构设计原则

高层建筑结构设计原则，是高层建筑结构设计过程中需要注意和遵循的重要标准和准则，也是高层建筑设计单位提高高层建筑结构设计质量与效益的重要保障。只有在一定的高层建筑结构设计原则支持下，才可以进行建筑结构设计。总体来讲，高层建筑结构设计原则主要包括以下几点：

1.1 基础方案合理。

合理的建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础，在实际的建筑结构基础方案设计中，设计单位需要根据实际施工地质条件，根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质勘察报告，最大程度的发挥建筑物地基的潜力，必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的验算。另一方面，设计单位还需要对建筑物进行综合性分析，尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型，通过对这些综合性分析，最终选定最适合的基础方案，从而可以在提高设计质量的基础上获得更好的经济效益。

1.2 计算简图适当。

计算简图设计，也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题，主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析，而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析，才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲，建筑物结构节点问题，建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点，设计单位在进行计算简图设计时，需要对建筑物结构节点进行深入研究，提高计算简图计算的精确性，进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。

1.3 结构措施完善。

除了基础方案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外，还有一条基本原则是设计单位经常忽略的，那就是结构措施完善原则。设计单位在进行建筑物结构的设计时，需要注意结构组件的延展性，例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时，设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响，对于这两方面的问题，在实际的设计过程中，需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则，只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。

2 高层建筑结构设计问题与策略

2.1 高层建筑结构设计高度问题及解决。

我国有关部门对于高层建筑结构体系的最大高度问题，出台了一系列的规章制度，对其进行了严格的规定与规范，其中之一便是《高层建筑混凝土结构技术规程》。该《高层建筑混凝土结构技术规程》对于高层建筑结构体系的高度问题规定，主要是从经济性以及适用性等方面进行规范的。《规程》所规定的结构体系最适宜高度，不仅仅与我国建筑施工技术水平以及建筑水平相关，而且还与我国国民经济发展水平，与建筑工程规范体系相协调。但是在实际的高层建筑结构设计以及施工中，出现了许多与《高层建筑混凝土结构技术规程》规定相违背的高度。举例来讲，在有些建筑物设计以及施工过程中，甚至出现了高达四百多米的组合机构大厦以及三百多米的混凝土结构体系的广场。尤其是近几年来，建筑物的高度不断增加，建筑物自身的参考系数已经超出了《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定，例如在安全指标、荷载取值以及延性要求、材料性能、力学模型选择等方面。为此，对于这些高层建筑结构设计高度问题，设计单位需要严格根据《高层建筑混凝土结构技术规程》等有关规定，对设计高度保持科学严谨的态度。

2.2 钢筋混凝土梁承载力问题及解决。

一般来讲，城市高层建筑主要是以写字楼以及其他办公场所为主，因此，在实际的高层建筑结构设计过程中，设计单位需要着重考虑到空调、消防等设备。这些设备不同于其他设备，它们往往是布置于楼层的梁底之下的，如果没有梁底开洞，就没有办法进行设备的安装。因此，在设备安装之前，设计单位需要对梁的承载力进行分析以及计算，避免出现由于梁底承载力不足而出现安全结构问题。对于梁底开洞之后的承载力，设计单位可以通过孔洞周边补强筋以及开孔梁挠度、裂缝宽度等数据进行分析。对于钢筋混凝土梁腹部开孔，国家出台了有关政策，例如《高层建筑混凝土结构技术规程》《混凝土结构构造手册》等，对于钢筋混凝土梁腹部开孔的位置、流程、环节以及大小等进行了科学的规定。设计单位在进行钢筋混凝土梁承载力计算时，还需要参考不同种类腹部开孔方式，提高钢筋混凝土梁承载力计算的精确度，这对于提高建筑物的稳定性以及安全性意义重大。除此之外，还可以对钢筋混凝土梁承载力进行有效地计算。在计算过程中还需参考不同种类的腹部开孔方式。

