导读： 摘要 近些年，高层建筑得到了迅速发展，高层建筑的建设高度也在不断增加，因此高层建筑结构设计便成为了建筑设计工作中的重点与难点。本文探讨了高层建筑结构设计的要点，以供参考。关键词 高层建筑；结构设计；结构分析中图分类号 TU973 文献标
摘要 近些年，高层建筑得到了迅速发展，高层建筑的建设高度也在不断增加，因此高层建筑结构设计便成为了建筑设计工作中的重点与难点。本文探讨了高层建筑结构设计的要点，以供参考。
关键词 高层建筑；结构设计；结构分析
中图分类号 TU973 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0094-01
当前高层建筑结构设计工程师面临的一个首要问题就是怎样才能设计出安全、舒适、经济、美观，并能满足人们精神及物质生活要求的高层建筑。因此，对高层建筑结构设计要点的熟练掌握，是高层建筑结构设计人员的必备基本素质。笔者将多年从事高层建筑结构设计的经验做了一个总结，提出了高层建筑结构设计中一些需要注意的问题，并对高层建筑结构设计的体系作了分析，以供参考。
1 高层建筑结构设计的特点分析
11 水平荷载是高层建筑结构设计当中的决定因素
高层建筑所承受的楼面荷载及其自身重量于竖向构件当中的弯矩及轴力数值与高层建筑的实际高度成正比；高层建筑结构中倾覆力矩的产生与水平荷载相关，结构的轴力也由竖向构件所引起，倾覆力矩及轴力都与高层建筑本身的实际高度成正比；对于具有特定高度的建筑来说，竖向荷载在一般情况下是一个定值；而高层建筑结构中的水平荷载数值由结构动力的特性决定，随动力特性变化而变化，尤其是水平荷载当中的风荷载。
12 轴向变形在高层建筑结构设计当中是不可忽视的因素
如高层建筑所承受的竖向荷载值较大，可引起柱中出现轴向变形的现象，且幅度较大，从而影响连续梁的弯矩，对连续梁中部的支座处负弯矩值产生了减小作用，而对端支座的负弯矩值及跨中正的弯矩值则是产生了增大作用。较大的竖向荷载值还会影响预制构件下料的长度；在这样的情况下，就需要以轴向变形作为依据的计算值，调整下料长度。此外，竖向荷载值对构件侧移及剪力产生的影响也不可忽视，因其与构件竖向的变形相比较考虑，会产生与不安全结果不相符合的现象。
13 侧移是高层建筑结构设计中的控制指标
高层建筑与低矮的楼房不一样，高层建筑结构设计工作中，关键的影响因素为结构侧移；随建筑本身实际高度的增大，水平荷载之下的建筑结构侧移的变形会迅速增大。可以发现，在水平荷载的作用下，需要对结构侧移进行控制，使其保持在一定的限度之内。
14 结构延性为高层建筑结构设计的重要指标
高层建筑的结构要比低矮楼房的结构更柔，在地震的作用下，出现的变形幅度会更大，减少了倒塌的现象。在高层建筑的构造方面可采取相应的措施，使之进入到塑性变形的阶段后，仍具有足够延性，保持较强变形能力。
2 高层建筑结构设计体系分析
21 剪力墙-框架体系的设计
在高层建筑结构中的框架体系刚度及强度均不能达到要求时，常常需要在高层建筑的平面内适当的位置，建立剪力墙以代替结构中的部分框架，将剪力墙-框架结构体系应用于结构设计当中[3]。当建筑物承受来自水平方向的压力时，剪力墙及框架可以通过刚度足够强的连梁及楼板共同组成相互协同结构工作体系。在剪力墙-框架设计体系中，承受来自垂直方面荷载的主体为框架体系，水平剪力的承受主体为剪力墙；在剪力墙-框架体系中，位移曲线为弯剪型。结构侧向的刚度由于剪力墙的作用而增大，建筑在水平方向上的位移得以减小；框架所承受的水平方向上的剪力出现明显下降的趋势，竖向的内力分布变得均匀。
22 剪力墙结构体系的设计
剪力墙结构体系是指由平面的剪力墙结构组成的建筑主体受力结构。在剪力墙结构体系当中，全部的水平力及垂直荷载由单片的剪力墙所承受。剪力墙结构体系是一种刚性的结构，位移曲线是一种弯曲型结构。剪力墙结构体系的刚度及强度均相对较高，具有一定延性，在传力时具有直接及均匀的优点，整体性好，且抗倒塌的能力较强，不失为一种优良的建筑结构体系，其可建的高度一般大于剪力墙-框架体系。
