高層建筑的意義范文

導語：如何才能寫好一篇高層建筑的意義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：防火封堵；豎井；防火堵料

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A

引言：隨著我國經濟的飛速發展，建筑業也向著大型化、集中化、立體化、結構復雜化等方面發展。各種設計復雜的高層建筑、超高層建筑以及大型綜合性建筑如雨后春筍般應運而生。但新的結構和新的材料的應用使得以往的建筑防火措施有些“跟不上時代的步伐”。在所有的建筑火災隱患中，豎井內的火災隱患更是重中之重。所以利用防火材料對電纜豎井進行有效的封堵也就有了它的研究價值。

1、豎井中防火封堵的意義

建筑物內的強電井、弱電井、水井以及垃圾井等豎向空間在火災中極易產生“煙囪效應”，使火災蔓延的速度增加若干倍，成為火災蔓延的“快速通道”。且豎井內往往結構復雜，有眾多的電纜電線以及各種功能的電箱燈具。一旦起火，極易造成電箱爆炸、電線電纜燃燒釋放有毒煙霧氣體等嚴重危害。因此豎井的防火封堵的好壞直接影響到一個建筑的整體防火效果。

2、推薦防火材料選擇

防火封堵材料用于封堵各種貫穿，如電纜、風管、油管、安全無害墻壁、樓板時形成的各種開口以及電纜橋架的分段防火分隔，以免火勢通過這些開口及縫隙蔓延，具有防火功能，便于更換。它包括：有機防火堵料、無機防火堵料及防（阻、耐）火包。

1.1 有機防火堵料是以有機合成樹脂作粘結劑，配以防火劑，填料等輾壓而成的材料，具有可塑性和柔韌性。該堵料可塑性好，長久不固化，可以切割、搓揉，封堵各種形狀的孔洞。當火災發生時，有效地阻止火災蔓延與煙氣的傳播。這種堵料主要應用在管道或電線、電纜貫穿孔洞的防火封堵工程中，多數情況下與無機防火堵料、阻火包配合使用。

1.2 無機防火堵料，亦稱速固防火堵料，是以快干水泥為基料。配以防火劑、耐火材料等經研磨、混合均勻而成。該產品對管道或電線電纜貫穿孔洞，尤其是較大的孔洞、樓層間孔洞的封堵效果較好。

1.3 阻火包是用不燃或阻燃性的布料把耐火材料約束成各種規格的包狀體，在施工時可堆砌成種形態的墻體，對大的孔洞封堵最為適用，起到隔熱阻火作用。阻火包主要應用于電纜隧道和豎井中的防火隔墻和隔離層，以及貫穿大孔洞的封堵，制作或撤換重做均十分方便。

3、豎井內防火封堵的施工方法

1.1 對于小孔洞封堵，一般采用無機堵料與有機堵料配合使用。如電纜引至電氣柜、盤或控制屏、臺的開孔部位。該種封堵首先應在孔洞下用射釘鉚接金屬框架，以便于安放隔板，并用有機堵料對鉚接點進行封閉，防止火焰燒化鉚接點。再用有機堵料包裹孔洞內電纜厚度10cm，以利于電纜的松動及更換。然后在空隙處直接灌注無機堵料，使之與隔層平面或樓板平齊。在火災中，有機堵料迅速膨脹發泡，阻止熱量傳向另一面，無機堵料層則主要通過隔熱來阻止熱量傳遞。

1.2 對于大孔洞封堵，可采用耐火包與有機堵料組合封堵或用無機堵料與有機堵料組合封堵。首先制作框架，框架由鐵條或鋼筋制成預制作，并在封堵現場拼合而成，其固定端也用射釘槍鉚接，在鉚接點用有機堵料進行封閉，防止火焰燒化鉚接點?？蚣軆榷逊拍突鸢母叨纫暷突饦O限而定。在電纜與耐火包之間，應間隔10cm以上的有機防火堵料層，以便于電纜的松動及檢修。

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目前建筑類型與功能越來越復雜，高層建筑的數量逐漸增多，高層建筑的結構體系也是越來越多樣化，高層建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點。本文結合了現代高層建筑結構設計的特點和發展趨勢，分析了在高層建筑中，結構設計時應該注意的事項，如高層建筑的基礎設計、高層建筑結構設計中的扭轉問題、高層建筑結構設計中的振動周期和移動問題等。

[關鍵詞]高層建筑 結構設計注意事項

[引言]

高層建筑是相對于多層建筑而言的，評判一棟建筑是否為高層建筑通常以建筑的高度和層數作為兩個主要指標。多少層數以上或多少高度以上的建筑為高層建筑，全世界至今還沒有一個統一的劃分標準。在不同國家和各國家的不同時期，其規定也有差異，這與一個國家當時的社會經濟發展水平是密切相關的。如美國規定高度為22-25m或7層以上的建筑為高層建筑；應該規定高度為24.3m以上的建筑為高層建筑；而日本則規定8層以上或高度超過31m的建筑為高層建筑。

我國《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ 3-2002）規定，10層及以上或者高度超過28m的混凝土結構民用建筑物為高層建筑。在結構設計時，高層建筑的高度一般是指從室外地面至檐口或主要屋面的距離，不包括局部突出屋面的樓電梯間、水箱間、構架等高度。

隨著社會經濟的發展和人口的不斷增長，我國城市化水平不斷提高，人口密度越來越大，可被利用的建筑用地越來越少，高層建筑的發展順應了這種趨勢，它至少具有三個方面的意義：一是節約用地；二是節省城市基礎設施費用；三是改善城市市容。

一、高層建筑結構的設計特點

高層建筑結構可以設想成為支撐在地面上的豎向懸臂構件，承受著豎向荷載和水平荷載的作用，與多層建筑結構相比，高層建筑結構的設計具有以下幾個方面的特點。

1.1水平荷載成為設計的決定因素

(a)(b)

圖1.1高層結構的受力和變形示意圖

對于高層建筑結構，一般是豎向荷載控制著結構的設計。隨著房屋層數的增加，雖然豎向荷載對結構設計仍有著重要影響，但水平荷載已經成為結構設計的控制因素。而且，與豎向荷載相比，作為水平荷載的風荷載和地震作用，，其數值與結構的動力特性等有關，且具有較大的變異性。

在豎向荷載和水平荷載作用下，如圖1.1（a）（b）所示，高層建筑結構底部所產生的軸力N和傾覆力矩M與結構高度H分別存在著如下的關系式，即：

結構底部的軸力

N = ωH

結構底部的傾覆力矩

1/2qH2 (均布水平荷載)

M =

1/3qmaxH2 （倒三角形分布水平荷載）

式中，ω、q、qmax分別為沿建筑單位高度的豎向荷載、均布水平荷載和倒三角形分布荷載的最大值（kN/m）。

1.2 側移成為設計的控制指標

我們知道，隨著建筑高度的增加，水平荷載作用下結構的側移急劇增大，水平位移增加的速度最快，內力次之。因此，高層建筑結構設計時，為了有效的抵抗水平荷載產生的內力和變形，必須選擇可靠的抗側力結構體系，使所設計的結構不僅具有較大的承載力，而且還應該具有較大的側向剛度，將水平位移控制在一定的范圍內。

1.3 延性成為結構設計的重要指標

對地震區的高層建筑，應確保結構在地震作用下具有較好的抗震性能。結構的抗震性能主要取決于其能量吸收與耗散能力的大小，而它又取決于結構延性的大小。因此，為了確保建筑結構在進入塑性變形后仍具有良好的抗震性能，需加強結構抗震概念設計，采取恰當的抗震構造措施，來確保結構具有較好的延性。

二、高層建筑結構設計中的注意事項

2.1高層建筑基礎設計問題

對于高層建筑而言，基礎設計至關重要，要保證地基有足夠強度，限制地基變形在允許的范圍內以及地基的穩定性，就要使基礎有足夠的底面積，使基底的平均壓力設計值p不超過地基承載力設計值f，即

