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淺談城市建設中的高層建筑設計:如何做好城市建設中的高層建筑設計要點

摘要：本文通過對城市建設中的高層建筑設計方面的問題進行分析，并提出一些措施，期望能更好的促進城市建設的發展。

關鍵詞：城市高層；建筑設計；要點

引言

隨著現在經濟社會的高速發展，城市化進程的加快，高層建筑占領了城市中大多數的面積，已成為每個城市不可或缺的元素之一，使得人們可以充分利用空間，城市在發展過程中，要注重城市空間的和諧統一，同時還能夠擁有更多的土地用來搞綠化，充分利用土地，使得城市變得更加賞心悅目。一個優秀的高層建筑設計不僅要考慮城市空間的和諧性，還要充分考慮使用者的需求，使高層建筑成為城市中最亮麗的景觀，我們只有保持城市與高層建筑的協調發展，才能加快城市化的步伐，保證城市健康發展。不過現在越來越多的高層建筑的出現給人們帶來了許多的問題。一些高層建筑不走群眾路線，鶴立雞群，使人們產生了懼感與距離感。交通問題也是讓人頭疼的一個問題，這使得高層建筑的建造如何才能符合城市發展已經成為了現在城市設計建造過程中一個十分嚴峻的問題。

一、高層建筑設計的基本原則

（一）高層建筑的結構設計原則

高層建筑結構的設計是一個融合多學科、多領域的復雜科學問題。針對高層建筑功能性、美觀性、經濟性、綜合性等具體實現目標，設計人員應制定不同的機構設計方案。但是，結構設計作為高層建筑設計的核心內容，其設計過程遵循根本設計原則大致相同：（1）充分考慮高層建筑所承載的垂向負荷和橫向負荷，以及其可能遇到風力和地震應力等各項不可抗力；（2）嚴格控制高層建筑高寬比例，以保證其結構穩定性及美觀性。（3）高層建筑的平面或立面的質量和剛度應盡量保持對稱和勻稱，使整體結構中不存在薄弱環節。（4）提前考慮風力、地震、溫度變化或基礎沉降對建筑結構帶來的影響，并制訂相應的平衡措施。

（二）綜合性和整體性設計原則

在當代高層建筑設計中，整體性設計原則是將建筑物從細小部分進行整理規劃，通過明確發展規律和構成，在部分和整體中形成相互結合、依賴以及制約的關系，從而正確展示建筑工程設訐運動規律以及系統特征。高層建筑設計綜合性原則，從建筑設計要素、功能、結構組成、發展歷史以及相互關系等方面進行綜合整體考察，在建筑設計綜合考慮的過程中，進行基礎性綜合分析；將每個層次的分析結果具體的反映到整體以及綜合考慮過程中；通過嚴格對照比較結果，從新進行建筑工程設計分析修改、整合完善，從根本上保障建筑設計整體和部分的高度統一。

（三）細部尺度原則

細部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質感是更為細膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設計時應透徹地了解人們對建筑材質的標準要求及喜好程度。一般情況下我們對事物的評價都是通過眼觀以及手摸的方式去對事物進行進一步的了解然后從主、客觀角度對該項事物做出綜合性評價。所以投計人員應遵循細部尺度原則，采用人們能夠接受的喜愛的建筑材質塑造建筑工程作品，給人們帶細部尺度主要是指建筑材料的質感指高層建筑更細分的尺度大小。

二、城市建設中高層建筑設計要點

（一）高層建筑設計中的抗震問題

從地理位置上講，我國處于地震頻發區，并且我國泥石流、滑坡、地面塌陷等自然災害發生率較高。因此，在高層建筑設計中，如何提高高層建筑的抗震性，成為建筑設計中最核心的問題。在抗震設計中存在的常見問題如下：（1）抗震構造柱布置不當。如外墻轉角處，大廳四角未設構造柱或構造柱不成對設置；以構造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設抗震構造柱；過多設置抗震構造柱等；（2）結構的平面布置。外形不規則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質心偏心大，同一結構單元內，結構平面形狀和剛度不均勻、不對稱，平面長度過長等。

