建筑高級論文匯總十篇

時間:2023-03-29 09:18:17

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建筑高級論文

篇(1)

2在進行高層建筑設計過程中需要的問題

2.1建筑防火的問題

高層建筑的總體布局要遵循暢通安全的相關原則,在進行樓道設計時,能夠保證人員進行暢通流動,在緊急情況下,能夠及時進行人員疏散,同時應在相應的采光設施以及照明系統位置設立顯眼的疏散標志這樣能夠實現緊急情況下,人員快速進行安全撤離,有效避免踩踏事件的發生;對相應的防火分區進行合理設置,同時合理設置相應的消防器械以及疏散通道,這樣在火災發生時候,能夠及時采取相應的滅火措施,同時有效進行人員的疏散。要保證在同一層樓體的任何一個位置,兩個消防栓的水槍能夠同時到達。在進行建筑室內室外消防系統設計時,要充分滿足相應的消防用水的要求以及滅火水壓,同時消防水池的容量也要滿足相應的防火要求。

2.2建筑抗風的問題

要根據建筑物周圍的氣流狀況以及受到外力作用下,建筑物的形體變化,結構不穩定或者產生疲勞性破壞,因而建筑圍護結構成為高層建筑一個重要的安全隱患。風災損壞的主要表現形式為,破壞建筑的結構,甚至導致倒塌現象,因此在進行建筑工程的抗風設計時,能夠對工程安全產生重要的影響作用。

2.3建筑電氣的設計

(1)消防電源與配電的設計。在進行高層建筑消防電源的設計過程中,需要滿足:①相應的供電電源要來自于兩個不同的發電廠,這樣一旦出現問題或者發生突發事件,能夠保證建筑的電源能夠正常運行。②相應的供電電源要求來源于2個不同的區域的變電站。③搞成建筑其中一個電源要來自于相應的區域變電所,而另外的一個電源為自備的發電設備。

(2)建筑應急照明設計。當高層建筑發生火災或者其他故障時,可能會對建筑的正常照明系統產生影響,進而啟動相應的應急照明系統,這被稱為事故照明,進行高層建筑應急照明的安裝設計時要遵循人性化的相關原則,將應急照明設施設置在相應的疏散樓梯、消防控制室、消防電梯前室、消防水泵房、電源室、變配電室或者防排煙機房的墻面位置以及頂棚位置。

(3)電梯設計。在進行高層建筑的電梯在設計時要遵循的原則為,電梯位置設置合理,運行噪音較小,不影響居民的日常生活。同時還要根據居住結構的形式對電梯的最大載荷進行調整。這樣能夠充分保證居民方便進行出行。在遇到緊急情況時,電梯要能夠提供安全便捷的疏散方式。為了能夠充分確保電梯的安全正常運行。同時便于進行人員的施救以及火災的搶救,要設計相應的排水設施。一般會在高層建筑設計過程中,將相應的消防泵房、變配電站以及柴油電機放置在地下室位置,這樣如果地下室出現積水現象,就很難進行有效的滅火措施。因此應該在充分重視地下室排水的建設與設計,在進行電梯設計時通常要設計兩套相應的供電系統,一套用于正常供電,另一套時供電系統則是用于緊急情況時候,進行自備發電,進而充分保證電梯安全運行。

(4)排煙設計。在眾多的高層建筑火災事故中,很多人由于煙氣產生窒息以及中毒現象,在封閉性的樓梯間可以再樓梯入口的位置設置相應的置陽臺或者凹廊。這樣能夠及時進行排煙,能有效減少相應的人員傷亡事故。同時在設計中,可以將消防電梯前室與樓梯前室進行合并使用,同時采用相應的常閉防火門。

(5)防雷擊設計。在進行高層建筑防雷系統的設計過程中,要遵循“綜合治理,整體防御,突出重點,多重保護”的相關設計原則,積極做好相應的防雷設施的設計。在建筑的頂端以及其他容易受到雷擊作用的部位,可以社會自設置相應的避雷針,避雷帶以及避雷網,利用建筑結構中的主鋼筋作相應的防雷引下線,同時在建筑物周圍設置相應的避雷帶;同時還要將建筑物內的金屬設施以及突出屋面的金屬部件進行接地處理,有效防止靜電火花的產生。

篇(2)

在對高層建筑結構常微分方程求解器進行深入研究的過程中,清華大學教授包世華和袁駟有效提高了常微分方程求解器的應用,實現了對常微分方程求解器的深化研究。袁駟教授利用有限元技術,對偏微分方程的半離散化進行控制,有效實現了對常微分方程組的求解,提高了對結構線性函數的應用。通過常微分方程求解器的直接求解,對有限元線進行實際應用,有效對一般力學問題進行計算,在很大程度上提高了一般力學問題的計算效果。而包世華教授對半解析-微分方程求解器方法進行分析深化,有效將半解析-微分方程求解器方法應用到高層建筑結構結構靜力、動力、穩定性的分析驗證中,提高了對高層建筑結構力學分析的效果。

2高層建筑結構彈塑性動力分析方法

高層建筑結構彈塑性動力分析方法在高層建筑結構力學分析中又被稱為時程法。高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要是對地震波直接輸入結構,完成結構的彈塑性性能分析。這種方法要求結構力學分析人員建立專門結構彈塑性恢復性動力方程,通過逐步積分法實現對地震過程中速度、加速度、位移等的時程變化,完成對建筑結構的描述。高層建筑結構彈塑性動力分析方法對建筑結構在強震的作用下彈性及非彈性階段的內力變化進行深入研究,有效對高層建筑構件可能出現的損壞、開裂、屈服、倒塌進行分析,提高建筑結構力學的分析效果。當前在國內的高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要輸入地震波為隨機人工地震波,結構模型的計算多采取層模型。除此之外,高層建筑結構彈塑性動力分析方法還加大了對樓板結構變形的分析,使用并列多質點計算模型進行計算,對高層建筑結構的基礎轉動和評議進行研究,有效提高了對土體、基礎及上部結構耦合振動的模擬效果。

近年來我國還高層建筑結構彈塑性動力分析方法中對扭轉振動進行分析,取得顯著進展。高層建筑結構彈塑性動力分析方法能夠有效對高層建筑結構中存在的薄弱環節進行分析,提高對結構延展性、變形的實際分析效果。高層建筑結構彈塑性動力分析方法預計的破壞形態與實際地震的破壞效果非常接近,有效對地震危害進行防護處理,提高了高層建筑結構的防震效果。但是當前對高層建筑結構彈塑性動力分析方法的整體看法不一。部分人員認為采取大型高速計算機對典型地震波進行分析;但是部分人員認為典型地震波本身不一定能代表真正的地震,因此在進行研究的過程中要對研究算法進行簡化,對近似方法進行研究。隨著高層建筑結構彈塑性動力分析方法的逐漸發展,越來越多國家在進行高層建筑結構力學分析的過程中開始對地震波根據實際情況進行選取,模擬效果大幅提高。

3基于最優化理論的結構分析方法

基于最優化理論的結構分析方法主要是通過數學上的最優化理論及計算機技術實現對高層建筑結構設計的一種新方法。基于最優化理論的結構分析方法有效實現了對結構設計的被動分析道主動設計的轉變,提高了高層建筑結構設計的靈活性,對設計具有非常好的促進效果。基于最優化理論的結構分析方法對空間的要求較為嚴格,設計過程中要保證以最小的質量產生最大的剛度。因此,設計人員要對框架剪力墻結構中的剪力墻進行充分分析,實現墻體的優化布置和數量選取,提高基于最優化理論的結構分力學析效果。基于最優化理論的結構分析方法中要求保證適度的剛度,對剛度要進行嚴格控制。尤其是在分析剪力墻與地震作用的時,要對剪力墻剛度進行優化設計,確保建立正確的最優化剛度模型,提高基于最優化理論的結構分析方法的模型實際應用效果。目前我國的基于最優化理論的結構分析方法發展還不全面,在進行單位建筑面積上剪力墻慣性矩度量指標設計的過程中還存在較多問題。我國的基于最優化理論的結構分析方法仍處於研究和發展階段。高層建筑結構力學分析人員要對基于最優化理論的結構分析方法中的數學模型進行深入研究,對剪力墻最優剛度進行有效分析,從本質上提高數據分析處理效果,拓寬基于最優化理論的結構分析方法的應用前景。

