高層建筑的設計要點范文

導語：如何才能寫好一篇高層建筑的設計要點，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。

篇1

關鍵詞：高層建筑；設計理念；核心筒；設計要點

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

引言

近年來，為了更好地利用有限的土地資源，高層建筑如雨后春筍般拔地而起，其中高層住宅的設計更是重中之重。高層住宅一般指10層及10層以上的建筑，其設計的核心主要是核心筒以及圍繞核心筒的住戶設計，設計主要包括由樓梯間、電梯間、前室、走道、設備管井組成的核心筒和住戶等內容。下面，本人結合多年工作和理論研究經驗，主要就高層建筑設計理念及高層住宅設計要點進行簡單闡述，僅供同行參考。

1 高層建筑的發展背景

從世界范圍來看，現代高層建筑是與工業化、城市發展密不可分的。18 世紀中葉由蒸汽機的發明引發的工業革命，完成了從工廠手工勞動到機器大工業生產的巨大飛躍，歷史進入了機器時代。大工業的興起使人口急劇集中到城市中來，用地緊張，地價飆升，為節約城市用地，在較小的土地上建造更多的建筑面積，縮短公用設施和市政管網的開發周期，建筑物不得不向高層空間發展，高層建筑隨即應運而生。

我國傳統上是一個農業大國，工業化進程起步較晚。自實行改革開放政策以來，城市化進程加速推進，現代高層建筑就雨后春筍般迅速在各大城市出現。正是由于城市人口的增長與城市土地資源的日趨緊張，才需要在較小的用地上得到較多的建筑面積，這是高層建筑迅速興起的根本原因，也是其最主要的價值和意義。

2 高層建筑的設計理念

2.1高層建筑的尺度設計。主要包括：一是整體尺度。整體尺度的均衡非常重要，設計時要注意以下幾點：一個造型美的高層建筑是建立要很好地處理裙房、主體和頂部的尺度關系；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。二是城市和街道尺度。高層建筑對城市各構成要素也產生重大的影響，是城市的重要景點，不當的尺度會對城市產生不良的影響。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，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。三是細部尺度。設計師在設計高層建筑中充分地把握各種尺度，結合人的尺度，滿足人的使用，觀賞的要求，必定能創造出優美的高層建筑外部造型。

2.2高層建筑的生態設計。其主要內容為：高層建筑營運系統的生態性設計，建筑平面與體型系數影響建筑采暖能量的需求，它不僅僅是一個熱工性能參數，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。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，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。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，以減少對空調系統的依賴。因此，高層建筑的“生態性”具有實現的意義，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，實現建筑與現代城市未來的可持續發展。

2.3高層建筑的節能設計。高層建筑體形龐大，設計者往往貪大求高，大部分精力放在追求立面形式和使用功能上，而往往忽略生態環境的保護，建筑設計節能意識淡薄，造成高能耗、低效益、影響常年使用，浪費巨大，高層建筑的節能首先應為設計者重視，從以下三個方面進行考慮：一是優化建筑位置及朝向設計。高層建筑的定位首先應考慮對城市環境的影響容積率過高很難滿足日照要求，陽光有著巨大輻射能量，寒冷地區的人們十分珍惜陽光帶來的溫暖，因此，建筑的方位與節能有著直接關系，建筑南向開窗面積盡可能大些，在滿足采光條件下，北向、東向窗盡可能小些，從而獲得更多的太陽光線，減少熱損失，保持室內舒適的溫度環境。二是優化圍護結構墻體設計。目前，在寒冷地區常用的墻體做法有：頁巖陶?；炷量招钠鰤K；粘土空心磚與實心磚復合墻體；粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等，合適的建筑材料能夠提高建筑維護結構的保溫隔熱性能。三是影響建筑節能的其他因素。高層建筑護墻體耗能量較大，占整個建筑耗能的25% 左右，建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一，體形系數越大耗能越多，高層建筑的形體變化不宜過多、復雜，建筑保溫材料的選用，建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。

3 高層住宅的設計

高層住宅是指10層及10層以上的居住建筑(包括首層設置商業服務網點的住宅)，其設計包括由樓梯間、電梯間、走道、設備管井和住戶等內容。

3.1樓梯間設計

3.1.1樓梯選型。11層及11層以下的單元式住宅可不設封閉樓梯間，但開向樓梯間的戶門應為乙級防火門，且樓梯間應靠外墻，直接天然采光和自然通風。當不能直接天然采光和自然通風時，應按防煙樓梯間的規定設置。11層及11層以下的通廊式住宅、12層至18層的單元式住宅應設封閉樓梯間。12層及12層以上的通廊式住宅和19層及19層以上的單元式住宅應設防煙樓梯間。

3.1.2高層住宅疏散樓梯間設置要點：18層及18層以下，每層不超過8戶，建筑面積不超過650，且設有一座防煙樓梯間和消防電梯的塔式住宅。18層及18層以下，每個單元設有一座通向屋頂的疏散樓梯，單元之間的樓梯通過屋頂連通。單元與單元之間設有防火墻，戶門為甲級防火門，窗間墻寬度和窗檻墻高度均大于1.2m，且為不燃燒體墻的單元式住宅。疏散樓梯間的梯段凈寬≥1.1M(墻邊到扶手中心線的凈尺寸)；梯步凈寬≥260mm;梯步凈高 ≤175mm;梯步數每段≤18步。普通樓梯基本軸線尺寸：4700mmx2600mm(8x260+2400+200=4680)x(1200x2+200=2600)剪刀樓梯基本軸線尺寸：7100mmx2700mm(17x260+2400+200=7020)x(1200x2+200+100厚中間墻=2700)。剪刀樓梯間應為防煙樓梯間。剪刀樓梯間的梯段之間應設耐火極限不低于1.0h的不燃燒體隔墻分開，并分別設置前室。塔式住宅確有困難時，可設置一個前室，但兩座樓梯應分別設置加壓送風系統。一個防煙樓梯間可與消防電梯共用一個前室(合用前室)。若地下地上共用一個樓梯，應在首層出口處將地下地上樓梯用耐火極限≥2.0h隔墻及乙級防火門分隔開，并地下地上的樓梯對外疏散門均應向疏散方向開啟，且門開啟后相互不能影響疏散寬度。 防煙樓梯間前室的面積：住宅≥4.5；與消防電梯合用前室的面積：住宅≥6.0。樓梯間前室的門應為乙級防火門，標準層門凈寬度不小于900mm,在首層疏散外門的凈寬不小于1100mm(等同樓梯間梯段最小寬度)高層居住建筑的戶門不應直接開向前室，當確有困難時，部分開向前室的戶門均應為乙級防火門。樓梯間及其前室的外窗和其他部分的外窗水平間距應≥1.0m。單元式高層住宅每個單元的疏散樓梯應通至屋面。剪刀樓梯間通至屋面時樓梯的疏散門應通過走道等聯通。

3.2電梯設計

3.2.1電梯作為高層住宅的主要垂直交通工具，電梯設置臺數的多少，關系到住宅建筑的電梯服務水平和經濟效益。其配置數量應根據建筑層數、每層面積、使用人數、電梯的載重量、速度等主要技術參數和生活水平標準綜合考慮。電梯的配置臺數可以通過公式計算得出，也可以按經驗確定。由于計算過程中，一些系數的取值為經驗或實測數據，其計算結果也只能是近似值。因此為簡化設計，往往按經驗來確定乘客電梯的配置臺數。一般認為，住宅約每60戶配置一臺。12層及12層以上的住宅樓每幢需設不少于2臺電梯。住宅樓的電梯需滿足無障礙要求，(電梯開門≥800mm，電梯轎廂進深≥1400mm,開間≥1100mm)。并且每單元至少有一部電梯能滿足搬運床墊等大型家具的要求。 電梯廳的深度應滿足無障礙設計要求≥1800mm。若多臺電梯雙側排列，則電梯廳深度應不小于相對最大電梯轎廂深度之和且小于3500mm。

