高層建筑論文范文

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［論文關鍵詞］高層建筑；結構特點；結構體系

我國改革開放以來，建筑業有了突飛猛進的發展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發展，全國各地的高層建筑不斷涌現，作為土建工作設計人員，必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系，只有這樣才能使設計達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。

一、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（＝qH4/8EI）。

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）抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

（四）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。

（五）軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

（六）概念設計與理論計算同樣重要

抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多，尤其是當結構進入彈塑性階段之后，會出現構件局部開裂甚至破壞，這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。實踐表明，在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。

二、高層建筑的結構體系

（一）高層建筑結構設計原則

1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。

2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。

（二）高層建筑結構體系及適用范圍

目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。

1.框架結構體系?？蚣芙Y構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑中常用的結構形式之一。

框架結構體系優點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結構自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內造價較低。

框架結構的缺點是：框架結構本身柔性較大，抗側力能力較差，在風荷載作用下會產生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結構構件破壞比較嚴重。

框架結構的適用范圍：框架結構的合理層數一般是6到15層，最經濟的層數是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。

2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構件。

剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現了良好的抗震性能，震害較少發生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。

剪力墻結構墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結構。

在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會產生很大內力及塑性變形，因此，在地震區不允許采用這種框支剪力墻結構。

3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結構，這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。

4.筒體結構體系。隨著建筑層數、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有：

（1）框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構，目前南寧市的地王大廈也用這種結構。

（2）筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成，內筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結構。

（3）成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。

（4）巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱（通常由電梯井或大面積實體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個樓層設一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級結構，它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。

除以上介紹的幾種結構體系外，還有其他一些結構形式，也可應用，如薄殼、懸索、膜結構、網架等，不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。

［參考文獻］

［1］GB50011－2001建筑抗震設計規范.

［2］GB50010－2002混凝土結構設計規范.

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關鍵詞：高層建筑；板式轉換層；施工

1高層建筑轉換層的應用與發展現狀

中國目前的鋼筋混凝土高層建筑一般在二十至五十層之間，其中尤以二十至三十五層居多。中國國內己建成的這個高度范圍內的高層建筑占全部高層鋼筋混凝土建筑的80%左右，可見這個高度范圍內的高層建筑是與中國城市的經濟發展和需求水平相適應的，因而應用最多。在建筑功能的要求上，高層建筑中很少是功能單一的住宅、寫字樓或賓館，高層鋼筋混凝土建筑多是地下部分是停車場，地上1-7層左右為商場、娛樂場所等，上部小開間的使用部分可以設置住宅、賓館、或辦公室。有統計表明，高層建筑中有轉換層結構的占80%左右。帶轉換層的高層建筑轉換層部分，由于梁、柱或板的尺寸較大，所以從模板的支撐系統，鋼筋的綁扎、鋼析架的安裝或預應力的張拉順序，大體積混凝土的澆注等方面在施工技術要求上都有極為嚴格的限制。在某種程度上可以說，轉換層施工是高層建筑的“瓶頸”，如果說一幢高層建筑在支撐系統選擇，鋼筋綁扎，混凝土澆注，預應力張拉，機械設備的選擇等方面做到方案科學，現場施工組織合理，定會帶來良好的經濟效益和社會效益。

2高層建筑板式轉換層的設計技術

轉換板設置位置，是人們關心的板式轉換框支剪力墻結構抗震性能的重要問題之一。隨著人們對梁式轉換框支剪力墻結構在轉換層位置設置較高時，轉換層對結構抗震性能不利的認識，從而提出了轉換層位置較高的框支剪力墻的抗震設計概念，并且限制轉換層下大空間結構的層數。然而，板式轉換結構隨著轉換層位置的提高，結構是否也表現出同樣的動力特性及反應，也是值得討論的。本文結合廈門安寶大廈工程，采用三種模型來計算和分析板式轉換結構轉換層位置對結構抗震性能的影響。計算模型中，轉換層、標準層結構布置如圖1所示。圖中黑色填充區域為轉換層下部框支柱和落地剪力墻；實線部位為轉換板上布置的剪力墻。轉換板厚2200mm；落地剪力墻厚度為400mm；框支柱截面為1200mm×1200mm和1000mm×1000mm兩種；標準層x向剪力墻厚為250mm，y向剪力墻厚為200mm。轉換板所在的上、下樓層的層高分別為2.2m、3.6m(凈高，不含轉換板厚)，結構總高度為98.70m。三種模型分別為：

Hst0——無轉換層結構，以原工程轉換板上部結構為基礎，增加結構標準層，使其高度與原結構相同；

Hst3——轉換板設置在第3層頂，并將原工程x向井筒開洞，轉換層上、下結構等效側向剛度比γex=0.7046，γey=0.8971。

Hst6——轉換板設置在第6層頂，將模型Hst3的第1層復制增加三層，使其高度與原結構相同，同時，其轉換層上、下結構等效側向剛度比也與模型Hst3接近。結構計算分析采用ANSYS軟件。

圖板式轉換最大的優點是可以在轉換層以上隨意布置結構型式和軸網，特別適用于建筑物上下部軸網錯位復雜甚至互不正交的情況。但轉換板傳力路徑不清晰，受力狀態復雜，結構分析計算繁冗。由于抗剪和抗沖切的需要，轉換板厚一般在2M以上，這一方面造成轉換層質量和剛度的突變，在地震作用時結構反應增大，轉換層上下相鄰層更成為結構薄弱層，不利于建筑物抗震；另一方面由于自重和地震作用的增加，下部豎向構件的荷載明顯增大，設計難度大。研究表明，轉換厚板的內力和位移分布嚴重不均，最大值與最小值間相差可達幾十倍。從整體上看，板式轉換的力學性能和經濟指標均較差，在實際工程中應慎用。當上下軸網變化但仍正交時，可采用正交主次轉換梁的結構型式來實現轉換。3板式轉換層施工方案決策問題和模型的確立

3.1板式轉換層施工方案決策問題

最常用模板支撐方式有上面談到的三種方法，①落地支撐法②疊合梁原理法③吊模法。那么對于一個含有轉換層的施工項目而言，如何選用更優的施工方案，如何安全可靠、質量優良、工期準時、技術方便、簡單可行、工程造價成本又比較低的情況下完成轉換層結構的施工，是項目承建者的所追求的目標，所以在遇到此類問題時，經常存在如何決策方案才比較科學的問題。由于方案的優劣是一個相對的概念，并且施工方案的選擇還受很多外部因素的影響。對于轉換層施工來說，如果轉換層所在位置較低，距離基礎在四層以內的話，落地支撐法將是最為理想的選擇；對于大于四層以上的情況，以上三種施工方法哪個方案最優，決策者如何進行決策。

3.2轉換層施工方案決策模型的建立

層次分析法(AnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP法)是美國運籌學家沙旦(T.L.Saaty)于上世紀70年代提出的，是一種定性與定量分析相結合的多目標決策分析方法。特別是將決策者的經驗判斷給予量化，對目標(因素)結構復雜且缺乏必要數據情況下更為實用，所以近幾年來此法在我國工程實踐的方案決策中得到了廣泛應用。層次分析法的基本內容是：首先根據問題的性質和要求，提出一個總的目標；然后將問題按層次分解，對同一層次內的諸因素通過兩兩比較的方法確定出相對于上一層目標各自的權系數。這樣層層分析下去，直到最后一層，即可給出所有因素(或方案)相對于總目標而言按重要性(或偏好)程度的一個排序。

4高層建筑板式轉換層的施工要點

由于板式轉換層結構的上述特點，在確定轉換層結構施工方案時應考慮下列幾個方面的問題：①轉換層的自重和施工荷載往往非常大，應選擇合理的模板支撐方案，并進行模板支撐體系的設計。②對大體積轉換層，混凝土施工時應考慮采取減小混凝土水化熱的措施，防止新澆混凝土的溫度裂縫。③轉換層的跨度和承受的荷載很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時應采取措施保證鋼筋骨架的穩定和便于鋼筋的布置。④對預應力混凝土轉換層，由于其跨度和承受的荷載都很大，預應力鋼筋數量大，因此，要合理選擇預應力的張拉技術以防止張拉階段預拉區開裂或反拱過大。⑤設置模板支撐系統后，轉換結構施工階段的受力狀態與使用階段是不同的，應對轉換梁(或轉換厚度)及其下部樓層的樓板進行施工階段的承載力驗算。