P=【（F+G）/A】≤f

式中F――上部結構傳至基礎頂面的豎向力設計值；

G――基礎自重和基礎上的土重設計值

A――基礎底面面積

f――地基承載力設計值（是經深度、寬度修正后的地基承載力）

限制地基變形在允許的范圍以內，就是使地基的變形計算值∆不大于地基變形的允許值【∆max】。

設計中應該注意：

（1）基礎應有足夠的耐久性。

基礎因長期處于地下，經常受潮于地下，經常受潮甚至地下水的浸漬。基礎應采用耐久性高的材料。鋼筋混凝土基礎中的鋼筋保護層也應相應加大。

（2）基礎應有足夠的強度，保證將上部結構傳來的荷載安全并盡可能均勻的傳到地基上。

（3）基礎方案的確定不僅應滿足前訴強度變形穩定的要求，而且應從整體建筑物的剛度與相鄰建筑物影響等宏觀方面加以考慮，做到安全、經濟符合當地可能的施工條件。

2.2高層建筑承載力要求

非抗震設計時，結構構件截面承載力設計表達式為

γ0S≤R

式中: γ0為結構重要性系數，對安全等級為一級、二級和三級的結構構件應分別不小于1.1、1.0和0.9；R為結構構件的承載力設計值。

抗震設計時，其表達式為

S≤γRE

式中，γRE為承載力抗震調整系數，對鋼筋混凝土構件，應按表2-1的規定采用，當僅考慮豎向地震作用組合時，各類結構構件的承載力抗震調整系數均宜采用1.0。

表2-1 承載力抗震調整系數

構件類別 梁 軸壓比小于0.15的柱 軸壓比不小于0.15

的柱 剪力墻 各類構件 節點

受力狀態 受彎 偏壓 偏壓 偏壓 局部承壓 受剪、偏拉 受剪

γRE 0.75 0.75 0.80 0.85 1.0 0.85 0.85

從理論上來講，抗震設計中采用的材料強度設計值應高于非抗震設計時的材料強度設計值。但為了方便應用，在抗震設計中仍采用非抗震設計時的材料強度設計值，但要通過引入承載力抗震調整系數γRE來提高其承載力。另外，，對軸壓比小于0.15的偏心受壓柱，因柱的變形能力與梁相近，故其承載力抗震調整系數與梁相同。

2.3高層建筑結構設計中的扭轉問題

建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。

2.4高層建筑結構設計中的振動周期和移動問題

建筑結構的建筑結構的振動周期問題包含兩方面：合理控制結構的自振周期；控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。

(1)結構自振周期

高層建筑的自振周期(T 1)宜在下列范圍內：

框架結構：T1=(0.1―0.15)N

框一剪、框筒結構：T1=(0.08-0.12)N

剪力墻、筒中筒結構：TI=(0.04―0.10)N

N為結構層數。

結構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內：

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

因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能注意振動周期范圍，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

(2)共振問題

當建筑場地發生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系，擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發生。

(3)水平位移特征

水平位移滿足高層規程的要求，并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時，地震力的大小與結構剛度直接相關，當結構剛度小，結構并不合理時，由于地震力小則結構位移也小，位移在規范允許范圍內，此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全。其次，位移曲線應連續變化，除沿豎向發生剛度突變外。不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型?？蚣芙Y構的位移曲線應為剪切型t框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。

3.5位移限值、剪重比及單位面積重度問題

(1)位移限值在結構整體計算的輸出結果中，結構的側移(包括層間位移和頂點位移)是一個重要的衡量標準，其數值大小從一個側面反映出結構的整體剛度是否合適，過大或過小都說明結構剛度過小或過大(或者體現結構兩個主軸方向的剛度是否均衡)，以致要引起設計者對其中的結構體系選擇、結構的豎向及平面布置合理性的再思考。

(2)剪重比及單位面積重度結構的剪重比(也即水平地震剪力系數)λ=VEK／G是體現結構在地震作用下反應大小的一個指標．其大小主要與結構地震設防烈度有關，其次與結構體型有關，當設防烈度為7、8、9度時，剪重比分別為0.012，0.024．0.040；扭轉效應明顯或基本周期

這兩個指標不僅在施工圖設計階段，而且在初步設計階段都是非常重要的數據，其數值正常與否從另一個側面反映出結構體系的選擇是否合適，所以要特別重視這兩項。

三、結束語

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近年來,高層建筑越來越多,但與此同時,所帶來的高層建筑火災也越來越多,群傷群死事故很容易發生。高層建筑火災的發生不僅對人們的生命和財產產生威脅,同時也影響了社會的發展。高層建筑是現代化發展的一大重要標志。目前,我國在高層防火設計方面還有些不足,本文對其進行了完善。

1高層建筑的火災特點

1.1 火災蔓延途徑多,發生火災的可能性和危害性大

在高層建筑結構中,其建筑內部的電梯井、電纜井、管道井、排風道以及樓梯間之類的通道較多,一旦發生火災就極為容易出現煙囪效應,從而成為火勢蔓延的途徑。而且高層建筑由于樓層較高,受風力的影響也較大,在風力的影響下其火勢擴散的速度也快。同時由于高層建筑中的自動化電氣化之類的電氣設備較多,增加了由于短路而發生火災的可能性;此外,由于目前建筑中大量可燃性裝修材料的使用,會在火災發生助長火勢,同時還會排出大量的對人體有害甚至是有毒氣體,從而提高了火災的危害性。

1.2 人員多而密集,安全疏散困難

由于高層建筑中的樓層較多,其建筑面積也大,在建筑內所容納的人員必然也多,當高層建筑發生火災時,由于電梯必然會停止使用,所有人都必須是依靠樓梯來疏散,但是樓梯的空間擁擠狹小,再加上人數多,發生火災又比較慌亂,必然會有擁堵和踩踏情況的出現,同時來不及疏散的人員的生命安全就更難以得到保證了。

1.3 高層建筑火災救援難度大

由于高層建筑自身高度,現在很多消防設備都無法滿足消防滅火的需要,消防梯還有高壓水龍頭在高層建筑上往往無法發揮作用,這就給消防造成了很大的困難。

2高層建筑防火設計

2.1 安全疏散設施的設置

在高層建筑中的防火設計過程中,最為重要的就是對安全疏散設施的設置。安全疏散設施包括安全出口、疏散樓梯、消防電梯以及疏散走道等,當建筑物內發生火災是,實現對人群的安全疏散主要就是依靠這些安全疏散設施,同時這些設施也是火災發生時生命安全的重要保障。因此對于該設施的設置就顯得尤為重要。

(1)安全出口的設置。首先,在安全出口的設置上一定要遵循一定的原則,具體就是“雙項疏散”的原則,即在在建筑物內常駐人員地點一定要保持兩個方向疏散路線,不能僅設置一條路線,從而提高疏散的效率;其次是在安全出口的設置數量上,要從建筑的安全性以及經濟角度兩個方面出發,并不是的越多越好,一般在每個防火分區會設置兩個安全出口,即保證安全性,又比較經濟合理。

(2)疏散樓梯。高層建筑中的疏散樓梯主要包括的有防煙樓梯、封閉樓梯和室外疏散樓梯三種。首先,防煙樓梯一般適用于建筑高度超過32m,并且每個樓層的人數基本都超過十人的高層廠房、一類高層建筑和高度超過32m的二類高層建筑、以及十一層以上的通廊式住宅;而封閉式樓梯間主要適用于十二層以上的單元式高層住宅、設置有空調系統的多層旅館、醫院以及療養院的病房樓、高度不超過32m的二類高層建筑以及高層廠房、以及層數超過五層的公共建筑;而室外的疏散樓梯則可以適用于所有的高層建筑。

(3)消防電梯的設置。消防樓梯最為關鍵的作用就是要在高層建筑發生火災時候,便于消防隊員迅速到達建筑物起火的部位,從而做到對火災的撲滅和對受困遇難人員的救援。如果在消防過程中僅僅依靠消防梯,會對消防隊員的體力消耗較大,相應的也會影響到滅火的效率,同時也會受到疏散人群的影響。因此在建筑物內設計消防電梯具有重要的現實意義。

消防電梯主要設置在以下幾類高層建筑物當中:一類公共建筑、建筑高度高出32m的二類公共建筑建筑、高度超過32m的高層廠房、十二層以上的通廊式住宅和單元式住宅、以及塔式住宅。