3.2.212層及12層以上的住宅樓需設消防電梯(消防電梯載重量應≥800KG/臺，且從首層到頂層 消防電梯與客梯，其井道及電梯機房均應用耐火極限不低于2.0h的不燃燒體墻隔開，當在隔墻上開門時，應設甲級防火門。消防電梯前室的面積：住宅≥4.5；與樓梯間合用的消防電梯前室面積：住宅≥6.0。消防電梯前室宜靠外墻設置，在首層到室外的距離不得超過30m。消防電梯前室若直接對外開窗排煙；可開啟外窗的面積不應小于2.0，合用前室不應小于3.0。其開窗與其他部位的開窗水平間距應不小于1.0m。消防電梯前室門口宜設擋水設施。梯井底應設容量不小于2.0立方的排水井。

3.3走道設計

公共走道最小凈寬應滿足無障礙設計要求，不小1200mm。長度＞20m的內走道(兩端無窗)、長度＞30m的走道(只有一端有窗)、長度＞60m的走道設機械排煙，排煙井面積依計算所得，參考值0.3m2左右。

3.4設備管井

3.4.1 水表井。高層住宅樓采用分區供水方式，一般1-4F為市政管網供水，4F以上每7層一個區，每區一根主管，主管間距通常為300mm。水表采用立式水表，水表間距150mm。按此計算，水表井的尺寸如下：注：以上尺寸不包括消防立管及減壓閥門的空間，一級減壓閥需占用600mm x 100mm，增加一根消防立管在水表井中長邊方向需增加200~250mm寬。

3.4.2消火栓。高層住宅樓的合用前室需設一個消火栓，如果有開向該前室的功能房間(不包括管道井)，則該合用前室必須有兩個消火栓。消火栓留洞尺寸：單栓(單立管、單閥、單出口)尺寸：長x寬x厚=650mmX800mmX200mm, 雙栓(單或雙立管、雙閥、雙出口)尺寸：長x寬x厚=700mmX1000mmX200mm.

3.4.3強、弱電井。強、弱電井的設置與高層住宅樓的層數有關，凈尺寸通常如下：11層：強弱電一般共井1200mmx600mm；18-20層：強電井1500mmx800mm，弱電井1200mmx800mm，強弱電共井2800mmx800mm；25-33層：強電井 1500mmx800mm，弱電井 2000mmx800mm，強弱電共井3500mmx800mm；配電小間2500mmx1200mm。

3.4.4正壓送風井(無自然通風情況下)。正壓送風井分為樓梯間風井，樓梯前室風井，消防電梯前室風井，超過規定長度的走道風井等。當樓梯前室設風井困難時，可以加大樓梯間的風井風量來保證樓梯前室的加壓要求(核心筒各部分加壓壓力由強至弱的順序是：樓梯間-前室-走道)。加壓送風井的大小需要通過計算來確定，其窄邊凈空≥500mm；內壁抹灰密封，各標準層安裝正壓風口的墻體盡避。若建筑樓層超過32層(含地下室)，則正壓送風需分段設計，即分上段和下段，一般情況下，上段的加壓風機位。于屋頂，下段的加壓風機位于地下室或者1層架空層。風井在分段層要用結構板斷開，設備管井門只能開在走道及各前室中，嚴禁將設備管井門設在防煙樓梯間內。

3.4.5 設備管井門。設備管井門均為丙級防火門，通常外開。強、弱電管井門須設200mm高的門檻。

3.5住戶

住戶入口通道和門寬不宜小于1200mm。通往臥室的走道凈寬不應小于1000mm，最好走道尺寸做到1050mm以上。起居室放沙發一面的墻長度不宜小于3000mm。注意住宅規范對廚房和衛生間的凈面積要求。廚房應按操作流程布置。衛生間不應正對起居室及飯廳，若無法調整，則衛生間應加前室。衛生間宜同層排水，其結構降板不能小于350mm(或與水專業協商)；陽臺、生活陽臺及廚房均要降板。飄窗一定要設護窗欄桿，并且要靠窗設置，欄桿高度不低于1100mm。飄窗與室外空氣接觸的墻體、頂、底板均應做保溫。 注意室外空調機位的凈尺寸，對于臥室及書房等，空調板凈尺寸600mm*1200mm，起居室外空調板可適當加大，600mm*1300mm或1400mm均可。注意：此尺寸不含保溫，外裝修厚度。

篇2

關鍵詞：高層建筑；供配電系統；節能設計

Abstract: The key points of design and technical design of the power supply system in high-rise buildings are studied carefully, and put forward some measures for strengthening the power supply reliability of high-rise buildings.

Key words: high-rise building; power supply system; energy saving design

中圖分類號：TU2

1、高層建筑供配電系統設計要點

1.1 關于供電電源及電壓的確定。在高層建筑的供配電系統設計中，為了使得供電系統達到更加合理的狀態，應該根據負荷的等級來采取相應的措施，對于各級負荷的供電電源來說，要使得它們達到設計規范的規定。用電單位要根據用電的容量、用電設備的特性、供電的距離等等因素來進行考慮。

1.2 關于電力負荷的確定。在高層建筑的供配電系統的設計上，應該依據建筑的性質及規模，來確定建筑的相關電力負荷的等級，并且在實際工程中應結合當地的供電網的實際情況，進而來確定高層建筑的電力負荷等級和容量。對于國內高層建筑來說，它們的電源一般主要是采用l0KV的電源，對于超大型的高層建筑（群）也有些是采取35KV的電源，有時候甚至會采用110KV的電源。對于電源回路數而言，應該要盡量根據電力的負荷等級要求來進行相關的選取。

1.3 對于高低壓供電系統結線形式的采用確定。對于高層建筑來說，供電系統宜采用雙路10kV高壓進線，結線型式運用單母線分段運行方式，變壓器低壓側采取的是單母線分段結線，變壓器的低壓側要設置應急母線段，用來保證在應急的情況下能夠使得一級負荷進行供電。

1.4 變配電所的布置。對于高層建筑的來說，用電設備負荷是比較大的，并且很大的一部分是一、二級負荷，所以常常變電所的規模一般來說會比較的大?？偱潆娝詈檬窃O置在地下層內，以便于使變配電室更靠近用電負荷中心。對于高層建筑的總變配電所來說，管線進出的數量會比較多，有高壓也有低壓的電纜，管線布置應可靠合理，有條件時宜設置多個變配電室，縮短低壓供電半徑，減少電纜數量及各專業的交叉。-

1.5 關于應急電源設備的選取。自投裝置的動作時間，如果是能夠滿足允許中斷供電時間的，則可以選取帶有自動投入裝置的專用線路，而使得其是獨立于正常電源的裝置。在允許的范圍之內，可以選取那些蓄電池靜止型的供電裝置，來進行不間斷供電。

1.6 關于電壓選擇和電能質量。要正確選取變壓器的變壓比和電壓分接頭，最好采用補償無功功率的措施，盡量減少電壓偏差，降低系統的阻抗，設計過程中應盡量保持三相負荷比較平衡。為提高電能質量，設計時應考慮適當的濾波方式，對于電能質量要求較高的場所，可加入有源濾波系統。

1.7 關于功率因數的方法的確定。提高自然功率因數，就是提高變壓器或者電動機的負載率到75~80％，以及選擇本身功率因數較高的設備。對于非線性負載電路（在通信企業中主要為整流器），則通過功率因數校正電路將畸變電流波形校正為正弦波，同時迫使它跟蹤輸入正弦電壓相位的變化，使高頻開關整流器輸入電路呈現電阻性，提高總功率因數。

2、供配電系統節能設計技術要點

2.1 配電系統節能設計

①優選高效節能配電變壓器。建筑供配電系統中，配電變壓器是重要的電能轉換和分配設備，但其自身又是一個能源消耗設備。因此，選擇合理變壓器容量和型號是提高配電變壓器電能轉換效率，降低運行能耗的重要措施。在電氣節能設計時，應根據實際負荷需求，按照略高于變壓器最佳負荷率來確定變壓器容量，通常應設置負荷率在70%左右較為經濟合理。另外，配電變壓器選型時，應優選空載、負載損耗相對較小的節能性配電變壓器。配電變壓器選型時，應優選空載、負載損耗相對較小的節能型配電變壓器。例如對容量為315kVA的配電變壓器而言，S13系列與S7系列配電變壓器相比，其負責損耗由4795W有效降低到3650W；其空載損耗由766W有效降低到340W，也就是節能型配電變壓器其節能降耗效果十分明顯。