2.3 抗震构造与框架梁设计问题及解决。

为了进一步提高城市高层建筑结构设计的安全性以及稳定性，建筑结构设计单位在高层建筑结构设计方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高层建筑结构安全性以及稳定性水平得到进一步提升。但是由于我国的建筑物抗震标准较低，在抗震与构造方面，很难处理好结构设计与抗震烈度之间的关系。为此，在实际的高层建筑抗震与构造设计中，抗震与构造设计需要有一定的弹性，这样才可以满足高层建筑结构设计安全性以及稳定性要求。举例来讲，中震烈度的重现期是475年，被超越率是10%；大震的重现期约为2000年，被超越率是2%。我国建筑构造规定的安全度及抗震计算方法也相对较低，且在轴压比、配筋率以及梁柱承载力匹配程度等抗震延性的相关规定也不够严格。结构设计造价在建筑整体投资之中比例的减少也应给予重视，尤其是在高烈度区域应有严格的抗震方法以及构造措施来保证建筑物结构的稳定性与安全性。另一方面，在实际的高层建筑结构设计过程中还需要进一步解决与框架柱和剪力墙相连的框架梁设计问题。就高层建筑结构的截面设计而言，竖向变形差过大通常会导致与框架柱和剪力墙相连的框架梁出现超筋现象，进而影响到框架梁截面设计。

框架梁端部竖向变形差所引起的剪力和固端弯矩的计算函数式如下：

其中，MAB/MBA为框架梁固端弯矩；QAB/QBA为框架梁端剪力；Δ为框架梁端部竖向变形差；Ib为框架梁截面惯性矩；I为框架梁计算长度。

针对与框架柱和剪力墙相连的框架梁超筋问题，可以从优化结构的轴压比以及提高计算方法的合理性两个方面进行解决。

篇8

【关键词】高层建筑；给排水；安装；注意事项

前言

高层建筑中的给排水系统主要包括给水系统、排水系统、消防系统、雨水系统、热水供应系统等多个系统，不同的给排水系统有着各不相同的任务。

一、高层建筑给排水施工技术简介

高层建筑给水系统主要任务就是要使建筑内部人的生活、生产和消防用水得到保障，根据不同高层建筑的不同特点将水送到需要的地点，给水系统施工不只是方便人们的生活、生产，在这同时，还对建筑内人身安全与财产安全具有重要保护作用；排水系统施工则是负担着将建筑内部生活、生产中的污废水以及雨水等及时排出室外去的重要任务。生活给水指的是人们日常生活工作中用到的水，这部分水要达到国家规定的饮水水质标准。一般可以分为饮水系统和冷水系统两种。饮水系统要设置专门的饮用水管道系统，饮水系统对于水质的要求较高。冷水系统不作为人们日常生活工作的饮水水源，而是作为生活水源存在，如洗菜、洗浴用水等等。

消防给排水对于高层建筑乃至所有建筑来说，是一个独立的给排水系统。一般包括了室内外消火栓给水系统以及自动喷水灭火系统。最后，辅助给水系统，顾名思义，是辅助生活给水系统和消火栓给水系统的另外一种给排水系统。一般包括了中水系统、水景给水系统、复用水系统、游泳池循环水处理系统、软化水系统以及循环冷却水系统。中水系统指的是高层建筑使用后经过再利用又回到高层建筑的水系统。水景给水系统指的是利用天然水源以及循环水源的水系统。复用水系统指的是不经过再处理即可再次利用的水系统。游泳池循环水处理系统指的是用于人们休闲享受的游泳池所需要的水系统，该系统实现了泳池水源的散热、蒸发以及排污。软化水系统指的是满足了人们无法使用冷水水质的情况。循环冷却水系统指的是用于控烟制冷设备的水系统，实现了节约用水。