(4)疏散走道。所謂疏散走道,就是指從建筑物的著火地點到安全出口的這段通道,一般都是指建筑物內的過道或者走廊。從建筑防火的這個角度上來說,對于疏散走道在建筑設計上需要注意以下幾個方面的問題:首先,在疏散走道的吊頂裝修上,必須要保證其材料的耐火極限不能少于0.25個小時;為了保證疏散人群可以在最短的時間內抵達安全出口,其疏散走道的距離不能太長,同時在疏散走道內應該設置相關的防煙排煙措施;應該盡可能的減少疏散走道的轉折,要保證明亮寬敞,同時還要具備一定的事故照明和疏散指示標志,從而保證良好疏散;疏散走道中的門必須具有良好的防火性,門兩側的一定范圍內也不能設置臺階和門檻,防止人員在疏散擁擠的過程中出現跌倒現象。

2.2 高層建筑的防排煙系統設計

防排煙系統也是建筑被動防火措施的一項重要技術,當火災發展蔓延后,由于火災煙氣具有遮光性、毒性和恐怖性等特點,因此防排煙系統對于保證人員安全疏散具有重要意義。防排煙系統主要包括防煙設施和排煙設施。我國《高層民用建筑防火規范》中規定:一類高層建筑和建筑高度超過32m的二類高層建筑下列部位應設排煙設施:(1)長度超過20m的內走道。(2)面積超過100m2,且經常有人停留或可燃物較多的房間。(3)高層建筑的中庭和經常有人停留或可燃物較多的地下室。另外,由于高層建筑中煙氣具有極易通過煙囪效應進行傳播,因此管道上的各類防火閥對于高層建筑的防排煙具有十分重要的作用。

2.3 報警系統設計

由于高層建筑外部救援能力有限、內部人員疏散困難,因此火災自動報警系統在實現火災的早期發現,從而能夠及早的控制火災發展,并為人員疏散提供足夠的時間方面有著重要的意義。火災自動報警設備發展日新月異,傳統的感煙、感溫等探測器在一定程度上已經不能滿足當前一些特殊高層建筑的防火要求,因此一些新型火災探測技術應運而生,如光聲火災探測技術、燃燒音火災探測技術、微波火災探測技術、圖像火災探測技術和無線火災探測技術等。其中圖像火災探測技術是火災探測技術發展史上的一個飛躍。

總而言之,高層建筑的火災危險性是不容樂觀的,本文從分析高層建筑的火災特點出發,注重高層建筑防火設計,從而杜絕火災隱患。

參考文獻

[1] 楊亮.高層建筑防火技術研究[J].科技致富向導,2011(9).

[2] 馬偉鋒.現階段高層建筑防火技術的思考[J].中國新技術新產品,2011(1).

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1 高層建筑空調設計的中心內容與運用價值

1.1 高層建筑空調設計的

現階段我國的現代化程度在不斷加深，高層建筑物越來越多。在高層建筑物中安裝空調系統，可以確保良好的建筑物內部條件。特別是在我國的南方地區，在規劃高層建筑物的過程中，必須設計空調系統。我國高層建筑中現行的空調系統主要有三種。

第一種空調系統是全水空調體系，它不能有效促進建筑物對空氣的調整。第二種空調體系是全空氣空調系統。在整個全空氣空調體系運行過程中，空調的一切作用都依靠空調來調整和控制；第三種空調體系是水-空氣空調系統。水-空氣空調系統屬于一套新型的空調體系，有利于改善空氣質量，提高空調的利用率，延長其使用時間等?？照{體系可以在高層建筑物中發揮出有效的作用。因此，建筑行業的工作人員應該根據建筑工程標準與建筑物的組織特征，規范的設計空調體系。

1.2 高層建筑設計空調的原則

高層建筑中的空調設計工作會直接影響到高層建筑工程達到的經濟效益，因此促進高層建筑中國空調系統質量的提高非常重要。在設計高層建筑中空調體系的過程中，應該堅持三方面的原則。第一，實用原則。近年來，人們的生活質量在不斷提高，對建筑物的提出的要求標準也越來越高。因此，在設計高層建筑中空調體系時，工作人員應該堅持確保使用者的舒適度，全面考慮高層建筑物工程的施工標準與構成特征，并且在此前提下進行全面、細化的最優化設計，確保設計的空調系統的實用性。第二，環保原則，在我國建筑能耗是主要的能耗之一，而空調能耗又是建筑能耗的重要組成部分，由于能源短缺的現象日益加劇，因此高層建筑空調設計應該充分考慮節能環保的要求，在滿足用戶舒適度的前提下盡可能進行最優化設計，采用先進的空調設備和布局結構，對能耗量予以降低。第三，高質量原則，空調系統是高層建筑基層設施的重要組成部分，空調系統出現故障時可能會嚴重影響用戶的正常生活，因此，高層建筑空調設計需要滿足高質量性原則，設計人員應該盡可能采用運行壽命較長、運行較為穩定的空調系統。

1.3 高層建筑空調設計的可靠性和可行性

在進行高層建筑空調設計的時候，一定要充分的考慮設計方案的可行性，要滿足高層建筑通風采暖的使用要求，要考慮施工的可行性，并且設計出來的方案要符合相關的規章制度標準，特別是對環境的保護。設計方案還要滿足供電、供水、供氣以及供熱等相關方面的要求，對于一些溫濕度等參數要求高或比較特殊的工藝性空調設計項目，設計人員還要對設計方案進行合理地分析，保證設計的方案能夠滿足高層建筑室外各種氣象條件的適應性。要使設計的方案具有可靠性、可行性，以此來提高用戶的滿意度。

2 高層建筑空調設計的運用情況

2.1 負荷計算

在對高層建筑的空調進行設計時，關于負荷的相關計算是十分重要的。只有滿足負荷的要求，才能為詳細的設計提供必要的理論基礎。同時還能達到與建筑資源配置相契合的目的，將建筑資源的浪費現象降到最低。從我國的當前形勢來看，在對高層建筑進行空調負荷分析時，主要采用了計算機軟件，例如Energy Plus，這是對能耗進行有效分析的軟件，還有HASP負荷計算軟件等，對于能耗的分析都具有重要的意義。將其應用在高層建筑中，可以保證空調設計的負荷計算更加準確。在對負荷進行計算的過程中，需要注意風速以及溫度的問題，這與高層建筑具有緊密的聯系。只有運用合適的方式對空調的負荷進行計算，才能保證滿足建筑的要求。但是在當前的工作中，計算方法還有待進一步改進，這樣才能不斷提升負荷的精準度。

2.2 高層建筑中變風量系統的應用

在目前的高層建筑空調系統設計中，主要采用了變風量系統，又被稱之為VAV系統，該系統與定風量空調系統有所不同，VAV系統主要是依靠對空調負荷的變化進行工作的，同時可以滿足室內溫度變化的參數要求，可以令居住者感受到更加舒適的室內環境。這一系統的最大特點就是采用全空氣調節的方式，有效的降低了空調的耗能量，并且可以確?？諝獾馁|量更加清新，筆者主要從以下幾個方面分析了VAV系統的特點。

2.2.1 節能。由于空調系統在全年大部分時間里是在部分負荷下運行，而變風量空調系統是通過改變送風量來調節室溫的，因此可以大幅度減少送風風機的動力耗能。據模擬測算，當風量減少到50%時，風機耗能將減少到15%，全年空調負荷率為60%時，變風量空調系統（變靜壓控制）可節約風機動力耗能78%。

2.2.2 無冷凝水煩惱。變風量空調系統是全空氣系統，冷水管路不經過吊頂空間，避免風機盤管系統中的冷凝水滴漏和污染吊頂問題。

2.2.3 系統靈活性好?，F代建筑工程中常需進行二次裝修，若采用帶VAV空調箱裝置的變風量空調系統，其送風管與風口以軟管連接，送風口的位置可以根據房間分隔的變化而任意改變，也可根據需要適當增加風口，便于建筑內部裝修改造。