(1)混凝土工程。在進行大跨度超高度轉換梁及轉換厚板的混凝土施工時，應采取措施防止新澆混凝土產生溫度裂縫。目前實際工程中采取的措施有：

①根據混凝土的配合比和預計的施工氣候及現場條件，采用大體積混凝土結構三維有限元溫度分析程序(3DTFEP)，對大跨度超高度轉換梁及轉換厚板整個過程中的溫度狀況進行模擬計算，掌握混凝土在澆筑后一個月內的各部分溫度的變化規律，為大跨度超高度轉換梁及轉換厚板的施工提供科學的預測分析和依據。

②大體積混凝土轉換結構施工時，應采取措施控制混凝土內部與混凝土表面溫度差小于15℃，實際工程中可采用下列方法：a.蓄熱保溫法，即常規保溫方法?；炷恋酿B護要把握兩個關鍵，即在升溫階段以保濕為主，在降溫階段以保溫為主。b.內降外保法，即在大體積混凝土內部循環埋管通水冷卻降溫，使大體積混凝土水化熱溫升降低，減少混凝土內部與混凝土表面的溫差，然后在大體積混凝土轉換結構的表面及其底面采取保濕措施。c.蓄水養護法，即在混凝土初凝后先灑水養護2h，隨后進行蓄水養護，蓄水高度一般為100mm。

③澆筑厚大的轉換層結構混凝土時，為防止混凝土內外溫差過大和提高混凝土抗拉強度，在選用水泥方面可采取下列措施：a.優先選用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥或火山灰硅酸鹽水泥。b.摻用沸石粉代替部分水泥，降低水泥用量，使水化熱相應降低。c.摻入減水劑，減少水泥用量，使混凝土緩凝，推遲水化熱峰值的出現，使升溫延長，降低水化熱峰值，使混凝土的表面溫度梯度減少。

④澆筑厚大的轉換層結構混凝土時，為防止混凝土內外溫差過大和提高混凝土抗拉強度，在施工方法上可采取下列措施：a.采取先施工轉換結構周圍結構或墻體，防止混凝土表面散熱過快，內外溫差過大。b.變冬季施工的不利因素為有利因素，減低混凝土的入模溫度。在夏季高溫氣候施工時，采用冰水攪拌，以減低混凝土的入模溫度。c.采用分層次施工，每層厚300mm～500mm，連續澆筑，并在每一層混凝土初凝之前，將后一層混凝土澆筑完畢。D.采用疊合梁原理，將轉換結構按疊合構件施工，可緩解大體積混凝土水化熱高，溫度應力過大，對控制裂縫發展有利。

(2)鋼筋工程。轉換梁的含鋼量大，主筋長，布置密，在梁柱節點區鋼筋“相聚”。因此，正確地翻樣和下料，合理安排好鋼筋就位次序是鋼筋施工的關鍵。

①鋼筋翻樣前必須弄清設計意圖，審核、熟悉設計文件及有關說明，掌關規定。翻樣時考慮好鋼筋之間的穿插避讓關系，確定制作尺寸和綁扎次序。

②一般轉換層結構主筋接頭全部采用閃光對焊或錐螺紋接頭連接、冷擠壓套筒連接；對于兩端做彎頭的鋼筋，采用可調伸螺紋接頭解決鋼筋旋轉的困難。

③當轉換梁高度或轉換板厚度較大時，應采取措施保證鋼筋骨架的穩定和便于操作。

參考文獻

[1]唐興榮.高層建筑轉換層結構設計與施工[M].北京：中國建筑工業出版社，2004.

[2]余紅生.轉換層支撐系統的選型及其安全性分析[M].建筑安全.2003.

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現在，我國的建筑行業正在飛快的發展著，并且在發展的過程中也帶動了其他行業的經濟發展，所以高層建筑的質量必須要有很高的要求?，F在，高層建筑的砌筑施工主要存在以下問題：1、不按程序建設：在高層建筑施工之前，必須要有相關部門的許可才行，而現在有些施工單位根本就不按程序進行，他們不實地考察地質地貌，、不進行相關的建筑設計，也沒有經過相關部門的許可就開始動工著手建筑，而這么做的后果就是一些建筑不得不半途而廢，不僅浪費財力物力而且還可能導致安全事故的發生。2、設計過程中出現問題：由于設計師并沒有對要施工的地方進行過考察，一些地質可以承受多大載荷，這些設計師并沒有考慮到，使得設計的圖紙不正確，計算的載荷過小，承受的力量也得不到正確的分析，這些到結果如果不能得到正確的計算的話，都有可能成為誘發質量問題發生的原因。3、施工地點的考察：設計師在設計圖紙時，因為他并沒有對施工地點進行全心全力的考察，在設計的時候可能就只是根據以前的老數據開始進行設計，由于資料的老化，地質勘查報告的結果不夠詳細，這樣根本就不能進行全面安全的設計，可能圖紙會出現差錯，而這個差錯一旦釀成，就會造成難以想象的結果。4、地基未修理穩固：對于一個建筑來說，地基是最重要的，只有打牢了地基才能修建一個好的高層建筑。而影響地基安全的因素有很多，比如，由于對軟土、充填土、雜填土等土質的了解不夠多，這樣就會造成地基的牢固度不夠，地基不牢固也就會造成建筑不能夠達到國家標準。5、使用不合格的建筑材料：一個建筑的成敗可能就在于鋼筋的合格與否，對于現在的建筑來說，鋼筋發揮了重要的作用，如果鋼筋的設計不符合力學的標準，并且水泥也受過潮，發生結塊等現象，這樣就會導致建筑存在很多的安全問題。而且，由于建筑材料的不合格，可能在建筑的時候就會發生問題，那些施工人員的生命完全得不到保障。

二、提高建筑施工質量的措施

1、圖紙設計要把好關：一個建筑項目工程的成敗在于圖紙的設計。一個項目工程整體質量的好壞就是在于圖紙的設計。因此，施工單位在施工之前必須要找好的設計師對施工地點周圍地質進行勘察，然后再進行圖紙的設計，并且在設計的時候一定要計劃好施工的經費，以免出現經費不足的情況。2、選擇好的施工單位：施工隊伍的素質是影響工程質量的關鍵。一個好的施工隊伍才能靜下心來完成一項施工任務。一個項目工程在審批之后，肯定會經過招標的過程，在這個過程中，一定要認真聽每一個施工單位的技術力量、設備、資金情況等這些硬件措施，然后在對這些隊伍提出一些問題，從而得到他們軟件措施等一些情況，通過這些來選取好的施工隊伍，建造出好的高層建筑。3、簽訂施工合同：在選取好施工單位以后，一定要與施工單位進行合同的擬定，將甲、乙雙方的一些法律問題明文提出，合同的內容一定要嚴謹、條款詳盡、責任劃分明確、手續也要完全合理以免到時候出現一些資金無法到賬，建筑出現問題的一些情況。合同簽訂之后，一定要到相關部門進行公證以得到法律的保護。4、時刻監督工程的質量：建筑施工時，相關的建筑監督部門一定要提高監督力度，加大執法的透明度，使工程質量能夠有很大的保證，在建成之后，居民和工作人員能夠放心的在里面生活和工作。

三、總結

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該地基土層由于處在一濱海相水體沖擊地區，其孔隙較大、土質水量吸收相對較高，包括土質高壓縮性明顯，則可斷定為軟弱土層結構。而中部土體結構環境則以溺谷相地質性質為主，并且土層間的土質呈現多以粉細砂、亞粘土的交替組織形態為主，厚度則為8－10m左右。至于下部土體環境可歸結為淺海相沉降類型，且厚度約為18－20m左右。不過由于下部砂類所處環境也是項目長樁應用的持力層，如若采用基本自然地基土層進行處理則很難滿足項目自重承載及規則沉降量的設計要求，故結合項目實際采用樁基處理方式。

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?，為控制變形加劇并產生控制良效，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。基于此，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。

3結語

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首先定義一下尺度，所謂的尺度就是在不同空間范圍內，建筑的整體及各構成要素使人產生的感覺，是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關系，及對行為主體人產生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區別，尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸，而是表達一種關系及其給人的感覺，尺寸是用度量單位，如：公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量，是在量上反映建筑及各構成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的，有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重，有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄，它直接影響人的心理感受，由此可見，尺度在高層建筑設計中處于一個至關重要的位置。

高層建筑設計中尺度的確難以把握，因它不同于日常生活用品，日常生活用品很容易根據經驗做出正確的判斷，其主要原因有：一是高層建筑物的體量巨大，遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品，在建筑中有許多要素不是單純根據功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的，例如門，本來可以略高于人的尺度就可以了，但有的門出于別的考慮設計得很高，這些都會給辨認尺度帶來困難。

