现代高层建筑设计范文

导语：如何才能写好一篇现代高层建筑设计，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。

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关键词：高层建筑；建筑设计

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：

1.前言

高层建筑形式在古代就已有了，早在公元前五百多年的古巴比伦曾经建造了现在号称世界七大奇迹之一的“空中花园”。近代随着科学技术的发展，尤其是钢铁、电梯的出现以及后来钢筋混凝土的应用，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独特的风景。近年来我国的高层建筑发展迅速。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的表现出来，在成为城市风景的同时如何恰当的融入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。

2.高层建筑设计体系

2.1框架－剪力墙体系

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架－剪力墙体系。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架－剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架－剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

2.2剪力墙体系

当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时，即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中，单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构，其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高，有一定的延性，传力直接均匀，整体性好，抗倒塌能力强，是一种良好的结构体系，能建高度大于框架或框架－剪力墙体系。

2.3筒体体系

凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体－框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

3.高层建筑外部尺度的设计原则

3.1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。

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。

3.3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、楼梯等来表示建筑物的体量。任意放大或缩小这些习惯的认知尺度部件就会造成错觉，效果就不好。但有时往往要利用这种错觉来求得特殊的效果。

4.高层建筑设计分析

4.1高层建筑设计必须合理、科学

近年来，高层建筑呈现出以下的发展趋势：

（1）层数增多，高度增加。我国设计有80层以上的高层建筑，有的处于领先地位。

（2）新材料的开发应用，新结构形式的应用。高性能混凝土材料在不断发展，对高层建筑的发展产生重大影响。

（3）平面布置与竖向体形更加复杂。现代高层出现了不规则、不对称和曲线形的平面，主要是结构分析技术和计算手段的提高为它创造了条件，需要结构设计更加提高。四是耗能减震技术的应用与发展。

4.2高层建筑的尺度设计

（1）整体尺度。整体尺度的均衡非常重要，设计时要注意以下几点，一个造型美的高层建筑是建立要很好地处理裙房、主体和顶部的尺度关系；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。

（2）城市和街道尺度。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响，是城市的重要景点，不当的尺度会对城市产生不良的影响；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。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。

(3)细部尺度。设计师在设计高层建筑中充分地把握各种尺度，结合人的尺度，满足人的使用、观赏的要求，必定能创造出优美的高层建筑外部造型。

4.3高层建筑的“生态性”

高层建筑的生态设计要求应该受到迫切的关注，因为这些地方资源消耗和环境污染相对严重，对全球自然资源和生态系统产生威胁。其主要内容为高层建筑营运系统的生态性设计。建筑平面与体型系数影响建筑采暖能量的需求，它不仅仅是一个热工性能参数，这意味着减少体型系数可以降低舒适空间的平均成本，在常见的平面形式中，圆形平面可以拥有最小的面积，其次是方形。每个建筑基址都有其特殊性，因此，高层建筑的设计毫不例外也与基址相关，通过建筑形式、植被和遮避带最大限度地开发基址剩余区域的潜能。我们可以利用规划建筑的平面形态和外墙以达到自然通风和更有效的制冷，以减少对空调系统的依赖。因此，高层建筑的“生态性”具有实现的意义，我们应该从城市的宏观层面、建筑本身的营运系统的中观层面、建筑室内环境的微观层面进行综合考虑，实现建筑与现代城市未来的可持续发展。

4.4高层建筑的节能考虑

高层建筑体形庞大，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，高层建筑的节能首先应为设计者重视，从以下三个方面进行考虑：

4.4.1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，寒冷地区的人们十分珍惜阳光带来的温暖，因此，建筑的方位与节能有着直接关系，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。

4.4.2优化围护结构墙体设计

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，合适的建筑材料能够提高建筑维护结构的保温隔热性能。

4.4.3影响建筑节能的其他因素

高层建筑护墙体耗能量较大，占整个建筑耗能的25%左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一，体形系数越大耗能越多，高层建筑的形体变化不宜过多、复杂，建筑保温材料的选用，建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。

4.5确立绿色建筑发展观念

绿色建筑即环保化、无污染、可循环、能源节省，应贯彻的理念包括以下方面：

（1）强调因地制宜，不能照搬盲从，气候、地理条件、文化传统不同，所作出的设计也应该不同；

（2）强调以人为本，建筑设计的整体化，单独某一项技术不能称之为实施了绿色设计，绿色建筑的策划在投入期会提高5-10倍的造价，但会给今后的使用者带来高达30％的节能实惠。

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【关键词】高层建筑；设计；发展；趋势

在经济发展的需求之下，城市化的进程越来越快，城市中的人口数量也越来越多，由于城市本身用地面积有限，而人口却在不断增加，因此，出现了越来越多的高层建筑，这些建筑的出现不仅使用地和人口之间的矛盾得到了一定的化解，而且高层建筑已经成为了城市发展的一个标志，成为了城市发展中不可缺少的一部分。在高层建筑的大量出现之后，为了让城市空间更加的统一，要利用更多的土地来增加绿化，提高土地的利用程度，让城市变得更加美丽。高层建筑在设计的时候首先要考虑其空间上的协调性，其次，高层建筑的使用者还是人，要考虑到人的感受，充分满足人的需求，要在城市化的进程中使高层建筑与城市更加协调，这样才能让城市的发展更加和谐。但是，高层建筑的不断出现，在满足需求的同时，也带来了一些问题，高层建筑有的在一些低层建筑中拔地而起，这种突兀使人们感到一定的畏惧感，同时，高层建筑业会带来一定的交通问题，高层建筑在设计和建设的时候一定要考虑城市整体的发展，这在其建设过程中是一个非常重要的问题。

1.高层建筑设计原理

高层建筑在设计阶段不能仅仅考虑其高度，高层建筑说到底还是要为人服务的，要满足人的需求，这是最基本的要求，也是必须要满足的要求，因此，高层建筑在设计的时候一定要牢牢把握一条原则，那就是要以人为本。在设计的时候，考虑人们的视觉感受，让人有一种亲近感而不是对高层建筑的畏惧感，高楼大厦是人们每天都要出入的场所，其给人的直接印象要让人想要进入到其中而不是产生一定的距离，有心理上的一些不适感。在高层建筑的尺度方面，要从三个角度来进行考虑，首先是环境方面，其次是建筑物整体的尺度，最后是人的亲近感。所谓的环境尺度，就是要对高层建筑周围的环境进行分析，包括高层建筑所处的城市位置，周围街道的情况，建筑物的轮廓等等，要根据周围的环境来对高层建筑进行设计，从而让高层建筑能够更好的融合到环境当中。其次是整体上的尺度，高层建筑整体的比例要协调，比如建筑主体及其顶部的设计，还有建筑的一些细节等等，要让建筑整体看着更加协调。最后是建筑的近人尺度，建筑的设计要考虑人的感受，要符合大部分人的审美，考虑以人为本的原则。只有将这三个因素考虑到设计当中，才能让建筑更加受到人们的欢迎，更符合城市的整体风格。

2.现代高层建筑住设计的要点

2.1防火

高层建筑往往结构比较复杂，由于其对空间的利用比较充分，因此，高层建筑中的人口密度比较高，在这样的情况下，首先要保证居住在高层建筑中人口的安全问题，因此，防火就是高层建筑必须要严格面对的一个问题。防火不仅是防明火，还要防烟雾，在发生火灾的时候，烟雾给人带来的伤害并不亚于明火，在高层建筑的设计中，要考虑烟雾的排放问题，保证整个建筑有一个良好的通风环境。当发生火灾的时候，要让人口能够得到顺利的疏散，高层建筑应当有完善的安全通道，让人可以在发生火灾的时候快速的离开建筑，在安全通道中要安装全面的照明系统，为疏散提供条件。其次，建筑要配备完善的消防设施，灭火器的安放位置也要科学合理。

2.2抗风

高层建筑面临的一个不可避免的问题就是要受到气流的影响，在一般高层建筑的顶层都会受到很大的风力影响，这会影响建筑本身的稳定性，在设计之初，要考虑到风向、风力的作用，科学的设计高层建筑的轮廓，让其尽可能的减少受到的风力影响。