总之，高层建筑给排水施工技术的主要任务不只是要为建筑内的人提供方便、舒适的生活、生产环境，而且还要为他们的人身安全与财产安全提供一定的保障。

二、高层建筑给排水施工技术存在问题

随着高层建筑的发展，建筑内给排水的问题也是越来越突出，以下相关方面对此进行了阐述。

1、施工存在安全隐患

当前国内建筑施工事业在开展时存在着一定的安全隐患，主要是在施工现场没有专业人员进行定期定量的安全检查工作。除此之外，某些地区专门的安全监督机构在工作时并不能很好地履行自己的职责，安全监管工作无法正常展开。这两个方面的共同影响下导致了高层建筑施工现场中产生了诸多的安全隐患，违章施工的情况越发严重。这些隐患的存在其根源在于施工单位缺乏对施工人员进行足够安全教育的正确认识，仅仅认为安全教育只是多此一举将会造成更严重的资源浪费甚至是人员伤亡。另外，很多高层建筑施工单位不注重施工防火工作，工作技术人员忽视对导线绝缘性的排查，加上对于凉水塔的安装存在着顺序混乱的现象共同造成了火灾频发、爆炸事故繁多的状况。

2、施工质量出现问题

施工场所的施工人员专业知识掌握水平的高低与施工质量的高低息息相关。而目前我国很多高层建筑施工人员专业技术不够丰富，在施工过程中所呈现的问题也比比皆是。如由于粗糙的工艺，一些建筑水管连接处常常渗水，严密度不高；又如在施工前没有做好设备设计的工作导致了后期由于设备尺寸不准确，设备安装后噪声太大等等。除此之外，在当今市场竞争越来越激烈的社会上，一些建筑施工单位为了减少成本从而获得最大化的利益而往往忽视了施工的造价。从建筑材料的选择到对施工技术人员的挑选都忽视了施工质量的提高，有些施工单位不仅没有提高施工工程的质量还在某种程度上使得施工工程质量有所下降。给排水施工过程中很多步骤都需要相当规范的工程秩序，如果随意为之将对工程造成极大的负面影响。

3、给排水系统不合理

我国高层建筑给排水系统也存在着问题，主要包括三个方面。首先，我国高层建筑施工事业中对于供水方式与纵向分区的选择布置过程中存在着很多不合理的环节。很多高层建筑将给排水系统按照纵向分区的方法简单地分为高区供水和低区供水，由于每区供水楼层较多又存在着供水压力的要求导致了个别楼层供水压力过高或者过低，这无疑便造成了物质资源的巨大浪费。其次，高层建筑内冷热水供给不平衡，这个现象的产生主要原因在于施工规范的不严谨以及施工技术人员专业知识的限制。第三，给排水系统使用舒适度不高并存在安全隐患。高层建筑因其高度大于一般的建筑物，因此施工单位在施工过程中很难安排好高低区的系统划分。一般来说，供水系统的最不利水点即系统最高点，高区高位水箱不高导致了高区最不利供水点水压不高，在使用过程中常常出现开闭困难。同样的，在提高最不利水点静水压后又导致了最低处静水压的水压降低，结果常常出现设备水花四溅、水管爆裂的情况。

三、高层建筑给排水施工技术问题应对措施

1、提高工作人员技术水平

高层建筑施工过程中呈现出的种种安全问题主要原因在于施工技术人员缺乏足够的专业知识，因此施工单位尤其应该注意到引进先进的专业技术人员所具有的重要性，除此之外还要加强对现有的施工技术人员进行定期的技术再培训，并设置好相关的考核制度。这样做对于施工人员施工经验的积累从而降低高层建筑施工隐患以及提高相应的施工质量都有着重要的促进作用。

2、健全施工过程规章制度

高层建筑给排水施工过程中每一个环节都需要有可以依据的施工制度规范，这是保证给排水施工顺利进行的坚实基础。施工单位应该要求施工人员严格按照已制定的规章制度开展施工事项。具体举例来说，高层建筑给排水法规政策其中一条指出：管道安装材料标准化要求材料材质与尺寸要实现统一。这就要求施工人员要在实现给排水施工标准的同时对于建筑材料的质量标准也要达到要求。