（二）空調通風方面

在高層建筑暖通空調通風設計中一般存在兩種問題致使空調裝機容量偏大。一是由于設計時考慮各種各樣的安全系數，從而使單位空調面積的制冷機裝機容量大比手冊中冷負荷概算偏大，遠大于實際運行中單位空調面積峰值冷量。二是目前在空調系統設計過程中，部分設計人員采用負荷指標估算方法，使得制冷機裝機容量普遍偏大，也明顯造成初投資的大量浪費，甚至影響部分負荷下的冷機效率。水泵揚程選擇不當也是暖通空調中比較常見的一個問題。水系統揚程選擇因設計差異而存在較大差異。如某工程冷卻塔放置在80m高的屋頂，冷卻水為閉式循環系統，而設計者在選擇水泵揚程時誤將高程加進了水泵的揚程中，致使所選水泵揚程高達95m。有的設計在選擇冷凍水泵時，忽視了冬、夏季流量的之間的差異，如某工程夏季空調所需7℃/12℃冷水的循環流量是400m3/h，而冬季所需50℃/60℃熱水循環量為200m3/h，可見夏季空調冷凍水循環量要比冬季采暖熱水循環量大得多，所以冬夏季冷水泵熱水泵應分別設置，合用一臺是不合適的。

（三）高層建筑設計中的排煙問題

排煙問題也是高層建筑設計中的的一個重大問題，排煙不暢往往會伴隨著高層火災事故，而且由于煙氣窒息或是中毒而造成人員傷亡事故也是時有發生。其主要原因是，很多高層建筑在設計中為了提高使用面積，將居住用電梯與消防電梯合二為一。一些不具備自然排風條件的樓梯間也沒有采取在入口處設計陽臺或凹廊促進排煙的安全措施，同時，很多高層建筑中的防火門經常性的處于關閉狀態。這些都是造成排煙不暢的主要原因。

（四）高層建筑設計中的外部尺度

高層建筑是一座城市有機組成部分，因其體量巨大，高度很大，是城市的重要景點，對城市產生重大的影響。高層建筑對城市各構成要素也產生重大的影響，高層建筑的位置、高度的確定，也應充分地考慮該城市尺度、傳統文化，不當的尺度會對城市產生不良的影響，改變了城市傳統的歷史文化，也改變了原來城市各構成要素之間有機協調的比例關系，如：上海市，黃浦江可謂是城市一條重要水系，原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成，又過于靠近黃浦江，其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設，使黃浦江的尺度感變小了，失去了原有的雄壯，而改變了老上海的歷史與文化，從這一角度講，東方明珠塔的建成又是一件憾事。

（五）短肢剪力墻設置

在新規范中，對短肢剪力墻定義為墻肢截面高厚比為的墻根據實際經驗對短肢剪力墻在高層建筑中的運用有很多的限制因素。所以在高層建筑設計過程中就要最大限度地避免短肢剪力墻的使用，減少由于短肢剪力墻應用帶來的一系列問題。一旦應用到短肢剪力墻就要根據高層建筑的應用限制進行相應處理避免短肢剪力墻應用不當帶來的麻煩。

結束語

本文通過對高層建筑設計中出現的建筑設計高度、嵌固端放置、抗震、防火、防點擊等一系列常見問題進行分析研究，提出了相應的解決措施。高層建筑，作為我國建筑行業發展的主流設計類型，必將在以后的城市建設中占據越來越大的比例，這也就對高層建筑結構設計提出了更高的要求。在高層建筑的設計過程中，結構設計者必須嚴格遵守高層建筑的設計原則，綜合多方面的條件因素，全面提高高層建筑的實用性、功能性、經濟性以及美觀等方面的標準。這對于建筑結構設計工作者本身的結構設計能力有著提高作用，同時也對于房屋建筑結構設計和施工的順利完成以及我國建筑行業的健康發展都有著促進作用。