高層建筑設計時，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創造，而應以人的尺度為參考系數，充分考慮人觀察視點、視距、視角，和高層建筑使用親近度，從宏觀的城市環境到微觀的材料質感的設計都要創造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度：城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。

1、高層建筑設計中的外部尺度

1.1城市尺度

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。從對城市整體影響的角度來看，表現在高層建筑對城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有實、虛之分，實的天際線即是建筑物的輪廓，虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線，高層建筑在城市天際線創造中起著重要的作用，因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見，也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此，高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致，而不能脫離城市，自我夸耀，唯我獨尊，不利于優美、良好天際線的形成，直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產生的影響，是指從市內比較開闊的地方，如：廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線，也直接影響人民的日常生活。因此，城市天際輪廓線不僅影響人從城市所看的景觀，也直接影響到市內居民的生活與視覺觀賞。

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。

1.2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及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的，關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種，但都強調整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時，人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規律，如果得到這一點，就會認為這一建筑物容易理解和掌握，若不能得到這一點，人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。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：

1.2.1各部分尺度比例的協調

高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部，也有些建筑在設計中加入了活躍元，以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系，而這三個部分尺度的確定，應有一個統一的尺度參考系（如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系），不能每一部分的尺度參考系都不同，這樣易使整個建筑含糊、難以把握。

1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性

高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的，各個主要部分應有更細的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分（裙房、主體和頂部），最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸，使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1～2個尺度等級，也不易過多，太多易使建筑造型復雜而難以把握。

1.3街道尺度

街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知，也是高層建筑設計中重要的一環。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定，主要考慮到街道行人的舒適度，高層建筑主體因為尺度過大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如：上海南京路兩邊的高層建筑置于后面，裙房置于前使兩側的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12，形成良好的購物環境。

為了保持街道空間及視覺的連續性，高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致，宜有所呼應。如：在新加坡老區和改建后的一條干道的兩側，為了不致造成新區高層和老區低層截然分開，沿新區一側作了和老區房屋高度相同中相似的裙房，高層稍后退，形態效果良好的對話關系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經常為使用者所接觸，也易被人們仔細觀察，也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系，不宜過大或過小，過大易使建筑缺少親近性，過小則減小了建筑的尺度感，使建筑猶如玩具。

在近人尺度處理中，應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分，檐口、門、窗及裝飾的處理，使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定，創造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間，使人的心理有一個逐漸變化的過程。如：上海圖書館門前采用柱廊的形式，使出入館的人有一個過渡區，這樣使建筑更具有近人及親人性。

1.5細部尺度

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。在生活中，有的事物我們喜歡觸摸，有的事物我們不喜歡觸摸——我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應，形成人的視覺質感，建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質感，來塑造建筑物，吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感，或者換言之，通過質感產生一種視覺上優美的感覺。勒?？虏嘉靼Ｔ诶袪柼峤ㄔ斓男薜涝菏沁\用或者確切地說是留下大自然“印下”的質感的優秀典范，這里的質感，也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。

2、高層建筑外部尺度設計的原則

2.1建筑與城市環境在尺度上的統一

注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響，因為在城市輪廓線的組織中，起最大作用的是建筑物，特別是高層建筑，因而它的布置應遵行有機統一的原則進行布置：

（1）高層建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但為避免其相互干擾，可以采用一系列不同的高度，或雖采用相仿高度，但彼此間距適當，組成有關的構圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉彎處，以豐富行人的視覺觀賞。

（2）若高層建筑彼此間毫無關系，隨處隨地而起不到向心的凝聚感，則不會產生令人滿意的和諧整體。

（3）高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同，因為這會極大影響輪廓線的優美感。

2.2同一高層建筑形象中，尺度要有序

高層建筑設計時，應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列，在某一尺度設計中要遵守尺度的統一性，不能把幾種尺度混淆使用，才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統一。

2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性

高層建筑物上要有一些局部形象尺度，能使人把握其整體大小，除此之外，也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺，效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。

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水平承重關系到整個建筑的穩定性，其結構主要平板體系、無梁樓蓋和肋形樓蓋等。對于平板體系，以單向或雙向板來組成剪力墻結構，適宜結構較低、層高較低的高層建筑，當跨度較大時，則不適宜平板結構。無梁樓蓋多應用于層高受限的公共建筑，其跨度要求為普通鋼筋混凝土樓面跨度≤6m，預應力樓面≤9m。為了滿足跨度較大的高層建筑，可以設置密肋樓蓋方式，以現澆梁板為定型模板，如筒體結構的角區樓面可以采用密肋樓蓋。

2.基礎結構的選型

基礎是高層建筑結構設計的重要內容，其結構選型是否合理關系到整個房屋的造價、安全和施工工期等方面。因此在基礎結構選型上，需要從多個方案的對比中來選擇。對于層數不高、地基土質較好時的框架結構，可以采用柱下獨立基礎，錨入長度≥40d。對于建筑層數不高、土質一般的框架或框架－剪力墻結構，可以采用交叉梁基礎。

3．高層建筑結構的布置研究

在結構布置上，通常需要從建筑功能使用要求、消防要求、承載受力分析、地基沉降以及地震影響、施工經濟性等方面來合理選擇。其主要內容有平面布置、豎向布置及變形縫布置。(1)平面布置對于平面結構布置，原則上滿足簡約、規則、對稱要求，并對平面長度或突出部分采取必要的加強措施。如對于規則平面結構進行布置時，在剪力墻面積不變情況下，要滿足自振周期和側移量較小的要求。對于不規則平面，利用計算結構特征值的方式，分析受力性能，減少結構抗扭剛度。(2)豎向布置在豎向布置上，對于高層建筑要滿足強度與剛度的均勻、連續。尤其是在滿足抗震要求時，要從抗側向水平力上提高建筑的穩定性。其布置要點有:一是對于豎向結構宜規則，盡量減少外挑或內收;二是對于抗震級數要求應滿足本層側向剛度相鄰上層的70%或其上相鄰三層平均值的80%;三是豎向結構宜連續貫通。對于高層建筑豎向不規則結構時，要結合立面及使用功能來布置，如側向剛度不規則，抗側構件不連續、樓層承載力突變等，在布置時應減少轉換層的厚度及數量，增加轉換層上第1層的層高，增加下層剪力墻厚度，提升下層混凝土的強度等級等。(3)變形縫設置在高層建筑結構布置上，對于變形縫的設置至關重要。特別是溫度變化誘發的溫度伸縮縫、沉降誘發的沉降縫及其他因素導致的建筑層間剛度差異形成的變形縫。一方面在建設上加以防滲、防震、防水等處理，另一方面是從設計上來進行合理布置。如對于層數、荷載相差較大的高層建筑可以設計成主樓、裙樓，來避免不同基礎沉降帶來的內力和變形影響;對于不設沉降縫時，可以在裙樓一側設置后澆帶;在施工中先施工主樓，后施工裙樓。

4．結語

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對于現代城市良好居住環境而言，最直接有效的宏觀控制方法應從以下二方面進行：

1.1有效的利用土地

在高層建筑的功能布局中，強調土地的綜合利用是十分重要的一個環節。亦即在建筑功能布局時，把工作、居住、交通和其他服務設施結合起來綜合予以考慮，把人們能夠就近入學、就近工作、就近享用各種服務設施，縮短人們每天的出行距離，減少能耗。

1.2合適的密度

建設生態化城市人居環境，需要在滿足人們適度舒適的前提下，適當提高人口密度，以達到節約能源的目的。與此同時，亦有助于城市中心的復興，提高城市中心的活力。但是另一方面，又要避免局部地區過分密集，高層建筑對城市的許多負面影響大多是由于高層建筑的過分密集造成的。

2高層建筑營運系統的生態性設計

對高層建筑而言，從能源和環境的角度看，其生命周期是指從材料與構件生產（含原材料的開采）、規劃與設計、建造與運輸、營運與維護直至拆除與處理（廢棄、再循環和再利用等）的全循環過程。高層建筑營運期間所消耗的能源在整個生命周期中占有很高的比例。調查發現，營運過程中能耗最高的是建筑的HVAC系統，其次是人工照明系統；其他因素（如電梯、管道和排放）在建筑營運能耗中只占很小部分。因此我們的設計目標應該是選擇一種建筑形式和營運系統，可以盡可能的利用自然采光和通風，以減少高層建筑營運期間所需的能源。設計的第一步是根據基址氣候條件找到適合的被動設計方案，并使之最大化。被動設計本質上是不通過電子-機械手段，而是通過建筑特殊的形態組織達到的低能耗設計。以下是一些用于綠色生態高層建筑中被動模式營運系統最大化的生態設計策略。如果不能達到理想的效果，可以通過主動系統或混合模式系統的輔助作用來加以補充。