②合理選擇無功補償策略。在對建筑供配電系統設計時，對配電系統選擇合理無功補償策略，可以有效提高配電系統功率因數，降低系統線損，達到節能降耗的目的。高層建筑供電系統中單相負荷主要包括照明、家用電器、辦公設備、以及計算機等設備；而三相負荷主要包括：電梯、水泵、風機、集中空調等設備。因此，建筑供配電系統節能設計過程中，要根據建筑三相用電實際情況，并從技術經濟等方面進行綜合考慮，合理設計“單相分補”或“單相、三相相互結合共補”無功補償方式。目前，“單相、三相相互結合共補”與諧波治理一體化無功補償裝置，在建筑行業中應用節能效果和經濟效益較為優越，是節能設計中廣泛推廣使用的一種無功補償模式。

③合理確定變配電間位置。建筑供配電系統中變配電間的位置，應考慮盡量布設在靠近負荷中心位置，且便于設備運輸，盡量避免多塵、高溫、有劇烈震動、有爆炸和火災危險、以及環境潮濕等不利場所。

④合理選擇電纜經濟截面。在電纜型號選擇時，應優選電阻率較小的銅芯線；應合理布設電纜走向，節省導線敷設長度。對于長期處于載流工況的電纜截面應適當放大一級，以便于與保護裝置配合和為建筑后期設備技術更新升級提高便捷有利整改條件。

2.2 建筑照明系統節能設計

對于熒光燈、高強度氣體放電燈等燈具選擇時，其燈具效率應嚴格滿足GB 50034-2004《建筑照明設計標準》中第3.3.2條中的技術要求，嚴格控制照明設計節能降耗等技術指標。智能化照明控制系統的采用是高層建筑照明工程節能控制的重要技術措施，將智能調控技術與照明功能模式有機結合，不僅可以大幅度提高照明質量，提高照明系統人性化服務水平；同時還可以根據內部智能分析，制定高效經濟的調控策略，使照明調控更加精細準確，有效提高照明系統能源轉換效率，達到節能降耗目的。

2.3 電機拖動系統節能設計

電機耗電大約占整個建筑耗電的90%以上，而且大多數電機其電能利用效率較低，存在很大的節能降耗潛力。對于200kW以下從經濟角度應優選低壓電機，對于355KW以上只有高壓電機。而對于200~355kW范圍電機，應從技術、經濟、運行能耗等多個角度進行綜合評估，以選取合適的電機功率。另外，隨著電力電子元器件價格不斷降低，以及變頻調速控制技術日趨完善，應結合建筑電機拖動系統的實際情況，采用變頻調速、軟啟動等先進控制措施對電機拖動系統進行節能降耗技術升級改造，以達到節能降耗的目的。

3、加強高層建筑供配電可靠性的具體措施

3.1 不同負荷等級的電源保障。一級負荷一般要有兩個獨立電源供電，二級負荷要有兩個回路或一個專用回路供電。為了確保一級負荷的不間斷供電需求，有條件時應配備應急啟動的柴油發電機組。對于消防中心、計算機中心和事故照明等特殊的設備為確保其供電，要設EPS或UPS等不間斷電源供電系統。

3.2 選擇合理的設備和導線。為了確保高層建筑供配電系統的安全可靠穩定運行，設備和導線的選擇也很重要。例如高壓斷路器宜選用真空斷路器，低壓短路器要選擇帶漏電保護的斷路器、電力變壓器要選擇節能阻燃的干式變壓器等。

3.3 采取安全的接地方式。采取安全的接地方式是提高高層建筑供配電可靠性的重要手段，現在高層建筑電氣設備的保護接地，工作接地都合在了一起，成為一個混合接地系統。接地電阻應滿足小于4歐姆的國家標準，在高層建筑基礎鋼筋等自然接地板滿足接地電阻的前提下，在裝設水平的人工接地體，把主要的高層建筑物基礎連成一個接地網，這對提高供配電系統的可靠性和均衡點位都有很大的好處。

4、結束語

總之，采取合理的電氣節能技術措施對建筑供配電系統設計進行優化，可以取得有效節能降耗效果，不僅能給建筑供配電系統系統帶來巨大經濟效益，同時還可以實現有效資源的高效利用，最大限度地減少電氣系統運行過程中對環境的影響，為建筑行業實現生態、綠色環保、低成本可持續建筑發展，提供重要的節能減排技術支撐。

參考文獻：

[1]劉雁，孫金洲．關于高層建筑供配電系統的特點及有關問題[J]．沈陽大學學報，2002

[2]楊冬梅，張洪波．對高層建筑電氣設計的若干思考[J]．黑龍江科技信息，2009，(16)．

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關鍵詞：轉換層；高層建筑；梁式；豎向；抗震

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

一、轉換層的功能與設計原則

（一）轉換層的功能

1、建筑功能

利用轉換層結構可以為高層建筑提供寬闊的室內空間和出入口。

2、結構功能

高層建筑利用轉換層可以實現上下部結構的轉換，上部的剪力墻結構更適合于民用住宅結構，而下部框架結構由于可以具有較大的內部空間，更適宜商用。通過轉換層將兩者有效的融合為一體，確保了高層建筑結構的多樣化。

3、軸線及上下層柱網轉換

利用轉換層進行結構設計時，在其不改變上下結構形式的情況下，可以通過對軸線及上下層柱網的改變，實現下部柱距的擴大，以大柱網的形式滿足下部大空間的需求。

4、錯位布置

在進行上下結構轉換時，可以對上部結構和下部結構的軸線和柱網軸線進行錯位布置。

（二）設計原則

高層建筑由于自身重量較大，所以對其穩定性和抗震性具有較高的要求，但在進行轉換層設置時，極易導致豎向剛度突變的發生，從而導致高層建筑結構的抗震性能受到較大的影響，所以在進行轉換層設計時需要遵循利用直接落地的豎向構件、宜低不宜高、宜小不宜大的諸多原則。即在進行轉換層設置時，由于豎向構件會對剛度和結構的抗震性能帶來突變，所以需要選擇直接落地的豎向構件來進行設置；在進行轉換層設置時，盡量選擇高層建筑豎向位置較低的地方；同時為了確保所設置的轉換層結構型式能夠具有更明確的傳力路徑，所以需要對轉換層結構進行優化，這樣對于結構設計和施工都會有一定的益處；在轉換時需要對剛度進行適度的控制，不宜過大，這樣不僅有利于建筑物的安全性，而且也會帶來較好的經濟性。

二、結構轉換層的類型及設計方法論述

高層建筑結構轉換層可以分為四種類型：梁式轉換層、厚板式轉換層、箱式轉換層和桁架式轉換層。

（一）梁式轉換層

特點：梁式轉換層分為托柱形式轉換梁截面設計和托墻形式轉換梁截面設計，這兩者是按功能不同來進行劃分的。

1、托柱形式轉換梁截面設計

當轉換梁承接的是上部的普通框架時，可以按照普通的截面設計進行配筋計算，因為這時的轉換梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一樣的，但是，當轉換梁承受的是上部斜桿框架時，就應該按偏心受拉構件進行截面尺寸設計，因為，此時的轉換面承受的是軸向拉力。

2、托墻形式轉換梁截面設計

在轉換梁的施工過程中，力學問題是一個關鍵問題，必須要予以重視，當轉換梁承受上部的墻體是小墻體時，要采取普通梁的截面設計方法進行配筋計算，且縱向的鋼筋也可以放置在轉換梁的底部，像普通梁那樣布置就可以了；當轉換梁承受的是上部墻體且滿跨不開洞時，轉換梁應采取的截面設計方法是深梁截面設計方法，它的受力特點和破壞形態表現為深梁，不過此時的轉換梁跨中較大范圍的內力較大，所以其縱向的鋼筋就不應該彎曲或者截斷了；當轉換梁承托上部墻體滿跨或者不滿跨時，但是剪力墻長度比較大時，應該采取的轉換梁設計方法是深梁截面設計方法。