淺談城市建設中的高層建筑設計:如何做好城市建設中的高層建筑設計要點

摘 要：隨著國內人口的逐漸增多，城市化的進程在不斷加快。在城市建筑建設中，必須要遵守稀土如金的原則，用更高層的建筑來做到節約土地資源，為人們提供充足的工作生活居住空間。建筑行業應該根據市場需求來調整發展方向，對高層建筑的需求需要設計師們不斷開發研究出科學合理的設計方案。在滿足人們對高層建筑實用性要求的同時，增強建筑在藝術上感官上的美感追求。同時利用高科技，新世紀，新工藝和新材料來建設使用周期長，對環境破壞小又與城市自然景觀相匹配的現代高層建筑。

關鍵詞：城市建設；高層建筑；設計

一、高層建筑基礎設計中常見的問題

1、主梁有次梁處附加筋問題

基礎結構設計當中，在梁下部的作用力點附以鋼筋，做到集中荷載由另加的橫向鋼筋結構來承重。梁截面高度范圍不同，加不加筋對于主梁來說選擇也不同，當主次截面相差很大時，主梁就不用加鋼筋了，因為荷載較小，沒有必要。反而如果相差不大，次梁荷載相對來說較重，就需要添加附加鋼筋來分擔次梁的承重，實現安全性。針對箱、筏基礎底板跳板的陽角問題，如果說底板的鋼筋是雙排并且兩個方向同時有的話，陽角不能夠決不允許添加輻射筋。

2、彈回再壓縮設計

開挖基坑時，會有一部分基地反彈受到約束，那就是摩擦角范圍內的坑邊的基地。然而坑中心地基沒有周圍其他東西的影響，基土是可以實現反彈的，針對回彈部分，人工可以進行清除工作。不過并不是所有的坑基中心都需要人工清理，針對小基礎的坑底，坑底約束力較大，回彈可忽略不計。

3、梁、板的計算跨度

梁板結構的意思是，用剛性支座梁，放在梁的中心線位置，這時候梁板就相當于截面板。如果梁是扁的的話，高度和厚度基本等同，長度和彎矩選擇梁中心位置即可，同時加上兩者的較大值配筋。

二、現代高層建筑設計應遵循的原則

1、高層建筑的結構設計原則

高層建筑結構的設計是一個融合多學科、多領域的復雜科學問題。針對高層建筑功能性、美觀性、經濟性、綜合性等具體實現目標，設計人員應制定不同的機構設計方案。但是，結構設計作為高層建筑設計的核心內容，其設計過程遵循根本設計原則大致相同：

充分考慮高層建筑所承載的垂向負荷和橫向負荷，以及其可能遇到風力和地震應力等各項不可抗力；嚴格控制高層建筑高寬比例，以保證其結構穩定性及美觀性；高層建筑的平面或立面的質量和剛度應盡量保持對稱和勻稱，使整體結構中不存在薄弱環節；提前考慮風力、地震、溫度變化或基礎沉降對建筑結構帶來的影響，并制訂相應的平衡措施。

2、高層建筑的綜合設施設計原則

每一個高層建筑所出的地理環境及其周圍建筑的影響都是各不相同的，這也就需要設計人員在進行結構設計時需結合實際條件綜合考慮：建筑平面布局:整體建筑結構平面布局應嚴格遵守建筑間距(防火間距、采光間距)標準，并在周邊配套設施中配置有足夠空間的停車場等設施；在滿足高層建筑對于所需功能的要求外，應該保證建筑各層的平面布局具有一致性，以滿足高層建筑的電氣線路規劃、取暖裝備、而告終設計管線和防火疏散措施可以批量進行設計；科學規劃高層建筑的電梯、樓梯的數量和位置，以保證正常的生活工作秩序以及危險發生時的逃生效率；高層建筑所需的各項建筑材料類型、配置等對于風力、溫度變化以及震動具有一定的抵抗能力；在滿足高層建筑的使用性之后，高層建筑在設計過成中還應考慮周圍建筑的設計風格以及自身的美觀效果。

三、高層建筑設計的基本方法

1、剪力墻的設計

據有關部門的相關規定，在設計中需要充分考慮到各種具體的條件，必去剪力墻的受力特點和區別等等，合理的剪力墻及擁有分布均勻特點的墻體，其建筑的鋼心和質心是在同一個地方的。目前來說，很多高層建筑剪力墻數量多分布廣，為了確保工程的經濟適用和安全性能，需要嚴格控制剪力墻的鋼筋配置。