3、完善给排水的系统规划

针对上文我国高层建筑给排水系统所出现的问题，笔者认为可以从以下三个方面将其一一解决。首先，施工技术人员应该选择正确的供水方式，做好供水分区工作。根据国家出台的相关法律法规，又要根据具体实际情况进行高层建筑给排水系统设计，降低物质资源的消耗，实现运行管理的极大便利化。其次，除高区以外的分区不宜采用水泵+高位水箱供水方式。这种供水方式容易造成使用功率过高而产生较高的能源消耗。因此，笔者认为可以采用低位水箱和变频供水设备结合使用的供水方式，这种供水方式对于节能减排以及提高高层建筑安全系数两方面都有着重要的积极影响。

结语

在给排水系统的设计中， 保证安全可靠是最重要的， 但要在保证安全的同时达到经济合理，尽量节省投资，使得维修管理方便。在对高层建筑给排水系统的设计过程中应综合考虑可能存在的问题，并制定有效的防范措施才能使高层建筑在未来的使用过程中体现其价值和意义。本文简要介绍了高层建筑给排水技术的概念，指出了再施工中出现的一些问题，同时提出了解决问题的具体措施。以期本文能够给广大施工人员些许有用的借鉴。

参考文献：

[1]史佳才：高层建筑给排水施工技术[J]，建工论坛，2013（09）：265-266

篇9

关键词：住宅建筑；室内空间；短肢剪力墙；设计

前 言

进入新世纪，随着物质生活水平的改善，人们的思想观念也发生了翻天覆地的变化，住宅方面，更多的人趋向于小高层及高层建筑，传统的住宅框架结构因其本身的质量缺陷，无法满足这种需要，短肢剪力墙结构设计应运而生，受到人们的重视，成为工程施工设计的工作重点。

1 短肢剪力墙概述

在目前的工程建设项目中，短肢剪力墙得到了前所未有的广泛应用，其在应用的过程中及保存在了传统异形柱和剪力墙不凸出墙体墙面的施工优势，同时有在应用的过程中有效的克服了异形柱框架结构抗剪力以及抗震性能不佳的现象。因此在目前的施工过程中，其在小高层建筑结构中应用更为广泛。短肢剪力墙是剪力墙结构中的一种特殊存在，是剪力墙结构中的主要模式。在目前的建筑结构中，剪力墙结构墙体主要是由钢筋混凝土墙组成，墙肢高度与厚度之间的比例大于1：8。人们通过多年的研究与总结，吸收了传统框架结构的优势与相应的科学技术逐渐形成了一种能够适应人们新的住宅观念和住宅要求，极为短肢剪力墙结构的发展提供了新模式和新要求。一般来说，就目前的短肢剪力墙结构而言，其在工作中是肢体高度和墙体厚度不大于300mm的施工模式，其施工中截面高度与厚度之间的比例大于4而小于8的一种剪力墙结构。在目前的高层建筑结构中，不应当在施工的过程中全部采用断肢剪力墙，而是一种因地制宜的施工手段和施工方法。

2 短肢剪力墙施工特点

短肢剪力墙施工结构在目前的工程项目中作为一种组合平面形式的施工方式，其在施工的过程中通常都是以隔墙的位置来进行界定与控制的过程过程，同时在施工的过程中，我们一般都不去考虑建筑工程在使用的时候使用功能发挥，并且是否与使用功能存在着矛盾的问题。在小高层建筑结构施工中，短肢剪力墙的施工与应用是一种数量可多可少、结构可大可小，其中肢长也是可以进行控制的，主要的应用措施和方式通常都是根据抗侧力的需求来进行分析和制定的。