（二）箱型轉換結構

當轉換梁的截面較大時，可以在轉換梁的梁頂和梁底同時設置一層樓板，遍布全層，使得整個樓層都構成“箱子”形式，也因此被稱為“箱型轉換層。

箱型轉換結構也是高層建筑設計中較為常用的一種結構形式，在設計過程中主要要注意支撐體系的合理設置，這是保證建筑施工質量的重要前提，主要特點有：層高大、自重大、混凝土強度高、結構受力比較復雜、墻柱模板支設困難等，主要優點是轉換層本身的整體性非常好，但是，它也有其缺點，就是它直接占用了整個樓層的面積，使得這個樓層不能再有其他用途，只能當做設備層使用，還有一個缺點就是上面所提出的自重大、造價高，這也是在實際應用當中很少使用的原因。

（三）厚板式轉換層

這種厚板厚梁式轉換結構主要優點是布置靈活，整體性比較好，當上、下柱網線錯開比較多很難用梁來承托時就需要采取這種形式，做成厚板，厚板的厚度也可以根據上下的結構以及柱網尺寸而定，但是這種厚板式轉換層的自重很大，地震作用大，耗費材料多，不僅耗費資金而且還容易發生震害，所以這種方法采用的也不是很多。

厚板式轉換層可以采用T B SA 等的三維空間分析程序對整體進行內力分析，主要是轉換板的不規則邊界，這樣一般會采用有效單元法進行內力分析，還可以采用復雜樓板有限元分析軟件進行進一步計算，還可以對板進行在豎向壓力荷載作用下的受彎和局部壓力等的計算。

（四）桁架式轉換層

桁架可以分為兩種，一種是空腹桁架，另一種是實腹桁架，這種桁架式轉換層主要是由梁式轉換層結構轉換而來的，與梁式轉換層相比它的受力更加明確、整體性好、抗震能力強、框支柱柱頂彎矩和剪力更加小一點，這是它主要的優點，但是缺點也比較明顯，施工難度大，更加復雜、節點設計難度大?？梢詫ζ溥M行整體結構的內力分析，當高層建筑的下部為大商場時，需要的空間必須要大，上部則是居住辦公等的小空間，這時就可以采用桁架式轉換層，特別是在需要設置管道時，更要采取這種方式，一般采用桁架式轉換層時應該滿層進行布置，而且上弦節點要與上部密柱中心對齊。桁架式轉換層的重量比較小，所以也減小了下部框架的承重負荷。

三、帶轉換層的高層建筑結構設計要點

（一）轉換層結構布置

據相關研究已經顯示，在底部的轉換層中，如果其位置越高，它的上下高度的突變就會越大，轉換層的上下內力的傳遞途徑，其突變也會加劇，落地的剪力墻以及其他墻體就容易出現裂縫現象，框支柱內力加大，使得轉換層的上部其附近的一些墻體就會被破壞。所以說，轉換層的位置如果過于高，就會對抗震產生不利的影響。按照相關的研究結果顯示，轉換構件能夠運用箱形結構、斜撐、厚板、轉換大梁等形式，在地震區對于一些轉換厚板的使用經驗是比較少的，可以在一些非地震區采用，在一些大空間的地下室中，因為其周圍有著約束的作用，而地震的反應也低于上部的框支結構，所以，在 7 度到 8 度地區的地震設計的一些地下室就能夠采用這種厚板轉換層。

（二）轉換層豎向布置

轉換結構可以根據結構的傳力以及建筑的功能需要，沿著層高的建筑方向靈活布置，也可以符合建筑功能要求的基礎上，能夠在樓層的局部來設置轉換層，而且自身的空間可以作為一種技術設備層，也可以作為一種正常的使用層，但是前提是要保證轉換層的剛度，這樣來防止剛度的過分懸殊。

（三）轉換層抗震設計

為了進一步的保證設計的準確性與安全性，規定在一些框支剪力墻其轉換層的位置如果是設置在第三層以上，那么框支柱以及剪力墻其底部的抗震等級要提高一級，如果已經是特一級就不再需要提高，而對于底部的框架來說，如果其為密柱框架，其抗震等級就不用再提高。轉換層其構件在水平地震作用下的內力要將其調整，如果是八度的抗震設計，就要對豎向地震的影響需要考慮。

（四）轉換層樓板設計

轉換層將框支剪力墻分成上下兩部分，對于這兩者來說，其受力情況是有一定差距的，在上部的樓層中，因為外荷載而產生的水平力，有自己的分配原則，它是根據剪力墻的剛度來進行的。在下部樓層中，框支柱的剛度與落地的剪力墻的剛度也是不同的，后者承擔著水平剪力，也就是說，在轉換層處荷載的分配不是很均勻。轉換層其樓板具有比較重的任務，轉換樓板其自身的變形大、受力大，應該要保持足夠的剛度來完成對于自己任務的支撐。

參考文獻

[1]李多龍. 高層建筑結構設計的基本流程分析[J]. 江西建材. 2013(06)

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關鍵詞：高層建筑；剪力墻；結構設計

剪力墻結構現在已經被廣泛的應用到高層建筑工程建設中，其主要包括連梁與墻肢兩種結構，與其他結構相比具有剛度大、穩定性強、承載力高、側移水平高以及整體性能良好等優點。為更好的滿足高層建筑工程施工效果，提高其結構穩定性，需要就剪力墻具有的特點進行分析，并確定設計要點進行研究分析，對建筑結構進行優化，降低各類因素對工程建設造成的影響，提高工程建設綜合效益。

一、高層建筑工程剪力墻結構特點

剪力墻結構在高層建筑工程中的應用，可以更好的承擔來自各個方向的荷載，并且可以控制結構水平力上混凝土與鋼筋現澆結構。常用的剪力墻結構主要由連梁結構與墻肢結構兩種，具有剛度大、整體性好以及承載力高等優點，對提高建筑工程結構穩定性具有重要意義。并且，剪力墻結構的應用，可以對傳統建筑結構對室內空間占據的問題進行解決，將承重墻與分隔墻進行結合，減少用鋼量，具有更高的經濟效益。但是在應用剪力墻于高層建筑工程建設時，其會增加建筑自重，地震影響力也就更大，并且因為用鋼量的減少會增大結構延性，結構自身承載力也會受到一定限制，其所具有的功能不能得到充分的發揮[1]。因此，想要進一步提高剪力墻結構在高層建筑工程建設中的應用效率，必須要針對其所具有的優缺點進行分析，確定結構設計需要注意的問題，并選擇合適的措施對設計方案進行優化，提高結構應用的綜合效率。

二、高層建筑工程剪力墻設計注意問題

為保證剪力墻結構在高層建筑工程中的應用效果，在對其進行設計時，必須要做好各相關因素的控制，降低其對工程的影響。結合以往設計經驗，首先需要做好結構材料的選擇，例如樓體與部分承重系統建造材料，以及剪力墻結構施工材料要有一定的區別，即需要對剪力墻結構材料應用鋼筋混凝土，而隔墻材料則可以視情況而定選擇用輕質型材料，這樣不同結構所用材料不同，在施工完成后可以減少結構銜接裂痕等問題的發生。其次，做好施工質量檢測。即在剪力墻結構設計完成后，正式施工時必須要嚴格按照方案來進行，做好施工現場監理工作，提高施工行為的合理性與規范性，減少變更行為的發生[2]。同時，對于關鍵性施工環節還應采取旁站的方式監督，對存在的不合理行為及時提出，更督促其改正，確保剪力墻結構澆筑的安全性，提高其施工質量。以免建筑工程建設完成后，受外界各因素影響過大而出現質量問題影響結構穩定性，消除建筑工程所具有的安全威脅。最后，關鍵施工環節的控制。關鍵環節處理是否合理，往往決定了此工程建設的最終效果，管理與施工人員必須要加強對此方面的重視。例如在最后施工階段，應就電路管線安裝問題進行研究管理，其安裝位置為施工過程中預留的墻體間隙，安裝前后要進行反復檢測，以免投入使用后對用戶產生安全威脅。

三、高層建筑工程剪力墻結構設計實例分析

1.工程概述

以某高層建筑工程為例，其總層數為25層，其中地下結構為3層，地上結構總22層，總高度為75m，長度與寬度比例為3：2，高度與寬度比例為7：2，工程主要采用剪力墻結構建設。為提高工程建設效果，在對其剪力墻結構進行研究分析時，需要從實際需求出發，確定研究要點，如將結構水平荷載力與垂直荷載力作為研究重點，爭取提高結構抗側強度，提高結構穩定性，更好的抵抗各項因素對建筑工程的影響。