4基于分區廣義變分原理與分區混合有限元的分析方法

篇(3)

2近幾年高層建筑供水系統中存在的不足和問題

(1)給水設備的水量、水壓要求欠明確,而且高低幅度較大,有關規范和設備要求都不盡相同,加之人們總希望安全性高一些,因此,給水系統出現大馬拉小車的情況是較為普遍的,這也就為潛在的隱性電耗浪費提供了條件。我們以一般的水嘴d15為例,面盆洗滌及廚房水嘴,動壓0.1MPa,流量不小于0。15l/s,但浴盆水嘴動壓0.3MPa,流量不小于0.3l/s。壓力差為3倍、流量差為2倍?!蹲≌ㄖ幏丁稧B50368---20058.2.4分戶用水點給水壓力,不小于0.05MPa,入戶管的給水壓力不應大于0.35MPa,只有壓力要求而無水量要求,從壓力要求也基本上差3倍。而一般住宅浴盆面盆水嘴都有,肯定是以浴盆水嘴選用,低位區流量0.3L/s及動壓都大于0.3MPa以上,只能人為操作減壓控制。

(2)比較多的高層建筑給水分區偏大,減壓閥使用過多。給水分區偏大特別是一些略大于40m及其倍數的高層建筑,取大的分區,節省部分基建投資,但以多設減壓閥來滿足壓力要求。顯然一邊加壓一邊減壓降是不符合節能原則。當然,合理分區是以經済合理性和技術可行性判定,有一個比較合理的度,決非分區越多越好,也不是分區越少越好。

(3)建筑物內給水支管一般均采d15,規范上要求水流速度≤1.0m/s,若分區偏大,其分區內的動壓損失較小,也必然造成分區內的低位區動壓增大,會造成使用不便或增加減壓閥。

(4)各分區的加壓泵站,一般都采用恒壓變流量的變頻泵。它具有恒定壓力隨流量變化而自動變頻運行,具有較好的節能效果。但由于住宅用水量變化很大,最大用水(中午與晚間做飯時)與最小用水量(晚上12時后至晨6時)差近乎零。所以,有的設計仍采用工頻泵‘兩用一備’的方式,用于變頻泵是不恰當的,不但不節能反而增大能耗。正確的作法應按《微機控制變頻調速給水設備》JG/T3009要求的成套設備。

(5)室內給水管材選擇,大都采用非金屬塑料管(PE管),對多層建筑而言是比較合適的,但對高層建筑的中高區,壓力在1.0MPa或以上,是否仍選用高強塑料管?值得商榷和研討,這里邊存在價格較髙和安全問題。

(6)室內給水管道水力計算,大都按規范列表中不同管徑的流速選定。但一般設計中用的塑料管,仍用鋼管計算流速,這顯然是不恰當的,n值的不同水頭損失相差較大,管道沿程損失增大很多,造成選泵及動壓計算的虛加,為大馬拉小車提供了依據。

(7)在建筑給水中,對豎向分區與管材選用的經済比較,以前很少在工程中使用,一則當時高層建筑不多、體量不大;二則對‘隱性能耗’不夠重視?,F在高層建筑很多,應該提到日程上了,可參照市政給水的方式,靜態比較:管道投資與20年電費相比,取其小者;動態比較:A=1.4QHS+【(C+i)Ni/(1+i)N-1】C取小者A---管道年成本(元/m.年)。Q---管道流量(m3/d)H---每m管道水頭損失(m/m)S---電費單價(元/KWH)i---投資收益率(%)一般取6%N---計算年限一般取20年C---單位長度管道綜合投資(元/m)

3水嘴、坐便器國家標準的踐行意義

2011年7月日實施的水嘴、坐便器國家標準GB25501、02----2010,并有兩條強制性條文,這樣的國家標準還是第一次。以水嘴為例,流量均勻性F應不大于0.1L/s,用水效率限定值為3級(0.15L/s),動壓(0.10±0.01)MPa。這就明確了設備選用統一要求,為設備的節能提供了基本要求,設計就有了可靠依據。隨著各種設備國家標準的頒布,使用廣泛的常用設備,將會大大減少隱形浪費,節省大量隱形能耗,經済效益十分巨大。在《民用建筑節水設計標準》GB50555---20104.1.3條文說明中,就配水點供水壓力(動壓)不大于0.2MPa,與以前設計的普通水嘴作過實測比較:普通水嘴半開和全開,Q=0.42、0.72L/s,實測動壓P=0.24、0.5MPa,靜壓均為0.37MPa;節水水嘴半開和全開Q=0.29、0.46L/s,實測動壓P=0.17、0.22MPa,靜壓均為0.3MPa。兩相比較,(雖然此節水水嘴與國家標準水嘴還有差距)但與國家標準水嘴額定流量q=0.15L/s都大很多,說明安全性過髙,浪費能耗巨大的實證。

4梳理現狀、分析原因、采取措施,將‘隱性浪費’變成節能效益

前面就高層建的給水分區、規范要求、常規設計、設備選型、存在問題,進行了簡單的梳理和分析,在此基礎上結合新標準的要求,提出以下改進措施和建議,力求在減少隱形浪費上作點努力,為節能增加點效益。

(1)人人都應提髙節能認識。設計單位、建設單位和管理單位,都要把節能意念落實到具體工作中,不能僅滿足于供水不出事故,能自動供上水的表面安全,要從安全運行中分析各種工況能耗,減少隱性浪費,提髙節能效益。

(2)合理分區與動壓要求。前面已經提到,高層豎向分區供水,基本按規范規定靜壓40m左右設計,沒有涉及動壓要求。但在《民用建筑節水設計標準》4.1.3條要求各用水點供水壓力(動壓)不大于0.2MPa。這就是說按規范靜壓40m左右分區,分區內最高(低位區)動壓至少在50--60m以上,扣除管道損失,又比較多的低位區動壓肯定都在0.2MPa以上,都需設減壓閥。分區內減壓閥過多不但耗費能耗,而且設備投資必然增大、建筑空間減小(減壓閥占用空間、設備費較高)。將問題反過來思考,靜壓40m左右的分區范圍是否偏大?這是值得商榷和探討。我認為給水豎向分區從靜壓40m左右減至30---35m是可行的。對具體工程而言,分區增加的投資與五年節省電費比較后確定。

(3)國家盡快頒布各種常用衛生設備標準,統一明確設備的動壓與流量要求,避免標準不一,各行各素,減小能量消耗。

(4)分區內各用戶支管不宜都按d15設計,宜根據分區高位、低位不同,采用不同的管徑。高位區動壓小,管徑可大點;低位區動壓大,管徑可小一點,加大阻力損夫,降低動壓,減少減壓閥數量和節省投資。對具體工程而言,可視分區部位,進行管段和出水點動壓計算后確定管徑。