3 短肢剪力墙的优势

剪力墙各肢截面高度和厚度之比的范围应该在4～8之间。短肢剪力墙结构与传统的剪力墙结构相比.其优势在于以下几个方面：①短肢剪力墙结构的布置非常灵活，并且对结构布置能够及时调整，从而能够满足人们对建筑空间布置的需求。②在短肢剪力墙结构设计中，通常会用轻质砌体替代剪力墙，使建筑结构的刚度降低和重量降低，从能大幅度提高建筑的抗震能力。③墙肢高宽比较大，延性较好，对抗震有利。④连梁跨高比较大，以受弯破坏为主，地震作用下首先在弱连梁两端出现塑性铰，能起到很好的耗能作用。⑤墙肢的承载力得到了较充分的发挥。

4 短肢剪力墙结构设计在小高层建筑中的应用

当我们将短肢剪力墙结构应用于建筑工程实践时，其结构的施工难度是比较大的。因为在施工时既要满足和适应建筑工程质量的要求，又要尽量扩宽建筑的室内空间，达到为建筑居民提供一个舒适的居住环境的目的，这便导致了施工人员在对短肢剪力墙进行具体施工时，所需要考虑的因素太多。所以。为了减轻施工人员的施工压力，在施工之前，相关的工程结构设计人员就应该将短肢剪力墙结构的设计方案提供给施工者，并且在设计时将剪力墙的受力情况考虑完全，计算和分析出剪力墙的受力特点，以便帮助施工者更好的完成短肢剪力墙结构的施工。降低其施工的难度。一般来说，短肢剪力墙结构在设计时，需要注意以下两点问题：①短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在TAT、TBSA中，只需按剪刀墙输入即可，而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型，其中梁、梓为普通空间杆件，每端有6个自由度，墙视为薄壁杆件，每端有7个自由度（多一个截面翘曲角，即扭转角沿纵轴的导数），考虑了墙单元非平面变形的影响，按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵，引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解，它适用于各种平面布置，未知量少，精度较高。②对设有转换层的短肢剪力墙结构，一般都只是将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地，其于设置为剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡，由于薄壁杆件的连接处是点连接，所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。因此，带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件（如SATWE）进行计算。

5 设计短肢剪力墙结构时应注意的问题

在规划高层建筑结构设计时，最好不要全体都设计成短肢剪力墙结构。要求做到以下方面：

（1）如果需要应用多面短肢剪力墙，就应该设立筒体与短肢剪力墙有机结合的体系，用以抵抗水平作用力；

（2）当高层建筑机构设计时，遇到较短的剪力墙的情况，应合理调节其最大适用高度，使其能够满足建筑设计使用的标准；

（3）在规划建筑结构9度抗震设计方案的时候，其A级高度高层建筑和B级高度高层建筑，不宜选取较多短肢剪力墙结构。

6 如何强化抗震能力

要重点提高结构抗震能力，使其达到国家建筑使用规定的防震标准。这就要求结构工程师做到以下方面的内容：①与各个剪力墙相连接的柱梁应该设立在墙肢的竖直平面上，最好墙体两端伸长方向上都有柱梁连接，并要装设相应的翼缘，在设计图不要产生“一”字形的短肢剪力墙结构体系；②选取强墙柱弱连梁体系设计方式能够有效改善结构抗震能力弱的问题；③短肢剪力墙整体布局效果应该与结构整体协调一致，各个结构之间保持受力的相对平衡，短肢剪力墙与整体结构在刚度值大小方面差值不宜过大。竖向设立墙体时，使得墙肢与墙肢之间在空间整体上排列齐整，尽量不要出现洞口错位的问题，形成抗侧力结构模型来抵抗地震时产生的水平作用力；④添加合适数目的长墙，依靠电梯、楼梯组成大型筒体，建立多道抗震体系，来提高高层建筑结构的整体刚度大小，即使在出现较大冲击力的时候，其结构也不会产生较大的变形；⑤应该强化墙体周围墙肢厚度和增加结构中钢筋数目，降低轴压比例，来减缓水平受力的情况，避免底部周围的小墙肢受力过大而引起的墙肢开裂的现象，从而增强了结构整体的抗震能力。