2.1建筑平面與體型系數

我們必須根據基址周邊環境能量和當地氣象特征來設計高層建筑的形狀以獲得最佳能量。減少采暖能量的需求（例如通過優化進入熱量）并不僅僅是建筑朝向問題，也受到建筑平面形式和體型系數的影響。建筑的體形系數是圍值，因此它不僅僅是一個熱工性能參數，而且還體現了作為手段的外界面對空間的建構面積成線性正比，而對于正多面體而言，表面積與體積呈幾何基數關系，此時建筑的體積，即空間的量和維持室內氣候的能耗之間不是線性關系，而是幾何關系，因此建筑在體積擴大時可以只投入較小的能耗增量而獲得較多的舒適空間增量，這意味著減少體型系數可以降低舒適空間的平均成本。在常見的平面形式中，圓形平面可以擁有最小的面積，其次是方形（見圖1）。

同時，小的體型系數往往與空間布局緊湊、功能流線短捷相聯系，所以小的體型系數在某種意義上還常常與較高的功能運作效率相聯系。通過控制體型系數往往可以一舉三得：節能、節材及提高功能運作效率。通?？梢酝ㄟ^以下途徑來減小建筑的體型系數：①加大建筑進深；②規整建筑體型；③集中建筑體量。圖2分別表明在每個氣候帶，最適宜的建筑比率，正立面最好的是南北朝向。研究表明，建筑可取的邊長長度，即X、Y值最適宜的建筑比率，如圖2所示。

建筑服務核的布置決定了平面的哪些部分對外開放（例如為了通風和更好的視野），合適的位置有利于建筑的熱表現。設計者在平衡設計時必須結合其他因素考慮太陽光路徑和當地的風向（如最佳的視野方向、基址形狀和領近建筑等）。在熱帶地區，服務核可以設在建筑“較熱”的東邊、西邊或兩邊，以作為太陽光緩沖帶。研究表明，在溫帶和寒帶地區通過雙核外形設計，窗戶開在南北向，服務核放在東向或西向，可以大大節約空調的能耗。這種方案亦適用于赤道地區的緯度小于40°的地區。這種布置通過“空間隔熱”緩沖區，大大減少了進入建筑內部空間的熱量，同時也最大限度地防止了建筑內部熱量的流失。在各種可能的服務核布置中（即中心核、雙核或單邊核），雙核是最可取的（見圖3）。圍服務核的優勢在于：

a沒有消防加壓管，降低了最初和營運成本；

b使用空間更具有靈活性；

c電梯間提供自然通風，從而節能；

d太陽光緩沖效應和風力緩沖效應。

2.2朝向的選擇

建筑朝向的被動設計與建筑的平面形態、基址上的位置及對太陽光路徑的朝向和當地的風向有關。例如，根據熱帶地區的太陽路徑，建筑形態應該是以東西向為軸線的矩形，以減少建筑開闊面的太陽輻射。這是因為獲得熱量最大的來源是通過窗戶的太陽輻射。

當然，熱量獲得隨著時間和角度的不同而不同。建筑朝向的決定將影響后續的每個設計決策。每個建筑基址都有其特殊性，因此高層建筑的設計毫不例外也與基址相關。在決定如何使基址內的新建筑有利于環境時，必須考慮兩個主要的基址因素：當地氣候和基址內建筑的環境影響。當地氣候的影響可以是正面的也可以是負面的建筑朝向可以通過遮陽帶植物或滲透性墻體加以緩和。通過仔細研究基本微觀氣候條件，就可以確定最合適的基址和建筑外形，消除不適合的基址區域（如被污染的和過于遮避的區域）；通過建筑形式、植被和遮避帶最大限度地開發基址剩余區域的潛能。

2.3建筑外界與雙極控制

高層建筑的外界面設計與一般建筑相比有其特殊性。首先高層建筑擁有得天獨厚的通風優勢，而且隨著高度的不斷增加，上面的風速和風壓越來越大，在這種情況下上部直接開窗狂風可能吹襲室內，形成紊流和噪聲，而且會導致建筑與外界熱交換迅速增加，不利于建筑中的能量保存，熱工能耗增多。此外高層建筑較少受到臨近的建筑遮擋，所以投射在其上的日照包括直射的、漫射的或被低層建筑屋頂反射的輻射，要比照射在多層建筑上的日照輻射強度高，這在冬季是有利的，但在夏季卻是不利的。

另外，氣候是由多重對立要素綜合決定的，各種氣候要素總是在舒適要求的兩極之間擺動變化，建筑隨著氣候的變化，要面臨采暖與制冷、通風與防風等相互矛盾的要求，因此建筑外墻應該結合被動系統、混合模式和主動系統的優化來加以設計。因此，理想的外墻應該是對氣候“用”和“防”的辨證統一，是有利于環境的過濾器。外墻上應該像過濾器一樣提供自然通風，控制交叉通風，提供對外景觀，予以太陽光保護，調節風雨，在寒冷季節提供保溫，在炎熱的夏天提供通風、隔熱，使得與外部環境有更直接的關系。雙層立面系統是目前處理高層建筑外界面比較理想的手段。

2.4建筑采光

高層建筑在生態設計中的目標之一，是優化日光的使用，減少人工照明的耗能需求。大部分被動日光技術都是控制進入的直射光線，減少其對視覺舒適度的潛在負面影響，如眩光；以及通過減少熱量獲取來減少建筑制冷的負擔。當太陽光有效地分布到建筑各處而沒有眩光的時候，就可以認為是很好的室內照明了。先進的日光采集系統設計有以下方法：

①通過將陽光反射至屋頂平面，日光可以到達比那些靠傳統窗戶或天窗采光更深的工作區域，但不增加窗戶附近的日光強度；

②通過利用相對小的進光區域有效傳統日光，可以不對陽光輻射產生嚴重的制冷負荷，從而達到節省能耗的目的；

③仔細設計阻擋陽光直射的系統，可以減少陽光直射導致的眩光和溫度不適。設計的難度在于每天和全年陽光位置及獲得的不斷變化。自然采光的建筑無論設計得多好，只有在日光有效利用和代替人工照明的情況下才能節約能源。當然，進行采光設計時，可以在人工照明節能和少量增加陽光熱量獲得之間尋求平衡。我們可以完善座位和工作平面規劃，通過更好的窗戶和立面設計來減少眩光，獲得自然采光。研究表明，太陽光的適當獲得和開闊視野可以提供一種舒適感。然而，為保證一個安全、舒適的工作環境，使用者應該可以控制光線的數量和質量；設計者需綜合考慮能耗、背景光線、屋頂燈和窗戶的自然采光等因素，并為使用者提供最好的視覺環境。

2.5使用自然通風

基址環境一個重要的能源就是風。在需要良好通風或風力支持下的舒適通風時，通過優化當地全年和每天不同時段的風力條件，我們可以利用規劃建筑的平面形態和外墻以達到自然通風和更有效的制冷。在最簡單的層面上，自然通風確保了新鮮空氣進入室內。大型項目可以利用混合模式系統的"煙囪效應"，新鮮空氣可以進入到低樓層，在與冰冷的水泥地板相接觸后進一步降溫。隨著空氣升溫，它也升溫并最終在屋頂排出。合理的自然通風設計可以降低成本和節約能量。此外，減少對機械通風和空調系統的需求可以提供一個健康的建筑環境。使用自然通風的能耗要比使用空調的能耗減少一半，而且減少了維護，以及建筑綜合癥的發生，二氧化碳的排放量也減少了。因此，在可能的條件下，不要設計全封閉的建筑，以減少對空調系統的依賴。

通過利用封閉的中央庭院或中庭來引入新鮮空氣進入建筑內部并提供“預熱”，這樣可以減少能耗。另外，使用這種中庭的設計有利于自然通風，因為中庭的設計將改變進深過深的建筑形式，而在室外立面上開窗，形成良好的的交叉通風。然而，并非所有的建筑都是完全自然通風，實際上冬季應該注意避免過度通風和由于過度新鮮空氣降溫導致的能量損失。所以，在高層建筑中，混合模式替代通風系統可以作為一種冬季保存能量的方式。