(5)分區給水的加壓設備,目前大都還是采用地下式恒壓變流量的變頻泵供水(正在研制中的變壓、變流量變頻泵,如能投入使用,那肯定是對給水節能的重大貢獻)。推行一段時間的減少二次污染和利用管網余壓的疊壓給水,由于需主管部門和供水部門審批和管網條件要求,工程上采用漸少。恒壓變流量變頻泵的選用和設計,應符合《微機控制變頻調速給水設備》要求,不能簡單地照搬工頻泵的模式,但采用髙位水箱供水方式供水,無需用變頻泵而采用一般工頻泵。

(6)中高區給水管材選用應有水力計算,不宜都一律使用PE管,供水壓力大于1.0MPa或以上,管壁厚度增加很多,約為0.6MPa壁厚一倍,價格很髙,宜進行管材比選,如采用復合鋼塑管。

(7)采用塑料管不應再按鋼管計算沿程失,當管內徑與流量一定,則不同的n值水頭損失相差很多。如塑料管n=0.009、鋼管n=0.013,理論上講,鋼管水頭損失髙于塑料管50%左右。

篇(4)

2高層建筑主體設計

高層建筑承擔著城市的高級偶像的作用。高層建筑有提供天際線視覺趣味的獨特的城市設計機會,能夠創造壯麗的天際線,而在街道層上卻以人的尺度行事。建筑物的頂部一般服務于天際線,襯在天空上的形狀是高層建筑“聯系于無限”之點,是塔樓的一個特色。沒有天際線的摩天樓大概就像空間里一大堆不引人注目的體快。像高度發達的紐約和彈丸之地的香港都是由高樓大廈堆砌起來的,且看這兩大城市的天際線,錯落有致的城市建筑,間中穿插的塔樓,為城市的天空勾畫了優美的輪廓,線條生動活潑、色彩繽紛多變。城市的天際線只是一維的立面邊線為主的輪廓線,可正如一幅藝術攝影,照片是單向面的,可它反映的是三維的城市空間,以及整個城市風貌的特點。也就是說,三維城市空間的布局,不僅僅是功能性的問題,也有個審美意向在內——對建筑風貌的選擇與城市風貌的構建。城市天際輪廓線,是城市規劃宏觀把握中必不可少的參照,也是一座城市的文化與美學的體現。

3高層建筑的整體尺度

整體尺度是指高層建筑各構成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系以及給人的感覺。一個十分均衡勻稱的建筑體,就是要通過理解和運用有數學關系的比例系統并征對實際被感受到的各種條件要求加以調節,營造出一種自然而然的愉悅、和諧的比例感受的效果。如果一座建筑的各部分比例合理且相協調,同時能夠滿足正常人的心里要求,那么它就很容易被人們接受,也可稱之為成功的建筑。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:

(1)各部分尺度比例的協調

不難看出一個美的高層建筑是裙房、主體和頂部三者相結合的產物。當其三者合理的處理比例尺度的問題,同時這種尺度比例關系應是統一的,這樣建筑物才會給人舒服的感覺。然后在加入適當的裝飾手法,使建筑造型生動化??傊@三部分的比例關系是高層建筑形象設計的重點。

(2)高層建筑中立面細部尺度應有層次性

立面設計的結構構成必須明確劃分為水平因素和垂直因素。一般都要使各要素的比例與整體的關系相配,以達成令人愉悅的觀感效果。因此很自然的,較低矮而橫向舒展的建筑物,其窗戶開間之類,其比例必定使寬闊狀為主導,而高層建筑則以修長的因素更有利于綜合微型和巨型因素,使大中有小,小中有大。這一原則使高層建筑產生強烈的統一性和協調性。

除了需注意以上兩點外,還應考慮細部尺度。在進行高層建筑設計時,應從城市設計的整體角度對其進行分析,高層建筑不是單個存在,而是整體存在。城市設計及城市規劃應將高層建筑群集中設計,以形成城市的主節奏,使城市天際線統一且富于變化。然后根據不同街區的需要設計具有該區特色的高層建筑,最后使高層建筑與外部街道生活及周圍環境相適應,最終達到城市設計的目的。

4高層建筑生態設計與城市空間

隨著近幾年來資源短缺問題的出現,全球提出了可持續性發展,而高層建筑就環保節能方面來說是很浪費的,隨之就出現了生態型建筑的概念,這是在當今建筑設計思想中的一種新思潮。高層建筑生態設計具有一些共同特點,它們都注重把綠化引入建筑樓層,考慮日照、防曬、通風,以及與城市環境的有機結合等因素。此外,屋頂綠化也是近些年來比較流行的做法,可以看出建筑的第五立面顯得尤為重要,最重要的是使城市空間更加豐富。伴隨著建筑物的增加,大塊的綠地面積銳減,相應的環境條件愈加惡化,致使人們對環境的關注和重視達到前所未有的程度。因此,可看到在城市的發展建設過程中,都充分利用各塊綠地,增加綠地面積,即便這樣,還是達不到人們預期的目的,而現代建筑物大多為平屋頂,屋頂多采用鋼筋混凝土預制板結構,現代的建筑方法是在預制板上面做隔熱防水層,從空中鳥瞰,一棟棟樓群好似戴著黑帽子,住在屋頂的居民也備受瀝青之害,過著冬冷夏熱的生活。近兩年許多人開始建造屋頂花園,讓死氣沉沉的屋頂生機盎然。

5高層建筑頂部造型處理

造型獨特的頂部設計對高層建筑的整體形象起著畫龍點睛的作用,并成為林立在建筑群中區別于其他建筑的一個重要標志,即是城市的標志。在十分重視城市空間設計的今天,高層建筑頂部造型在保護傳統街道空間特色和維護城市空間形態方面發揮著重要的作用。但是一段時間以來,存在著一種錯誤的認識,膚淺甚至盲目地把它僅僅當作權利、財富和技術的象征,極力追求所謂的個性,而產生了一批極盡奢華甚至怪異的高層建筑頂部,或者為了眼前的利益而制造了大量平庸的復制品。這個結果導致了整個城市空間的破壞,城市整體性的支解和“千城一面”的局面。

篇(5)

2樁基礎施工技術工藝處理措施研究

2.1開挖方法及控制要點

2.1.1打樁后再開挖在結合該工程實際處所地基地質環境及其當時現有的工藝條件下,包括吸收了國外同類題材項目的施工經驗及建模理論的基礎上,確立了“打樁后再挖土”的打樁作業原則。這是因為本項目如若采用先開挖在打樁的作業方式,不僅要考慮造價因素,同時還要評估施工難易程度。具體原因則是:本工程項目所處地質形態環境下,土質結構相對松散、含水量大,且高度壓縮性非常明顯,滲透性表現不靈敏,屬于軟塑、流塑組織狀態,荷載性能不足。此外就開挖作業量而言,開挖規模較大,很難準確評估坑底標高。同時基坑長期在外投入的人工降水造價費也很高。特別是該地氣象條件下降雨量豐富,但凡基坑被泡則會加劇塌方隱患,所以打樁機很難到坑底地帶完成作業。若非所處作業條件受限,正?;哟驑秳t需要利用路基箱,碎石塊等物資設施加以輔助?;诖?,本項目實行的“打樁后再開挖”打樁作業法則充分切合實際利用了地表硬殼層,從而使得打樁工作開展可采用地面行進方式完成作業,不僅使得作業效率顯著提升而后又控制了造價成本投入,并巧妙控制了基坑開挖的樁柱變形及頂部位移。2.1.2質量控制要點雖然結合本項目實際特點采取了“打樁后再開挖”作業施工法具備顯著優勢,但是短板之處也同樣值得重視,需要予以重點質量控制,即預先打入樁的彎曲變形組織形態下的水平位移需要嚴格控制?;诖耍瑸榭刂谱冃渭觿〔a生控制良效,則需采取針對性控制手段:第一,應能結合施工流程,妥善控制挖土次序,并保持對稱挖土以避免基坑長期在外;第二,當基坑面積較大時,則可以使用分段挖土作業原則完成該時期工序作業,即每挖一段就隨后完工一段,并處理好每挖一段的回填,然后交替循環進行開挖。第三,基坑開挖后存在的土料應隨挖隨運,杜絕在邊坡周圍堆放開挖土,從而達到控制樁基變形及頂部位移的主要目的。