2.3防雷

在雷雨天气中，高层建筑如果集中程度比较高的话，很容易受到雷电的影响，因此防雷设备也是高层建筑必不可少的一种设备，一般而言高层建筑的顶层容易受到雷击，通常在建筑的顶部安装避雷针、避雷网等设施，将雷电引入地下，避免对建筑造成损伤。

2.4生活垃圾处理

高层建筑空间利用率高，拥有较高的人口密度，人口居住量大，因此在日常的生活中会产生很大量的生活垃圾，这在高层建筑的设计之初就要考虑到如何将这些垃圾进行清理。

3.高层建筑设计的发展趋势

3.1智能化

随着人们越来越注重生活品质的要求，利用高科技设计更为便捷的智能化控制的家居工作空间成为时代趋势。对生活空间和办公组织机构的变更，以及办公资源、网络功能、办公设备的变化和改革更具有时代性。

3.2节能环保

建筑节能设计要贯穿建筑规划设计，合理应用环保技术，如太阳能电池板、地热设计、雨水回收系统等先进技术，以便形成系统的高层建筑节能体系，营造能耗低、环境舒适的居住环境。

4.结语

在高层建筑设计过程中更注重高层建筑对城市环境的平衡性和质量的影响，所以在设计时要以创造出适宜的城市空间为依托，从而将高层建筑的设计向绿色环保的方向发展，让居住其中的人口有更舒适的环境。 [科]

【参考文献】

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（1）在标准层设计中，由于垂直体需要竖向贯通，故常将电梯，楼梯，设备用房等集中布置，并与相应的结构形式形成“核心体”，以抵抗巨大的风力和地震力，这部分通常称为“核心筒”。核心筒与整个标准层平面的关系大致可以分成三种：集中式，分散式，综合式。集中式分为中心集中和偏心集中式。中心集中式适应性比较强，适应各种不同的标准层平面，相对其他布局方式有最长的采光边界线，通风相对有劣势。偏心集中式是核心筒布置的标准层的一端或一侧，通常总平面布置中人流车流受到一定限制的时候常采用这种形式，并且这种布置方式可以使得交通核和设备用房争取到一定的采光面。分散式是将核心筒分成几部分，进行分散布置。可以对称布置在标准层的两端或四角，也可以自由分散布置，甚至移出主体之外，可产生独特的建筑风格。然而实际工程中根据场地要求，规模，层数要求，使用功能等不同要求，更多的是采用综合式布置核心筒方式。（2）影响标准层平面的因素很多，包括建筑功能要求，审美要求，管理要求，气候要求等等，通过设计师的创作构思方能确定标准层平面。一般来说，其平面形式包括塔式平面，板式平面和交叉型平面及其各种衍生。塔式平面布局方形平面布局具有开间和进深尺寸接近、布局紧凑、管线集中、布置灵活、挡光影响较小、体形方正、雄伟挺拔等优点。塔式平面也有各种平面形式，如正方形，三角形，圆形等等。塔式平面布局的结构合理，抗震性能好，施工方便，一般采用框筒结构或剪力墙结构，底层裙房部分空间开阔，可灵活布置功能，符合现代高层商住综合体的要求。塔式平面布局的缺陷主要在于北向房间的朝向较差，同时又有完全东西向房间，日照也不利，同时靠近核心筒房间的采光职能依靠间接或人工采光，通风也需依赖机械设备来完成。板式平面布局的标准层面宽远大于其进深尺寸，由多个独立单元组合在一起，这种布局方式可以使每个单元都可以得到良好的朝向、采光。但是与此同时，板式布局也有它自身的弱点，比如受制于进深尺寸的限制，势必增加了走道长度，增加交通面积，致使平面利用率不高。板式布局要想达到预期的面积指标和容积率，势必要将其开间尺寸加大，这样就会和用地界限发生矛盾。因此，处理好板式布局的开间进深比例问题，就成了其设计的关键所在。交叉型平面如“碟型”、“Y型”、“风车型”等平面布局方式，布局紧凑，分区明确，有比较充足的采光面，有较好的灵活性。大部分高层办公标准层设计首先应满足办公使用的合理性，宜选择的方式以长方形、正方形为主，尽量稍选用圆形，梭形等不利于使用和装修的形式。

2.高层办公建筑标准层设计要点

2.1标准层平面柱网进深、开间尺寸、核心筒尺寸的合理性

标准层平面功能应考虑业主或者市场需求，如果进深过大，对于小型办公如面积规模在50～100m2的办公无法合理使用，如果进深过小，平面使用率又太低。根据办公空间使用的合理性及有效性，柱网开间尺寸选择在7.2m～8.1m比较合适，必要时可加大到9～10m。如果标准层采用框架-筒体结构，进深尺寸控制在8～12m左右是比较合理的，同时开间柱距的选择应当尽量满足装修地坪的模数，一般控制在0.5m或0.6m为模数较好。外边框架柱与核心筒的轴线距离控制在11～13m时比较合理，一般除去走廊宽度（1.8～2m）室内能保持10m左右进深。如果超过13m，结构将承担过大压力，梁截面过高会影响室内净高。核心筒的结构尺寸一般控制在大于两侧外边柱网间总尺寸的1/3比较合理，否则核心筒面积过小对于结构刚度不利。核心筒合理使用尺寸和结构合理设计之间应当有所平衡，而非简单地偏向某一方面。核心筒两侧的柱网应当对齐，以便传力于核心筒比较直接均匀，而不应相对柱网错开设置。柱网布置时还需注意一些细节：（1）外边柱应尽量贴邻结构外边线，以保证室内空间使用效果相对完整。如外幕墙为全玻形式可以保持柱边到幕墙之间为300～400mm净尺寸，以便于柱子装饰和阴影盒的设置。（2）标准层的四个角部尽量取消柱子，好处在于其一：角部景观好，且离办公出口较远，可以设置较好的独立的供主管使用的办公室；其二：一般设计立面时，为保证良好的立面效果，至末跨时用于尺寸调整，即使设柱，此跨也与中跨尺寸不一，同时柱跨尺寸如发生修改，角部就是余量处，可以微调而非大改。（3）电梯厅不宜对外边柱，站在电梯厅内不宜能看见柱子，此设计特别对整层出租的用户非常重要，电梯出口处可能设计为放大前室或休息等候区，都是公司形象的重点区域。电梯内视线所及之处如有柱子是不舒服的心理感受。

2.2标准层合理层高的选择

2.2.1办公室合理净高的选择

按照办公楼的档次确定办公楼的标准层净高，通常高档办公楼或者5A级写字楼的净高要达到2.7m以上，顶级办公楼2.8m，甚至更高。为满足此类办公楼整层出租的可能，尽量做到走廊净高同办公室室内净高。中档办公楼的净高一般要求控制在2.6～2.7m，走道净高控制在2.4～2.5m，如同样要求整层出租也应当保证走道净高同办公室净高。一般档次的办公楼，一般面对分隔租售的中小客户，基本不会有整层出租的情况。办公室内大部分区域2.5～2.6m,空调管线可以烟办公室室内周边吊顶布置，局部区域可以降低净高，但一般控制在2.4m以上，走廊净高要求达到2.2～2.3m。