2.6被動制冷

被動制冷適用于各種簡單的制冷技術，使建筑室內溫度能通過自然能源的使用而降低。在炎熱潮濕的赤道地區，生物氣候的設計技術涉及建筑設計和材料的選擇，以最小量的制冷能耗來換取更舒適的環境。這要求最小化建筑的熱量獲得，減少建筑外層太陽光熱量的獲得和太陽光通過窗戶的滲透，通過自然通風和其他技術來提供舒適環境。適當的應用一些設計元素（例如建筑的布局、朝向、窗戶細部、遮陽裝置、通風、隔熱和外墻的熱系數）能夠將室內溫度達到一個比室外平均溫度更舒適的水平。對于夏季炎熱的項目基址而言，被動制冷系統應用的一個前提是當地的建筑生物氣候設計，兩種方法相輔相成。建筑通過利用各種自然散熱口，如周圍空氣、上層空氣、水和地層下的土壤，這種被動系統來降溫。每種降溫資源都有多種使用方法，從而產生各種降溫系統。以下是各種被動降溫方法：

①舒適通風：主要是在白天提供直接通風的舒適感；

②夜間通風降溫：通過夜間通風降低建筑內部的溫度，而在白天關閉建筑，從而降低室內白天的溫度；

③輻射降溫：在夜晚通過屋頂散熱，或利用特殊的屋頂散熱器，用白天的冷能儲藏，將獲得的冷能量傳送到建筑內部；

④直接蒸發降溫：機械或非機械蒸發空氣降溫，而將濕冷的空氣引入室內；

⑤間接蒸發降溫：通過屋頂的蒸發降溫，例如屋頂水池降低室內溫度而不增加濕度；

⑥外部空間降溫：應用于外部空間的降溫技術，如建筑旁的院子。

3高層建筑室內環境的生態設計

作為建筑重要組成部分的室內環境，雖處于比建筑更低的層次，但它與建筑本身之間、與自然環境之間以及室內諸要素之間都是一種相輔相成的整體關系，不可割裂。符合生態原則的室內環境設計，必須處理好室內與自然環境之間的關系問題，建筑室內環境作為整體環境的一部分，作為地球總生態鏈中的一環，它必須與其他各個環節協調發展。生態室內環境設計主要著眼點有兩方面：一是提供有益健康的室內環境，并為使用者創造高質量的生活環境；二是保護環境，減少消耗。因此生態室內環境設計應該在節能、環保等方面進行周密的考慮。

高層建筑的室內生態設計同一般建筑相比除了室內熱舒適度、室內聲環境、室內空氣質量等要達到標準以外，可以采用過渡空間與中庭的處理方法作為內外部的過渡空間。這些空中花園以有機形式平衡了建筑硬件和組成部分的無機性，從而達到更平衡的生態系統。除了為建筑提供遮陽，這些中庭還有多種用途：作為緊急疏散區域、種植和園林、用于未來擴大（例如將來增加土地使用率）的靈活過渡區域、將來空間的增加（洗手間、廚房等等）。中庭還可以給高層建筑使用者一個更人性化的環境，使他們走出封閉的辦公區域可以直接體驗外部環境欣賞景色。這些過渡空間可以保護建筑的“熱”邊或形成一個重要的景觀。不管是布置在建筑中央或是周邊，這種多層過渡空間都與傳統過渡角色功能相當。這種空間實際上是在半封閉條件下“對外開放的空間”。

4結語

綜上所述，高層建筑的“生態性”具有實現的意義。對于高層建筑的生態設計，我們應該從城市的宏觀層面、建筑本身的營運系統的中觀層面、建筑室內環境的微觀層面進行綜合考慮，使建筑與外界環境統一成為一個有機的、互動的整體，實現建筑與現代城市未來的可持續發展。

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[5]曹偉.生態建筑.生態建材.發展戰略.[J]新建筑，2005.5.

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對給排水設計而言，超高層建筑具有高度高，業態多樣復雜，人員密集，火災危險性大，疏散及火災撲救困難，建設周期長、難度大，生活及消防給水系統豎向分區多，設備運行及管道系統承壓要求高以及各系統管理維護難度大等特點。超高層建筑的給排水系統應根據建筑高度、用途、衛生安全、使用要求、材料設備性能、維護管理、經濟節能等因素確定。

2生活給水系統

《民用建筑設計通則》（GB50352-2005）第3.1.2條對超高層建筑的定義做了明確規定：“建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑?！睂ι罱o水系統而言，100m的建筑高度并非劃分系統的一個界限。高度接近100m的高層建筑與高度150m以內的超高層建筑在給排水系統設計上是類似的。而100m左右的超高層與200m或以上的超高層在給排水設計上則可能有很大不同。《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-952005年版）第1.0.5條規定：“當高層建筑的建筑高度超過250m時，建筑設計采取的特殊防火措施，應提交國家消防主管部門組織專題研究論證。超高層建筑可能是功能單一的住宅樓、辦公樓，也可能是含有多種功能的帶裙房的綜合建筑群。根據不同的場所，我國的生活用水大致分為居民用水、行政事業用水、經營服務用水、特種行業用水等。設計應根據當地供水部門按不同的用水分類制定的收費標準，設置不同的給水系統，同時確定各個給水系統的供水方式?！督ㄖo水排水設計規范》GB50015-2003（2009年版）（以下簡稱“建規）第3.3.6條：“建筑高度超過100m的建筑，宜采用垂直串聯供水方式”。對不同功能或多功能組合的超高層建筑，應視具體情況具體分析，選擇最合理的供水方式。建筑生活給水系統應按不同性質的用水區域分別設置。例一：某公寓樓共61層，8層及以下為汽車庫及商業用途的裙房，建筑高度209m。生活給水分區如下：1區為－3～2層，由市政給水管網供水；2區為3～13層，由地下二層生活水箱+2區變頻泵供水；3區為9～14層，由地下二層生活水箱+3區變頻泵供水；4區為15～22層，由設在29層的中間水箱供水；5區為23～38層，由設在29層的中間水箱+5區變頻泵供水；6區為39～51層，由設在29層的中間水箱+6區變頻泵供水；7區為52～61層，由設在29層的中間水箱+7區變頻泵供水?！敖ㄒ帯钡?.3.4條規定：“衛生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”；“建規”第3.3.5A條規定：“居住建筑入戶管給水壓力不應大于0.35MPa”。據此，給水壓力大于0.45MPa的裙樓衛生間給水管，給水壓力大于0.35MPa的塔樓入戶管均設減壓閥減壓供水。本案所選供水方式主要考慮以下幾點：⑴3～7區系統均為垂直串聯供水方式；設在29層的中間水箱既作為4區的供水調節水箱，又作為5～7區水泵的取水水箱，擔負了調節和轉輸雙重功能。⑵向3～7區供水的中間水箱和變頻泵則集中設置在28、29層，這樣，既便于集中管理，又節省供水設備占用的空間。⑶各給水分區的管道及設備運行工作壓力均小于1.6MPa，生活給水系統所選用的管材及設備的耐壓等級與100m以下的高層建筑沒有區別，供水可靠性高。例二：某住宅小區工程一期含4棟45層超高層純住宅樓，層高為3.4m（1#、2#樓）及3.5m（3#、4#樓），建筑高度157m（1#、2#樓）及163m（3#、4#樓）。豎向設四個給水分區：1區負責地下二層及地上一層，2區負責二～十八層，3區負責十九～三十三層，4區負責三十四～四十五層。1區由市政管網經基地環狀管供水；2～4區由生活水箱+變頻供水設備聯合供水。2～4每個給水分區設一組變頻供水設備。各給水分區配水點水壓如超出0.35MPa，則設減壓閥減壓供水。選擇此種供水方式是考慮了以下因素：⑴變頻供水較屋頂水箱的供水方式衛生條件好。⑵變頻供水設備設在地下二層，對住戶影響小。⑶供水泵組所負擔的住宅層數受給水器具的承壓能力的限制?！敖ㄒ帯钡?.3.4條規定：“衛生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”。⑷由于本工程無設備層，因此不具備串聯給水方式實施條件。事實上超高層住宅項目，考慮設備層需占用一定建筑空間以及設備運行產生的噪音及震動對住戶的影響，一般都不設。如何在沒有設備層的超高層建筑中采用串聯給水方式是一個尚待研究的課題。