7 结束语

随着社会经济的高速发展.人们的生活生产水平显著提高.因此人们对房屋建筑业提出了更高的要求.在现代的建筑工程中.传统的框架结构已经不能满足人们对住宅平面和空间的要求。因此，为了满足人们对建筑平面和空间的要求.在现代建筑工程中通常会应用到短肢剪力墙结构设计，进行建筑的设计规划。小高层建筑是现代小区中的主流建筑.因此在小高层建筑工程中，应用短肢剪力墙结构设计意义重大。通过本文对小高层建筑中短肢剪力墙结构设计的深入探析.相信读者对其也有了进一步的认识，总而言之，随着社会的发展。可以预见，在将来的小高层建筑中短肢剪力墙结构设计一定会更加完善.从而能够在满足人们对建筑平面和空间需求的同时大幅度提高建筑工程的质量。

参考文献

[1]贾春伟，艾冬娜.小议建筑短肢剪力墙与异形柱结构的设计分析[J].黑龙江科技信息.2008（35）.

[2]刘桂华.短肢剪力墙结构设计存在的几个问题及探讨[J].科技资讯.2008（05）.

篇10

[关键词]高层建筑 设计 天际线 抗震

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0103-01

一、概述

一般情况下，高层建筑有很多种设计理念，其中运用较广的是加强高层建筑抗震能力的概念设计。高层建筑的建造要耗费很多财力和物力；高层建筑的建造往往忽视了城市设计，孤立的存在于城市环境中，没有亲切感，使人们对之产生畏惧感；高层建筑的建造会加重城市交通的负担，已成为目前城市设计的一个严峻的问题等等。如何解决就要以高层建筑的产生、发展作为切入点，寻求合适的解决方案。

二、高层建筑的设计手法

1、顶部处理

在世界范围内，中国高层建筑顶部造型都颇具特色。由于受到诸如规划退界、建筑限高、结构设备、房产投资等多种因素的制约，使得高层建筑在形体设计上并没有太多的自由度。而高层建筑的顶部空间却为设计师提供了较大的发挥余地，同时，开阔的视野为顶部功能策划留有足够空间。当今建筑技术的发达应对高处风载已不再是不可靠近的乌托邦。竖向维度在城市空间结构中的意义越来越突出。

2、构筑城市天际线

一座城市留给人的第一印象就是天际线和色彩。天际线反映着城市的风貌和历史，折射其历史底蕴、建筑风格和文化品位。由高层建筑快速支撑起的新的城市天际线，富有更特别的含义，也体现出城市的规划策略和区域价值潜力。

3、与城市图底空间

黑白图底关系是自文艺复兴以来研究城市空间结构的传统方法。图底关系不仅具有心理学和美学的研究价值，对于城市设计而言，也同样具有实际意义。几乎所有的当代城市设计理论都会论及图底关系理论，图底关系的好坏是判断城市外部空间成败的重要因素之一。

三、高层建筑设计理念的实践应用

对高层建筑设计理念的实践应用来说，不仅要对相关要点有个准确的掌握，还要了解相关的结构特征，在具体的设计上合理的利用设计方法。

1）根据高层建筑的自身特点做到减轻自重，减少地震的作用。为了达到这个要求，我们可以采用高强度轻质材料，全钢结构以及轻质隔断等都能够起到很明显的减轻结构自重，减小地震作用的效果。

2）降低风作用的水平力。降低风作用水平力的主要手段可以通过减小迎风面积、降低风力形心以及选用体型系数较小的建筑平面形状来实现。为了减小迎风面积，我们可以采用正方形的平面形式，如果计算对角线方向的迎风面宽则可以采用圆形的平面形式。而要降低风力形心的方式则可以采用下大上小的立面体型来得以实现，利用这一方式既能够减小高风压在高处的迎风面积，也能通过降低风作用的重心来减小建筑物底部的倾覆总弯矩。与此同时，还要减少振动耗散输入能量，主要采取阻尼装置或者加大阻尼比的方式来实现。还要选择耗能、减振的结构体系，例如：利用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段，使用橡胶支座都能够做到有效的减振。