2.2.2影响标准层净高的因素

（1）结构梁板尺寸结构梁的高度对净高影响非常大，比较多的做法是设计宽扁梁，极限梁高度为跨度的1/15。次梁设置尽量不选择十字梁，而是将次梁平行于主梁设置，以便核心筒内管线方便高位地接入办公室室内，核心筒边梁在不涉及影响开门、消火栓嵌墙设置的前提下可做上翻设计。（2）空调等机电形式通常顶级写字楼会采用全空气VAV系统，简单地讲，供冷供热全部是用风管完成，送风回管都在吊顶内，占用空间非常大，一般至少要400～500mm的空间高度。在合肥某项目中，采用此系统。新风采用每层标准层的4个角部进入核心筒4个角部的空调机房。这一处理在新风处理上比较好但是管道空间太多以至于后期现场配合带来很大困难。这种情况下适当提高层高100～200mm较为合适。一般档次的办公楼多采用风井盘管加新风的空调系统形式，供热、空调均通过水管及表冷器送至室内风井，形成冷热空气。新风独立处理后送至室内，这一系统在办公区域内风管相对较小，在室内需要的空间一般在主梁以下300mm。有时由于标准层平面较大，会将空调机房拆分多高，形成多组空调系统。这种方式在走廊中存在大量空调水管，通常将主水管设置走廊等便于检修的地方，并且因为水管有间距和放坡要求，因此走廊净高会有影响，吊顶较室内低200～300mm。另一种较为常用的空调方式为VRV系统，可以用于高端或低档次办公楼。优点是各户能独立控制，独立用电计量，特别适用于分隔租售的小空间办公。但其需要室外设空调机位，影响立面。如果层数不多的办公楼会选择将室外机放置屋顶，但是一般而言距离不宜过长，否则热效率损耗很大。VRV系统的一大优点是室内风管几乎没有，其冷媒管可以贴梁底安装，仅需200mm左右高度，也可梁上穿洞安装。室内风井挂在梁格内，常有将室内周边一圈吊顶降低200mm做冷媒管的做法。排烟管，喷淋主管，强弱电桥架等也都是影响标准层层高的主要因素。比如电缆桥架一般至于风管下方，高度200mm左右，不小于150mm。（3）吊顶方式关于吊顶建筑通常预留100mm为净高计算依据。当然如果吊顶内灯具选用如果高度过高会致使100mm的空间不够，建议保持在150mm比较合理。近年来也有高档办公楼开始采用系统吊顶方式，将风水电灯等工种管道末端以同意设备带方式布置，比如利用灯具作为回风等。

3.结语

高层建筑标准层的设计映衬着社会经济发展形势和物质追求。建筑师的任务就是在设计中，更多的考虑城市，考虑城市中大多数人的需要，让建筑在最大程度上变得亲切。我们共同肩负着保护人类生存环境的责任，未来的高层建筑标准层的设计应采用符合生态原则的设计方法。注重空间品质，加强环境意识，创造具有可持续发展意义的工作和生活空间是高层建筑标准层设计的未来发展方向。

作者:李东东 单位:上海高亚建筑设计事务所

参考文献

[1]孙小坚，王志扬.浅论高层住宅楼标准层设计[J].中国建设信息，2004,14.

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【关键词】高层建筑；结构设计；创新

结构设计不仅是现代高层建筑发挥其重要城市功能的重要保障，还是保证高层建筑安全性和牢固性，甚至于传递设计师的设计理念和美学思想的重要设计。高层建筑由于其特殊性，对结构设计的安全性具有特别高的要求，在当前我国高层建筑建设迅速发展时期，对高层建筑结构设计创新进行研究，具有重要的实践指导意义。

一、高层建筑结构设计概述

城市的建设是人类现代文明的重要表现，高层建筑作为城市发展建筑成熟阶段的产物，更是经济发展和城市建设的重要代表。当前，高层建筑的功能和建筑结构不断创新，现代社会的发展也要求高层建筑的结构设计从单一的性能要求为主转向为向节能、环保、经济和安全为主的综合性指标。尤其是现代城市建设对高层建筑提出了新的要求，高层建筑如何在到达基本的性能要求的基础上实现对形式美观、节能环保和使用安全等方面的发展，是当前高层建筑结构设计创新需要解决的重要问题。因此，高层建筑结构设计是现代高层建筑发展的基础，通过设计师与建筑师的合作，促进现代高层建筑的创新发展。

二、高层建筑结构设计难点分析

1、高层建筑结构的抗震设计

抗震性能是对现代高层建筑的重要要求，是结构设计的重点和难点之一。当前我国高层建筑的结构抗震设计的难点主要表现在：高层建筑的结构设计越来越复杂，对地震与建筑结构之间的关系和后果难以预测；高层建筑的设计人员对建筑所在地区地震的特征没有全面的认识和了解，抗震设计方案缺乏灵活性；高层建筑的抗震等级计算不精确，对抗震结构的综合因素考虑不足；我国高层建筑的发展尚处于初级阶段，对高层建筑结构抗震设计的经验不足。

2、高层建筑结构抗风设计

高层建筑由于其高度超出一般性的建筑，风力对其安全和结构稳定性产生的影响也随着高层建筑的高度而增加。当高层建筑周围的出现风力的变化或者空气的流动效应时，会对高层建筑结构产生静力或者动力的作用，特别在遇到较大的风力等天气变化时所产生的动力，对高层建筑的结构产生很大的荷载，危害较大。高层建筑的抗风设计不合格，会导致风力破坏高层建筑的结构或者是导致高层建筑的墙体出现破裂甚至损坏，因此，抗风设计是高层建筑结构设计的重难点之一。

3、高层建筑结构消防安全设计

近年来，高层建筑的消防安全设计日益受到社会的普遍关注，当前高层建筑结构消防设计存在的主要问题包括高层建筑使用的材料种类较多，一些易燃性的材料造成消防安全隐患；高层建筑的空间限制，导致高层建筑在面对火灾等危害时的疏散问题难以解决，疏散时间长；高层建筑顶端的风力较大，一旦起火容易迅速的蔓延；高层建筑的消防设备和排烟系统设计较难，发生火灾时难以进行地面扑救和及时的排烟，造成很大安全隐患。

三、现代高层建筑设计的结构创新研究

1、高层建筑的平面结构形状和结构布置

高层建筑的结构平面形状和布置选择，需要遵循以下几点：建筑结构平面遵循简单、对称和平面的原则，减少由于不规则所带来的扭曲变形问题；选择板式的平面结构时，因为结构的宽度较小、长度较大，短边方向产生的抗侧移刚度不足，长度较大导致建筑在受到风力或者地震等荷载的作用下，容易产生楼板翘曲或者结构扭转问题；选择塔式的平面结构时，建筑的长宽基本一致，可选择的形式有圆形、多边形、三角形和井字形等。塔式结构长宽两个方向的抗侧移刚度大体一致，建筑结构扭转较小，是高层和超高层建筑采用较多的平面形状。

2、高层建筑结构抗风设计创新

高层建筑结构抗风设计可以通过基础设计、减震设计等措施进行。基础设计既是上文所述的地下室埋深的设计，此外还包含有对基础形式的选择，常见的基础形式包含有柱下独立基础、条形基础、钢筋混凝土筏形基础、箱型基础等，需要根据实际情况进行选择。减震系统的设计主要是用来吸收高层建筑所受到的风力荷载，其时要措施是，在高层建筑的顶端非承重结构设计时，采用梁柱、楼板、耗能支撑或者剪力墙等结构，减少风力对建筑物产生的荷载；采用阻尼结构设计实现风力的吸收，较为典型的为台北101高层建筑所采用的阻尼设计，减震效果较好。

3、高层建筑结构抗震设计创新

高层建筑的抗震设计需要做好以下四点：一是优化抗侧力构建设计，抗侧力构件是保证高层建筑受到地震作用时平面对称状态的关键，因此，根据高层建筑所处地区的地震特性，对抗侧力构建设计进行规范，通过科学实验等设计抗侧力构建的位置，以实现较好的承载力分布体系，加强对高层建筑垂直方向的的抗侧力设计，提高构建刚性强度，保证承载体系的稳定性和连续性。二是进行地基的抗震优化，地基沉降是地震时对高层建筑产生巨大破坏的关键原因，做好地基的抗震优化设计，需要增加基础的埋深设计和形式选择设计，注意基础与建筑上部结构的重心一直和关联性，对平面设计进行优化，进行分割设计解决上部建筑物由于结构形状所带来的差异性。三是剪力墙的优化设计，主要通过对剪力墙的刚度进行加强以满足对建筑水平方向位移的有效控制。四是建筑结构受力构件的优化设计，一般通过简单化设计和对称设计，保证其刚性和稳定性，利用扶墙的的优化设计，加强高层建筑结构底部的防震等级，达到一级或者二级防震的要求。

4、高层建筑结构消防设计创新

高层建筑消防是保证业主生命和财产安全的重要措施，是高层建筑结构设计必须考虑的问题。创新高层建筑的消防结构设计，需要通过控制防火结构件的距离、加强消防疏散设计和增加消防分隔结构设计来实现。首先，是控制防火结构间距，建筑由于结构设计和火灾承载能力的不同，需要对防火结构间距进行实际的计算，此外，还要减少可燃材料的使用和优化排烟系统设计，实现防火性能的提高。其次，优化对高层建筑疏散系统的设计。人员疏散一直以来是高层建筑防火设计的难点问题，因为其呈垂直状态的疏散系统导致疏散时间过长，烟雾向上流动的问题也对疏散造成很大的困难。对其进行优化，可以选择设计双向的疏散体系，加强防烟区和避难层或避难室的设计。最后，加强对分隔结构的设计，良好的分隔结构可以有效的抑制火灾的蔓延，为疏散逃生提供必要的时间。分隔结构设计可以通过改善楼板的垂直设计、单位墙的水平设计优化和分隔层的设计来有效的实现。