2.2錘擊沉樁施工法

2.2.1沉樁錘選用標準本項目采用的打樁法主要以錘擊沉樁法應用為主。值得指出的是,柴油錘、落錘、或者蒸汽錘的選擇應能結合項目實際進行評估并應予以采用。一般而言,柴油錘特別適用于堅硬土層性質的地基土,這是因為柴油錘連續作業性能良好,錘芯夯擊起跳高,且沉樁成效佳;而蒸汽錘一般比較受用于軟粘土層進行沉樁;至于落錘,嚴格意義上可將其視為作業機具,應用于沉樁規模作業較小的短樁結構。因此,對于沉樁錘的選用確認,應能結合樁基礎的規格型號、基本長度、以及其重量級、直徑等參數進行評估并予以采用。2.2.2質量控制要點沉樁落錘的捶打原則應堅持以“重錘低打”執行原則為主,并要考慮樁基礎本身極限強度允值的承受情況,即處在其捶打承受荷載允值內,盡量采用大樁錘,以避免捶打時樁頭損壞。因此,結合上述沉樁錘落錘的捶打依據,本項目對于400x400mmx30m的鋼筋混凝土方樁和鋼管樁的沉樁施工,可優先選用3.5t級柴油錘;當調配確有困難時,亦可選用4.5t級柴油錘,但應限制錘跳高度,不應超過2m;φ550x100mmx40—45m的預應力鋼筋混凝土管樁和鋼管樁的施工,宜選4.5t級柴油錘。

2.3停打標準處理控制要點

2.3.1樁基礎基本停打標準確認高層項目樁基礎打樁的停打控制標準有關責任施工單位應能高度予以重視。這是因為樁基礎的停打處理標準決定著該高層項目基礎所承載的極限允值,從而決定是沉降量是否規則,以保障項目基礎結構上方的建筑結構安全性能得以保持。此外,如若確保樁基礎的停打控制標準合乎質量控制標準,則直接有效、合理控制施工進度,并確保打樁機具的油耗得到有效控制,且使得其樁錘使用周期壽命得以延長。因此,確認樁基礎的樁錘停打標準,則需要客觀考量該項目的所處地質環境,以及現有的樁基礎規格種類、樁的長度,包括現場各項組織控制要素等進行綜合評估并予以采用?;诖?,結合受力形態存在的力學差異,則需切合項目實際來確認樁基礎停打標準。2.3.2持力層確認貫入度雖然沿海一帶土層所固有的基本性質屬于軟粘土,并且分布相對穩定。但是如何判斷樁基礎的沉樁錘擊受力是否進入到持力層就成為了停樁標準控制關鍵。因此,此時可以憑借貫入度去進行客觀評估。也就是說,待樁端已經深入到持力層,則可結合設計要求繼續打至3—5D。不過,有時會遇到突發狀況,即遇到結實、堅硬的持力層,這是打至3-5D無疑非常困難,(貫入度S<1.0mm)并且如若強行進行錘打則會使得樁基礎損毀的同時又白白毀掉了樁錘。因此,對于該情況的技術交流則需要和設計單位進行反映與溝通,當經得對方同意時則能夠以貫入度參數指標作為樁錘停打的主要考量依據。2.3.3基本效益本項目采用“重錘低打”大樁錘(柴油錘)的作業方式對400x400mmx30m及φ550x100mmx40—45m砼方樁及鋼管樁完成了其沉樁作業。實際施工中,采用4.5t柴油錘的φ550x100mmx40—45m較大型號樁也都達到了基本預定深度,并且經過靜載荷試驗表明,樁身強度基本滿足設計承載力需求,施工組織設計方案更為合理、可行和經濟,遠遠超過縮短工期所獲得的效益。

篇(6)

高層建筑結構在模型上一般可以假想為一個從地基出發并不斷上升的懸臂構件。高層建筑主要承受水平作用效應和豎向作用效應,水平作用效應一般指風荷載,在抗震設防地區還包括水平地震作用。豎向作用效應則一般由結構自重荷載產生,在抗震設防烈度為8、9度時的大跨度和長懸臂結構及9度時的高層建筑,還應考慮豎向地震作用。在這些作用效應下,結構整體及主體構件均需具有足夠的承載能力、剛度和延性,整體的設計注重概念,應符合相關規定中對于建筑形體的規則性要求,包括平面布置的規則性及豎向布置的規則性。結構在抵抗彎曲方面來說,結構體系務必滿足:不能使建筑物產生傾覆;在承受荷載時,它的支撐體系的某些部位不應被壓屈、壓碎或者直接被拉伸破壞;同時彎曲側移不能超出彈性極限的范圍。而結構在抵抗剪力方面來說,結構體系務必滿足:建筑物不至于發生剪切破壞;同時結構的整體剪切側移不能超過彈性極限的范圍。最后對于結構的地基和基礎來說,由于高層建筑一般是高次不靜定結構,所以結構體系在支承點處應避免較大的不均勻變形,從而可以防止出現較大的二次內力。

1.2高層建筑結構的傳力路線

高層建筑的豎向平面結構和水平平面結構都必須有明確的傳力路線。以某個作用在樓面上的重力荷載為例,它要通過樓蓋構件的彎曲傳遞給豎向結構的某個構件,直到建筑物的基礎和地基。傳力路線的模式根據結構的類別和布置而異。高層建筑的底層往往只允許有少量的立柱,以便有足夠的空間可以設置寬敞的入口、前廳或廣場。這時,有較密柱間距的上層結構的重力荷載,就要通過另一種結構體系傳給底層立柱以及底層立柱基礎。當高層建筑的樓層平面有突變時(如樓層有收進,或由矩形平面變成其他形狀的平面時),或結構體系有變化時,它們的傳力路線也會發生改變,這時往往既要有豎向的轉換結構,也要有水平方向的轉換結構。在高層建筑結構傳力路線中還有一個區別于底層建筑結構的特殊問題,那就是高層建筑的每個立柱都承受著上層傳來的重力荷載,要考慮它們各自在施工和使用過程中豎向壓縮量的差異。這既要在設計中加以考慮,也要在施工過程中及時加以調整,以保證各層樓面的水平度,減小因不同柱的壓縮量有過大差異而引起的結構內力。

2概念設計

2.1抗關于側力構件合理布置規定

對于一個單獨的結構單元,在設計上的通常做法是,一般會盡力避免設計出應力集中的縮頸和凹角部位;而且盡量不要在這些部位設置樓、電梯間。整個結構外形也要避免外挑,尺寸內收也不宜過急,避免在結構上形成薄弱部位。最大限度地防止因局部結構或構件破壞,而出現全部結構失去承載力的情況。

2.2關于高寬比的規定

高寬比的規定是對結構整體剛度、整體穩定、抗傾覆能力、承載能力以及經濟合理性的綜合考慮,是長期工程經驗的總結,根據當前的實際工程來看,這一限值是比較經濟合理與實用。但隨著目前高層建筑的快速發展,設計師們發現其實高寬比并不是必須要滿足的。實際工程已有一些超過高寬比限制的例子(如深圳京基100大廈高441.8m,共100層,高寬比為9.5,天津117大廈,高597m,共117層,高寬比為9.7),當然高寬比超過限值時,應對結構進行更加準確的受力分析,并施加可靠的構造措施。