2.2.4 不會發生過冷或過熱。帶VAV空調箱的變風量空調系統與一般定風量系統相比，能更有效地調節局部區域的溫度，實現溫度的獨立控制，避免在局部區域產生過冷或過熱現象。

2.2.5 變風量空調系統結構簡單，維修工作量小，使用壽命長。但VAV系統在實際應用中也存在一些問題：雖然VAV系統綜合運行費用節省，但其系統的初期投資較大；其次要求建筑每層都設置空調機房，占用面積較多；同時，通過實際應用監測，VAV系統在使用中的節能效果不能保證達到預期水平。因此，中高層建筑的空調系統選擇，需根據建筑實際情況，充分進行系統全壽命、多方面綜合比較后再做選擇。

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關鍵詞：結構設計；水平力；扭轉

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

中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼： A 文章編號：

隨著社會經濟的迅速發展和建筑功能的多樣化，城市人口的不斷增多及建設用地日趨緊張和城市規劃的需要，促使高層建筑得以快速發展。另一方面由于輕質高強材料的開發及新的設計計算理論的發展，抗風和抗震理論的不斷完善，加之新的施工技術和設備的不斷涌現，特別是計算機的普及和應用以及結構分析手段的不斷提高，為迅速發展高層建筑提供了必要的技術條件。

一、高層建筑結構設計的問題

（一）高層建筑結構受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設計， 建筑師考慮更多的是它的空間組成特點， 而不是詳細地確定它的具體結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成， 因此結構必須能將它本身的重量傳至地面， 結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。

（二）高層建筑結構設計中的扭轉問題

建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點， 即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞， 應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局， 盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制， 高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則L 形、T 形、十字形等比較復雜的平面形式時， 應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。

（三）高層建筑結構設計中的側移和振動周期

建筑結構的建筑結構的振動周期問題包含兩方面: 合理控制結構的自振周期; 控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。

1、結構自振周期

高層建筑的自振周期(T 1) 宜在下列范圍內:

框架結構: T 1= (0. 1～ 0. 15)N

框―剪、框筒結構: T 1= (0. 08～ 0. 12)N

剪力墻、筒中筒結構: T 1= (0. 04～ 0. 10)N

N 為結構層數。

結構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內:

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

2、共振問題

當建筑場地發生地震時， 如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近， 建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期， 通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系， 擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別， 避免共振的發生。

3、水平位移特征

水平位移滿足高層規程的要求， 并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時， 地震力的大小與結構剛度直接相關， 當結構剛度小， 結構并不合理時， 由于地震力小則結構位移也小， 位移在規范允許范圍內， 此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全; 其次， 位移曲線應連續變化， 除沿豎向發生剛度突變外， 不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型; 框架結構的位移曲線應為剪切型; 框―剪結構和框―筒結構的位移曲線應為彎剪型。

（四）位移限值、剪重比及單位面積重度

1、位移限值

在結構整體計算的輸出結果中， 結構的側移(包括層間位移和頂點位移) 是一個重要的衡量標準， 其數值大小從一個側面反映出結構的整體剛度是否合適， 過大或過小都說明結構剛度過小或過大(或者體現結構兩個主軸方向的剛度是否均衡) ， 以致要引起設計者對其中的結構體系選擇、結構的豎向及平面布置合理性的再思考。現行規范中將頂點位移與層間位移并重對待，經實踐探索并參照國外經驗， 得出的結論為: 高層建筑尤其是超高層建筑， 頂點位移限值決定的不僅是其數值大小而且還有其振動頻率，人的舒適感覺與振動頻率有關而與振動幅度(絕對位移) 關系不大， 即擺動頻率不太高時就可滿足人們的舒適度; 其次， 防止結構由于變形過大而可能遭受損壞或破壞的控制因素是層間相對位移， 而其限值在現行規范中似偏嚴， 可予放松。同一結構用不同的計算程序計算， 如果其層間位移數值差異很大，則有可能是其“層間位移”內涵不同所致， 有的是指樓層形心位移， 有的則專指考慮樓層轉動后的最大角點位移， 后者通常比前者要大， 形心位移對規則建筑有意義， 而角點位移則更能反映結構樓層的真實位移，因此角點位移是結構工程師必須關注的一個數值。

2、剪重比及單位面積重度

結構的剪重比(也即水平地震剪力系數)是體現結構在地震作用下反應大小的一個指標， 其大小主要與結構地震設防烈度有關， 其次與結構體型有關， 當設防烈度為7、8、9度時， 剪重比分別為0. 012， 0. 024， 0. 040; 扭轉效應明顯或基本周期< 3. 5s 的結構剪重比則分別≮0. 016， 0. 032， 0. 064。單位面積重度是衡量結構構件截面取值是否合理和樓層荷載數據輸入是否正確的一個重要指標。

以上兩個指標不僅在施工圖設計階段， 而且在初步設計階段都是非常重要的數據， 其數值正常與否從另一個側面反映出結構體系的選擇是否合適， 結構布置(包括構件截面確定) 是否合理， 電算數據輸入是否正確， 以及最后決定電算結果是否可信可用等， 因此結構設計者對這兩個指標切不可掉以輕心， 更不可認為是無關緊要的。

二、高層建筑結構設計的特點

高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，結構專業在各專業中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有:

（一） 水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中， 盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑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，僅與建筑高度的一次方成正比; 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所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說， 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，其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

（二）側移成為控制指標

與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H 的4 次方成正比。另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大， 在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內，否則會產生以下情況:

1、因側移產生較大的附加內力，尤其是豎向構件，當側向位移增大時，偏心加劇，當產生的附加內力值超過一定數值時，將會導致房屋側塌。

2、使居住人員感到不適或驚慌。

3、使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞 使機電設備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。

4、使主體結構構件出現大裂縫，甚至損壞。

（三）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮， 如果在同樣地基或樁基的情況下， 減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數， 這在軟弱土層有突出的經濟效益。地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結構上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

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關鍵詞：建筑電氣設計, 防雷設計,節能原則

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

中圖分類號：TU856 文獻標識碼：A文章編號：

前言

合理設計建筑電氣的各個系統和運用先進的電氣設備對滿足建筑功能要求及節約基建投資是極為重要的。在實際的設計中，往往由于設計的周期短，時間緊，任務重，而對設計的經濟性忽視，致使在建筑初期電氣設備投資的浪費。建筑電氣設計的經濟性就是電氣設備的初期投資與運行費用達到經濟合理。

1 建筑電氣設計概述

1.1建筑電氣設計的原則。

建筑電氣設計的原則應滿足以下幾點：

1.1.1滿足建筑物的使用功能。

滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等；滿足舒適性空調的溫度及新風量；滿足照明的亮度、色溫、顯色指數；

1.1.2考慮實際經濟效益。

節能應按國情考慮實際經濟效益，不能因為節能而過高地消耗投資，增加運行費用，而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。

1.1.3節省無謂消耗的能量。

節能的著眼點，應是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進技術使其能耗降低。

1.2設計要達到的目標。

1.2.1住宅電氣設計的設備選型應能滿足居民在住宅居住期內(一般按30 ~50年考慮)用電的增長，以居民遠期負荷發展為依據，以居民生活用電達到中等電氣化水平為目標。

1.2.2根據居民生活情況，使每戶住宅的供電達到4~10kW的水平，并保證在住宅居住期內不再改造。

1.2.3具有合格的電能質量，家用電器能正常工作。

1.2.4為新建居民住宅電氣設計提供參考，使電氣安裝一次達到要求，不搞重復建設。

2 高層建筑電氣設計的主要內容

2.1負荷的計算

電力負荷是供電設計的依據參數。計算準確與否，對合理選擇設備，安全可靠與經濟運行，均起決定性作用。高層建筑的電力負荷計算，基本上采用負荷密度法和需要系數法。

2.2 供電電源及電壓的選擇

為了保證供電可靠性，現代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。另外，還須裝設應急備用柴油發電機組，要求在15秒鐘內自動恢復供電，保證事故照明、電腦、消防、電梯等設備的事故用電。國內高層建筑的供電電壓，都采用10KV標準電壓等級。

2.3高低壓配電系統的設計

2.3.1 高壓配電系統：現代高層建筑均是采用兩路獨立的10KV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。