2、地基的基礎設計

工程造價的決定性條件是地基的基礎設計。所以地基的基礎設計必須保證萬無一失，步步驚心。高層建筑的基礎結構設計人員要想確保有這完善的基礎設計，要實施因地制宜政策，根據當地的條件和相關建筑政策調整設計內容。

3、荷載組合要求

采用點算程序化計算設計出地基承載力及各荷載組合的特點。當風荷載及地震效應導致高層住宅邊角地方豎向作用力大時，如果短期荷載等同于永久荷載，邊角的豎向結構就會偏大，而中間又是在原有的小值之上，地基墻體就會受力不均產生裂縫。組合地震作用及重力荷載時，應增大承載力，同時提高承載力的特征值在組合重力荷載和風荷載時。在設計時，設計人員要最大程度地降低地基變形和差異變形。

4、消防設計情況及其對策

高層建筑的外部尺度的規劃是十分重要的。一般來說，高層建筑消防相關的供水系統主要由消防水池和自動噴水裝置構成。消防水池主要是用于存儲一定量的水源以供火災放生的緊急使用，具體的設置位置和設置數量應該依據實際的情況和相關規定執行。而在實際中，常常會發現水池設置位置不當或水池點設置過多或過少等問題，這些都會造成實際的安全隱患，或者對于水資源的浪費。因此，消防水池的布局與數量，必須依據實際的建筑情況，進行合理規劃。而自動噴水裝置只要是指各樓層設置的滅火器及煙霧探測噴水器。這樣的消防系統應該加大設置力度，力求做到每一層都有足夠的數量。同時，還需要格外注意在地下室，樓梯拐角等容易忽略的死角位置設置足夠的探測噴水器以避免意外的發生。

四、保障高層建筑設計成效的策略

1、環境因素

一個建筑是否與周圍的環境相融合是很重要的，符合我國古代天時地利人才能和的思想。充分考慮當地的氣象水文和地質因素，深入了解影響工程質量的各種環境因素，在做完調查研究工作之后再開展各項設計活動。水文地質是一個在設計中很容易忽視的部分，然而它的地位卻不容撼動，地下水對巖層土層有著直接的重要影響，建筑物的穩定性和耐久性受到地下水文地質的影響比較大。尤其是高層住宅建筑，關乎到很多人的生命安全，更是要充分研究考察選址的地下水文和地質情況。

2、優化建筑位置及朝向設計

建筑選址是很重要的一個環節，需要考慮到城市其他設施的空間布局，把對城市的影響最大化。建筑物的位置選擇和朝向設計是設計師要考慮的首要因素，人們的生存依賴于陽光，在明亮的環境中更有助于培養愉悅舒適的心情，在建筑設計時，依照當地的自然環境，讓建筑物朝向光照時間長的方位，這樣就可以減少用戶在用光方面資源的消耗和浪費。提前設計好日影圖，使建筑物最大程度上接受太陽的照射，以此來確定建筑物的位置和走向。由于我國大部分的地區都在北半球，因此建筑物坐北朝南的情況居多，建筑體南面的開窗要盡可能大，而其他防衛的窗戶面積越小越好。減少熱能的損耗，使得用戶在不實用空調暖氣等設施的情況下，也可享受怡人的溫暖。

3、優化圍護結構墻體設計

現代的高層建筑需要有通風，透光，保溫三個最基本的條件要求。為了實現室內室外環境的完美統一，最大程度上降低對能源的消耗，在圍護結構墻體設計方面，也需要建筑師大下功夫。一般來說可選用的產品主要有玻璃幕墻，高分子吸濕除潮材料等。在科學的基礎之上選擇墻體設計材料，減少了建筑成本，同時延長了高層建筑物的使用年限。

4、運用當代科學技術的新設計

當前，低碳式高層建筑設計主要運用的設計手法有以下幾種，如利用物聯網，數字化技術，仿生學特色來發展建筑行業的低碳式理念。這些新理論新技術的應用，提高了高層建筑設計理念，確保建筑物的質量和效果。