2.3短肢剪力墻的設置問題

在新的規范中,將墻肢截面高度與厚度比為5-8的剪力墻定義為短肢剪力墻,且根據試驗數據和實際經驗,對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制。比如在剪力墻設計等級為四級,短肢剪力墻的配筋率要求是1%以上,而普通剪力墻則為0.2%。高厚比較小的構件的脆性破壞較大,不利于抗震。所以,在具體的高層結構設計里,設計師們應該充分利用其它現有構造形式來代替短肢剪力墻,減少不必要的麻煩。

2.4嵌固端的設置問題

在結構計算模型的選擇上,如何準確地確定嵌固端位置是一個十分關鍵的問題,這直接關系到實際的受力狀態與選擇的計算模型是否符合以及內力等相應計算結果是否無誤。因為現在高層結構通常會設有一層或者是二層的地下室(可以當作人防工程來使用),而嵌固端的選擇,可以結合各層的剛度變化,再根據它的實際布置狀況,可以選擇在一層頂板的位置,也可以是二層頂板的位置,同時在地下室其他樓層等部位也是有很大可能的。但是在這個問題上,結構設計師們往往會忽略了一系列需要注意的問題,例如嵌固端的設置和剛度比的限制等問題,忽視這些問題將會對工程的質量和后期數據的分析造成很大的隱患。

3地基與基礎結構設計

在基礎的具體設計中,應根據地基復雜程度、建筑物規模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度來確定基礎設計等級。首先,地基計算應滿足承載力計算的有關規定;其次,由于高層建筑的基礎設計等級均為甲級或乙級,因此均應按地基變形設計;若地下室存在上浮問題時,還應進行抗浮驗算。下面就高層建筑中不同的基礎類型分別闡述在設計計算中應注意的事項:在對箱基和筏基的梁板進行配筋計算時,務必相應地扣除底板上直接作用的梁板荷載和自重,當出現箱筏的四邊區格和地基反力過大的情況,這時要對梁板進行加強配筋;而在進行箱基結構設計時,要考慮洞口上下的連梁的影響,驗算其截面面積,若洞口的位置或者大小有變動,要復核連梁的抗剪強度和抗彎強度;若是進行整體箱基和筏基的設計,必須考慮樁土的因素,其共同工作會對結構造成一定程度的影響。

4結構計算與分析

4.1結構整體計算的軟件選擇

當前比較常用的計算軟件一般包括:建科院PKPM其中的SAT-WE,MIDAS,ANYSYS,ETABS,SAP等。由于各個軟件使用的計算模型有一定區別,所以在各個軟件計算結果上就會有或大或小的差異。實際工程中,務必考慮結構類型和計算模型的具體特點,在進行整體分析時選擇最恰當的軟件,并使用不同軟件進行對比分析計算,從不同軟件計算的相差較大的結果中,選擇最接近工程實際情況的數據。若不能選擇合適的計算軟件,不但會消耗大量的時間和精力,更重要的是會對結構埋下安全隱患,造成日后的工程問題。所以為了保險起見,通常在布置復雜的高層設計中,宜使用不少于兩種不同的模型來進行內力分析和計算。

4.2剪力墻底部加強部位墻厚的確定

在進行抗震設計時,剪力墻的底部加強部位一般采取增加邊緣構件箍筋和墻體的布筋來防止地震荷載的影響,預防結構出現脆性破壞,從而能夠比較有效的改善結構的抗震性能,在現行的規范中,明確指出剪力墻結構底部加強部位的高度可以參考墻肢的1/8和底部兩層二者中的較大值;而部分框支剪力墻結構底部的取值,可考慮以上兩層的高度及墻肢總高度1/8中的較大值。一般情況下,高層建筑結構底部加強部位的剪力墻截面厚度bw的取法按照以下規定,按照一、二級級抗震標準的情況,bw宜選擇剪力墻無支長度的1/16或層高;按照三、四級抗震標準的情況,bw宜選擇剪力墻無支長度的1/20或層高。但在墻底受力較小且結構層高相對較高的情況下,其厚度還按上述要求取值,就顯得很不經濟。所以,根據具體的工程實踐,厚度可以適當減小,而且必須按照下面的公式計算穩定性。

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設計產生以來,人們無時不刻不在探索新的設計,但在這些過程中,僅有少數人的行為或成果成為“流派”。因為它們首先意識到了的發展方向并作出了順應潮流的探索,這樣,他們的成果才被人們接受,被歷史承認。所以說,設計是的產物。同時代的設計和建筑、繪畫、、甚至于人的生活方式都是環環相扣的,新思想無論從哪個方面開始突破,都是代表未來思潮和發展方向的。設計先驅首先應該是思想先鋒。

密斯曾說過:“當技術實現了它的真正使命,它就升華為?!边@段名言似乎是把技術等同于藝術了。其實,應該說,這里所展示的正是建筑藝術的又一個新的流派,一個建立在高基礎上的藝術流派。

建筑中的高技術主要是從思潮角度意指高技派作為一種普遍意義上的樣式表現出來的可視的技術形象。高技派則是指,60年代末以來,不僅采用高技術手段,而且在形式上極力表現高技術的結構,材料,設備,工藝以及建造的拆卸或擴展可能等美感的建筑設糆傾向。

高技派在60年代末的出現與這次革命帶來的彌漫于整個西方社會的技術樂觀主義有關,同時戰后各種新材料和新結構紛紛應用于建筑中。

部分人認為“高技派”只是一味炫耀技術的偉大,認為技術是至高無上的,人們開始通過人本思想來正視科技,有的前衛設計師甚至開始批判對科技的盲目樂觀態度。于是,所謂的“超高技設計”應運而生,“超高技”是與“高技派”對立的異化物,將技術當作一種符號加以嘲弄和挖苦。倫敦的“獨體集團”的骨干分子隆阿拉特于1980年設計了一套“混凝土音響”將現代高保真電器裝置在從廢棄工地上撿來的混凝土塊上,以頹廢的形式來譏諷對高技術的盲目崇拜?!俺呒肌钡募夹g悲觀思想注定了它是短命的。它的作品與生活距離太遠,但它的意義不在于它的作品,而在于它的精神為盲從科技的人們敲響了警鐘。

(二)

近年來高技派逐漸開始重視地區文化,歷史環境和生態平衡。比如福斯特多年來對生態技術的持續關注,格瑞姆肖的鋼梁,鋼索,桅桿的帆船式結構和獨創的外張式幕墻系統,霍普金斯的帳篷結構探索,皮阿諾早期的單元式膜結構"輕盈"主題以及后來的技術詩性。在他們之外,帕歇,阿索普,"未來體系"等的許多作品都可劃入高技派的范疇。80年代后,高技派的典型手法幾乎成了建筑師設糆語言上的一種選擇。近年來,以節能和減少污染為主的生態觀念成為重要議題,同時由于地區建筑文化對全球化的自覺抵抗以及由后現代主義復興的歷史意識的深入,高技派建筑越來越從對技術形象的表現走向對地區文化,歷史環境和生態平衡的重視。1996年福斯特,羅杰斯,格雷姆肖,皮阿諾都曾參與赫佐格草擬的《建筑和城市筫劃中應用太陽能的歐洲》的評議和修改,表明高技派領頭人對生態思想的集體關注。福斯特的被譽為第一座生態高層的法蘭克福商業銀行、柏林會議大廈改建等作品在采用智能化技術的同時運用了傳統的被動式環境控諩技術。皮阿諾的奇芭歐文化中心更可以說是地區文化、歷史環境、生態技術的完美結合。