2.剪力墻結構設計

2.1轉向結構布置

剪力墻承重系統主要由橫向與縱向兩個方向承重板交錯排布組成，在對其進行優化設計時，需要從主軸方向來對其進行雙向布置，形成空間結構，這樣剪力墻結構即可以從其兩個不同方向來完成對建筑工程重量的承載，并且兩個方向強度相同，可以更大程度上提高剪力墻結構在空間布置上的優點。另外，因為剪力墻結構側向剛度比較大，在進行結構分析時可以利用這一點來提高工程整體結構的穩定性。即做好對結構材料的選擇，適當減低剪力墻結構自重，增大其可利用空間，在原有基礎上來增大結構的側向剛度。

2.2洞口布置

在對結構洞口布置位置進行設計時，需要以提高建筑工程抗震性能為目的，盡量降低洞口設計的復雜性，保持截面簡單與規則性，形成明確的墻肢與連梁結構，嚴禁出現混亂的情況，以免對工程結構穩定性造成影響。另外，要加強對短肢剪力墻設計的控制，雖然此種方式可以提高結構設計的靈活性，并降低結構自重，但是其抗震性能十分有限，過多的應用此種結構會降低工程建設的安全性[3]。

2.3連梁設計

為提高剪力墻結構與墻體以及連梁結構之間的協調性，必須要保證其具有一定的剛度與強度，一般情況下連梁結構具有提高剪力墻剛度的作用，同時還可以提高其與墻肢連接密度的效果。針對此在進行設計時，需要結合本工程各結構設計參數進行計算，對連梁剛度進行適當的折減，并且折減度應大于0.5，取值范圍要控制在0.5～1.0范圍內。

2.4剪力墻墻身設計

本工程所應用剪力墻結構具有豎向鋼筋與水平向鋼筋兩種形式，在進行結構設計時，可以選擇用定量分析的方式，對結構正截面中抗彎承載力、斜截面抗剪承載力進行驗算，確保其合理性。另外，在進行剪力墻配筋設計時，需要結合工程實際抗震需求來進行，對于一級、二級、三級抗震設計中，應將豎向配筋率與水平配筋率控制在0.25%以上；而在四級、一級非抗震設計中，則應將配筋率控制在0.2%以上[4]。并且，剪力墻豎向鋼筋與水平鋼筋間距應控制在300mm左右，直徑要在8mm以上。

2.5結構參數控制

以提高剪力墻結構設計合理性為目的，對各項設計參數進行有效控制，如位移比、側向剛度比、剛重比以及周期比等，各項參數之間存在一定的聯系，任何一項參數不合理均會對結構的最終設計效果產生影響。例如位移比即高層建筑工程中，豎向構件自身層間位移、水平位移與本樓層平均值之間的比值，決定著結構布置的規則性，避免結構在后期出現較大的偏心力，導致工程出現扭轉效應。另外，在確定位移比設計參數時，需要以剛性樓板為前提進行分析，最大限度的降低偏心力影響，一般情況下高層建筑工程豎向構件位移比應控制在1.2以下。

結束語：

以提高高層建筑工程施工效果為目的，在對其進行剪力墻應用分析時，需要結合剪力墻結構所具有的特點，以滿足實際建設需求為目的，確定設計要點，從多個方面進行分析，做好各設計細節的控制，避免各類因素對設計結果造成的影響，爭取不斷提高工程建設綜合效益。

參考文獻：

[1] 吳昊天.高層建筑剪力墻結構設計優化探究[J].科技創新與應用，2015，15：242.

[2] 王P.高層建筑剪力墻結構設計優化探究[J].科技致富向導，2014，20：282+284.

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關鍵詞：高層建筑；結構設計；要點分析

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

前言

近年來，我國建筑行業快速發展，高層建筑以其空間優勢得到了較好的發展，是標志著城市經濟迅速發展的里程碑。然而由于高層建筑結構復雜，且施工量大等原因，要求工程設計人員在結構設計中應準確把握設計要點，確保高層建筑結構的安全性，以及投入使用的穩定性。

一、 高層建筑結構設計要點

（一）選用適當的計算簡圖：結構計算是在計算簡圖的基礎上進行的，計算簡圖選用不當則會導致結構安全的事故常常發生，所以選擇適當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不可能是純粹的鉸結點和剛結點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。

（二）正確分析計算結果：在結構設計中普遍采用計算機技術，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導致不同的計算結果。因此設計師應對程序的適用范圍、條件等進行全面了解。在計算機輔助設計時，由于結構實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤。或軟件本身有缺陷均會導致錯誤的計算結果，因而要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析，慎重校核，做出合理判斷。

（三）選擇合理的結構方案

一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案，即要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確，傳力簡捷，必須對工程的設計要求、材料供應、地理環境、施工條件等情況進行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業充分協商，在此基礎上進行結構選型，確定結構方案，必要時應進行多方案比較，擇優選用，考慮各結構體系的合理性、適用性和經濟性。

1、框架結構。框架結構一般用于多層及小高層結構，最大高度范圍60.0m 以下(6 度設防)?？蚣芙Y構的特點是，具有較大的室內空間，使用方便，但內凸的框架柱直接影響到房間的實際使用面積及家具布置。

2、框架剪力墻結構。剪力墻結構因其即能承擔垂直荷載又能抵抗水平力作用，所以在高層建筑中得以廣泛使用。剪力墻體系屬剛性結構,其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度均比較高,有一定的延性，傳力均勻、直接，抗倒塌能力強，整體性好,能見高度大于框架，是一種良好的結構體系。

3、框架-核心筒結構：以內部設置混凝土筒體，周圈設置框架，來作為抗側力體系并承擔豎向荷載的結構。（筒體其實是剪力墻的一種特殊形式）

4、筒中筒結構：以內部外部設置雙重混凝土筒體，來作為抗側力體系并承擔豎向荷載的結構。 板柱-剪力墻結構：以混凝土柱和樓板（即無梁樓蓋體系）組成的框架及剪力墻共同工作來作為抗側力體系并承擔豎向荷載的結構。

5、部分框支剪力墻結構：剪力墻結構的一種。其中部分剪力墻不落地，通過轉換梁（也叫框支梁）把荷載傳至框支柱（框架柱的一種特殊形式）。

（四）采取相應的構造措施：結構設計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則”，注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的執行段錨固長度；考慮溫度應力的影響。此外，還要注意按對稱、均勻、規整原則考慮平面和立面的布置；綜合考慮抗震的多道防線；盡量避免薄弱層的出現；正常使用極限狀態的驗算都需要概念設計做指導。

（五）地基與基礎設計

高層建筑結構中基礎更是極其重要的一部分，在高層項目的整個工程造價中，基礎占有很大一部分，結構設計師對地基與基礎設計都特別重視，高層建筑設計不同于多層建筑。其基礎設計應根據工程地質條件、上部結構類型與載荷分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，先要對施工場地的地質情況和地下水水位進行了勘探，從而得出相關的數據，同時還要對高層上部結構的類型和施工條件、使用功能等進行綜合的考慮，同時還要考慮到施工時對周圍的建筑安全性的影響，這樣才能有效的保證建筑物建成后發生傾斜或沉降。

（六）高層建筑結構平面及立面形式的選擇

在結構設計時要選擇合理的平面布局和結構形式，盡可能達到建筑物的三心合一，因此在設計時對平面和立面形式進行選擇是十分關鍵的。作為高層建筑，更適宜規則、簡單的對稱形態。同時如果平面布置極不對稱，有過多的內凹、外凸等復雜形式都會加大震害。因此在高層結構的設計中，要保證結構的抗震設計中，結構體系的選擇、布置、構造措施比軟件的計算結果都要精確，這樣將保證結構具有良好的抗震性，從而保證結構的安全性。

（七）高層的連梁設計

在內力和位移計算時，其構件可采用彈性剛度，在處理連梁超筋或截面控制超過剪壓比的首要方法是選好剛度折減系數。當連梁剛度折減后，部分樓層的連梁仍然不滿足要求時，可采用內調幅，調幅不宜超過20%。