23 筒体结构体系
筒体结构体系指的是以筒体作为抗侧力的构件建筑结构体系，筒体结构体系主要包括筒体-框架、单筒体、多束筒及筒中筒等其他多种形式。可将筒体分为空腹筒及实腹筒两个大类。筒体为空间受力的结构构件与三维竖向的结构单体，由曲面墙或平面墙围成；也可由窗裙梁、密排柱及开孔钢筋外墙等构成。筒体结构体系的强度及刚度均相对较高，在大空间、大跨度等特殊类型的高层建筑中被广泛应用
3 高层建筑结构设计的基本假定分析
由剪力墙及简体框架组成了高层建筑主体结构，组成的方式为平楼板水平连接。因此，在三维空间中精确及完善的分析高层建筑结构设是存在难度的，特别是不同的实用分析 *** ，要引入不同程度的简化计算模型。以下四种假定是高层建筑结构设计中比较常见的计算模型。
31 小变形基本假定
在一般情况下，小变形基本假定在高层建筑结构设计分析中被应用得最多。很多从几何方面入手的研究人员对P—△效应进行了详细研究，并得出以下注意事项：在建筑高度与顶点的水平位移的比值大于02%的情况下，需高度重视建筑结构受到P—△效应影响的程度。
32 刚性楼板基本假定
在分析高层建筑结构设计时，存在的问题主要是过于注重平面内刚度，而忽视了平面外刚度。采用刚性楼板基本假定的分析法不仅能将结构的位移自由度减少，计算的 *** 简化，而且能为筒体结构空间薄壁的杆件理论创造良好的计算及使用条件。在一般的情况下，在剪力墙结构体系及框架结构体系当中运用刚性楼板基本假定是可行的。但是，就竖向刚度结构出现突变的情况而言，受到楼板变形的影响较大，如有些楼板的层数不多、刚度不大及抗侧力构件的间距过大等情况，尤其是结构底部及每层顶部内力的影响更为显著。对于以上问题，要采取一些适当的调整措施进行解决。
33 弹性基本假定
目前，在高层建筑结构设计的分析 *** 当中，弹性基本假定
计算 *** 被运用的范围较广。尤其在垂直荷载的计算当中，因高层建筑结构长时间处于弹性的工作阶段，实际工作情况与弹性基本假设的情况相吻合。但如果遭到较严重的自然灾害，如较大强风及地震等，建筑结构会因较大的位移幅度而产生裂缝，从而进入到弹塑性的工作阶段。在这样的情况下，为了能使高层建筑结构状态得到真实的反应，只能在结构设计中运用弹塑性分析 *** 。
34 计算图形基本假定
高层建筑结构设计中三维空间的分析 *** 主要为计算图形基本假定。二维协同分析没有将侧力构件中公共的节点在外位移纳入到分析的范围当中；侧力构件外的刚度及扭转刚度并没有受到高度重视。分析精通杆的三维空间中每一节点时，自由度只有六个，不足以完成分析，使用计算图形基本假定分析法，可以弥补这一缺陷。
4 结束语
高层建筑的快速发展增加了对其力学及结构分析模型等方面的诸多要求。因此，寻找新的结构设计形式与正确的力学分析模型，是当前高层建筑结构设计工作人员的主要奋斗目标；只有找到新型建筑结构设计形式与正确的力学分析模型，才能使高层建筑获得更好的发展。
参考文献
[1]都凤强高层建筑结构设计的实践探讨[J]科技创新导报,2009,21(8):942-943
[2]张卓浅谈高层建筑结构设计要点[J]现代经济信息,2009,5(18):427-428
[3]容柏生国内高层建筑结构设计的若干新进展[J]建筑结构,2009,2(8):617-618
设计高层办公室的时候，肯定会结合一些企业来突出文化素养，例如很多办公室在装修的时候也会通过色彩设计采用公司作为主题。在家具摆放的过程中也会有公司的标志，在高层办公室当然也会注意重点标识。特别是对于管理的人员，办公室肯定要考虑保密的因素，因为每一个管理者对待办公室的要求也是特别高的。