四、总 结

综上所述，高层建筑结构的设计是一个系统而复杂的工作，需要解决高层建筑所带来的各个方面的问题。这就要求高层建筑结构设计者不仅需要具备扎实的专业理论知识，还要具有丰富的实践经验和严谨认真的工作态度，不断的对高层建筑的结构设计进行创新和优化，充分发挥高层建筑结构设计对高层建筑发展的促进作用，实现现代城市建设的快速、健康发展。

参考文献：

[1]阴杰.高层建筑结构设计若干问题分析[J].山西建筑 2009（22）

[2]赵云辉.浅议高层建筑结构设计问题探讨[J].城市建设理论研究 2011（15）

[3]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程，2011（25）

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关键词：绿色生态型；高层建筑；设计

前言：在现代城市规划设计当中，生态建设是十分重要的内容。面对人口增长与环境恶化的压力，高层建筑设计与建设面临着不小的挑战。绿色生态型高层建筑，既能满足城市居民的住房需求，还能有效改善当前环境形势。现代城市高层建筑设计与建设，从绿色环保的角度着手，有效控制污染和降低能耗，开发新能源，利用新工艺，建设绿色生态型高层建筑，为我们创造一个健康、舒适的居住环境。

1.绿色生态建筑的定义

绿色生态建筑是绿色环保的理念融入到建筑当中，以人、建筑、自然的和谐统一为核心理念。以城市生态建设为背景，将自然生态与建筑有机的结合的结合在一起，以满足现代居民住房需要，充分利用地理条件、气候、阳光、空气以及水等自然资源，创设良好的居住环境。通过绿色能源的有效使用，在建筑施工当中使用可再生、可循环材料，以节能环保为核心目标。在环境形势日益严峻的背景之下，绿色生态建筑建设已经成为必然的发展趋势。

2.绿色生态设计的意义

随着城市人口的快速增长，形成了巨大的住房压力。为了满足城市居民的住房要求，高层建筑发挥着重要的作用，充分利用城市土地资源，有效缓解住房压力。但是高层建筑在设计和建设的过程当中，也存在着一些问题。在复杂的工艺流程当中，建筑资源、能源的大量消耗，废弃物得不到妥善的处理，其中存在大量的污染物会给环境造成破坏。因而，节能减排已经成为当前高层建筑设计建设的必然需要。尤其是在当前严峻的环境形势下，通过绿色生态型高层建筑设计，使现代城市建设低能耗、可循环、可持续的发展，让人们在城市当中生活的更舒适、更健康，对于城市建设和生态环境保护都有着非凡的意义[1]。

3.绿色生态设计的理念

3.1与自然融为一体

在绿色生态型高层建筑设计当中，着重体现的就是节能环保，其目标就是在建筑环境当中感受到自然的气息。通过绿色生态设计，将自然的元素融入到钢筋水泥当中。城市并不是脱离大自然的独立存在，而是大自然的一部分。在冰冷的钢筋水泥环境下，很难体会到自然的气息。为了给人们创造更为舒适、健康的生活环境，与自然元素的融合是十分重要的。在城市高层建筑当中，阳光、空气和水最基本的自然元素，看似很平常，却是高层建筑设计当中的关键性元素。采光、通风以及供水都是建筑规划设计当中的重要内容。在绿色生态型高层建筑当中，需要将这几个关键元素充分的利用起来，科学合理的进行设计，以营造更为舒适的居住环境，给居民以绝佳的体验。有效利用阳光和空气，而不是完全依赖于照明设备以及空调。科技在高层建筑当中发挥着重要作用，但是仍然不能完全取代自然元素。融入自然的居住环境，居民会有更加舒适的感觉，对人们的身体健康同样有着积极的影响。充分利用自然的采光和通风，将建筑与自然融为一体，以实现绿色生态型高层建筑的设计[2]。

3.2舒适的居住体验

绿色生态型高层建筑设计，除了实现节能降耗，更是为了给居民创造舒适的居住体验。从某种意义上来说，高层建筑绿色生态设计也是为了满足人们对于生活居住品质的要求。当前，建筑的功能已经不再局限于“遮风挡雨”。在高层建筑设计当中，舒适的体验无疑会更好的满足居民对于高品质的需求。人性化的设计和智能化设备的应用，将科技与自然巧妙的结合融入到绿色生态设计当中。保持良好的空气质量，适宜的温度和湿度，创造和谐的视觉、声音环境，给居民创造舒适的居住体验，这是绿色生态型高层建筑设计的重要理念。

4.绿色生态设计的要点

4.1空间资源的充分利用

高层建筑的设计与建设，充分利用了有限的土地资源，开发空间资源，提升空间资源的利用率，以为城市居民创造更多的住房空间。对于高层空间设计来说，需要从布局和经济性进行综合予以考虑。高层空间的组合与利用，以达到节能和舒适的双重目的，生态设计则显得尤为重要。对于建筑环境而言，有着功能区域的划分，对于采光、通风的要求也就不同。这就需要进行合理的设计，室内外以及功能区之间的合理衔接，控制和管理采光和通风，以实现生态设计[3]。

4.2自然资源的有效利用

在绿色生态型高层建筑设计当中，阳光、空气和水都是重要的自然资源，合理的设计与利用，能够有效降低能源的消耗。在采光与通风方面，要充分利用自然环境所给予的阳光和空气，不完全依赖于空调等设备。充分利用太阳能，合理利用光热技术，凭借其可再生的优势，代替其他能源，有效降低能耗。通过高层空间的合理设计，能够最大程度的利用自然风，减少使用空调设备。改善水循环系统，提升水的利用率。另外，对建筑废弃物当中可利用的材料予以回收利用，对污染物要有效的处理，以降低能耗。做到以人为本，以满足居民的生活居住需求为目标。选取绿色建筑材料，能够有效降低污染物的排放，减少有害气体排放、辐射以及噪音等对人体的危害，并在绿色生态设计当中予以体现。

4.3自然景观的利用。

对于高层建筑而言，建筑地理位置的选择十分关键。而建筑周围的自然景观，同样可以作为绿色生态设计可利用的的资源。在高层建筑设计与建设过程中，地理环境景观有着十分重要的影响。自然山坡、山路、植物造景以及建筑物的轮廓

装饰都是可以通过建筑周边自然景观来进行造景设计的。利用自然景观作为建筑装饰，极大的改善了高层建筑居住环境，做到与自然的融合，实现高层建筑设计体系生态化，使绿色生态型高层建筑成为现代城市建设独特的景观[4].

结论：面对严峻的环境形势，全社会正在呼吁和倡导节能环保，并在社会生产生活的各个领域得到积极的响应。绿色生态型高层建筑的设计与建设，能够同时满足城市居民住房需求以及生态建设的需要。绿色生态设计，现代高层建筑与自然有效的融合，为居民创造良好的居住体验。通过对空间资源、自然资源以及自然景观的充分利用，将绿色环保的理念融入到高层建筑设计当中，对于现代城市建设有着积极的意义。

参考文献：

[1]胡南.现代城市绿色生态型高层建筑设计要点探析[J].中外建筑，2010，08：154-156.

[2]高佳树.浅谈绿色建筑及设计要点[J].科技风，2014，17：60-61.