（八）提高結構重要部位的延性

結構延性是指結構吸收地震能量后的變形能力。結構延性設計是高層結構概念設計的一項重要內容。結構主要靠延性來抵抗地震作用產生的非彈性變形。在結構豎向，對于體形較簡單的、剛度沿高度均勻分布的高層建筑，應著重提高底層構件的延性；對于大底盤高層建筑，應著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構件的延性；對于不規則立面的高層建筑，應著重加強體形突變處樓層構件的延性。在結構平面位置上，應該著重提高房屋周邊轉角處、平面突變處和復雜平面各翼相接處構件的延性。

（九）充分考慮結構抗震性能

當前國內外抗震設計的發展趨勢，是根據對結構在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進行設計，結構彈塑性分析成為抗震設計的必要組成部分。在需要抗震設防的高層建筑中，盡可能不采用純框架體系，可以采用框架一剪力墻、剪力墻或筒體結構體系，要根據我國的具體條件進一步總結對高層建筑的剛度要求，以便能夠更經濟合理地布置剪力墻和筒體等抗側力構件。

筒體體系：凡采用筒體為抗側力構件的結構體系稱為筒體體系,包括筒體-框架、單筒體、多束筒、筒中筒等多種形式。筒體是一種空間受力結構，分為空腹筒和實腹筒兩種類型。筒體體系具有很高的剛度和強度，各構件受力比較合理，抗震、抗風能力很強，往往應用于大空間、大跨度或超高層建筑。

二、高層建筑結構方案設計中應注意的問題

（一）考慮受力性能

對于一個建筑物的最初的設計，設計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，而結構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）提倡概念設計

概念設計通常是指不經數值計算，特別是在一些難以作出精確理性分析或在規范中難以規定的問題時，結合整體結構體系以及分體系間的結構破壞機理、力學關系、試驗現象以及工程經驗等所獲得的基本設計原則與設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的總體布置以及抗震細部措施的宏觀控制。采用概念性近似估算方法，可以在建筑設計的方案階段迅速、有效地對結構體系進行構思、比較與選擇。所得方案一般概念清晰、定性正確，防止后期設計階段出現不必要的繁瑣運算，具有經濟可靠的優點。

結語

對于高層結構設計的要點要進行深入的分析研究，重視結構計算的準確性的同時，還應結合結構方案的具體實況，對結構方案做出科學合理的選擇。工程設計人員應堅持具體情況具體分析，并不斷開拓思路，汲取新的技術理念，融入到實際設計中，確保高層建筑結構設計的安全、實用與美觀。

參考文獻

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[2]王作榮.談高層建筑結構設計的要點[J].企業科技與發展，2010，（16）.

[3]楊俊.高層建筑結構設計中的要點分析[J].江西建材，2014，（13）.

[4]方浩波.高層建筑結構設計中的要點及問題[J].中華建設，2012，（7）.

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【關鍵詞】高層建筑；電氣設計；節能原則

現代建筑向“縱深”發展，成為社會向前推進的必然趨勢。隨之而來的高層建筑電氣設計也已成為一門綜合性的應用技術，智能化、環保化的要求還在不斷給我們提出新的研究課題。如何在不影響功能的情況下改善高層建筑高耗電量的現狀，也迫切需要我們找到應對措施。本文針對高層建筑電氣設計階段相關問題，提出自己的看法。

1 高層建筑電氣設計要點

1.1 電力負荷的確定

電力負荷是供電設計的主要依據。

國家現行規范，一類高層民用建筑的消防用電設備（如消防水泵、消防電梯、噴淋泵、排煙風機、消控控制中心、應急照明）、電梯、生活水泵用電、電話機房、安保設備和航空障礙燈等應按一級負荷要求供電，其它用電負荷分別為二級或三級負荷。電力負荷預算時應分別計算動力電和照明電。電力負荷預算正確與否，對電氣設備的選擇、配置，保證電氣設備系統安全、高效運行，對整體工程的經濟分析和相關設計，都有重要的指導意義。

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。

1.2 電源及電壓的選擇

至少設兩個獨立電源，采用10KV標準電壓雙回路供電。兩路各帶一半負荷同時供電、互為備用。10KV雙回路供電電源分別來自不同的變電站，或來自雙回路超高壓變電站的兩段獨立母線。

某些超高層公共建筑可選擇10KV三回路電源引入，采用兩路使用一路備用的運行方式。

針對高層建筑中存在大量的一級負荷，還需備用柴油發電機組，要求在15s內自動恢復供電，應付意外情況的發生。

1.3 配電系統的設計

一般高壓采用單母線分段形式。母線分段數目取決于電源進線回路數目，如有多臺變壓器組可分多段，自動切換，互為備用。10KV外部接線考慮環網接線形式，以提高配電網的可靠性。電源進線采用電纜進線。當供電電源分為主電源和副電源時，也可選用單母線不分段的結線。

高壓供電系統及低壓干線基本采用放射式供電，樓層配電則適合采用混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。高層建筑的豎井多采用插接式母線槽，各樓層豎井設有配電間。水平干線較難走線，可采用全塑電纜與豎井母干線聯接。層間配電箱經插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。如果高層建筑需要較大供電負荷，應分散設立區域配電中心（可考慮設備層、中間層或最頂層）。

1.4 主要設備的選型

1.4.1 高壓開關柜

通常高層建筑的變配電室設在主樓地下層，不宜采用油開關。根據高層建筑地下室的規定，選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。

1.4.2 電力變壓器

根據《民用建筑電氣設計規范》選擇，主樓內不能裝置油浸電力變壓器。

高層建筑單體面積大，負載多，可選擇多臺大容量變壓器組合使用。對季節性負載集中設置，以便在過渡期停用相應變壓器，從而降低能耗。

1.4.3 低壓配電屏

多為大容量出線，建議采用手車式。

1.4.4 應急備用發電機組

應急發電機組應自成系統，避免接入其他負荷。位置宜靠近各區域配電中心。發電機選型建議采用燃汽輪發電機，較之傳統的柴油發電機，這種發電機具有體積小、重量輕、故障率低的優勢，尤其適用于高層建筑。

1.5 變電所位置的確定

縮短供電半徑是提高供電質量、降低電耗的基本出發點。高層建筑的主要用電負荷（如中央空調機房、泵房）都設在地下層，通常情況下，變配電所也設在地下層就具有經濟上及環保方面的雙重意義。

1.6 電氣照明設計

高光效電光源是節能的需要。以此為出發點，根據使用功能、照度設計、眩光控制進行光源的選擇、布局。由于電光源的裝飾特性，它的布局還必須符合人們的審美情趣，力求在使用功能與藝術境界方面達到統一。

1.7 電纜與電線

一般動力設備與照明回路采用阻燃纜線；消防設備與應急照明應選擇礦物絕緣的防火纜線，才能保證其緊急狀態下的正常功能。

1.8 防雷與接地

高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接牢固，關鍵是做好金屬管線的接地。高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地，都是合為一體組成綜合接地系統。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。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。

2 高層建筑電氣設計的特點與對策

①高層建筑由于照明及空調負荷多、電梯等運輸設備多、給排水設備多，所以用電量特別大，對供電的可靠性要求很高；②高層建筑中，動力電與照明電各成系統、分別供電。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則采用母線槽配電方式；③高層建筑內部空間大、柱距大，又因其電氣設備多，導致墻面埋線多、地面管道多；④高層建筑主體通常采用干法施工，并且建筑構件的預制裝配化使施工周期縮短，要求電氣施工科學地高效運行；⑤消防要求高。高層建筑高度高、設備多、人員密集、裝修豪華、火災隱患多，施救難度大，故對消防提出很高的要求。設計中對選材要有消防方面的針對性；⑥用電設備分散，管理難度大，要求微機系統監控管理；⑦防震要求：配電屏、燈具等電氣設備的防震處理；管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理；⑧節能要求：高層建筑的電氣設計中，要把電能消耗指標作為全面技術經濟分析的重要組成部分。圍繞經濟、節能和環保護的原則，采用技術先進、安全適用的配電方式，選用高效率變壓器、電動機和高光效電光源、無功功率補償裝置和設備監控系統，減少電耗，節約用電。

3 高層建筑電氣設計中的節能原則

節能環保業已成為我國當前一項國策。作為電能高消耗主體的高層建筑，必須在設計階段堅定節能方針，從設備選型、配置到傳輸線路的距離、功耗；從吸收先進技術到降低無謂能耗，高層建筑節能潛力很大，也對電氣設計人員提出了更高要求。