3）加强抗震措施。为了强化超高层建筑的抗震能力，就要从多方面共同入手。首先就要为建筑配有明确合理的计算简图，科学的分析地震作用以及相关的受力情况。大多数情况下，圆形、正多边形以及正方形等平面形状能够做到避免强弱轴的抗力不同和变性差异。但在具体的设计过程中也需要考虑到相应的问题。例如，要注意到结构平面形状是否做到对称，是否设置了多道抗震防线以及是否在满足了强度等方面的需求后采用了延性更好的结构材料等。除此之外，为了保证结构设计的科学性，还应利用多个权威程序进行核算对比，使计算出的结果更加具有科学性和说服力。在建筑设计上应当尽量向智能化方向偏转，增强对于结构设计的可控性。

四、高层建筑设计与城市空间的整合

1、高层建筑主体设计

高层建筑有提供天际线视觉趣味的独特的城市设计机会，能创造出壮丽的天际线，而在街道层上却以人的尺度行事。建筑物的顶部一般服务于天际线，衬在天空上的形状是高层建筑“联系于无限”之点，也是塔楼的一个特色。摩天楼如果没有天际线，那么它就会像空间里一大堆不引人注目的体快。纽约是一座发达城市，它是由大厦堆砌起来的，城市的天际线，错落有致的城市建筑，间中穿插的塔楼，为城市的天空勾画了优美的轮廓，线条生动活泼、色彩缤纷多变。尽管城市的天际线只是一维的立面边线为主的轮廓线，却可以反映三维的城市空间和整座城市的风貌。换而言之，三维城市空间的布局，不仅仅是功能性的问题，也有个审美意向在内――对建筑风貌的选择与城市风貌的构建，体现出城市的文化和美感。

2、高层建筑后退广场与城市空间

因高层建筑的体量巨大，所以会给街道空间一种压迫感，让人感觉从一个大的空间突然进入一个小空间。设计那些处在街道两旁的高层建筑时，采取的应该是后退处理，在其退出的用地上设计一个广场空间，从建筑本身来说，这个广场空间可以起到一个缓冲作用，并且是对建筑的场所标识。从城市空间角度来说，城市空间中的后退广场起到了极其关键的作用，也能成为城市的共享空间，丰富城市空间。有的建筑师直接设计成下沉式的广场，既给公众提供了一个舒适安静的休闲场所，同时也更加突出了建筑塔楼的形象特征。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。在进行高层建筑设计时，要将广场和建筑作为一体来考虑。

3、高层建筑的整体尺度

高层建筑的整体尺度是指裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系。一个十分均衡匀称的建筑体，就是要通过理解和运用有数学关系的比例系统并征对实际被感受到的各种条件要求加以调节，营造出一种自然而然的愉悦、和谐的比例感受的效果。掌握建筑物的整体尺度是十分重要的，因此在设计时要注意以下几点：

第一，各部分尺度比例的协调不难看出一个美的高层建筑是裙房、主体和顶部三者相结合的产物。合理处理这三者的比例尺度，保持比例关系相互统一，这样才能使建筑物给人舒服的感觉。在此基础上，加入适当的装饰手法，会使建筑物造型更加生动。

第二，高层建筑立面细部尺度应有层次性的立面设计，建筑结构也就要分为水平因素和垂直因素。为了达到令人愉悦的观感效果，一般要求各要素的比例与整体的关系相配。所以，高层建筑以修长的因素有利于综合微型和巨型因素，使大中有小，小中有大。这一原则使高层建筑产生强烈的统一性和协调性。

第三，高层建筑设计时，还要从城市设计的整体角度对其分析，高层建筑不是单个存在的，而是要整体存在。城市设计及城市规划是对高层建筑群集中设计的，并形成了城市的主节奏，使城市天际线统一且又富于变化，与周围的环境相适应。

参考文献

[1] 郭志鹏《浅谈高层建筑设计与城市空间的关系》[J]，《江西建材》2013年05期.