2.3.2計費方式，采用高供高計。但在低壓側，仍裝設計費電度表，采用將照明與動力分開的兩部電價法。

2.3.3為減少變壓器臺數，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000KVA。為限制低壓側的短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯絡開關。

2.3.4高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線?，F代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母千線聯接等等。

2.4主要設備的選型

2.4.1高壓開關柜?，F代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。應根高層建筑地下室的標準，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。

2.4.2 電力變壓器。根據防火要求，主樓內不允許裝設大容量的油浸電力變壓器。

2.4.3低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構，幾乎都做成抽屜式，特別是大容量的出線，則做成手車式。

2.4.4應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快，故障率低等優點。

2.5變電所位置的確定

現代高層建筑的用電量相當大，在確定變電所位置時，應盡可能使高壓深人負荷中心。這對節約電能，提高供電質量都有重要意義。

2.6電氣照明設計

電氣照明設計，包括光源選擇、照度計算、燈具造型，燈具布置，眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系，應該相互配合，在使用功能及藝術意境方面求得統一?，F代建筑物中，使用定時器，傳感器，或光敏元件來實現照明自動控制功能是普遍的。選用各種建筑物自動化系統（特別是直接數字控制系統）來觸發照明電路和接觸器。同時，選用高光效電光源，是照明節能的手段之一。

2.7防雷與接地

現代高層建筑的防雷設計，除采用接閃桿和接閃帶的傳統做法外，近年還出現有消雷器和放射性避雷針。這兩種防雷技術雖然在工程上得到不少實際應用，但在理論上一直是有爭議的。現代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關鍵是做好金屬管線的接地。

現代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成聯合接地系統。接地電阻按最小的要求而定，通常是在1歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地體。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎連接成接地網，這對均衡電位，提高安全性都有好處。

3 建筑電氣設計中的節能原則

由于人口的增加，工業的發展，生活水平的提高，能源的消耗也就急劇增加，能源危機迫在眉睫。因此，各行各業提出了節能的要求，節約二次能源——電能，也就成為民用建筑電氣設計的焦點。建筑電氣設計節能應堅持以下三個原則：

3.1滿足建筑物的功能 即滿足照明的照度、色溫、顯色指數；滿足舒適性空調的溫度及新風量，也就是舒適衛生；滿足上下、左右的運輸通道暢通無阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂場所的一些電氣設施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。

3.2考慮實際經濟效益 節能應按國情考慮實際經濟效益，不能因為節能而過高地消耗投資，增加運行費用。而是應該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時間內用節能減少下來的運行費用進行回收。

3.3節省無謂消耗的能量 節能的著眼點，應是節省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發揮建筑物功能無關的，再考慮采取什么措施節能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進技術使其能耗降低。

因此，節能措施也應貫徹實用、經濟合理、技術先進的原則。

民用建筑的節能潛力很大，應在設計中精心考慮。但是在選用節能的新設備上，應具體了解其原理、性能、效果，從技術、經濟上進行比較后，再選定節能設備，以達到真正節能的目的。

4 結語

電氣設計是建筑工程重要的內容之一，然而目前，有關建筑電氣設計的標準，沒有引起專業人員的足夠重視，家庭住宅的電氣安裝比較混亂，電氣設計不夠規范，許多住宅的電氣安裝沒有考慮家用電器普及和快速發展的態勢，埋下了安全隱患。相關工作人員應從安全性、可靠性、經濟性及節能性等方面進行綜合分析，不斷的研究探討、總結經驗，為建筑電氣設計的安全與進步做出貢獻。

參考文獻：

[1]民用建筑電氣設計規范 JGJ16- 2008。

[2]供配電系統設計規范 GB50052- 2009。

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關鍵詞：高層建筑，結構設計，問題，原則

1 高層建筑結構設計原則

高層建筑結構設計原則，是高層建筑結構設計過程中需要注意和遵循的重要標準和準則，也是高層建筑設計單位提高高層建筑結構設計質量與效益的重要保障。只有在一定的高層建筑結構設計原則支持下，才可以進行建筑結構設計。總體來講，高層建筑結構設計原則主要包括以下幾點：

1.1 基礎方案合理。

合理的建筑結構基礎方案是高層建筑結構設計的前提和基礎，在實際的建筑結構基礎方案設計中，設計單位需要根據實際施工地質條件，根據實際建筑結構施工需求進行設計。同時建筑結構基礎方案需要配置完善的施工地質勘察報告，最大程度的發揮建筑物地基的潛力，必要的情況下設計人員還需要對地基的變形做好相應的驗算。另一方面，設計單位還需要對建筑物進行綜合性分析，尤其是對于建筑物負荷以及上部結構類型，通過對這些綜合性分析，最終選定最適合的基礎方案，從而可以在提高設計質量的基礎上獲得更好的經濟效益。

1.2 計算簡圖適當。

計算簡圖設計，也是高層建筑結構設計中需要注意的重要問題，主要原因在于高層建筑結構設計時需要對一些基本的數據進行計算分析，而這些計算分析都必須要建立在計算簡圖的基礎之上。只有通過計算簡圖基礎之上的數據分析，才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性。舉例來講，建筑物結構節點問題，建筑物結構節點并不是我們傳統觀念中的鉸節點或者是鋼節點，設計單位在進行計算簡圖設計時，需要對建筑物結構節點進行深入研究，提高計算簡圖計算的精確性，進而將計算簡圖的誤差控制在合理的范圍內。

1.3 結構措施完善。

除了基礎方案合理以及計算簡圖適當這兩大基本原則之外，還有一條基本原則是設計單位經常忽略的，那就是結構措施完善原則。設計單位在進行建筑物結構的設計時，需要注意結構組件的延展性，例如建筑物中鋼筋的錨固長度等。同時，設計單位還需要注意建筑物薄弱環節以及建筑物本身溫度對于建筑物組件的影響，對于這兩方面的問題，在實際的設計過程中，需要遵循“強柱弱梁、強剪弱彎以及強壓弱拉”的基本原則，只有這樣才可以提高高層建筑結構設計的安全性以及牢靠性。

2 高層建筑結構設計問題與策略

2.1 高層建筑結構設計高度問題及解決。

我國有關部門對于高層建筑結構體系的最大高度問題，出臺了一系列的規章制度，對其進行了嚴格的規定與規范，其中之一便是《高層建筑混凝土結構技術規程》。該《高層建筑混凝土結構技術規程》對于高層建筑結構體系的高度問題規定，主要是從經濟性以及適用性等方面進行規范的。《規程》所規定的結構體系最適宜高度，不僅僅與我國建筑施工技術水平以及建筑水平相關，而且還與我國國民經濟發展水平，與建筑工程規范體系相協調。但是在實際的高層建筑結構設計以及施工中，出現了許多與《高層建筑混凝土結構技術規程》規定相違背的高度。舉例來講，在有些建筑物設計以及施工過程中，甚至出現了高達四百多米的組合機構大廈以及三百多米的混凝土結構體系的廣場。尤其是近幾年來，建筑物的高度不斷增加，建筑物自身的參考系數已經超出了《高層建筑混凝土結構技術規程》的規定，例如在安全指標、荷載取值以及延性要求、材料性能、力學模型選擇等方面。為此，對于這些高層建筑結構設計高度問題，設計單位需要嚴格根據《高層建筑混凝土結構技術規程》等有關規定，對設計高度保持科學嚴謹的態度。

2.2 鋼筋混凝土梁承載力問題及解決。

一般來講，城市高層建筑主要是以寫字樓以及其他辦公場所為主，因此，在實際的高層建筑結構設計過程中，設計單位需要著重考慮到空調、消防等設備。這些設備不同于其他設備，它們往往是布置于樓層的梁底之下的，如果沒有梁底開洞，就沒有辦法進行設備的安裝。因此，在設備安裝之前，設計單位需要對梁的承載力進行分析以及計算，避免出現由于梁底承載力不足而出現安全結構問題。對于梁底開洞之后的承載力，設計單位可以通過孔洞周邊補強筋以及開孔梁撓度、裂縫寬度等數據進行分析。對于鋼筋混凝土梁腹部開孔，國家出臺了有關政策，例如《高層建筑混凝土結構技術規程》《混凝土結構構造手冊》等，對于鋼筋混凝土梁腹部開孔的位置、流程、環節以及大小等進行了科學的規定。設計單位在進行鋼筋混凝土梁承載力計算時，還需要參考不同種類腹部開孔方式，提高鋼筋混凝土梁承載力計算的精確度，這對于提高建筑物的穩定性以及安全性意義重大。除此之外，還可以對鋼筋混凝土梁承載力進行有效地計算。在計算過程中還需參考不同種類的腹部開孔方式。