高層建筑電氣設計必須能滿足建筑物的功能，在照度、色溫、溫濕度、空氣流通諸方面達到使人舒適的程度，為建筑物的各種服務功能提供充足的動力電。在此基礎上控制無謂能耗，作為節能的著眼點。首先找出哪些能耗是與發揮建筑物功能無關的，再制定、采取節能措施。如變壓器的功率損耗、輸電線路上的有功損耗都是無用的能量損耗；還有量大面廣的照明用電，都可以通過采用先進技術及新型節能光源加以改善。

節能設計要結合實際經濟效益因素，不能因為節能而盲目投資，增加運行費用。技術或設備的革新、換代增加的投資，應該能在較短的時間內用節能所節省的運行費用收回。選用節能設備時，應具體了解其原理、性能、效果，經技術、經濟兩方面比較而定。節能措施必須遵循技術先進、經濟合理、環保實用的原則。

參考文獻

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關鍵詞：高層建筑；燃氣工程；關鍵技術；要點分析

0 引言

現代建筑行業在經濟的推動下有了新的發展，為節約城市用地面積，高層建筑的規模不斷擴大，人們對建筑提出了更高的要求，除了舒適美觀，功能設施必須齊全，尤其是安全要有良好的保障。近些年，城市燃氣有了進一步發展，供氣范圍逐步擴大，燃氣工程開始廣泛被人們所關注，高層建筑施工本就比較復雜，其中的燃氣工程更加大了施工難度，為此，必須做好技術管理工作。

1 供氣方式和管線布局

1.1調壓系統的選擇

在高層建筑中，由于樓層本身的高度問題，越往上壓力就越大，因為燃氣管道在建筑中大都是從下往上鋪設的，尤其是在26層以上，這種壓力會更加的明顯，為改變這一現狀，使得壓力能夠更容易被調節，通常要獨立設置調壓系統。在實際選擇調壓設備時，應結合建筑的具體情況而選，此時，常用的調壓柜多半由調壓箱來代替，其流量設置很是嚴格，既影響著建筑美觀，又關系著是否能夠正常供氣，而且還決定著檢查維修的難度，因此，流量設置的標準，每小時應比庭院管網大1.2倍。

1.2管線如何布局

一般的建筑在建設或是燃氣管道安裝上都比較容易，但高層建筑有其特殊性，它外觀多呈六面體形狀，且集各種設施于一體，底層多由辦公室、商貿中心等組成，住宅區多布置在上面，在施工過程中，建筑中間通常會設置有天井槽?？紤]到燃氣管道的鋪設，廚房的布局會有一定特點，要么設計在電梯出口兩側，廚房外墻常與公共樓道相鄰，要么天井槽的兩側基本上就是高層建筑廚房的投影點。

2 溫差補償及管材的選擇

2.1自然補償法

燃氣工程的施工過程有一定的難度，因為樓層過高，燃氣立管要承受很大的壓力和重量，在設計時，通常會在立管下方放置一定的支撐物，因上下兩端并沒有固定，立管很容易發生軸向移動，在磨擦作用下，溫度會有差別，為將這種差別減到最小，往往會采取自然補償法，在立管的中部安裝補償器，補償器多是由無縫鋼管煨彎之后形成的，該方法能夠很好地補償立管極限的變形帶來的影響。

2.2如何選擇管材

立管的材料尤為重要，對供氣的穩定性和安全性都有較大影響，在選擇時務必要多加重視。如果立管的上下兩端已被固定，此時的溫度應力σ=Eδ，其中，E代表彈性模量，δ表示的是管道的相對變形。假設ΔL=0.1，經計算可得σ=175Pa，與鍍鋅鋼管的許用應力相近，因此，鍍鋅鋼管是燃氣工程在架設室外空管時的常選材料。此外，為了保證燃氣工程的施工質量，對其強度有效地加以控制，管道的安裝方法通常會選擇法蘭接和焊接相結合的方法。

3 燃氣工程的關鍵設計及要點

3.1如何有效控制沉降對燃氣引入管的影響

高層建筑有一定的不足之處，如高度過高，地基的承載力非常大，再加上地下空間的開發使用，很容易引起不同程度的沉降，在燃氣工程中鋪設引入管時，受沉降作用的影響，很容易被破壞，從而不利于立管的供氣。為改善這一狀況，必須采取相應的措施予以解決。設置沉降箱是常常會采用的方法，沉降箱的設置通常是緊貼高層建筑的基礎外側。關于沉降箱的安裝方式，常常有以下幾種：

①充分發揮伸縮特點的作用，以此對沉降的損失進行有效補償，如在引入管內部按照垂直方向進行波紋補償器的安裝工作?？梢酝ㄟ^計算盡量滿足補償量，其缺點是對其他方向的補償量就比較匱乏，另外，波紋補償器需要極高的技術水平，價格昂貴，而且安裝難度大。

②為減少因沉降帶來的損失，可對鉛管的可撓性加以考慮，以達到補償受損的效果。該方法有很明顯的缺陷，在鉛管變形彎曲時，極有可能出現扁平的裝填，影響引入管的通暢性，從而阻礙燃氣的正常供應。

③絲扣具有旋轉性，能夠使管道發生上下移動，因此可對其旋轉性加以利用，來減少因沉降造成的損失，常常利用多個絲扣進行聯接，可按照順時針的方向對彎頭進行組合。該方法雖能取得一定的效果，但也存在有不足之處，當把彎頭埋到地下后，極有可能對其螺紋部分的管道形成腐蝕，另外，在實際施工中，有可能出現反時針，對管道的氣密性會有一定影響。

④可撓性材料在減少沉降損失上有很大的可行性，除了鉛管的可撓性，還可選擇其他材料，如不銹鋼的金屬波紋管，能起到很好的效果。

沉降現象在高層建筑中是比較常見的，控制或解決的方法也有很多，在實際中，應根據建筑物的具體情況進行考慮，盡量將沉降帶給燃氣引入管的損失降到最低，從而保證供氣的穩定性和安全性。就以上幾種方法而言，最后一種的綜合效果會稍勝一籌。

3.2消除附加壓頭對燃氣立管的影響

不管是密度，還是重量，空氣和燃氣都有很大差異，這就很容易加大燃氣立管的附加壓頭。為更加方便地對壓力進行調節，在高層建筑的設計中，通常要獨立設置調壓系統。在實際選擇調壓設備時，需結合具體情況來選擇。對于如何消除壓頭帶來的影響，經常有以下兩種方法：一是加大管道的阻力，該方法通過對管道水利進行計算，可適當地改變管道口徑，或在立管上增加閥門的安裝，以此來減小壓頭影響，該方法能夠取得很好的效果。還有一種常用的方法就是低壓調壓器的設置，該方法有一定的限制條件，在壓頭大于200Pa的時候，該方法才能發揮作用，將壓力穩定下來，起到良好的效果。其不足之處在于，如果調壓器因某些原因出現故障而無法正常運行，則會給用戶帶來一些列麻煩。

3.3做好施工后期的技術管理工作

當燃氣工程進入到后期，技術管理工作的關鍵在于核對和清理，為避免發生遺漏或失誤的情況，給工程帶來不必要的損失，應派專業技術人員對施工的狀況進行檢查核對，特別是一些重點工作和關鍵設備，更應該仔細檢查。另外，施工中勢必會產生一些建筑垃圾在現場，可能會給儀表、閥門等設備帶來不利影響，致使其出現破損，因此施工后期應及時清掃殘留物，徹底地清理。施工后期，竣工資料的整理工作也十分重要，務必要認真對待，保證資料的完整性和準確性，從而為整個工程的驗收工作打下基礎，同時還應開展相關的技術培訓，提高專業人員的操作水平，為工程結束后的系統調試做好準備。

4 結束語

從上述分析可知，作為城市建設的基礎設施，燃氣工程的作用日益凸顯，在現代化高層建筑中開展燃氣工程，必然有很大困難，成本高，對技術要求嚴格，而且影響重大，若技術質量得不到良好保證，很有可能會出現一些安全事故，影響著正常供電，甚至對人們的身體健康構成威脅，造成巨大損失，為此，必須加強技術質量管理，保證燃氣工程的安全。