必要条件特别是封闭的效果，应该是高层办公室非常重要的一个条件，最重要的还是要单人单间，可以做到独立。毕竟办公室在装修的时候效果创造肯定要有一个安静舒适的环境，比较宽敞的办公室可以彰显档次，这种因素也会根据每一个人的视觉来调整。装修办公室的时候肯定面积要适当的大一些，也可以扩展视觉的空间，整体思维不会产生焦虑。
空间设计可以方便员工们的共识，办公室在空间做设计的时候，一般都是会分为会议室，接待室，还有秘书的办公室，都会靠近有关领导的地方。这些装修设计基本上会成为套间，外面是属于接待，这样就更有利于工作，也很有特色。像这种办公室给人的感觉也是不一样的，会让眼前一亮，领导的办公室其实是反映整个公司的形象，在装修的时候肯定要比较独特，整体看上去要清新，高雅，脱俗。
注意事项高层在装修的时候也是不可以占用空间的，施工的时候一定要在室内里完成，不要给其他的人带来困扰。特别是在工作的期间不要将门窗打开，以免给其他的区域带来环境的污染。同时在高层装修时不可以改造整体的结构，这样降低房间的寿命，也会给业主们带来隐患，会给后期工作带来很大的麻烦。
浅析超高层及高层建筑的造型设计
高层建筑往往以其宏伟的尺度和巨大的体量，给观者以强烈的视觉感受，本文来简析超高层及高层建筑的造型设计。
超高层及高层建筑在一个城市中往往相对本身更具有一定的代表性和象征意义，其不仅反映了一个城市物质经济发展水平的程度，还能表现出该地区的精神和审美标准取向。高层建筑的造型设计在整个设计过程不再仅仅是配合功能，而是与建筑功能一样重要。意大利建筑师奈尔维(plnervi，1891—1979)指/出：“一个技术上完善的作品，有可能在艺术上效果甚差。但是，无论是古代还是现代，却没有一个从美学观点上公认的杰作而在技术上却不是一件优秀作品的。看来，良好的技术对于良好的建筑说来，虽不是充分的，但却是一个必要的条件。”也就是说，一个优秀的建筑作品必然同时在其技术性和美观性上都能达到很高的要求。在设计中技术与艺术的有机结合，可以从它的审美效果上体现出来。优秀的作品必须具备技术和艺术两方面的高品质，即建筑的造型、功能、结构三者之间的完美结合同时需要兼顾与环境的统一及人的心理。本文试分析从平面功能层面、结构稳定层面、环境心理层面对超高层及高层建筑体型设计的影响。
一、 平面功能对超高层及高层建筑体型设计的影响
超高层及高层建筑和一般建筑物比较的话，平时的垂直荷载、地震影响与平时以及暴风时的水平荷载就相对变得非常大起来，为了使高层上下方向的质量、刚度、强度的分布均匀，就要尽可能的避免各层平面形状激烈变化，力求均一化。
有文献资料指出，合理的选择楼层建筑平面形状，能显著降低风对高层、超高层建筑的作用。对于采用边数较多的正多边形、圆形、椭圆形建筑平面的高层、超高层建筑，同采用矩形建筑平面的高层、超高层建筑相比，风载体型系数大约可减少20%以上。
因此，超高层及高层建筑平面布置的理想状态就是选用合理的平面形状、功能相对简单，上下层空间尽可能统一，结构体系贯通。
但是近年来，由于社会的不断发展进步，业主对建设目的的主观需求不断提高。单纯的满足基本功能的使用已经不能达到建设要求。平面布置时，空间日趋丰富，功能日趋复杂。很多高层建筑底部需考虑设置大型中庭共享空间或大空间(影院、剧场等)，由于上部与下部在功能性质上有所区分，在中间层改变支撑结构的位置甚至体系的转换(商住楼)。在满足功能使用的前提下，同时需兼顾建筑在城市中获得良好的“易识别性”和“独特性”。总体来说，在现今我们对超高层及高层建筑平面布置过程中，我们需要处理好功能的使用性，结构的稳定性、空间的丰富性、形态的美观及独特性之间的关系。使其能够成为和谐统一的整体，尽可能减少或避免体型完全是使用幕墙体系塑造，摆脱主体与体型脱节的尴尬局面。
二、 环境心理对超高层及高层建筑体型设计的影响
1、使用者的舒适