結束語

高層建筑設計直接關系到建筑物的質量，不管是針對造價來說還是建筑物最終的質量安全來講，而選擇結構選型具有復雜性，要綜合考慮各種因素，最終做出合理選擇。不斷創新，逐漸形成一個體系，服務于高層建筑的選型。設計高層住宅時，充分考慮實用，美觀，經濟，安全四大要素，服務于廣大人民群眾。

淺談城市建設中的高層建筑設計:城市建設中的高層建筑設計要點分析

摘要：建筑設計是科學與藝術、邏輯思維與形象思維相結合的多科學的創造性勞動，由于其決策及評價標準的綜合性，必須采取綜合管理的方式才能協調好各方面的關系，更加充分地體現城市意識。建筑除了本身的功用外，也被譽為凝固的藝術。重要的建筑是一個城市的象征，它的好壞對一個城市的形象影響也是很大的，特別是在高層建筑中，合理的建筑設計是高層建筑是否與城市空間融洽的重要依據。本文就城市建設中的高層建筑設計要點進行了探討。

關鍵詞：城市建設；高層建筑；設計要點

引言

世界范圍內，高層建筑的建設已走過了百余年歷史，其從出現之日起就以鮮明顯著的風格特色成為所在區域的焦點，高層建筑的形式與風格不斷地改變著。在我國，高層建筑對比其他發達國家雖然起步比較晚，但是已經取得了較大的成功。可是想要完全將高層建筑設計融入城市建設中還有很長的路要走，這就要求我們去不斷完善、發展高層設計，為未來的高層建筑設計和城市規劃貢獻自己的力量。

一、高層建筑設計原理

高層建筑的設計興建，只單純考慮建筑物自身的建設尺度遠遠不夠，高層建筑是人為設計、為人服務的城市建設項目，因此以人為本的建筑理念應該是高層建筑設計的根本要求。應充分考慮人們對高層建筑的視覺觀感、親近感等要求，把冰冷的混凝土鋼筋水泥建造的高樓大廈真正的變成人們生活的一部分，有親切感和實用感。注重全面建設尺度的考量計劃，如環境尺度、建筑整體尺度以及近人尺度三個主要方面的考量。環境尺度，包括考慮高層建筑所處城市地理位置、城市大小、周圍街道尺度環境、建筑物的輪廓設計要求等，要根據具體的環境比例安排高層的建設;建筑整體尺度，包括高層建筑的各個組成部分，如樓層主體、頂部結構等各部門的比例協調統一等注意相對尺度，而且要注意高層建筑中細節部分的層次要求。近人尺度，其實是人們對高層建筑的一個整體感官把握，注重人為感覺、使用價值和審美要求，設計尺度應參考多數人的尺度系數與之成為相應比例，特別是人們接觸到的細節部分如臺階、門、窗、陽臺、柱子、裝飾等尺度的處理。只有從環境、建筑、人這三個方面充分考慮才能促成三者之間的和諧平衡。

二、城市建設中的高層建筑設計要點

1、高層建筑整體尺度設計

1.1尺度比例的協調性

完美的高層建筑是由主體、頂部和裙房三者結合產生。這三者合理的尺度比例關系是一致的，這樣才會讓人看著很舒服。一個造型完美的高層建筑是裙房、主體和頂部在尺度關系上面充分協調的產物。其各部分細部尺度的劃分要在整體尺度的基礎上做的更細。只有構建等級性尺度，才能使各個部分的造型構成更加豐富。高層建筑主體尺度很大，可以通過將底層的裙房置于沿街部分來減少其對臨街的壓迫感。要想使建筑的造型更加生動，那么再加入適當的裝飾手法就行了。總而言之，這三部分的比例關系在設計高層建筑形象時必須重視。

1.2細部尺度

立面設計中結構必須劃分為水平因素和垂直因素。細部尺度是指高層建筑更細的尺度，它主要是指材料的質感。建筑設計師要將不同材料的質感充分運用在設計過程中，通過質感帶給人們視覺上的優美感。