2.3 抗震構造與框架梁設計問題及解決。

為了進一步提高城市高層建筑結構設計的安全性以及穩定性，建筑結構設計單位在高層建筑結構設計方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高層建筑結構安全性以及穩定性水平得到進一步提升。但是由于我國的建筑物抗震標準較低，在抗震與構造方面，很難處理好結構設計與抗震烈度之間的關系。為此，在實際的高層建筑抗震與構造設計中，抗震與構造設計需要有一定的彈性，這樣才可以滿足高層建筑結構設計安全性以及穩定性要求。舉例來講，中震烈度的重現期是475年，被超越率是10%；大震的重現期約為2000年，被超越率是2%。我國建筑構造規定的安全度及抗震計算方法也相對較低，且在軸壓比、配筋率以及梁柱承載力匹配程度等抗震延性的相關規定也不夠嚴格。結構設計造價在建筑整體投資之中比例的減少也應給予重視，尤其是在高烈度區域應有嚴格的抗震方法以及構造措施來保證建筑物結構的穩定性與安全性。另一方面，在實際的高層建筑結構設計過程中還需要進一步解決與框架柱和剪力墻相連的框架梁設計問題。就高層建筑結構的截面設計而言，豎向變形差過大通常會導致與框架柱和剪力墻相連的框架梁出現超筋現象，進而影響到框架梁截面設計。

框架梁端部豎向變形差所引起的剪力和固端彎矩的計算函數式如下：

其中，MAB/MBA為框架梁固端彎矩；QAB/QBA為框架梁端剪力；Δ為框架梁端部豎向變形差；Ib為框架梁截面慣性矩；I為框架梁計算長度。

針對與框架柱和剪力墻相連的框架梁超筋問題，可以從優化結構的軸壓比以及提高計算方法的合理性兩個方面進行解決。

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【關鍵詞】高層建筑；給排水；安裝；注意事項

前言

高層建筑中的給排水系統主要包括給水系統、排水系統、消防系統、雨水系統、熱水供應系統等多個系統，不同的給排水系統有著各不相同的任務。

一、高層建筑給排水施工技術簡介

高層建筑給水系統主要任務就是要使建筑內部人的生活、生產和消防用水得到保障，根據不同高層建筑的不同特點將水送到需要的地點，給水系統施工不只是方便人們的生活、生產，在這同時，還對建筑內人身安全與財產安全具有重要保護作用；排水系統施工則是負擔著將建筑內部生活、生產中的污廢水以及雨水等及時排出室外去的重要任務。生活給水指的是人們日常生活工作中用到的水，這部分水要達到國家規定的飲水水質標準。一般可以分為飲水系統和冷水系統兩種。飲水系統要設置專門的飲用水管道系統，飲水系統對于水質的要求較高。冷水系統不作為人們日常生活工作的飲水水源，而是作為生活水源存在，如洗菜、洗浴用水等等。

消防給排水對于高層建筑乃至所有建筑來說，是一個獨立的給排水系統。一般包括了室內外消火栓給水系統以及自動噴水滅火系統。最后，輔助給水系統，顧名思義，是輔助生活給水系統和消火栓給水系統的另外一種給排水系統。一般包括了中水系統、水景給水系統、復用水系統、游泳池循環水處理系統、軟化水系統以及循環冷卻水系統。中水系統指的是高層建筑使用后經過再利用又回到高層建筑的水系統。水景給水系統指的是利用天然水源以及循環水源的水系統。復用水系統指的是不經過再處理即可再次利用的水系統。游泳池循環水處理系統指的是用于人們休閑享受的游泳池所需要的水系統，該系統實現了泳池水源的散熱、蒸發以及排污。軟化水系統指的是滿足了人們無法使用冷水水質的情況。循環冷卻水系統指的是用于控煙制冷設備的水系統，實現了節約用水。

總之，高層建筑給排水施工技術的主要任務不只是要為建筑內的人提供方便、舒適的生活、生產環境，而且還要為他們的人身安全與財產安全提供一定的保障。

二、高層建筑給排水施工技術存在問題

隨著高層建筑的發展，建筑內給排水的問題也是越來越突出，以下相關方面對此進行了闡述。

1、施工存在安全隱患

當前國內建筑施工事業在開展時存在著一定的安全隱患，主要是在施工現場沒有專業人員進行定期定量的安全檢查工作。除此之外，某些地區專門的安全監督機構在工作時并不能很好地履行自己的職責，安全監管工作無法正常展開。這兩個方面的共同影響下導致了高層建筑施工現場中產生了諸多的安全隱患，違章施工的情況越發嚴重。這些隱患的存在其根源在于施工單位缺乏對施工人員進行足夠安全教育的正確認識，僅僅認為安全教育只是多此一舉將會造成更嚴重的資源浪費甚至是人員傷亡。另外，很多高層建筑施工單位不注重施工防火工作，工作技術人員忽視對導線絕緣性的排查，加上對于涼水塔的安裝存在著順序混亂的現象共同造成了火災頻發、爆炸事故繁多的狀況。

2、施工質量出現問題

施工場所的施工人員專業知識掌握水平的高低與施工質量的高低息息相關。而目前我國很多高層建筑施工人員專業技術不夠豐富，在施工過程中所呈現的問題也比比皆是。如由于粗糙的工藝，一些建筑水管連接處常常滲水，嚴密度不高；又如在施工前沒有做好設備設計的工作導致了后期由于設備尺寸不準確，設備安裝后噪聲太大等等。除此之外，在當今市場競爭越來越激烈的社會上，一些建筑施工單位為了減少成本從而獲得最大化的利益而往往忽視了施工的造價。從建筑材料的選擇到對施工技術人員的挑選都忽視了施工質量的提高，有些施工單位不僅沒有提高施工工程的質量還在某種程度上使得施工工程質量有所下降。給排水施工過程中很多步驟都需要相當規范的工程秩序，如果隨意為之將對工程造成極大的負面影響。

3、給排水系統不合理

我國高層建筑給排水系統也存在著問題，主要包括三個方面。首先，我國高層建筑施工事業中對于供水方式與縱向分區的選擇布置過程中存在著很多不合理的環節。很多高層建筑將給排水系統按照縱向分區的方法簡單地分為高區供水和低區供水，由于每區供水樓層較多又存在著供水壓力的要求導致了個別樓層供水壓力過高或者過低，這無疑便造成了物質資源的巨大浪費。其次，高層建筑內冷熱水供給不平衡，這個現象的產生主要原因在于施工規范的不嚴謹以及施工技術人員專業知識的限制。第三，給排水系統使用舒適度不高并存在安全隱患。高層建筑因其高度大于一般的建筑物，因此施工單位在施工過程中很難安排好高低區的系統劃分。一般來說，供水系統的最不利水點即系統最高點，高區高位水箱不高導致了高區最不利供水點水壓不高，在使用過程中常常出現開閉困難。同樣的，在提高最不利水點靜水壓后又導致了最低處靜水壓的水壓降低，結果常常出現設備水花四濺、水管爆裂的情況。

三、高層建筑給排水施工技術問題應對措施

1、提高工作人員技術水平

高層建筑施工過程中呈現出的種種安全問題主要原因在于施工技術人員缺乏足夠的專業知識，因此施工單位尤其應該注意到引進先進的專業技術人員所具有的重要性，除此之外還要加強對現有的施工技術人員進行定期的技術再培訓，并設置好相關的考核制度。這樣做對于施工人員施工經驗的積累從而降低高層建筑施工隱患以及提高相應的施工質量都有著重要的促進作用。