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关键词：高层建筑结构；结构体系；结构布置；高层结构发展趋势

引言

随着社会经济的快速发展以及建筑功能的多元化，城市人口的不断增长和建筑用地的日益紧张以及城市规划的需要，这些都像催化剂一样催促着高层建筑能够快速的发展。除此之外，因为轻质高强度材料的开发和新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论得到了不断的完善，新的施工技术以及设备不断涌现，尤其是计算机的普及应用以及结构的分析手段不断得到优化，为高层建筑的快速发展提供了必要的技术条件。下面我们就对高层建筑的最基本原理进行讨论。

1.选择合理的结构类型正确认识高层建筑的受力特点

高层建筑的本质是一种竖向悬臂式结构。竖向的荷载主要令结构出现轴向力，轴向力和建筑物的高度近似的看成线性关系；水平荷载令结构出现弯矩。从受力的特性来看，竖向荷载的方向不变，随着建筑物高度的增加仅仅会造成量的增加；水平荷载则是可以来自任意方向的结构上作用。结构产生各种效应的原因，统一称作结构上的作用。结构上的作用包括直接性作用和间接性作用。直接性作用通常指的是施加在结构上的集中力或者分布力，比如结构的自重、楼面活荷载以及设备自重等，造成的效应较为直观。间接作用通常指的是造成结构外加变形或者约束变形的作用，比如温度的变化、混凝土的收缩或者徐变、地基的变形以及地震等，这种作用造成的效应较为复杂，比如地震会导致建筑物出现裂缝、倾斜下沉甚至是倒塌，但这些破坏效应不仅仅受到地震震级、烈度影响，还与建筑物所在场地的地基条件、建筑物的基础类型以及上部的结构体系有关。考虑到设计人员的现状和习惯上的衔接，目前还没有将这两类作用进行严格的划分，而是将其简称为荷载。作用在结构上的直接性作用或者间接性作用，将导致结构或者结构构件出现内力和变形（例如挠度、转角、侧移、裂缝等），通常称这些内力和变形为作用效应，其中由直接性作用引起的作用效应称为荷载效应。结构或者结构构件的承受内力和变形能力，称作结构的抗力，如构件的承载能力、刚度的大小以及抗裂缝的能力等。结构抗力和结构构件的截面形式、截面尺寸以及材料强度的等级等因素有关。结构抵抗水平荷载造成的弯矩、剪力、拉应力以及压应力应当有较大的强度以外，同时还要求结构要具备足够的刚度，使随着高度的增加所导致的侧向变形限制在结构允许的范围内。所以，高层建筑使用何种结构形式，应当由其结构体系和材料特性来决定。

2.正确选择合理的结构体系

建筑设计和结构设计是整个建筑设计的过程中两个重要的环节，对于整个建筑物的外观效果、结构稳定都有着至关重要的作用。二者相互协调的同时又相互制约，究竟会以何种关系相处，就在于两者能否能够和谐的工作。建筑设计师经常将结构放在从属地位，要求结构必须要服从于建筑，一切都要以建筑作为先导。通过受力因素的分析，下一步就要考虑究竟要选用什么结构体系，通常有以下几种高层建筑的结构体系可以选择：

钢筋混凝土经常使用的结构形式：

框架结构：平面布置灵活，抗侧刚度小，但在建筑物较高的时候就要使用较大的柱，缩小了有效的使用空间，经济性指标并不理想。

剪力墙结构：刚度大、承载力强，但平面的布置不够灵活，限制了建筑空间。剪力墙结构体系：该体系是将建筑的墙体用作承接竖向荷载、对抗水平荷载的结构体系。墙体作为维护构件的同时又是房间的分隔构件。

框架-剪力墙结构：框架一剪力墙结构体系由框架和剪力墙共同组成。包括了框架结构以及剪力墙结构的优点。

筒体结构：抗侧刚度大，能够用于较高的建筑。它有框架核心筒结构以及筒中筒结构两种表现形式。筒中简结构体系以一个或者多个简体为主来抵抗水平力。

混合结构：钢框架或者型钢混凝土框架和钢筋混凝土筒体。框架的结构体系由梁、柱、基础等构成平面框架，它是主要的承重结构，各平面的框架再使用梁联系起来，形成空间结构体系。

3.选择合理的结构平面布置，协调好建筑与结构的关系

在高层建筑的设计中.结构布置通常要考虑以下几点：

3.1选择合适的结构平面布置，满足建筑功能的要求

结构平面的布置：独立结构单元应当形状简单规则，刚度以及承载力分布匀称，不应当采用严重的不规则平面布置，也就是要满足一下条件：

1）平面要简单、规则、对称，减少偏心。

2）平面的长度不应过长，突出的部分不宜过大。

3）建筑的层高、层数、开间和进深等平面关系以及体型除了要满足使用的需求以外。还要尽肯能的减少类型，尽量统一柱网布置和层高，对标准层进行重复的使用。

3.2高层建筑的结构设计中，结构的布局占据着重要的地位。

现代的高层建筑在进行规划的过程中，每个功能区的设计，都需要以现代人的生活理念作为基础，进行相对合理的布局。高层结构设计在承受力方面，特别是垂直方向的受力，需要受到较大的压力。所以，在进行高层建筑的地基设计时，首要的工作就要保证地基受力结构设计的稳定性。因此，在地基的设计过程中，地基的承载力是最大的，随着楼层数的增加，结构的受力逐渐的变小。这样的设计理念，能够很好的平衡建筑结构的受力情况。

3.3在地震区为了减少地震作用对于建筑结构的整体以及局部的不利影响。

例如扭转和应力的集中效应，建筑平面的形状要规正，防止外伸或者内收过大，沿高度的层问刚度以及层间的屈服强度要尽可能均匀的分布，主要抗侧力的竖向构件，其截面的尺寸、砼强度等级以及配筋量的改变不要集中在相同的楼层内。进行抗震设计时，高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设抗震缝。当建筑平面复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时，宜设置抗震缝将其划分为比较简单的几个结构单元。进行抗震设计时，结构的竖直方向的抗侧力构件应当上下连续贯通。高层建筑要设置地下室。各结构单元的平面形状应力力求简单规则，立面体型要尽可能地避免伸出和收进，防止结构的垂直向刚度出现突变等。

4.结语：

随着地上空间的日益狭窄，如何能够最大限度的利用土地资源已经成为每个国家的建筑领域急需解决的问题，高层建筑的发展已经成为一种主流趋势，更是向着进一步的超高层建筑领域迈进。我国的情况更是如此，这一情况的出现既是机遇同样也是一种挑战。繁多的复杂高层建筑的出现将给结构的设计带来新的的挑战。实际上，我国的高层和超高层建筑具有超高超大、功能繁琐、造型奇特等特点，许多建筑都已突破了我国现行的技术标准以及规范的要求，在未来的发展过程中，要着重于防震防风方面的结构考虑，加快材料和施工技术的进步。如今我国的高层建筑正处在发展阶段，正迈入国际先进水平，有很大的机会发展和进步。

参考文献：

[1]安海玉，何彩云，丁永君。复杂高层建筑结构抗震设计分析[j].天津建设科技，2011，（5）。

篇7

新时期的现代城市高层建筑电气设计工作具有数量庞大、系统复杂的特点，电气形式和功能的增多更为现代城市高层建筑电气设计工作带来了越来越高的要求。新时期，现代城市高层建筑电气设计工作要把握关键，从负荷计算、电源选择、配电系统、防雷接地系统、照明系统、消防报警系统、电梯、建筑节能等关键体系和要点出发，建立电气设计工作的实用性、可操作性新模式，打造具有现代气息和城市化特点的电气设计工作新体系，跟好地适应现代城市高层建筑大发展的格局，为建筑电气设计工作开辟新领域提供参考性、基础性的平台和载体。

2现代城市高层建筑电气的负荷计算

进行现代城市高层建筑电气设计工作的前提是对整个电气系统负荷的准确而科学的计算，要想提升现代城市高层建筑电气设计的质量，就必须提高电力负荷计算的质量，以此作为确保现代城市高层建筑电气系统安全而稳定的运行。一般进行高层建筑电气负荷计算使采用负荷密度法确定电力负荷的最大值，利用系数法确定电力负荷的普通值，二者结合就能得出现代城市高层建筑电气负荷的范围，进而为进行现代城市高层建筑电气设计提供数量上和数字上的基础与标准。

3现代城市高层建筑电气的电源选择

在现代城市高层建筑电气设计中要将提高供电稳定性和确保供电可靠性作为基础，因此，在现代城市高层建筑电气设计过程中要设立彼此相互独立的电源，以确保在一个电源出现故障和隐患的时候，能够有效切换到另一电源，确保现代城市高层建筑电气系统能够正常运行，实现对建筑功能和电气系统运行的保证。