3消防給水系統

3.1室內消火栓系統

對于不設設備層或避難層的超高層建筑而言，基于《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2005年)（以下簡稱“高規”）第7.4.6.5條“消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00MPa，當大于1.00MPa時，應采取分區給水系統”的規定，其消火栓系統大多采用臨時高壓給水系統的供水方式。超高層建筑消火栓系統，一般采用水泵、減壓水箱及減壓閥進行分區。用水泵分區是指每個分區分別設置消防泵，即并聯系統。出于經濟及減壓閥產品功能質量不斷提高的因素考慮，減壓閥用于消火栓系統分區越來越廣泛。民用專用消防泵的揚程一般都不大于2.0MPa。以61層的公寓樓為例，消火栓系統分區：-2～8層為1區，9～31層為2區，32～45層為3區，46～61層為4區。1區和2區分別由設在18層和38層的消防減壓水箱供水；3區由屋頂消防水箱供水；4區由屋頂的消防水箱+固定消防水泵供水。屋頂2座342m3消防水箱由29層的中間水箱+7區變頻泵供水；18層和38層的消防減壓水箱由屋頂消防水箱供水。1、2、3區均屬常高壓給水系統，4區屬臨時高壓給水系統。這樣分區的優點在于：火災發生時，1、2、3區由屋頂消防水箱直接或通過減壓水箱供水，不需啟動水泵，對控制系統要求不高；此外，消火栓泵揚程不至于過大，管道及設備的耐壓等級也不會過高。它的不利因素是，需設中間設備層，設備分散，管理不便，設備運行產生的震動及噪音可能讓生活和工作在建筑里的人感覺不適。以45層住宅樓為例，消火栓系統分區：地下層及1～19層為低區，由低區消火栓泵供水；20～45層為高區，由高區消火栓泵供水。其中高區的20～35層經減壓閥減壓供水。這樣分區的優點在于管路和控制系統簡單，所占管井較少，不需要占用設備層，但對減壓閥的質量要求較高，減壓閥需備用；此外，由于高區系統的幾何高差接近170m（自地下二層底板面計），下部管道及設備的工作壓力超過2.00MPa，對管材及設備的承壓要求高，影響系統的可靠性。本案的消火栓系統均為臨時高壓給水系統供水方式。

3.2自動噴水滅火系統

“高規”第7.6.1條規定，建筑高度超過100m的建筑均應設自動噴水滅火系統?！皣娨帯钡?.2.3.1條規定：“濕式系統及預作用系統一個報警閥組所控制的噴頭數不宜超過800個，干式報警閥組所控制的噴頭數不宜超過500個”，第6.2.4條規定：“每個報警閥組供水的最高與最低位置的噴頭高差不大于50m”。自動噴水滅火系統的給水分區，除應考慮各系統配水管道工作壓力符合《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001(2005年版)(以下簡稱“噴規”）第8.0.1條規定的“配水管道的工作壓力不應大于1.20MPa”外，還要考慮在滿足噴頭需要工作壓力的前提下，配水管入口的工作壓力又不宜超過0.40MPa，以及每個報警閥所負擔的樓層，并考慮使分區與生活給水系統及消火栓給水系統相適應，以避免橫管過于分散。對于超高層建筑，按上述條件所確定的豎向分區最少也需要3個。由于報警閥的工作壓力一般都不大于1.60MPa，且每個報警閥后都需要單獨的立管，這就會在設計上給管路的排列及報警閥的設置帶來限制。在無設備層的超高層居住建筑中應考慮報警閥的位置。以61層的公寓樓為例，自動噴水滅火系統分區如下：-3～8層為1區，9～21層為2區，22～41層為3區，42～61層為4區。由1區和2區分別由設在18層和38層的消防減壓水箱供水；3區由屋頂消防水箱供水；4區由屋頂的消防水箱+固定消防水泵供水。18層和38層的消防減壓水箱及屋頂消防水箱，與消火栓系統合用。這樣分區的優點在于：火災發生時，1、2、3區由屋頂消防水箱直接或通過減壓水箱供水，不須啟動水泵，控制系統簡單。在以上4個分區系統中，對工作壓力大于1.20MPa的配水管道及工作壓力超過0.40MPa的配水管，采用用減壓閥減壓。以45層住宅樓為例，自動噴水滅火系統分區如下：-2～10層為1區，11～22層為2區，23～34層為3區，35～45層為4區。1、2區及3、4區分別合用一組固定式消防水泵，1、3區系統經水泵加壓供水并經減壓閥減壓后供水。在大于0.40MPa的各區配水管入口均設減壓孔板減壓。這樣分區的主要優點是，不需要在上部樓層中設設備層；缺點是3、4區系統對管道及設備的承壓要求高，影響系統的可靠性。

4污廢水系統

“建規”第4.4.11條：表4.4.11注：排水層數在15層以上時，排水能力宜乘以0.9；“建規”第4.6.2條：建筑標準要求高的公共建筑、10層及10層以上高層建筑應設置通氣立管，或設置特殊配件單立管排水系統?；诟纳婆潘畻l件，提高排水能力方面考慮，應采用雙立管排水系統，或采用設置特殊配件的單立管排水系統，對標準高的或環境要求安靜的建筑及部位，宜設置環形通氣管或器具通氣管。

5屋面雨水系統

建規”第4.5.5條：重要公共建筑屋面雨水排水設計重現期不宜小于10年；“建規”4.9.9條：重要公共建筑、高層建筑的屋面雨水排水工程與溢流設施的總排水能力不應小于50年重現期的雨水量。設計重現期：雨水系統如果設計不當，會留下安全隱患。因此，超高層建筑屋面雨水設計重現期的取值應慎重。屋面溢流設施：基于安全及美觀要求考慮，超高層建筑不宜設置溢流口。如屋面雨水的設計重現期取50年，則屋面無需設置溢流設施。雨篷：雨篷是建筑專業的門面，雨篷面積雖然不大，但其所截留的雨水還包括上方側墻的面積，雖然側墻面積按一半計算，但仍遠大于雨篷自身的面積，也可能大于屋面的面積。因此，雨篷的雨水排水量可能比屋面的排水量大。雨篷如果設置過多的雨水斗及立管，會受到建筑專業的諸多限制，而雨篷下方往往是人員的出入口，安全性十分重要，因此，在設計時一定要妥善處理。首先要做到安全可靠，其次考慮美觀因素。雨水立管排出管：室內雨水立管排出管管徑宜放大1～2號，第一個檢查井宜選用消能井，以防止由于排出管壓力過高引起噴濺事故。

6中間轉輸水箱

6.1生活中間轉輸水箱容積計算

《全國民用建筑工程設計技術措施給水排水》(2009年)（以下簡稱“技術措施”）要求，生活給水系統采用串聯供水方式時，如中間轉輸水箱除供本區用水外，還供上區提升泵抽水用時，該水箱的有效容積為本區最大小時用水量的50%加上上區提升泵3~5min設計流量。若為中途轉輸專用時，“建規”第3.7.8條規定，生活用水中途轉輸水箱的轉輸調節容積宜取轉輸水泵5～10min的流量。

6.2消防中間轉輸水箱

“技術措施”規定，當采用水泵轉輸串聯時，中間轉輸水箱同時起著上區輸水泵的吸水池和本區屋頂消防水箱的作用，其儲水有效容積按15~30min消防水量計算，并不宜小于60m3。計算舉例：消火栓用水量40L/s，自動噴水用水量30L/s，則中間轉輸水箱的容積=(40+30)1060+(40+30)560=63000(L)，其中10min水量為本區屋頂消防水箱的水量，5min為上區水泵吸水池的水量。如還有其他水消防系統，則應將火災發生時時同時啟動的消防系統的水量疊加計算，作為中間轉輸水箱容積。上海市地方標準《民用建筑水滅火系統設計規程》規定：當建筑高度大于120m時，消防給水豎向分區宜采用多臺消防泵直接串聯或設中間水箱轉輸的串聯消防泵給水系統。采用中間水箱轉輸的串聯消防泵給水系統，其消防轉輸泵應獨立設置，且不應少于2臺；室內消火栓給水系統和自動噴水滅火系統的消防轉輸泵應分別設置，但備用泵可以兼用；消防轉輸泵的供電應符合消防泵的供電要求。。轉輸給水管不應小于2條。上海市地方標準《民用建筑水滅火系統設計規程》規定：各區重力消防水箱的數量不應少于2個，且每個水箱的有效容積不應小于100m3。

7給排水系統噪聲控制

各類建筑物或場所的允許噪聲級，在《民用建筑隔聲設計規范》（GB50118-2010）中有詳細的規定。由于超高層建筑多為高級寫字樓及高標準的旅店和住宅，因此，其對允許噪聲級的要求更高。超高層建筑給排水系統主要包括生活、消防的給水系統、熱水系統、污水系統、雨水系統、水景等。這些系統產生的噪聲來源主要有：水泵機械性等綜合噪聲、管道及器具噪聲、水錘噪聲及氣蝕噪聲。超高層建筑給排水系統產生的噪聲控制，在設計上，應做到科學合理布局，措施到位，注重細節。以下是降低或減少建筑給排水系統噪聲的主要措施。