1.3立面細部尺度層次性

一般各要素的比例要和整體的關系相匹配，從而達到讓人愉悅的直觀感覺。高層建筑主體尺度很大，可以通過將底層的裙房置于沿街部分來減少其對臨街的壓迫感。在一些橫向低矮且舒展的建筑物，它的窗戶開間之類的比例大多是寬闊狀，但是在高層建筑中，則以修長狀的因素為主導，有利于巨型和微型相綜合。使得大中有小，小中有大。使高層建筑形成強烈的統一性和協調性。

在高層建筑設計中，應多考慮城市設計的因素，綜合考慮整體尺度、細部尺度、街道尺度、城市尺度等方面。高層建筑本身是整體存在，而不是單個存在。城市設計及規劃時應集中設計高層建筑群，來形成城市的主旋律，統一城市天際線并富于變化。然后為不同街區設計富有該區特色的高程建筑，最后使高層建筑與外部街道及周圍環境相適應，最終完成與城市設計融合的目標。

2、規劃設計

2.1避免高層建筑過于密集

密集的高層建筑雖然對于城市辦公等條件方便有利，卻造成城市交通和城市空間的擁擠、甚至產生一些始料未及的污染及危害，比如某些高層建筑大面積使用玻璃幕墻造成嚴重的光污染，還有就是各風口形成高壓風帶，這些都會造成很嚴重的后果。因此在規劃設計中要嚴格限制區域內的高層建筑密度，使高層建筑分開分布。

2.2高層建筑與城市街道

在城市中高層建筑主要分布于商業發達的黃金地段，這些地段的街道交通負荷本來就很大，高層建筑只會加大這地段的交通負荷，所以，分布在商業街道兩側的高層建筑要盡量控制其層數和高度，同時在規劃設計時要對這些街道進行擴展，加大其通行能力。總之，進行高層建筑的設計時要把城市的道路、廣場和建筑有機地結合在一起，設置足夠的泊車位與休閑、活動的場地，改善人流、車輛擁擠的狀況，增加城市空間的層次，盡最大努力構建通透的、公共的開放空間。此外，在規劃設計時要盡量擴展這些街道寬度，使其通行能力增強。

2.3對超高層建筑數量加以控制

超高層建筑因其代表性和象征性而存在，實際中這類建筑既不合理又不經濟，從實際效果來看，很多超高層建筑投入使用以后，只是在知名度上對城市有所幫助與提升，提升了城市形象，一定程度促進了城市的旅游業發展等，但卻造成城市交通和城市空間的擁擠、甚至產生一些始料未及的污染及危害，比如某些高層建筑大面積使用玻璃幕墻造成嚴重的光污染，還有就是各風口形成高壓風帶，這些都會造成很嚴重的后果。因此在規劃設計中要嚴格限制區域內的高層建筑密度，使高層建筑分開分布。

3、高層建筑存在的安全問題

3.1消防設計

建筑防火設計有設置防火分區、防火門窗、防火墻、報警設備、消防設備以及耐火耐熱的建材選擇等，建筑設計時要根據每個建筑物不同的用途、結構、火災荷載、內部裝修等情況，建筑物的各種不同的功能條件、空間條件及其它有關條件，從而采取各種消防措施，并有效的組織起來，以此構建最優化的防火設計，讓建筑物得到最安全的防火保護，達到建筑物所有消防安全目標。

排煙不暢問題往往會在高層火災事故中由于煙氣窒息或是中毒而造成人員傷亡事故。其主要原因是，很多高層建筑在設計中為了提高使用面積，將居住用電梯與消防電梯合二為一。一些不具備自然排風條件的樓梯間也沒有采取在入口處設計陽臺或凹廊促進排煙的安全措施，同時，很多高層建筑中的防火門經常性的處于關閉狀態。