4现代城市高层建筑配电系统的设计

现代城市高层建筑配电系统是电气设计关键，通常配电系统设计以高压和低压两个线路的设计作为基础。在高压配电系统设计中要确保供电的稳定和持续，一般需要设计两路10KV电源作为配电系统的基础。在配电形式的设计中，一般选用单母线分段配置形式，以达到对两路电源自动的切换，实现二者之间相互补充、相互补偿、相互备份的功能和作用。在低压配电系统设计中要参考现代城市高层建筑的形式和高压配电系统的特点，一般选择放射式和分布式作为低压配电系统的主要结构，确保低压配电系统整体上的稳定。在楼层配电系统设计中要以功能区划和高层建筑形式作为前提，沿用混合式的设计结构，控制实际施工中走线的难度，降低整个配电系统产生风险的可能。

5现代城市高层建筑的防雷接地系统设计

现代城市高层建筑具有高度高、雷击风险大的特点，因此在现代城市高层建筑电气设计中要重点考虑到防雷接地系统。在现代城市高层建筑一般采用钢筋混凝土结构，这为防雷接地系统设计提供了新的载体，可以将高层建筑的防雷接地系统、电气保护系统、工作接地系统整合于钢筋混凝土结构之中，通过接地变、金属管线的合理设计，提升防雷接地系统的功能与稳定性，做到对现代城市高层建筑电气系统和整个建筑安全的保证。

6现代城市高层建筑照明系统设计

照明系统设计应该在确保功能的前提下，提升艺术意境和品位，使其达到完美地统一和综合。在现代城市高层建筑设计中必须强化居住和工作的舒适性，由于电气照明线路是要经常与人们接触的，因此，电气照明设备的不带电和外露的部分应进行接地和绝缘，重要场合的照明应配有两个电源，而照明线路应尽可能的专用，防止其他负荷对其电压产生影响，从而保证照明的质量和电光源的寿命。

7现代城市高层建筑消防报警系统设计

现阶段消防报警系统主要包括消防中心、火灾探测器、气体自动喷射、分区消防报警控制器和自动洒水灭火器五个部分，其工作流程为：火灾探测器在探测到火灾信号后，会将其转化为电信号，分区报警器和消防中心在接收到电信号后，再将其转化为声光报警信号，消防中心主要负责统一的指挥和监控工作。

8现代城市高层建筑电梯设计

根据电梯不同的使用功能，一般将其分为自动扶梯、高级客梯、普通客梯、货梯、消防梯、服务梯和观光梯几大类，根据电流的差异将其分为直流梯和交流梯两类，根据速度的区别，将其分为高速梯、快速梯和低速梯三类，设计人员进行设计工作时应先确定电梯的功能和数量，而对于电梯的配置和造型，则是应由总建筑师和总体交通设计人员共同探讨来决定。

9现代城市高层建筑电气节能设计

在现代城市高层建筑电气设计过程中不能盲目地追求最新技术、最多功能、最大功率的应用，应选择稳妥、节能并且可靠的技术、系统和结构，设计方案应经济合理并且电气系统应操作简单，不断的简化系统，做到对电气节能目标的保证，从而真正的现代城市高层建筑可靠和经济合理的和谐统一。

10结语

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[关键词]高层建筑 结构设计 结构体系

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0383-01

前言

随着城市化进程的加快，以及国民经济的高速发展，我国城镇人口不断增加，规模也不断增大，使得现代城市住房建设用地较为紧张，所以建设高层或超高层住宅建筑成为城市发展的必然趋势。这也给超高层建筑是设计也带来了更多的挑战和崭新的课题。如何设计出舒适、安全、经济、美观，同时又要符合使用者精神生活要求的建筑，成为建筑设计者必须直面问题。

一、高层建筑结构设计的原则与体系分析

1、设计原则

（1）高层建筑结构设计的重点在于结构的构造与选型，结构体系的选择要把抗风性能和抗震性能放在第一位，然后再考虑经济效益、平立面布置方案以及构件的连接性。相较于建筑的抗风性能，目前国内外更关注高层建筑的抗震性能，并要求高层建筑的抗震设计要保证整个建筑物的结构有足够的承载力延性和刚度。

（2）钢筋混凝土高层建筑的结构设计的重点在于建筑、施工和设备三者之间的配合度，其原则是要保证经济合理、技术先进、安全适用，建议使用新型的材料、工艺和设备。

2、应用范围

目前，我国的高层建筑常用钢筋混凝土结构，其结构体系包括以下几种：

（1）剪力墙结构体系，就是在高层建筑中布置被称作“剪力墙”的钢筋混凝土墙体，其目的是提高高层建筑结构的抗侧力钢度和抗剪强度。另外墙体也可用于维护和分格房间。剪力墙是沿横向和纵向两个方向正交布置，或者沿多轴线进行斜交布置，这样就可以同时承受水平荷载和竖向荷载。剪力墙结构的优点在于荷载承受能力强，布局较为规整，房间造型整齐美观，在经济上可以节省刚材料的开支。另外，经过长期的考察，我们发现剪力墙结构的抗震性能很好。剪力墙结构的特点是以较多的墙体来承受荷载，这也就决定了这种结构不适于大房间的布置，所以为了能够在像会议室和门厅等这些大面积的公共用房也使用剪力墙结构，设计师会在进行结构设计时在建筑物的部分底层或者部分层用框架代替剪力墙，也叫做框支剪力墙结构。但这种结构不适于地震多发区，因为这种结构的底层柱子的刚度比上层小很多，一旦遭遇地震，上下层柱子会发生剧烈的变形。

（2）框架-剪力墙结构体系，将框架结构和剪力墙结构结合起来，综合了两种结构的优点，既有较强的抗震能力和刚度又有布置灵活的特点，被广泛用于高层建筑中的公寓和办公楼等。

（3）框架结构体系，是高层建筑结构最常见的形式之一。这种结构体系的承重构件是基础、梁、柱以及楼板，其中主要承重结构是由梁、柱和基础组成的平面框架，承重原理是将各个平面框架连接起来，形成一个空间结构体系其优点是平面布置灵活性高，立面设置较为简单，建筑自重较轻。

（4）筒体结构体系，这一结构体系弥补了平面工作状态的剪力墙和框架结构在抗震设计方面的缺陷。具体设计方案是用剪力墙来组成空间薄壁筒体，形成竖向悬臂箱形梁，以增加柱子的密度来增强梁的刚度，还可以用一个或者多个筒体作为主要构件承受水平荷载。筒体结构的型式有以下几种：

第一，筒中筒结构，顾名思义，这种结构是由内、外两个筒体构成，内筒是剪力墙簿壁筒，而外筒就是由密柱组成的框筒。外柱的密度较大，其主要作用是抗震和抗风。

第二，巨型结构体系，这种结构体系是将由若干根大面积的实体柱子或者电梯井组成的巨型柱子和巨梁构成的巨型框架作为一级结构，承受所有方向的荷载，而其他楼面的柱子和梁所构成的二级结构，只是把楼面的荷载传递给一级框架结构。因为二级结构的柱梁截面比较小，所以建筑布置的灵活性很高。

第三，框架筒体结构，其设计原理和框架剪力墙结构很相似，主要是承受水平荷载，具体布置情况是在中央设置剪力墙簿壁筒作为主要承受构件，在周边布上大柱距的普通框架作为辅助承受构件

第四，成束筒结构，也就是将多个剪力墙薄壁筒体设置成束，一般这种结构适合于平面形状复杂的建筑。

二、高层建筑结构设计的注意事项

相较于其他建筑结构，高层建筑结构比较复杂，并且计算工作量也较大，同时结构体系的选择会直接影响到高层建筑工程的各个环节，其中包括平面布置、楼层高度、施工技术以及工程造价等，所以在高层建筑结构设计中，要注意以下几个方面：

1、严格控制侧移指标

高层建筑与其其他建筑的不同最直接的表现是楼层多，这也是决定高层建筑结构的根本因素。因为建筑高度越高，水平荷载对结构的侧向形变的影响会越明显，两者之间的关系可以用公式 ？=qH4/8EI表示，解释为变形程度与建筑高度的4次方成正比例的关系。另外，还有很多因素影响着建筑结构，比如在建筑形式、结构体系以及建筑材料等方面的发展，这也就要求设计师们在进行高层建筑结构设计时，不仅要考虑结构的强度，还要注重结构的抗推刚度，以保证水平荷载所产生的侧移在一定范围内，不然会发生一些严峻情况，如会对住户的心理造成恐慌；造成建筑的主体结构构件损坏；侧移产生的较大的附加内力会造成建筑物倒塌； 造成墙体损坏，影响电路运行等。