技術原則是高技派技術觀的核心并主導其建筑觀、美術觀和歷史觀。除替代技術外,適宜技術是建筑師解釋技術則時最重要的概念。羅杰斯和福斯特都強調自己的技術為適宜技術。狹義上講,它常與低造價,再生能源技術有關。廣義上講,它指采用技術時根據當地的條件和使用的情況具體而論。實際上這一概念是建筑師對高造價的外露結構技術和昂貴的生態技術的性修正。

人所熟知的艾菲爾鐵塔、蓬皮杜文化中心,從外觀上看,便是技術的產物。艾菲爾鐵塔的設計者稱,其形狀便是依賴人體骨胳的結構而來的,而蓬皮杜藝術文化中心外表更是一個的大車間。它們一開始并不為人們所接受,被視為“怪物”、“無任何藝術感”,但是,隨著時間的推移,人們似乎已“被迫”接受了它們,且承認這同樣是藝術化了的。同樣,密斯設計的,于1952年落成的紐約利華大樓,是最早的全玻璃大樓,可以說也是出于同一理念,且幾十年后,人們仍給了它一個建筑的大獎。

是讓新技術被動地去順應建筑藝術,還是按照新技術本身的特性去創造、新的建筑藝術?這正是高技派建筑需要回答的。而問題答案正是后者。技術不可以簡單順應藝術,或者否定藝術,從而引起建筑藝術消亡的恐懼——這其實是杞人憂天罷了。技術反而會開創藝術、完美藝術,讓新建筑盡善盡美,這卻是突飛猛進之際應有的自信。像倫敦的勞埃德大廈、香港的香港—上海匯豐銀行,更鮮明地體現出高技派建筑藝術之際,人們的心態,則已由驚詫到平和,進而為之激賞了。

也就是說,高度發達的科學技術,在建筑上的進一步運用,是可以作為藝術而為人們所接受、所欣賞的。把新技術運用到建筑設計中,已成了不可抗拒的潮流,并且奠定了自己的地位,開創了一個新的、可觀的前景。著名建筑大師柯布西耶早在上世紀初便講過:“建筑結構和裝飾的形式經過幾個世紀的緩慢變化,在鋼筋水泥的50年里人類建筑史作出了巨大貢獻之后,又經歷了一次徹底的變革?!比藗儾浑y看到,正是在上個世紀,金屬構架、玻璃幕墻等,已經成為新建筑的重要材料,這比過去的木結構、磚石結構,也比鋼筋混凝土結構等,大大地前進了一步,從而使建筑的藝術形式,也發生了根本性的演變,人們對新技術、新材料的認識,不斷在加深,正是在這加深的過程中,藝術形式也就相應發生了這樣那樣、或大或小的變化。例如合金鋼的高強度提高10倍或更多,作為高層建筑的柱子,那就不僅僅可支撐100層樓的高度,完全可達到300層乃至500層高。又如玻璃,現在不僅可以隔熱、變色、單面透光等等,甚至可以自行發電、呼吸,具有生態調節功能。近年來風行的膜結構,輕靈、潔白,如運用得當,也更具藝術感。

無疑,建筑的發展是離不開建筑技術的進步的,完全脫離技術的建筑設計,未必行得通。建筑材料的開發利用,力學模型的深化,結構的創新,水、電技術的進化,對建筑的是不可以置之不理的。失去技術支撐的建筑,非但成不了藝術,也無法在地上站起來。應該說,建筑藝術與科學技術之間,是存在著有機聯系的,截然分開,是難以做到的。

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摘要:從中國作為人口大國、城市土地資源緊缺的國情出發,探究垂直景觀在高層建筑中的應用,為目前亟需擴展城市綠地提供一個可操作的方法。通過對垂直景觀成熟經驗的學習與分析,了解如何將垂直景觀設計應用到中國的高層建筑中去。建筑期刊

 

關鍵詞:高層建筑;垂直景觀;營造

 

 

一、研究背景與意義

基于全球城市化進程的日益加劇,人口的膨脹、城市建筑密度的不斷攀升,人們開始意識到環境與建筑能耗的污染以及生態系統的危機。為了遏制這種趨勢,綠色建筑應運而生。綠色建筑的定義是在建筑的全壽周期內,最大限度地節約(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。而實現綠色建筑的重要途徑之一就是———垂直景觀,它在城市生態景觀方面的補償作用不可估量。我國作為人口大國,城市土地資源緊缺,同時還有大量人口不斷涌入城市,導致北、上、廣等大城市越來越擁擠。這些寸土寸金的大城市中心集商業、娛樂、文化于一體,高層建筑林立,公共綠地嚴重短缺。有人提出建設更多的綠地廣場和公園來解決這一棘手的問題。這個初衷是好的,可是實際的國情卻很難實施。據預測,2020年,中國將有300萬農村人口轉移到城市。大量的農村人口正在以驚人的速度涌入城市,城市土地可容納量積聚飽和,我們正面臨著建筑土地和綠化面積如何平衡的極其嚴峻的問題。而另一方面,物質文化水平的提高,使得都市人對于生活品質的追求也在不斷提高。他們渴望親近自然,享受綠色的需求正在與日俱增。據統計,上海在2010年的GDP已達到一萬美元,隨著經濟消費能力的提升,高品質的生活標準、環境與質量標準成為城市居民越來越關注的話題。對公共綠地環境的投入,使得生活與工作環境更加舒適宜人成為人們的一種共識與追求。因此,在橫向綠化的可擴展面積基本為零的情況下,尋求高層建筑縱向上的綠化可利用性定會成為一種趨勢。高層建筑的表皮綠化不僅能短期實現綠植覆蓋率,而且與建筑節能、減少能耗的綠色建筑目標相一致,是一舉多得的方法。同時,垂直景觀對于改善都市的生態效應也具有重要意義,高層建筑的垂直景觀功能定位于生態學,具有吸附與阻滯空氣中的塵埃、減少灰塵顆粒物,清潔凈化空氣、降低噪音輻射,調節室溫、節約建筑能耗,美化環境、令人身心愉悅等不可估量的社會和經濟效益。

二、國內外研究現狀

城市垂直景觀設計早在古代巴比倫時期的經典空中花園已經出現了萌芽,當然早期垂直立體綠化的呈現更多的是自然植物無意識的攀爬,品種較單一,更沒有系統理論的形成。直到20世紀90年代,西方發達國家才開始了對垂直綠化的系統研究,它也逐步成為在景觀設計領域中對未來城市生態景觀發展的前沿課題。一些發達國家的垂直景觀在改善新興城市的生態環境方面,得到政府政策上的支持和推進,給城市居民帶來生態、經濟和健康上的利益,也在一定程度上消除了“城市熱島效應”,推進了生態園林建設的科學性。這其中,馬來西亞建筑師楊經文可以說是真正實現“空中花園”的先驅,他的建筑設計以與有機的、富有生命力的植被化相結合而聞名。他倡導建筑與植物生態系統的有機共生。在他的生態建筑實踐中,始終堅持生物氣候學設計原則,創造了眾多令人驚艷的垂直景觀生態建筑。其著名作品之一是新加坡EDITT?TOWER,1998年獲得了熱帶生態建筑設計大獎。整座建筑遠遠望去猶如一顆屹立于高樓大廈中的參天大樹,大樓的四周都被綠色植物所包裹,植物與建筑的和諧共存既達到了美學的高度,又起到了隔熱的作用。該建筑所設置的綠色空間與居住面積比例達到了1:2。