3.2安全設計

高層建筑的安全問題涉及到防火、抗風、消防、配電、安全通道、電梯等很多方面。為了確保高層建筑運行安全，要建立健全的安保體系，引進專業的人才進行安全設計與維護，對各個環節制定嚴格規范的安全手冊與標準并嚴格執行。安全疏散設計就是設計合理、便捷、安全的逃生通道，設計師要考慮在遇到最糟糕的情況下，筑物能提供的疏散時間和各防火分區人員全部疏散所要時間，以及疏散通道對應距離與寬度，從而設計出最佳疏散通道來疏散人員，其中包括走廊、樓梯的設置、安全疏散出口的設置等等。

結束語

隨著全球范圍內資源的緊張尤其是土地資源的日益匱乏，高層建筑的出現能夠有效緩解人們的相關需求。進而在幾年期間，高層建筑在我國得到了迅猛的發展，同時伴隨著科學技術的進步，大量的新技術，新結構，新工藝開始涌現，這又效促進了高層建筑的發展，而相關的設計人員需要科學合理的進行高層建筑的設計，進而能夠滿足建筑的安全，美觀以及舒適經濟等方面的要求。

淺談城市建設中的高層建筑設計:如何做好城市建設中的高層建筑設計要點

摘要：隨著我國現代化建設的日益深入，建筑行業的發展也在蒸蒸日上，在數量上越來越多的情況下，如何控制好質量的問題成為建筑行業甚為關注的問題。作為高層建筑施工中的重點工作，設計對整個建筑質量有著直接性的影響。本文就主要對城市建設中的高層建筑設計相關問題進行了簡要分析。

關鍵詞：城市建設；高層建筑；設計要點

引言

越來越多的社會實踐證明，高層建筑可以為社會發展帶來顯著的經濟利益。高層建筑可以大幅降低建筑用地面積，從而減少城市建筑所占用地面積，減少市政建設投入；其次，可以明顯縮短建筑工期，提高社會效率。但是，相比于多層建筑，高層建筑由于其建筑的高度和層數明顯增長，從而導致其建筑結構設計、功能應用設計以及經濟可行性均發生根本的改變。因此，在高層建筑設計過程中，存在一系列問題亟待解決。

一、高層建筑設計特點

1、側移成為控制指標

與較低樓房不同，結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素．隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

2、軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響。

3、結構延性是重要設計指標

相對于較低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。

4、水平荷載成為決定性因素

建筑物自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑物高度成線性關系；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與建筑物高度的二次方成正比。另外，對某一定高度建筑物而言，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

二、高層建筑設計的基本原則

1、高層建筑的結構設計原則

高層建筑結構的設計是一個融合多學科、多領域的復雜科學問題。針對高層建筑功能性、美觀性、經濟性、綜合性等具體實現目標，設計人員應制定不同的機構設計方案。但是，結構設計作為高層建筑設計的核心內容，其設計過程遵循根本設計原則大致相同:（1）充分考慮高層建筑所承載的垂向負荷和橫向負荷，以及其可能遇到風力和地震應力等各項不可抗力；（2）嚴格控制高層建筑高寬比例，以保證其結構穩定性及美觀性。（3）高層建筑的平面或立面的質量和剛度應盡量保持對稱和勻稱，使整體結構中不存在薄弱環節。（4）提前考慮風力、地震、溫度變化或基礎沉降對建筑結構帶來的影響，并制訂相應的平衡措施。

2、高層建筑的綜合設施設計原則

每一個高層建筑所出的地理環境及其周圍建筑的影響都是各不相同的，這也就需要設計人員在進行結構設計時需結合實際條件綜合考慮:（1）建筑平面布局:整體建筑結構平面布局應嚴格遵守建筑間距(防火間距、采光間距)標準，并在周邊配套設施中配置有足夠空間的停車場等設施。（2）在滿足高層建筑對于所需功能的要求外，應該保證建筑各層的平面布局具有一致性，以滿足高層建筑的電氣線路規劃、取暖裝備、而告終設計管線和防火疏散措施可以批量進行設計。（3）科學規劃高層建筑的電梯、樓梯的數量和位置，以保證正常的生活工作秩序以及危險發生時的逃生效率。（4）高層建筑所需的各項建筑材料類型、配置等對于風力、溫度變化以及震動具有一定的抵抗能力。（5）在滿足高層建筑的使用性之后，高層建筑在設計過成中還應考慮周圍建筑的設計風格以及自身的美觀效果。