2、减轻建筑自重

由于高层建筑有着更多的楼层，所以其建筑自重也较大。同样的桩基承载力或者地基承载力能够承受的建筑自重一样时，当两栋建筑物的层数一样，那么建筑自重较小的建筑就可以再添加几层楼层，这对高层建筑来说无疑是一个很好提高经济效益的入手点。当然，这只是针对地基较为结实和土层较硬的情况来说的。另外，减轻建筑自重还可以提高建筑的抗震性能，如当建筑自重很大时，其重心也较高，那么地震所产生的地震剪力大对建筑物的损坏力度就会变大。

3、综合把握概念设计与计算设计

建筑的抗震设计包括概念设计和计算设计两个部分。计算设计的前提是要有一定的假设条件，由于地震的不确定因素较多，即使计算设计的分析手法和原则在不断改善，但假设终究还是不能完全代表现实，所以计算结果和实际情况存在较大的出入是极有可能的事，特别是在建筑结构经历过弹塑性阶段以后，常规的计算原理已经不适用了。因此，除了计算设计，还要把握好概念设计，将两者有效地结合在一起使用，尽可能地模拟出真实的地震影响。

4、注重水平力在设计中的影响

与低层建筑不同，对高层建筑结构起到决定性影响的水平荷载，但这并不是说竖向荷载对于高层建筑就不重要，只是其重要性相较于水平荷载来说较弱一些。原因是建筑的竖向荷载对竖向构件所产生的弯矩和轴力的数值与建筑高度的一次方成正比例关系；水平荷载对建筑结构所产生的倾覆力矩和轴力的数值与建筑高度的二次方成正比例关系。另外，对于高层建筑来说，竖向荷载一般是建筑自重，而水平荷载涉及到地震作用和风作用，其数值变化幅度较大，不易控制。

5、 加强抗震设计

在高层建筑结构设计中，抗震设计一直是一个关注点，抗震设计的水平直接与建筑的安全性能和经济性能挂钩。在进行抗震设计中，有两大因素是应重点考虑的，分别是竖向荷载和风荷载，好的抗震性能的标准是“小震不坏，大震不倒”。

6、紧抓轴向变形问题

框架剪力墙体系和框架体系的特点是框架中柱的轴压应力通常比边柱的轴压应力大很多，同时在轴向压缩变形这一方面上也是如此如果建筑的高度达到一定高度时，框架中柱与边柱在轴向变形上的差距就会达到一个很大的数值，导致连续梁中间支座沉陷，发生剧烈的变形，最终使建筑物发生倒塌。

三、结束语

城市化发展的加速，促使高层建筑结构体系也在不断地更新，除了文中所述的几种结构，在现实生活中还有很多结构，但不管是哪一种结构体系，建筑设计人员都要对结构进行详细的了解之后，再进行运用，以确保高层建筑设计的安全经济。

参考文献：

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关键词：高层建筑；电气设计；问题分析

随着生活水平的不断提升，人们对于物质生活的追求越来越高，特别是对城市建筑的施工要求也更加严格。建筑电气的设计过程影响到施工流程的顺利进展，它是保证施工质量的重要环节。因此，为了更好的确保建筑电气设计质量，在实际建设的过程中，设计人员应该熟练掌握最基础的高层建筑电气设计规范，并且综合分析建筑工程的施工特点，结合实际情况在保证施工质量的前提下，做好建筑电气设计的节能环保。

一、高层建筑的电气设施基本概述

高层建筑电气设计工作及内部的电气设备有着十分密切的联系。其一是高层建筑内部与电气有关的多种设备逐渐增多，种类也趋向丰富多样，其承载的功能日益复杂。在高层建筑的电气设备中主要包含着应急照明设备、电梯供电设备及水泵给排水设备等。其二是在高层建筑内部的电气设备系统拥有的种类繁多，因此随着用户的需求不断增多，使得供电设备所面对的要求也存在着巨大差异，所以各类电气设备还需要安置不同的电源，以此来满足供电设备的多种需求。与此同时，高层建筑内部还需要设置多种且相互连接的专门应急电源，主要是针对电梯的供电需求、消防的使用、大楼内部的紧急用电等。如果在应用的过程中发生了火灾或者是停电事故，应急电源可以提供最基础的保障。

二、高层建筑电气设计的基本要求

（一）与功能相符

高层建筑电气设计的过程需要和实际的应用功能相符。例如在对照明进行设计的时候，需要按照相应的技术标准规范来参与设计，其中涵盖了照明的亮度、显色及色温等具体指标。高层建筑的供暖与制冷系统设计中，应该注意相应的风速和温度符合具体的设计标准，在按照相关规定进行设计的时候，可以为用户提供相对舒适的居住场所。此外，高层建筑中的消防系统设计应该引起足够重视，确保在进行设计的时候充分考虑娱乐场所及公共场所的特点，需要具备专业知识的设计人员参与设计的过程，应该明确在电影院这种特殊场所科学的设计照明系统。

（二）节能经济

高层建筑电气设计的过程中应该考虑节能环保与经济适用。高层建筑电气设计应该积极结合先进技术，充分运用科学手段来保证电气系统体现出科学性与实用性的特点。高层建筑与普通建筑相比，高层建筑的耗电量要比普通建筑高出许多，因此在设计时需要考虑节能减排的特点，尽可能创造出更多的空间。例如，在使用电气设备的过程中，应该将原始的设备变更为节能设备，然后通过具体性能的对比，肀Vさ缙设备在满足节能原理的基础上凸显出实用性。

（三）考虑多种要素

高层建筑电气设计的过程中应该将安全性、稳定性及经济性融为一体，同时还需要慎重考虑三者之间的联系。无论在何种情况下，都需要将安全性摆在首要位置。安全性与稳定性相结合的基础上，充分考虑电气设计的经济性，保证通过细致分析来科学合理的设计建筑电气的规划方案，使电气设备在运用的过程中充分发挥出经济效益与社会效益。

三、高层建筑电气设计的要点问题

（一）避雷系统的设计

高层建筑和普通的建筑相比，高度要占有明显优势，所以在避雷系统的设计中，应该注重雷电多发季节的防范措施。避雷系统的设计需要及时考虑直击雷与感应雷的预防措施，还应该积极的避免高电位入侵。高层建筑顶层板钢筋能够作为避雷网使用，在设计时可以让主钢筋引入到地下，之后可以在基础钢筋上设置接地装置。与此同时，必须要在高层建筑顶层设置专业的避雷设备，建筑物内部的电气设备时常处于运行的状态中，不带电的外露导电体或者是三相保护接地装置需要进行相互连接。

（二）消防系统的设计

消防系统关系到人们的生命财产安全，通过合理科学的设计消防系统能够保证高层建筑的使用安全，当建筑物内部发生火灾时需要尽量减少破坏的范围。就高层建筑电气设计工作来说，需要努力做好消防系统的设计流程。高层建筑内部的人员相对密集，所以对消防工作的可靠性要求较高，经过高低压配的系统灵活控制，实现消防水泵的正确启动，做好及时灭火的工作。

（三）防排烟系统的设计

防排烟系统的设计在高层建筑电气设备中扮演着重要角色，因此其设计的过程应该格外注意。防排烟系统的应用需要跟火灾报警系统联合使用，通过相关的指令，做好安全保护工作。排烟位置的感烟探测器所构造的控制系统应该在接收到相关的命令后及时作用于排烟阀，然后经过一定的顺序使得控制系统开始工作。此外，排烟阀启动的过程中还需要立即启动连接的排烟风机，确保其他风机的作用力及时被阻断。如果遇到了特殊的情况，固定的排烟区需要不同的排烟阀进行共同动作，考虑到这一点可以设计接力控制的开启方法，通过最后的动作排烟阀发出相应的信号；最后排烟风机的入口位置会设计联动停止排烟风机。