2、健全施工過程規章制度

高層建筑給排水施工過程中每一個環節都需要有可以依據的施工制度規范，這是保證給排水施工順利進行的堅實基礎。施工單位應該要求施工人員嚴格按照已制定的規章制度開展施工事項。具體舉例來說，高層建筑給排水法規政策其中一條指出：管道安裝材料標準化要求材料材質與尺寸要實現統一。這就要求施工人員要在實現給排水施工標準的同時對于建筑材料的質量標準也要達到要求。

3、完善給排水的系統規劃

針對上文我國高層建筑給排水系統所出現的問題，筆者認為可以從以下三個方面將其一一解決。首先，施工技術人員應該選擇正確的供水方式，做好供水分區工作。根據國家出臺的相關法律法規，又要根據具體實際情況進行高層建筑給排水系統設計，降低物質資源的消耗，實現運行管理的極大便利化。其次，除高區以外的分區不宜采用水泵+高位水箱供水方式。這種供水方式容易造成使用功率過高而產生較高的能源消耗。因此，筆者認為可以采用低位水箱和變頻供水設備結合使用的供水方式，這種供水方式對于節能減排以及提高高層建筑安全系數兩方面都有著重要的積極影響。

結語

在給排水系統的設計中， 保證安全可靠是最重要的， 但要在保證安全的同時達到經濟合理，盡量節省投資，使得維修管理方便。在對高層建筑給排水系統的設計過程中應綜合考慮可能存在的問題，并制定有效的防范措施才能使高層建筑在未來的使用過程中體現其價值和意義。本文簡要介紹了高層建筑給排水技術的概念，指出了再施工中出現的一些問題，同時提出了解決問題的具體措施。以期本文能夠給廣大施工人員些許有用的借鑒。

參考文獻：

[1]史佳才：高層建筑給排水施工技術[J]，建工論壇，2013（09）：265-266

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關鍵詞：住宅建筑；室內空間；短肢剪力墻；設計

前 言

進入新世紀，隨著物質生活水平的改善，人們的思想觀念也發生了翻天覆地的變化，住宅方面，更多的人趨向于小高層及高層建筑，傳統的住宅框架結構因其本身的質量缺陷，無法滿足這種需要，短肢剪力墻結構設計應運而生，受到人們的重視，成為工程施工設計的工作重點。

1 短肢剪力墻概述

在目前的工程建設項目中，短肢剪力墻得到了前所未有的廣泛應用，其在應用的過程中及保存在了傳統異形柱和剪力墻不凸出墻體墻面的施工優勢，同時有在應用的過程中有效的克服了異形柱框架結構抗剪力以及抗震性能不佳的現象。因此在目前的施工過程中，其在小高層建筑結構中應用更為廣泛。短肢剪力墻是剪力墻結構中的一種特殊存在，是剪力墻結構中的主要模式。在目前的建筑結構中，剪力墻結構墻體主要是由鋼筋混凝土墻組成，墻肢高度與厚度之間的比例大于1：8。人們通過多年的研究與總結，吸收了傳統框架結構的優勢與相應的科學技術逐漸形成了一種能夠適應人們新的住宅觀念和住宅要求，極為短肢剪力墻結構的發展提供了新模式和新要求。一般來說，就目前的短肢剪力墻結構而言，其在工作中是肢體高度和墻體厚度不大于300mm的施工模式，其施工中截面高度與厚度之間的比例大于4而小于8的一種剪力墻結構。在目前的高層建筑結構中，不應當在施工的過程中全部采用斷肢剪力墻，而是一種因地制宜的施工手段和施工方法。

2 短肢剪力墻施工特點

短肢剪力墻施工結構在目前的工程項目中作為一種組合平面形式的施工方式，其在施工的過程中通常都是以隔墻的位置來進行界定與控制的過程過程，同時在施工的過程中，我們一般都不去考慮建筑工程在使用的時候使用功能發揮，并且是否與使用功能存在著矛盾的問題。在小高層建筑結構施工中，短肢剪力墻的施工與應用是一種數量可多可少、結構可大可小，其中肢長也是可以進行控制的，主要的應用措施和方式通常都是根據抗側力的需求來進行分析和制定的。

3 短肢剪力墻的優勢

剪力墻各肢截面高度和厚度之比的范圍應該在4～8之間。短肢剪力墻結構與傳統的剪力墻結構相比.其優勢在于以下幾個方面：①短肢剪力墻結構的布置非常靈活，并且對結構布置能夠及時調整，從而能夠滿足人們對建筑空間布置的需求。②在短肢剪力墻結構設計中，通常會用輕質砌體替代剪力墻，使建筑結構的剛度降低和重量降低，從能大幅度提高建筑的抗震能力。③墻肢高寬比較大，延性較好，對抗震有利。④連梁跨高比較大，以受彎破壞為主，地震作用下首先在弱連梁兩端出現塑性鉸，能起到很好的耗能作用。⑤墻肢的承載力得到了較充分的發揮。

4 短肢剪力墻結構設計在小高層建筑中的應用

當我們將短肢剪力墻結構應用于建筑工程實踐時，其結構的施工難度是比較大的。因為在施工時既要滿足和適應建筑工程質量的要求，又要盡量擴寬建筑的室內空間，達到為建筑居民提供一個舒適的居住環境的目的，這便導致了施工人員在對短肢剪力墻進行具體施工時，所需要考慮的因素太多。所以。為了減輕施工人員的施工壓力，在施工之前，相關的工程結構設計人員就應該將短肢剪力墻結構的設計方案提供給施工者，并且在設計時將剪力墻的受力情況考慮完全，計算和分析出剪力墻的受力特點，以便幫助施工者更好的完成短肢剪力墻結構的施工。降低其施工的難度。一般來說，短肢剪力墻結構在設計時，需要注意以下兩點問題：①短肢剪力墻結構是適應建筑要求而形成的特殊剪力墻結構。其計算模型、配筋方式和構造要求均同于普通剪力墻結構。在TAT、TBSA中，只需按剪刀墻輸入即可，而且TAT、TBSA更適合用來計算短肢剪力墻結構。TAT、TBSA所用的計算模型都是桿件、薄壁桿件模型，其中梁、梓為普通空間桿件，每端有6個自由度，墻視為薄壁桿件，每端有7個自由度（多一個截面翹曲角，即扭轉角沿縱軸的導數），考慮了墻單元非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣，引入樓板平面內剛度無限大假定減少部分未知量之后求解，它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高。②對設有轉換層的短肢剪力墻結構，一般都只是將電梯間、樓梯間、核心筒和一少部分剪力墻落地，其于設置為剪力墻框支?？蛑Ъ袅κ鞘芰γ嫦蚴芰c過渡，由于薄壁桿件的連接處是點連接，所以用薄壁桿件模型不能很好地處理位移的連續和力的正確傳遞。因此，帶有轉換層的短肢剪力墻結構宜優先采用墻元模型軟件（如SATWE）進行計算。

5 設計短肢剪力墻結構時應注意的問題

在規劃高層建筑結構設計時，最好不要全體都設計成短肢剪力墻結構。要求做到以下方面：

（1）如果需要應用多面短肢剪力墻，就應該設立筒體與短肢剪力墻有機結合的體系，用以抵抗水平作用力；

（2）當高層建筑機構設計時，遇到較短的剪力墻的情況，應合理調節其最大適用高度，使其能夠滿足建筑設計使用的標準；

（3）在規劃建筑結構9度抗震設計方案的時候，其A級高度高層建筑和B級高度高層建筑，不宜選取較多短肢剪力墻結構。

6 如何強化抗震能力

要重點提高結構抗震能力，使其達到國家建筑使用規定的防震標準。這就要求結構工程師做到以下方面的內容：①與各個剪力墻相連接的柱梁應該設立在墻肢的豎直平面上，最好墻體兩端伸長方向上都有柱梁連接，并要裝設相應的翼緣，在設計圖不要產生“一”字形的短肢剪力墻結構體系；②選取強墻柱弱連梁體系設計方式能夠有效改善結構抗震能力弱的問題；③短肢剪力墻整體布局效果應該與結構整體協調一致，各個結構之間保持受力的相對平衡，短肢剪力墻與整體結構在剛度值大小方面差值不宜過大。豎向設立墻體時，使得墻肢與墻肢之間在空間整體上排列齊整，盡量不要出現洞口錯位的問題，形成抗側力結構模型來抵抗地震時產生的水平作用力；④添加合適數目的長墻，依靠電梯、樓梯組成大型筒體，建立多道抗震體系，來提高高層建筑結構的整體剛度大小，即使在出現較大沖擊力的時候，其結構也不會產生較大的變形；⑤應該強化墻體周圍墻肢厚度和增加結構中鋼筋數目，降低軸壓比例，來減緩水平受力的情況，避免底部周圍的小墻肢受力過大而引起的墻肢開裂的現象，從而增強了結構整體的抗震能力。