对于高层办公建筑，创造舒适、健康的空间环境是永恒的话题。依此观点，意味着需要在建造中对自然环境施加最小的影响，使建成的环境与生物圈的生态系统融为一体。目前，把绿化引进室内已成为一种时尚，树木、花草能调节空间中光和影，提供幽静的场所，使人精力充沛。随着中庭与高层建筑的结合，打破了高层建筑内部空间的封闭与单调，近年来又出现了在高层塔楼的中间开敞空间进行绿化，沿高层的外表面布置不同深度的过渡空间，用于遮荫、绿化。较大的空间可有效降低空间封闭对使用者的压迫感，更重要的是形成了良好的内部小环境，配合空调系统使室内空气对流更加自然。
2、 周边环境的协调
高层建筑往往以其宏伟的尺度和巨大的体量，给观者以强烈的视觉感受，同时也决定和影响着所在城市区域的艺术风格和美学价值。从城市整体影响的角度来看，表现在高层建筑对城市天际轮廓线的影响;在区域范围内来讲，高层也起到地标的作用，并与周边建筑相协调，避免过分的夸大和突兀以及锐角边正对其它建筑等，降低建筑本身对周边影响。
3、 型体处理
建筑型体组合与造型是高层建筑设计中的重要环节。建筑型体组合与造型是建筑空间组合的外在表现，它是内在诸因素的反映。二者是互为依存不可分割的。往往完美和谐的建筑艺术形象，总是内部空间合乎逻辑的反映，在设计中表现为对建筑尺度的处理。高层建筑一般由三个部分组成的'，即裙房、主体和顶部，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，在近人尺度处理中，应特别注意建筑底层及人口的柱子、墙面的尺度划分，檐口、门、窗及装饰的处理，使人的心理有一个逐渐变化的过程。
三、 应用工程实例
1、 香港中国银行大厦
建成于1988年，共70层，楼高315米，加顶上两杆的高度共有3674米由著名华裔建筑师贝幸铭设计。建筑底层平面为52mx52m的正方形，上部造型为由正方形对角线划分出来的4个三角形所形成的参差收分体量，节节高升，如同节节上升的竹子，象征力量、生机、茁壮和锐意进取的精神使得各个立面在严谨的几何规范内变化多端。
从环境心理上，因为大厦尖削的外形像个三棱的刀，会切去阴阳之间微妙的平衡，殃及尖角对应的邻居，这引起了许多反对之声。这也是很多超高层和高层在建筑体型设计上共同面对的问题。
2、 例如瑞士再保险总部大厦
为了能够以更合理的方式使用能源，使其热量损失、结构自重及地面绕流达到最小，从而实现自给自足的节能式建筑，此建筑采用了一种更加合理的流线型建筑外形。从实际功能考虑，这个方案具有三方面的优势:其外形不会引起迎风面的空气回流，不加重向下的气流，因此它能保护周围的环境，这一点对于保持伦敦城的古街道及小巷式的格调非常重要;建筑周围的空气流动较为平稳，减少了其表面的热损失;分压系数减小的结果便是建筑表面所需承受的压力变小，这就使得在建筑外部设置抗风级别较高的灯成为可能。
3、som事务所涉及的沙特 *** 国家商业银行大楼是一栋刀层高，平面呈三角形的高层建筑。为了适应炎热的气候环境，建筑外墙呈封闭状态。外墙上没有传统的密密麻麻的窗口，而取而代之以三个巨大的顶口。洞口内的楼地面形成园林绿地式的内部空间。把办公室从里面边沿退缩到形成空中绿洲的洞口中，并围绕中心风塔布置，使湿热空气向上抽拔。光线可以进人中央天井，洞口相当于巨大的遮阳，可以避免阳光直晒及沙摸地区的热风直接吹袭，还可以借此散热。各层办公室面向天井开窗，不在外墙上直接开口，以取得良好的气候缓冲作用，并以厚实的隔热墙体将空气调节得负荷降低。可以说此建筑完美的将建筑造型设计和绿色手段完美的结合在一起。
综上所述，一个优秀的超高层及高层建筑的体型设计，不单单是从审美的角度去考虑，而是需要功能、空间、使用、体型的四个要素的统一，并且应充分处理好预期周边环境的关系。
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