（四）工作照明设计

通常来说，高层建筑电气设计覆盖的范围较广，同时电力设备较多，为了避免建筑物内部的动力电气设备在用电的过程中出现电压问题，所以应该将照明用电与动力用电线路进行分别设计，由此组成普通的照明或者是应急的照明系统，所设计功能需要被及时独立，一方面用于日常使用，另一方面则应用于应急过程，保证安全照明灯和其他电气设备处于正常的工作状态下。

（五）供配电系统的设计

高层建筑的供配电系统在进行科学设计的时候，不但要考虑高层建筑的用电稳定，还应该及时进行节能降耗，保证电力系统的稳步高效运行。在进行供配电系统设计的过程中，应该主张简单、可靠，同时也需要避免电力线路过于繁杂造成的电能损耗，实现配电电压的稳定性需求。

结语

高层建筑电气设计应该综合考虑多种因素。节能原则是最基础的原则，在照明系统的选择中起到了重要作用。做好高层建筑的电气设计工作，属于现代建筑施工过程中最为重要的内容，科学的电气设计能够在第一时间发现火灾隐患，并且有充足的时间组织人员疏散，同时也能有效的处理多种突况，以最大的限度减少人员伤亡与财产损失。高层建筑电气设计的过程存在着一定的难度，因此需要相关的工作人员掌握扎实的专业技能，保证完善每一步电气设计的工作细节。

参考文献：

[1].现代高层建筑电气设计相关问题分析[J]. 住宅与房地产，2016，03：65.

[2]马晓伟. 现代高层建筑电气设计要点分析[J]. 建材与装饰，2016，14：137-138.

[3]杨建华. 现代高层建筑电气设计特殊问题研究[J]. 山西煤炭管理干部学院学报，2013，01：123-124.

[4]段红海. 现代高层建筑电气设计内容分析[J]. 门窗，2014，01：196.

[5]王文煦. 现代高层建筑电气设计内容分析[J]. 门窗，2014，02：203.

篇10

关键词：高层建筑健康设计环保节能人性化

高层建筑的蓬勃崛起，不仅给城市增添了生机，给人们的生活、娱乐、购物等带来了诸多方便，同时也促进了商业、经济的快速发展。然而，高层建筑的大量出现在促进社会发展、满足人们生存需要的同时也带来了很多新的问题，如人们生活外部空间变得狭隘、高层建筑的室内通风排污变得困难、人们与自然环境的接触越来越少、高层建筑的高能耗高物耗等，均深刻的影响着人们的生存与健康。同时消费者对住宅这种特殊商品的消费观念也逐渐发生了变化，在选购时对住宅的外部环境、内部设计的要求也日益提高，不仅要生活便利，更要居住健康。洛阳东方今典4号，5号，6号高层住宅的设计在外部空间与周围环境的协调、内部空间设计的人性化、材料的选用、对自然因素的利用等均体现了对居住者身体健康的关注，体现了住宅健康设计的理念。

一、工程概况

该项目位于洛阳市洛南新区，紧邻洛浦公园，场地基本平整，地块条件较好。该项目一期工程包括4号，5号，6号楼及其裙房、地下室，总用地面积11．67hm2，总建筑面积200474m2，地上总面积184774m2，地下总面积15700m2。4号楼为一梯四户塔式住宅24层，5号，6号楼为通廊式高层住宅22层。

二、总体设计

1、场地概述

该地块周边交通四通八达，多条城市主干道环绕四周，市政设施配套完善，水、电、气、暖等基础设施均已通达地块，尤其是紧靠洛浦公园，地段极佳，区位优势极其显著。4号，5号，6号楼位于一期工程最北段，北面朝向牡丹桥头，正对东方今典规划商务区，南侧为正在建设中的花园洋房多层住宅区，东侧紧靠洛宜公路。

2、总体布局

进行总体布局规划时，结合洛阳城市现状、周围自然条件及环境因素，综合考虑道路结构、功能分区、公共设施布局、建筑群体组合、绿化系统等，在紧邻洛宜公路一侧及最左侧设两个地下车库出入口，地下车库设人行、车行分流，便于人、车流的出入和疏散，地下可停放590辆车；地下室设有消防水泵房、消防水池、配电间及空调机房。地上部分设167个车位，建筑四周道路环通，满足车辆通行及消防要求。

3、立面风格及室外景观环境和绿化

该建筑紧邻洛浦公园，立面采用大块玻璃窗处理，居住于其中可享受优美的室外公园环境。同时，在保证布局紧凑、合理，交通通畅、便捷的同时，留出足够的空间用于绿化(绿化率38．42％)，创造和谐、幽美、明朗、亲切、大方及富有个性的居住生活环境。

三、建筑设计

1、建筑单体设计

4号楼24层，为一梯四户塔式住宅，设两部高速电梯满足垂直交通，两部剪刀楼梯满足疏散要求，户型面积110m2～130m2，平面布局紧凑，标准层使用系数70．5％。5号楼，6号楼均为22层，功能为通廊式住宅，其中5号楼布置小户型，每户面积47．11，可为单身白领提供居住休憩的理想空间；6号楼布置较大户型，每户面积95．66m2，可满足居住会客等多种功能。

2、基于健康的室内设计

采用明厅、明卧、明厨、明卫的设计。在非采暖和空调季节，住宅中重视引进自然通风，并争取在夏季减少空调的使用频率(节能)，同时在公共空问如大堂、电梯厅等部位也加强自然通风；窗户的功能从重视“景观”和“采光”转而更加注重“通风”，并且实现大流量的通风，通过增大窗口和改革开启方式可容纳更多的阳光、空气和绿色景观，提供有利于健康的室内环境。这样的设计一方面可以节能降耗，另一方面这种能实现“通风、对流”的住宅更加符合居住者对健康的要求。

注重住宅室内污气及有害气体的处理。采取有效措施排除厨房、卫生间的污气和有害气体，解决常规竖风道串烟、串气、串声等现象。采用绿色、环保和无放射性建材，保证居住者的健康。使其成为真正意义上的健康、节能、低污染和节能的健康住宅。将卫生问功能空问进行细化，浴、便、干、湿分开，利于居住者的共同使用，减少卫生间的清洁工作。建设集中管井改善住宅内部的空间环境。尽量减少物业维修管理对私人领地的干扰。机械通排风系统设计，重点解决烟风道技术问题，健康住宅选用的新型专用的烟风道系统、接口配件和新型抽排风设备，均具备简便、直接、高效、独立等特点。

3、现代科技设备的使用

（1）照明系统。包括一般照明、应急照明、电源插座的设计。一般照明有室内照明和室外照明两个部分。应急照明有事故照明及疏散指示照明，主要设置在重要的机电用房、公共场所、走道及楼梯间等处。气体放电光源以采用电子感流器为主。当采用电感镇流器时，应首选功率因数高的，cos~o=0．9以上的节能型镇流器。

（2）火灾自动报警及联动控制系统。在首层或地下一层设消防控制室，公寓及配套公建部分按控制中心报警系统设计，采用两总线方式。其中公寓每层走道及户内设火灾报警按钮(含对讲电话插孔)；其他各部分根据使用功能设置相应的智能型或早探测器。消火栓处设消防泵起泵按钮，消防用电设备按一级负荷供电，分层设置火灾事故广播，平时根据具体需要确定是否兼作背景音乐。根据不同部位的需要设置备用照明、安全照明和疏散照明。消火栓泵、喷洒泵、防排烟风机等消防设备采用分散与集中相结合的联动控制系统及手动控制系统。

（3）电信、综合布线系统。为方便管理集中设置数字程控自动交换机房，电子计算机房设在公共区域内，根据工程性质综合布线采用干线星型拓扑结构方式。建筑群干线及建筑干线子系统数据传输选用多膜光纤电缆，语音干用非屏蔽(UTP)两类大对数电缆。综合布线系统应能满足所支持的电话、数据、图文、图像等多媒体业务的分级要求，并应选用相应等级的缆线和连接硬件设备。住宅的电话线路具有数据传输功能，可与计算机联网并可接入城市网络。

（4）楼宇自控系统。对通风设备、变配电系统、动力设备和公共照明(外景及地下车库)、给排水系统、热力系统、公共安全防范系统及环境检测系统等运行工况的监视、控制、测量、记录；控制系统采用集散方式。