大樓還設有雨水回收、光伏發電、污水凈化等多套綠色節能系統。楊經文的生態建筑,實現了綠色植物與建筑的和諧共生,也展現了通過精心配置的植物可能形成的豐富多姿的空間形態,將建筑與自然完美地結合。正如楊經文所說:“建筑物常??梢钥醋鞔罅康臒o生命物質的堆積,植被化的目標就是將有機的、富有生命力的物質與無機的、無生命的物質融為一體。”除此以外,在日本、法國等都相繼出現了垂直景觀生態建筑。例如日本福岡的ACROS樓,整個建筑除去1/4的地下空間,地上建筑設計成臺階狀,屋頂部分全部由綠色植被所覆蓋??⒐的辏粲羰[蔥的植被已經與南側公園的綠化融為一體,仿佛在城市中央形成了一座綠島,在收獲優美的視覺景觀的同時,使整棟建筑的溫度更加舒適,創造了良好的生態效應。目前,在北京、上海、深圳、重慶等大城市中,城市垂直綠化的研究和探討已經形成一定的共識,一些城市建筑外立面也出現了綠化表皮的實踐案例,但是這些實踐在某種程度上只能稱為垂直綠化,跟垂直景觀還有一定的距離,可以說我國高層建筑垂直景觀設計尚處于起步階段,還有許多經驗要學習。

三、垂直景觀在高層建筑中的營造手法

需要明確的是垂直景觀與垂直綠化是不同的兩個概念,垂直景觀是以充分利用建筑縱向空間、實現植物(包括喬木)與高層建筑共生的景觀設計,而垂直綠化究其本質是建筑垂直面的攀緣綠化,是攀緣植物翻轉90°的平面綠化。但兩者也存在著一些共同的特點,諸如占地少、都是利用縱向立體進行的綠化設計等。垂直景觀的設計,將植物作為建筑造景的主要手法,通過不同的植物造景組合,形成建筑高層的平面布局與縱向建筑結構設計獨特的空間構建,形成如畫的美麗景觀,并且豐富高層建筑室內空間的功能要求。對于這些營造手法的探析需要更多的實踐操作的可能性,而目前我們更多的是只具備理論整理的經驗論。根據楊經文在高層建筑運用生物氣候學來組織空間的經驗,我們可以學習的設計方法如下:

(一)空間組織

分析其平面布局,楊經文的高層建筑輪廓多設置為不規則形,利用不同凹度的開敞空間進行綠化??v向樓層的懸挑式空間錯落有致,既可以使不同戶型享受到更多的陽光,同時錯位排序的植物也可以得到足夠的光照和生長空間,尤其是喬木植物。大量綠色植物的嵌入種植不僅有效地減少了建筑本身的熱島效應,還能生成氧氣,吸收二氧化碳與一氧化碳,并且豐富了建筑單一的表皮,也不影響陰影區開窗的可能性。再分析其豎向空間,高層建筑的垂直景觀的結構本身是植物搭配建筑的自然美與人工美結合的產物,應當考慮好植物的預留生長空間,重視其彈性空間的設計安排。各類設施的設置力求便捷,滿足時空發展的需求。因此,消防、疏散等設施設計應上升到美學層面去考量??梢猿浞掷贸邔咏ㄖ阑鹨幏端笤O置的建筑避難層,著重利用垂直景觀綠化、營造生機盎然的建筑外立面,以提升整棟建筑的美感。

(二)植物配置

綠色植物作為垂直景觀生態建筑的重要要素,它直觀地展現著一座建筑的生態效應和視覺感受。出色的垂直景觀生態建筑肯定是植物與建筑美學的高度融合,因此,植物的搭配尤為重要。垂直景觀的營造也絕不是簡單地給建筑物附著上一層攀緣綠植,它關注的是植物豐富種類的搭配、色彩季相的變化、姿態柔和的線條,營造出具有豐富的時空變化的生命力的建筑。在設計過程中,懸挑式的種植槽中作為獨立的植物單元,要充分配置好植物群落,豐富品種,形成自然分層的綠色景觀,例如可以在不同凹度的錯層開敞空間中,采取地被植物鋪底、喬木來遮陰、具有觀賞價值的灌木草花鑲嵌點綴的方式。同時,選用下垂式植物、藤蔓植物進行垂吊式美化,彌補建筑外壁的一些生硬的結構線條,營造出與建筑相映成趣、叢植錯落、四季皆有景的自然植物群落景觀。

(三)節能循環

正如楊經文認為許多后現代主義建筑,在建筑立面處理中過多地增添了許多無意義的造型,造成了許多建筑材料的浪費。這些不理性的設計怪像,忽視了能源的合理使用和能耗的約束。面對日益嚴峻的世界能源消耗問題,建筑師毫無疑問要加強節能意識,特別是高層建筑的節能問題。站在生物氣候學的高度去探索建筑節能的可能性與方法論,最終提升人的精神享受以及減少建筑能耗。高層建筑的垂直景觀應當統籌優化生態層面的規劃設計,在設計伊始,就該重視整體人工生態系統的循環回收,使綠色環境的原料與廢料盡可能多地循環利用,消化分解本身產生的能耗,降低損耗。設計要面臨的挑戰在于最大程度地去利用資源和能源,減少浮塵,吸附噪音,調節室溫,以最小的投入,獲得最大的收益,從而體現出垂直景觀生態建筑的節能、節水、節材等環保低碳理念。

(四)人性關懷

根據英國和日本的研究調查發現,工作或生活于高層建筑中的人群,有四成以上渴望與自然親近接觸,比如打開窗戶能看到綠色或走到戶外去活動,而垂直景觀正是把這種愿望付諸實踐的較好途徑。垂直景觀除了美化外部建筑環境,同時也為室內空間引入了自然美景。不僅在高層建筑的室內休憩空間真正實現了景為人用,更在陽臺空間中構造了一個個夢幻的空中綠植花園。在陽臺空間茂密的樹蔭下,層次分明的植物景觀,讓人感受到以植物景觀律動為框、藍天為畫的奇妙體驗。高層建筑的垂直景觀設計目標不是為了模擬自然,更多的是可以彌合生態學和建筑設計之間生硬的裂縫,形成持久穩固的聯系,營造合宜的自然,創建合理的人工生態系統。因此,垂直景觀在高層建筑設計中,必須關注人的舒適度,從微觀層面上滿足人體工學的要求,關注人的健康,在強調采光、通風、保溫等基礎條件上,還必須重視人的使用安全問題。

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2高層建筑設計的一般原則

2.1關于高層建筑結構計算簡圖的選取原則在高層建筑的結構設計和受力分析過程當中,要進行相關的計算,而計算簡圖是進行結構設計計算的基礎,所以計算簡圖的選取恰當與否關系著高層建筑的結構設計是否合理,也關系著高層建筑的使用是否安全可靠。在進行高層建筑結構計算簡圖的選取時,要特別的仔細認真,這樣才能保證結構設計計算結果的可靠,保證高層建筑的安全建設和使用。同時,計算簡圖要有一定的構造措施和構造方法來保證安全,尤其是建筑節點在圖紙上和實際中略有差別,必須保證計算簡圖的誤差在允許的設計誤差范圍內。此外,設計工程師要仔細的分析軟件計算的結果,避免因為不同計算軟件的計算結果而造成比較大的計算偏差和失誤。

2.2關于基礎設計和建筑結構設計的方案選取原則高層建筑的基礎比較深,基礎設計要考慮多種因素。高層建筑的基礎設計必須參考詳細的地質勘探報告,然后結合地區的地質條件進行基礎的合理設計。同時,采用哪種高層建筑的結構類型也影響著基礎的設計工作,不同的建筑類型的荷載不同,高層建筑的基礎設計必須與結構類型和荷載分布相一致。綜合考慮各種因素來確定基礎的設計工作的目的是使地基的穩定性能和承載能力發揮到最大。建筑結構的設計方案一般要滿足兩方面的要求,一是受力特性和建筑的力學性質的合理性,對于整個高層建筑的結構體系的受力和荷載要明確,力的分析與計算必須簡單。二是要滿足經濟成本合理性的基本要求,建筑結構的設計方案直接決定了后續的施工方案的選取工作和施工設計,這個過程必須考慮整體建筑施工成本合理的要求。另外,高層建筑的結構設計方案也必須考慮當地的地質條件、地理地形條件、工程施工的要求、施工方案和建筑設備安裝等具體的因素,在各種因素相互協調的情況下,確定結構設計的最優方案。