7.1水泵房：

①泵房選址應盡量遠離要求環境安靜的場所。

②選擇低噪音、低轉速的水泵；每臺水泵均設置獨立的基礎，水泵與基礎連接采用彈簧隔振器。

③水泵進出水管設可曲繞接頭，可隔絕泵組通過管道傳遞震動轉速。

④管道采用彈性支吊架；管道穿樓板、墻處用柔性材料填充孔洞與管道間空隙，可有效降低固體傳聲。

⑤泵房內墻體及天花采取隔音吸音處理。

⑥采用隔音效果好的門、窗，消除聲音傳播的途徑。

7.2管道及器具：

①流速過快會引起金屬管道震動產生噪聲，尤其是管道轉彎處因彎曲震動產生的噪聲非常明顯，故在管道轉彎處設置有效的固定支架和減震支架是十分重要的，同時適當放大管道管徑，以控制管道流速不致過大。

②排水管采用隔聲效果好的柔性接口鑄鐵排水管，并采用雙立管排水系統，在有條件的情況下，設置環形通氣管或器具通氣管，這樣可穩定排水管內氣壓，從而改善排水條件，降低排水噪聲。排水立管不宜布置在與臥室或要求安靜的房間相鄰的內墻。

③器具及閥門宜采用節水消音型產品，不宜采用快速啟閉的閥門、水嘴。

④高揚程水泵宜采用緩閉式消音止回閥、水錘消除器或安全泄壓閥，防止停泵產生水錘和噪聲。

⑤較大口徑的水箱水力液位控制閥，其隨水箱水位升降，時而開啟向水箱注水，時而關閉。在向水箱放水時，如壓力、流速過大，會產生較大的噪聲，設計可采取降水壓、減流速的措施，并對水箱進水管牢固固定，必要時水箱進水管采用淹沒出流進水。

7.3氣蝕噪聲的控制

管網中的液體與氣體，在一定壓力和溫度作用下形成氣蝕。氣蝕會對管道和設備造成水力沖擊，從而產生噪聲甚至損壞管道和設備。由于氣體積聚在管道或設備中的相對高點及管網末端，故應在這些部位設置自動排氣閥，水泵進水管異徑管采用偏心異徑管，以避免氣蝕發生。此外，可調式減壓閥的前后壓差過大時，也會發生氣蝕，并產生噪聲，損壞閥件?！敖ㄒ帯币幎?，可調式減壓閥的閥前與閥后的最大壓差不宜大于0.40MPa，要求安靜的場所不應大于0.30MPa。對于超高層建筑，無論是可調式還是比例式減壓閥，其前后壓差均應按不大于0.30MPa設計。

8管材及設備選擇

因超高層建筑管路系統所承受壓力及運行可靠性要求較高，要求的建筑使用壽命更長，故對管材及設備的選擇要求更高。設計人員如果不重視，可能留下事故隱患。

8.1管材

①給水管給水管應優先使用具有足夠強度的金屬管，如厚壁鍍鋅鋼管、無縫鋼管、不銹鋼管、銅管等，還可選用襯塑或涂塑金屬管。塑料管因其強度不如金屬管，且線性膨脹系數比金屬的大很多，熱脹冷縮使其在軸向方向上的變形量大。此外，其接口的耐壓強度一般要比管材自身的強度低，因此，不建議使用塑料管，尤其在高壓管道系統中應避免使用。管材的連接方式：焊接、法蘭、溝槽等連接方式可以達到或超過管材本身的抗壓強度，是高壓管道連接優先考慮的方式。螺紋連接一般用于口徑100以下較小的管道，其承壓能力略低。

②排水管超高層建筑的排水管有多種選擇。使用較多的有機制鑄鐵排水管及HDPE排水管等。PVC-U排水管因其本身強度稍差，如接口為粘接劑粘接，則易脫落，不建議采用。《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》GB50242-2002第5.3.1條規定：管道在做灌水試驗時，灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。因此，在選用雨水系統管材時應考慮雨水管道由于建筑高度引起的靜壓力。雨水立管一般選擇鍍鋅鋼管、承壓HDPE管，有條件或者明裝時可選用不銹鋼采用承壓管。承壓比較高的部分采用無縫鋼管。

8.2給水設備

超高層建筑，給水系統如采用水泵分區的并聯供水方式，上部給水系統的給水設備工作壓力，通常都大于1.60MPa，而國內廠家生產的給水設備工作壓力一般都不超過1.60MPa，因此，應在設計階段確定若干家合適的設備廠家，供業主選擇。如果系統沒有設安全泄流裝置，應采取防水錘措施。工作壓力大于1.60MPa的給水設備，其對產品品質，如設備材質及生產工藝，要比常壓給水設備要求更高。對此，應引起設計者的重視。

8.3閥門

超高層建筑給水系統采用的閥門，其材質，閥芯宜用全銅或不銹鋼，閥體宜用球墨鑄鐵、全銅、不銹鋼或鑄鋼，確保產品具有更高的可靠性。需要設計人員注意的是，有些種類的閥門，不是你想要的壓力等級，廠家都能提供的。以上述某住宅小區為例，自動噴水滅火系統的3區和4區的濕式報警閥原設計設在地下室，報警閥設計公稱壓力2.10MPa。在施工階段，施工單位反映，2.10MPa或更高壓力等級的濕式報警閥在市場上買不到。經了解，市場上只有公稱壓力1.20MPa及1.60MPa的產品，更高壓力等級的產品市場上無貨，也沒有一家廠家愿意接受定制。最終只得變更設計，將3區、4區的報警閥分別改設在23層和36層管井內，濕式報警閥改為采用1.20MPa壓力等級的。

8.4消防水泵接合器

室內消火栓系統及自動噴水滅火系統應設消防水泵接合器，消防給水系統豎向有分區的，在消防車供水壓力范圍內，應分別設消防水泵接合器。這是“高規”第7.4.5條的規定。其條文說明提出：只有采用串聯給水方式時，上區用水由下區水箱抽水供給，可僅在下區設水泵接合器，供全樓使用。無論是消火栓系統還是自動噴水滅火系統，“高規”均沒有要求在消防車供水范圍之外的消防分區設置消防水泵接合器。但“噴規”第10.4.2條規定：當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時，應采取增壓措施。該規定無異于，對于自動噴水滅火系統，無論是否在消防車供水范圍的分區，都應設置消防水泵接合器。對于并聯消防給水系統，地方消防部門可能會要求在消防車供水范圍之外的分區也設消防水泵接合器，并設接力設施。南寧華潤中心幸福里一期工程，當地消防部門就要求，消防車供水范圍之外的消火栓系統及自動噴水滅火系統的消防分區，也應設置消防水泵接合器，在其后設消防接力泵。設計應注意，由于市場上一般只能提供公稱壓力1.60MPa的消防水泵接合器，如果消防給水系統工作壓力大于1.60MPa，而又在消防車供水壓力范圍內，則消防水泵接合器應當專門定制。

9系統減壓措施

9.1給水系統

給水系統上的減壓措施主要有減壓水箱、減壓閥、減壓孔板、節流管、減壓穩壓消火栓、安全閥、泄壓閥等。后三種主要起防超壓的作用。因減壓水箱需占用一定空間，一般較少采用，故采用減壓閥分區的給水系統最多。減壓閥有比例式和可調式的?？烧{式減壓閥的壓力調整范圍一般不大于0.70MPa。對生活給水系統而言，管徑大于DN50的管段一般采用先導式可調減壓閥或比例式減壓閥，小于等于DN50的管段一般采用直接式可調減壓閥。消防給水系統宜采用比例式減壓閥，并設置備用閥組（單個報警閥除外）。生活給水系統減壓閥可不設備用閥組。如果不設備用減壓閥，應保證減壓閥失效時管道的壓力不超過衛生器具的最大可承受壓力。“建規”規定衛生器具的最大可承受壓力不得大于0.60MPa。消火栓給水系統通常在動壓大于0.50MPa的部位采用減壓穩壓消火栓。

9.2排水系統

在以往的實際工程中，有不少超高層乃至高層建筑在排水立管上設置了消能裝置，即由下至上，從第6層起，每6層安裝一組由配件或成品組成的消能裝置，以達到消除排水立管中所謂由水流形成的過高的勢能的作用。實際效果如何呢，我們先來分析一下排水立管中水流的流態情況。實驗表明：排水立管中水流的流態大致分為以下幾種：