7 結束語

隨著社會經濟的高速發展.人們的生活生產水平顯著提高.因此人們對房屋建筑業提出了更高的要求.在現代的建筑工程中.傳統的框架結構已經不能滿足人們對住宅平面和空間的要求。因此，為了滿足人們對建筑平面和空間的要求.在現代建筑工程中通常會應用到短肢剪力墻結構設計，進行建筑的設計規劃。小高層建筑是現代小區中的主流建筑.因此在小高層建筑工程中，應用短肢剪力墻結構設計意義重大。通過本文對小高層建筑中短肢剪力墻結構設計的深入探析.相信讀者對其也有了進一步的認識，總而言之，隨著社會的發展?？梢灶A見，在將來的小高層建筑中短肢剪力墻結構設計一定會更加完善.從而能夠在滿足人們對建筑平面和空間需求的同時大幅度提高建筑工程的質量。

參考文獻

[1]賈春偉，艾冬娜.小議建筑短肢剪力墻與異形柱結構的設計分析[J].黑龍江科技信息.2008（35）.

[2]劉桂華.短肢剪力墻結構設計存在的幾個問題及探討[J].科技資訊.2008（05）.

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[關鍵詞]高層建筑 設計 天際線 抗震

中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）45-0103-01

一、概述

一般情況下，高層建筑有很多種設計理念，其中運用較廣的是加強高層建筑抗震能力的概念設計。高層建筑的建造要耗費很多財力和物力；高層建筑的建造往往忽視了城市設計，孤立的存在于城市環境中，沒有親切感，使人們對之產生畏懼感；高層建筑的建造會加重城市交通的負擔，已成為目前城市設計的一個嚴峻的問題等等。如何解決就要以高層建筑的產生、發展作為切入點，尋求合適的解決方案。

二、高層建筑的設計手法

1、頂部處理

在世界范圍內，中國高層建筑頂部造型都頗具特色。由于受到諸如規劃退界、建筑限高、結構設備、房產投資等多種因素的制約，使得高層建筑在形體設計上并沒有太多的自由度。而高層建筑的頂部空間卻為設計師提供了較大的發揮余地，同時，開闊的視野為頂部功能策劃留有足夠空間。當今建筑技術的發達應對高處風載已不再是不可靠近的烏托邦。豎向維度在城市空間結構中的意義越來越突出。

2、構筑城市天際線

一座城市留給人的第一印象就是天際線和色彩。天際線反映著城市的風貌和歷史，折射其歷史底蘊、建筑風格和文化品位。由高層建筑快速支撐起的新的城市天際線，富有更特別的含義，也體現出城市的規劃策略和區域價值潛力。

3、與城市圖底空間

黑白圖底關系是自文藝復興以來研究城市空間結構的傳統方法。圖底關系不僅具有心理學和美學的研究價值，對于城市設計而言，也同樣具有實際意義。幾乎所有的當代城市設計理論都會論及圖底關系理論，圖底關系的好壞是判斷城市外部空間成敗的重要因素之一。

三、高層建筑設計理念的實踐應用

對高層建筑設計理念的實踐應用來說，不僅要對相關要點有個準確的掌握，還要了解相關的結構特征，在具體的設計上合理的利用設計方法。

1）根據高層建筑的自身特點做到減輕自重，減少地震的作用。為了達到這個要求，我們可以采用高強度輕質材料，全鋼結構以及輕質隔斷等都能夠起到很明顯的減輕結構自重，減小地震作用的效果。

2）降低風作用的水平力。降低風作用水平力的主要手段可以通過減小迎風面積、降低風力形心以及選用體型系數較小的建筑平面形狀來實現。為了減小迎風面積，我們可以采用正方形的平面形式，如果計算對角線方向的迎風面寬則可以采用圓形的平面形式。而要降低風力形心的方式則可以采用下大上小的立面體型來得以實現，利用這一方式既能夠減小高風壓在高處的迎風面積，也能通過降低風作用的重心來減小建筑物底部的傾覆總彎矩。與此同時，還要減少振動耗散輸入能量，主要采取阻尼裝置或者加大阻尼比的方式來實現。還要選擇耗能、減振的結構體系，例如：利用偏心支撐的鋼結構具有耗能的水平段，使用橡膠支座都能夠做到有效的減振。

3）加強抗震措施。為了強化超高層建筑的抗震能力，就要從多方面共同入手。首先就要為建筑配有明確合理的計算簡圖，科學的分析地震作用以及相關的受力情況。大多數情況下，圓形、正多邊形以及正方形等平面形狀能夠做到避免強弱軸的抗力不同和變性差異。但在具體的設計過程中也需要考慮到相應的問題。例如，要注意到結構平面形狀是否做到對稱，是否設置了多道抗震防線以及是否在滿足了強度等方面的需求后采用了延性更好的結構材料等。除此之外，為了保證結構設計的科學性，還應利用多個權威程序進行核算對比，使計算出的結果更加具有科學性和說服力。在建筑設計上應當盡量向智能化方向偏轉，增強對于結構設計的可控性。

四、高層建筑設計與城市空間的整合

1、高層建筑主體設計

高層建筑有提供天際線視覺趣味的獨特的城市設計機會，能創造出壯麗的天際線，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，也是塔樓的一個特色。摩天樓如果沒有天際線，那么它就會像空間里一大堆不引人注目的體快。紐約是一座發達城市，它是由大廈堆砌起來的，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。盡管城市的天際線只是一維的立面邊線為主的輪廓線，卻可以反映三維的城市空間和整座城市的風貌。換而言之，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，體現出城市的文化和美感。

2、高層建筑后退廣場與城市空間

因高層建筑的體量巨大，所以會給街道空間一種壓迫感，讓人感覺從一個大的空間突然進入一個小空間。設計那些處在街道兩旁的高層建筑時，采取的應該是后退處理，在其退出的用地上設計一個廣場空間，從建筑本身來說，這個廣場空間可以起到一個緩沖作用，并且是對建筑的場所標識。從城市空間角度來說，城市空間中的后退廣場起到了極其關鍵的作用，也能成為城市的共享空間，豐富城市空間。有的建筑師直接設計成下沉式的廣場，既給公眾提供了一個舒適安靜的休閑場所，同時也更加突出了建筑塔樓的形象特征。這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象，就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。在進行高層建筑設計時，要將廣場和建筑作為一體來考慮。

3、高層建筑的整體尺度

高層建筑的整體尺度是指裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系。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。掌握建筑物的整體尺度是十分重要的，因此在設計時要注意以下幾點：

第一，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。合理處理這三者的比例尺度，保持比例關系相互統一，這樣才能使建筑物給人舒服的感覺。在此基礎上，加入適當的裝飾手法，會使建筑物造型更加生動。

第二，高層建筑立面細部尺度應有層次性的立面設計，建筑結構也就要分為水平因素和垂直因素。為了達到令人愉悅的觀感效果，一般要求各要素的比例與整體的關系相配。所以，高層建筑以修長的因素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。

第三，高層建筑設計時，還要從城市設計的整體角度對其分析，高層建筑不是單個存在的，而是要整體存在。城市設計及城市規劃是對高層建筑群集中設計的，并形成了城市的主節奏，使城市天際線統一且又富于變化，與周圍的環境相適應。

參考文獻

[1] 郭志鵬《淺談高層建筑設計與城市空間的關系》[J]，《江西建材》2013年05期.