2.3關于計算結果正確性分析的原則隨著計算機技術的不斷進步,計算機應用軟件不斷地加入到高層建筑結構設計的分析計算當中,但是與建筑結構設計有關的軟件的品種數量眾多,不同的軟件品種的計算方法、流程和編程實現方法不一定相同,導致了有關結構設計的計算結果存在著許多差異。設計工程師要正確認識和分析這些計算結果的差異,充分了解所采用的計算軟件的計算范圍和計算條件,要在仔細審核的基礎上進行仔細的判斷,排除人工數據輸入的錯誤,才能夠得出所需要的正確結果。

3高層建筑結構設計相關問題分析

3.1高層建筑的基礎設計相關問題高層建筑的地基設計既是高層建筑結構設計的前提性工作,也是建筑設計師非常重視的一個問題。地基設計的重要性不言而喻,地基設計的質量直接影響著基礎的類型選擇和工程的造價?;A的設計工作包含了基礎的類型設計和對地基的處理工作。地基類型的選擇要考慮到上部結構的荷載、地基的承受荷載的能力以及工程的整體造價等因素,其中比較重要的是上部建筑荷載的準確計算和結構選型。另外在地基的設計和相關計算中一定要遵守國家規范和地方性規范,因為就全國來說,各地的地質條件差別很大,國家規范沒有辦法作出統一全面的規定,所以在地基的設計工作中要注意遵守地方性的設計規范的問題。

3.2高層建筑結構設計中的剪力墻設置問題高層建筑中的剪力墻的數量要求和位置的設置問題也是高層建筑結構設計的重要因素之一。第一,在現行的建筑規范中,具體描述了短肢剪力墻的定義問題,短肢剪力墻是指截面的高度和厚度的比在5-8的墻體,在具體的建筑應用中,短肢剪力墻的使用受到諸多限制,結構設計中應盡量少使用這種墻體結構,避免后續的設計上的諸多問題。第二,剪力墻的位置設置除了在建筑的兩端以外,在建筑的縱向中軸線還應該增加剪力墻結構,并調整剪力墻中心的位置,合理設置厚度以及截面,使建筑的結果位移保持在合理的范圍之內。

3.3高層建筑中的結構規則性問題關于高層建筑的結構設計的新舊質量規范在諸多問題的內容描述上都存在著一定的變化和改動,這主要體現在兩個方面,第一,新的建筑規范中針對舊的建筑規范的高層建筑結構設計的規則性問題,增加了許多的限制條件,比如建筑結構設計中的平面規則性問題和結構嵌固端的剛度比問題。第二,新的建筑規范中采用強制性的條文規定了嚴重不規則的結構設計方案是不能采用的。所以,結構設計師要注意到新舊規范的的內容改動,嚴格遵守規定的限制條件,合理的規劃自己的結構設計,避免為后續的施工設計和施工圖的設計工作帶來不必要的麻煩。

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2高層建筑土建施工技術存在的問題

2.1施工結構設計不合理在進行高層建筑施工時,由于施工現場環境比較復雜,施工場地有限,并且高層建筑正朝著信息化、智能化的方向發展,受多種因素的影響,施工單位在進行施工設計時,并不能完全合理的設計工程結構,從而對工程的施工質量造成一定的影響。和普通的建筑相比較,高層建筑的內部結構更為復雜,受力情況更加多變,因此,在進行高層建筑工程施工時,必須對建筑內部受力情況進行詳細的分析,從而為建筑整體結構的穩定性提供保障。

2.2施工組織不合理在進行高層建筑工程施工時,施工單位首先要對施工原材料的質量進行嚴格的檢查,確保工程施工質量符合設計要求,但在實際施工中,受各種因素的影響,部分施工單位在施工過程中,并沒有安排專門的檢查人員對施工材料的質量進行檢查,導致高層建筑的施工質量存在一定的隱患。部分施工單位缺乏專業的施工技術人員,而現有的施工人員綜合素質參差不齊,施工經驗不豐富,施工技術不能滿足施工需求,從而對高層建筑施工造成一定的影響。

3高層建筑土建工程施工關鍵技術分析

3.1工程概況某高層建筑共28層,其中地上26層,地下2層,建筑總高度為172m,建筑的總面積為98214m2,該工程地下2層的主要組成元素是鋼筋混凝土,地上部分采用兩側為勁性鋼筋混凝土簡體,中間為結構型鋼結構的形式,在地上5-9層、20-22層、26層處采用鋼桁架聯合,建筑外墻采用金屬玻璃和抗震墻材料。施工現場的土層地質條件從上到下依次為填土層2m、粉質粘土0.6m、淤泥質粉質粘土12m、細砂3.1m。

3.2地基施工技術在進行高層建筑施工時,首先要做好地基施工,只有這樣才能支撐地上部分施工,由此可見,地基的施工質量對整個高層建筑的施工質量有直接的影響。目前,施工單位在進行高層建筑地基施工時,經常會使用地基樁基礎施工技術進行地基處理,地基樁基礎能適用于不同的地質結構中,在復雜的高層建筑地基處理中有十分廣泛的應用。由于高層建筑的基坑深度比較大,施工難度也比較大,因此,在進行基坑施工時,為保證基坑施工安全,施工單位要根據實際情況,選用合理的深基坑支護技術。常用的深基坑支護技術有地下連續墻支護技術、土釘墻支護技術等,在本工程中,施工單位通過對周圍環境、地質條件等因素進行分析,決定采用地下連續墻結構進行基坑支護。

3.3鋼結構工程施工關鍵技術鋼結構具有強度高、自重輕、施工技術難度低、抗壓性能好等特點,在高層建筑施工中有十分廣泛的應用。在進行鋼結構工程施工時,施工人員要嚴格的按照設計要求,對施工使用的鋼筋進行認真的檢查,確保鋼筋的質量符合相關規定,施工人員在進行鋼結構加工時,要嚴格的按照施工規范進行操作。

3.4混凝土施工技術在進行高層建筑施工時,經常會采用混凝土結構,因此,加強混凝土施工管理有十分重要的意義。施工單位在進行混凝土結構施工時,首先要對混凝土原材料的質量進行嚴格的檢查,嚴禁使用質量不合格的原材料;施工人員在配置混凝土拌合物時,要嚴格的按照事先確定的配合比進行操作,并控制好攪拌時間和攪拌溫度,混凝土拌合物攪拌結束后,施工人員要對其質量進行認真的檢查,確?;炷涟韬衔锏馁|量符合相關規范;在進行混凝土澆筑時,施工人員要嚴格的按照相關規范進行操作,并在澆筑過程中,做好混凝土振搗工作,嚴禁出現過振、漏振等現象,確保混凝土結構的壓實度符合設計要求;混凝土澆筑、振搗結束后,施工人員要對混凝土結構施工質量進行嚴格的檢查,檢查合格后,要及時進行混凝土養護,混凝土結構的養護時間要根據當地的天氣情況確定,一般情況下,不能少于7d。

3.5綠色環保施工技術很多高層建筑施工處于城市繁華地區,因此,在施工過程中要注意綠色環保技術的應用,在實際施工過程中,施工單位要做好高空防護工作,避免在進行高空作業時,發生高空墜物的現象。由于施工過程會產生很大的噪音,因此,施工單位要在施工周圍設置隔音墻,并盡可能選擇能吸收施工噪音的材料,從而減少噪音污染。

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