①流量較小時，水流沿著管壁做螺旋運動，隨著水量的增加，螺旋運動被破壞，當水量足夠覆蓋管壁時，螺旋流停止。水流附著管壁而作片狀下落的附壁流。

②當流量繼續增加到足夠大時，由于空氣的阻力和管壁的摩擦作用而形成水的隔膜運動，水膜運動開始后便以加速度下降，下降到一定的距離，當水流所受管壁摩擦力與其重力平衡時，便做勻速運動，水膜厚度不再變化。此時的速度即為水膜流的“終限流速”，自水流入口處至形成終限流速的距離稱為“終限長度”。對于一定的管徑,如果流量越大，其終限流速及終限長度也越大。

③當水量更大時,即水流充滿立管斷面的1/3以上時,水膜的形成更加頻繁，以至容易變為較穩定的水塞運動。水塞的形成會引起立管內氣壓激烈的波動,容易破壞排水水封。在水膜流終限流速狀態下計算出的流量為臨界流量。而我國規范規定的臨界流量值約為理論臨界流量值的一半,已考慮了實際污水中帶有大塊雜質、出流實際不穩定及立管負壓段對橫管出流的強烈抽吸而造成的短時高峰流量等因素。有資料表明，對應于流量9L/s其流速4m/s時的終限長度值約為3m，即水流從支管出口流入立管后，大約經過一層樓的高度,便保持水膜層厚度和流速不變。因此，在規范規定的立管排水能力范圍內設計時，立管水流在流經3m左右的距離處已達到終限流速狀態，流速不再增加，故排水立管沒有必要設置消能設施。但基于改善水力條件，提高立管排水能力，保護衛生器具的水封，同時保證立管內的空氣流通，排除管道中的有害氣體考慮，超高層建筑排水立管應設專用通氣立管。

10結語

篇9

水泥和地基土的攪拌結合體是水泥土攪拌樁的主要工作原料，每當我們把水泥混入到軟性土質中的時候，水泥遇到土中的水就會在水泥顆粒間發生一系列的水化和水解反應，形成水泥水化物并生成凝膠體，這個是水泥土攪拌樁軟性土質地基加固過程的核心原理，之后將小土團或土顆粒凝結在一起就會形成一種穩定的結構整體，而且這些水化物自身將繼續硬化，最終形成水泥石骨架。與此同時，有些則會與其周圍其他具有一定活性的粘土顆粒發生團粒化作用并進行離子交換，通過硬凝反應、碳酸反應最終形成不溶于水的穩定的結晶化合物，進而形成了具有整體性、穩定性的水泥土加固體。

2通過舉例說明在高層建筑地基處理過程中水泥攪拌樁技術的具體運用

2.1簡述北京某大型寫字樓的工程概況。北京某“工”字型的大型寫字樓平面布局圖，它的主要走向為由南北方向展開，其寫字樓東部長約24m，寬約9.1m，西部長約9.1m，40.4m，寬約為15m，該寫字樓總高16層，它的總面積大約為871m2。

2.2現場勘查資料。在地基加固工程具體施工之前，根據現場相關資料勘查顯示：該寫字樓處于第四系沖積層的上部，它的主要巖性主要分為粉土、粉砂、細砂、粉質粘土四大類型，具體可以分為12層，它的最大揭穿深度為51.4m，如果采用水泥攪拌地基加固法，則它的樁身高度應該位于第2到第9層。與此同時，它的水位埋深為7.1m，第2到第8層地基承載力約為110~140kPa，第8到第9層天然地基承載力可達到160~250kPa，同時水泥土攪拌樁的設計置換率m取19.0%，并采用三角形布置，樁中心間距為1.2m，樁數總量n為1421根，通過加固后的復合地基承載力約為為300kPa，對于附加應力較大的電梯井處，水泥土攪拌樁的樁徑采用600mm，以保障局部應力集中和沉降過大。

2.3施工過程中的質量檢測。在水泥攪拌樁工程的具體實施過程中，我們需要進行嚴格的質量監督及檢測，以確保整個工程的順利進行，并提高工作效率，節省施工資金。具體的監督、檢測如下：1）做好水泥攪拌樁的中心樁位定位工作，使其樁位差嚴格控制在2cm以下；2）施工前，要嚴格對整個系統進行檢測工作；3）注重水泥的質量及泥漿調配比例；4）采取行和列跳打法，防止樁變形；5）做好已打好樁的標記工作，避免發生漏錯；6）四個工作日后，相關部門的工作人員需對打好的水泥樁進行質量復測。

篇10

隨著城市人口的不斷增長、城市面積的不斷擴大，高層建筑就要充分利用城市土地，在投資和規劃時要兼顧，考慮高層容積率。隨著社會經濟發達，城市規劃及建筑師在環境規劃、城市布局中，除考慮建筑形式外，還要注意城市與環境協調統一、建筑功能與人民生活關聯、足夠綠化面積、休閑停車散步空間等問題。城市中有許多單體建筑工程，在很小的面積內如何吸引眼球，是設計者們思考的重點問題，這就造成了高層建筑立面更為復雜、新奇。城市在發展，歷史要保護，如何使二者協調統一起來，這也是設計師們需要考慮的問題。城市的發展中還會遇到旅游用房、高級旅館、辦公建筑、經濟適用房、商品住宅等形態的建筑，不同的建筑要有不同的設計理念，保證價格合理的前提下，功能要完備，設計時都需要考慮進去，只有這樣，才能設計好高層建筑，滿足人們生產生活需要。

2高層建筑設計中存在的問題

按照建筑設計防火規范，高層商業建筑須采用封閉樓梯間或防煙樓梯間，但在開發過程中，為滿足大客流量及開闊的視野，在高層商業建筑中往往設計出寬大的敞開樓梯，用于客流通道。一般的開發商采用防火卷簾封閉對大型敞開樓梯間進行設計，同時又設計了符合規范要求的數量和形式的疏散樓梯。此種設計方式是不太可取的，因為它明顯的違背了人們在火災情況下的實際疏散的一個趨向。按防火規范要求，地上層與地下層不宜共用樓梯間，容易在人員疏散時進入地下層，造成不必要的傷害。通過實踐觀察，以上問題往往在設計及防火審核中被相關負責設計和審核人員所忽視，這些問題雖然細微，但一定要注意，因為高層建筑設計是為人們更好的居住建設的，一定要具備更高的安全性，保障人們生命財產安全。

3高層建筑設計的要點

3.1高層建筑的主體設計要點

有特點的高層設計，能展現一個城市的容貌和發展狀況，外地客人通過高層建筑的建筑風格感受城市人文風貌，所以設計師為高層建筑選擇合理的造型和設計風格顯的尤為重要。高層建筑不論怎么變化，都離不開一個建筑結構，只有合理的結構才能保證建筑穩固性，受結構的限制、使用功能的約束、符合人們的居住要求，一般的高層建筑風格都是比較規則的，很少太多變化的。一般城市中很多這樣的結構式高層建筑，盡管是通過一些外部裝修，給人明快的感受，但卻失去了一些設計師、建筑師的創造性和風格化。高層建筑的塔樓是主體部分，它的樣式起著決定性的作用。

3.2高層建筑外部尺度設計的原則

城市輪廓線是一個城市的形態，那么在城市防火規范組織中，起最大影響力的就是高層建筑，高層建筑與城市環境要在尺度上進行統一協調，在設計時充分考慮高層建筑布置對城市輪廓線的影響。在對高層建筑設計時，一定要實地考察調研，不能光憑想象畫圖紙，應充分考慮建筑的整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度等問題，在以上尺度設計中都要遵守尺度的統一性，只有這樣才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機協調。高層建筑物上要有一些局部形象尺度，能使人把握其整體大小，除此之外，也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來調整建筑物的體量，保持高層建筑自身特征，人們通過尺度把握使高層建筑融合到人們生活中。

3.3充分發揮空間作用

高層建筑占地面積一般都較廣、體量巨大，有的建筑給人不好的感受，讓人一下進入不和諧的空間里，這是由于高層建筑的體量對比所造成的街道空間一種突然的壓迫感。所以，高層建筑在設計時應該在對其進行后退處理，在其退出的用地上設計一個起到空間緩沖的空間，比如廣場、公園、道路等。通過巧妙的設計，排除人們的壓迫感，這樣的設計增加了人們對建筑的親切感，人們心理不那么壓迫的同時，還可以在進出建筑物時，感受時代元素、休閑樂趣，增加了城市環境重要節點。

3.4其他處理方式