三、城市建設中高層建筑設計要點

1、高層建筑基礎設計

地基是建筑施工的基礎，建筑設計人員在高層建筑結構設計的過程之中需要首先全面了解建筑地基，分析好建筑結構和建筑環境，結合好環境和施工，切實提高建筑結構設計在施工過程中的可實行性。我國國土遼闊，建筑環境迥異，地質情況也各有不同，所以，設計人員需要深入研究地質狀況，確保施工的順利進行。建筑結構設計人員需要首先勘探水位，進一步綜合考慮地質數據、上層結構類型、使用功能和施工條件。再者，設計者還需要研究周圍建筑環境的安全度，從而觀察建筑物傾斜或者沉降情況。最后，設計人員還需要了解建筑物設置位置和標高，分析建筑施工的科學性，從而確保建筑工程施工的順利進行。

2、高層建筑采光設計

隨著人們節能減排意識的不斷提高，發展節能型建筑是當今建筑工程領域發展的總體態勢。高層建筑內的照明能耗比較大，如何通過有效的措施降低人工照明對能源的消耗及利用日光照明是當今建筑工程領域必須要重視的課題。目前，比較先進的日光采集系統主要有以下幾種:（1）提高單位面積進光區的日光量，利用太陽光為建筑提供照明需求，可有效降低人工照明對能源消耗。（2）為了能在不增加窗戶周圍的陽光強度且能使其到達采光更深的工作區域，可以通過陽光發射到屋頂平面來完成。（3）在不改變建筑構造的基礎上，如增大建筑窗戶的面積或數量來采集更多的太陽光，而能較好地滿足建筑內照明需求的同時又不會在強烈的太陽光下給用戶帶來不適感覺，可通過陽光直射阻擋系統來解決。該系統是利用光線的折射計反射原理為設計依據的。

3、高層建筑的抗震設計

抗震設計是高層建筑工程設計的重要內容，抗震設計質量對提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響。基于地震頻發的現實情況，加強高層建筑抗震設計工作是現行建筑工程領域必須要關注及重視的問題。在高層建筑抗震設計時候需要注意以下要點:建筑大廳的四角及建筑外墻位置應設置構造柱，并根據高層建筑要求的具體抗震等級合理確定構造柱數量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設置構造柱用來分擔磚墻荷載；在高層建筑抗震設計前設計人員應深入到施工工地進行工程地質勘探，牢固掌握高層建筑施工所在地地質情況及發生地震災害的頻率情況，以此為依據進行高層建筑抗震設計。在抗震設計中設計人員應嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級進行設計不得以經驗隨意地更改建筑的設防等級，如果提高建筑的設防等級會額外地增加工程成本投入，而降低建筑設防等級則會降低建筑的抗震能力，一旦地震災害來臨將會對建筑及人們生命財產安全帶來極大危害。

4、高層建筑的消防問題設計

基于高層建筑樓層數多，人群分布密集，一旦因為某種原因發生火災，高層建筑的電梯將會全部停止運行，人們只能通過逃生樓梯逃生，到達安全地帶。基于高層建筑聚集人員眾多，逃生樓梯空間有限，人員安全疏散難度較大，所以，如何有效快速地疏散人員至安全地帶是高層建筑設計人員需注意的設計要點問題。在高層建筑消防問題設計時，除了要在建筑工程圖紙中標明各層的安全通道位置，還需要在不影響建筑整體性及安全性的基礎上拓寬逃生樓梯或多設置逃生通道。當然這只是筆者的一些拙見，如何有效地在火災發生時快速地疏散人員還需廣大的高層建筑設計人員進一步地探究。

結束語

高層建筑設計需要衡量多方面設計因素，如建筑本身結構的合理性和實用性，與周圍環境的協調性和美觀性，最重要的是人的宜居性，設計人員在設計時要做足環境條件的考察和對目標居住群體的調研工作，在設計時發揮專業的設計技術水平，才能打造出精品的建筑設計工程。