參考文獻：

[1]呂翠霞.高層建筑燃氣工程關鍵設計技術分析[J].中國科技縱橫，2013，22（4）：163-165

[2]何志江.論城市燃氣工程施工及安全生產運營管理[J].華東科技，2012，24（12）：243-245

[3]朱文靜.關于燃氣工程質量與技術管理的探析[J].科技致富向導，2012，24（24）：162-164

[4]侯冰.燃氣工程施工現場安全管理措施的探討[J].科技創新與應用，2013，21（7）：142-143

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關鍵詞：高層建筑；消防設計；問題；對策

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A 文章編號：

隨著我國社會主義經濟的不斷發展，城市化進程的不斷深入，城市的建筑必然會向高層化、大型化、多功能化的方向發展。高層建筑不僅能大幅度減少城市的建筑面積與建設投資，也能縮短各個部門之間的距離，提高工作效率，為社會帶來明顯而巨大的經濟效益。但是建筑功能結構復雜的高層建筑，往往也會由于人員密集而存在著眾多火災隱患。因此，如何加強高層建筑的消防設計和消除火災隱患以及減少或防止火災的危害，從而保障國家財產和人民生命財產的安全，是高層建筑設計一個不可忽略的重要組成部分。

本文將簡單描述我國高層建筑在消防設計方面存在的一些問題，并對高層建筑的消防設計提出一些建議與對策。

一、我國高層建筑的消防設計存在的問題

消防設計是高層建筑設計中不可忽略的重要組成部分，對于保障國家財產和人民生命財產安全有著重要意義。但是，從社會上頻頻發生的高層建筑火災事故并由此造成國家財產和人民生命財產的巨大損失來看，都說明了我國在高層建筑的消防設計方面還存在著許多亟待解決的漏洞和問題。

1、消防水池設置條件的問題

消防水池是指由人工建造的用于儲存消防用水的構筑物，對于消防滅火有著重要作用。根據《高層建筑防火規范》的有關規定，當高層建筑在“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量”或“市政給水管道為枝狀或只有一條進水管( 二類居住建筑除外)”的情況下，必須設置消防水池。

然而，市政給水管道和進水管或天然水源怎么樣才算不能滿足消防水量？是否只要從市政環狀管網在不同的兩側引進兩條進水管道，就可以不要求設置消防水池了呢？

這樣的規范要求雖然在大多數的情況下，都能起到一定的規范作用。但在一些特定的環境條件下，也不是很恰當，并且更容易被不法商人鉆法律漏洞，玩文字游戲。

2、消防水池使用的問題

就目前來講，我國的高層建筑平均每座消防水池會占據一百平方米以上的面積，而且為了避免消防水池中的水因長期不投入使用而變質，設計人員一般都會要求對消防水池中的水進行定期更換。

然而，定期更換消防水池的用水，是一筆不小的經濟開支，要開發商無償支付這對于其自身并沒什么經濟收益的經費開支，無疑是一件比較困難的事情。所以，在現實生活中，開發商往往對于消防水池的用水得過且過，看著其變質而不聞不問。再退一步講，縱使所有的開發商都心甘情愿的定期更換消防水池的用水，那么多高層建筑的消防用水就這么白白的浪費掉，也是極端浪費水資源的一種表現，并與節約用水的原則背道而馳。

3、防煙樓梯與防煙前室的問題

根據《高層建筑防火規范》的相關規定，不具備自然排煙條件的防煙樓梯應該設置有獨立的機械加壓送風的防煙設施，而其同樣不具備自然排煙條件的防煙前室，如果能夠利用樓梯間的送風余壓而達到相應要求規范的，可以不再設置送風的防煙設施。

這本來是為了滿足經濟要求而合理放寬要求，但在現實的建筑工程中，設計人員或施工人員往往都會忽略在樓梯與前室之間安裝一個余壓閥門，導致防煙樓梯的風壓過大或防煙前室的風壓不足，從而讓實際的運用效果并不盡如人意。更有甚者，在實際的施工過程中，一些高層建筑，尤其是一些大型商場，為了節約成本投資，增大使用面積，對一些不具備自然排煙條件的封閉樓梯，也不按照相關的規定設置機械加壓送風的防煙設施和增設前室。

4、合用前室導致的問題

一些開發商為了節約投資成本，提高建筑的實際使用面積，在多數情況下，都會采用客梯和消防電梯合用的設計，采用常閉式防火門，合用防煙前室和消防電梯前室。但在實際的使用過程中，防煙前室的防火門往往會為了方便行人出入而長期處于開放狀態，或者拆除了常閉式防火門的閉門器或者把防火門整個拆除，導致防煙前室并不防煙，形同虛設。

5、火災報警系統設計的問題

作為發現火災并且及時采取相應措施的控制、消滅火災的有力手段，火災報警系統早已普及到各個高層建筑之中?；馂膱缶到y大部分都是采用感煙型的探測器，多數都設置在走道、樓梯、電梯廳等一些公共場合。但是，在實際運用過程中，煙火要從起火的戶內穿透一些緊閉功能良好的門戶到達公共場合，再由探測器感知，從而觸發火災報警系統，需要相當長的時間，而這時的火勢已經比較大，滅火相對比較困難，而且也不利于物業的維護管理。

二、對高層建筑消防設計的建議

1、合理設置消防水池并能保證兩路供水

建造消防水池是消防設計的重要組成部分，必須予以足夠的重視。要根據火災最長延續時間內室內的消防用水的總量以及市政供水的進水量來合理設置消防水池的容積，并且保證消防水池接入水泵間的引入管不少于兩條，從消防水泵引入各個消防管道的供水管也同樣不能少于兩條。

2、合理利用消防水池

為了避免消防水池的水資源浪費，可以讓消防用水和生活用水、生產用水共用同一個水池，即降低了工程造價，又可以避免水質變壞或水資源浪費。只是如果共用一個水池，必須合理增加消防用水的儲量，消防進水口也必須處于其他進水口之下。

如果附近有比較多的高層建筑，也可以在市政部門的帶領下，合理公正的規劃控制，讓臨近的高層建筑共用消防水池。

3、合理設計排氣管道和防煙設施

良好的通風排氣管道能夠有效的保持空氣的潔凈，及時排除空氣中蘊含的天然氣或者煤氣等一些有害氣體，防止空氣污染；另一方面，也可以過濾一些容易引起火災的可燃性氣體，避免火災通過排風管道串聯到多個不同的樓層，引發更大規模的火災。而防煙設施則可以有效的防止由于火災事故引發的大量的有毒煙氣而導致人員傷亡的現象。根據研究統計資料，絕大部分的火災事故人員傷亡，都是由于煙氣窒息或者中毒得不到及時的救治而導致，所以，良好的通風系統和防煙設施顯得尤為重要。

所以，必須嚴格遵守《高層民用建筑設計防火規范》的相關規定，合理設計排氣管道和防煙設施。

4、合理設計火災報警系統和自動噴淋滅火系統

設計火災報警系統，必須從今早發現火災、節約成本等方面進行考慮，把火災探測器和手動報警器一起納入智能化系統，方便統一管理。自動噴淋滅火系統也能夠使用消火栓的消防泵，不必另外設置噴淋泵，可以有效的節約投資成本和占地面積。對于高層建筑，為了盡早的發現火災現場，并及時的采取有效的措施，控制火勢蔓延，可以在一些容易發生火災的地方或者入戶門口，設置簡易的火災報警系統和自動噴淋滅火系統。

5、合理分布消防栓

消防栓是簡單控制消滅初期火災的重要手段，《高層民用建筑設計防火規范》對于消防栓的分布有著明確的規定，必須嚴格遵守。根據水槍的充實水柱長度，可以確定消防栓的保護半徑，但是在實際生活中，不能簡單的畫圓方式來確定保護范圍，還要綜合考慮隔墻、門道等等影響因素。

三、結語

總之，高層建筑由于存在較多的火災隱患，所以設計人員必須嚴格按照相關規定，并結合實際的施工情況和要求，才能設計出經濟、環保、安全以及具備可操作性的消防設計方案。

參考文獻：

[1]張衛峰.關于消防系統設計和施工有關問題的探討[J].甘肅科技,2007(9).

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關鍵詞：城市建設；高層；建筑；設計

Abstract: a building is a symbol of the city, the stand or fall of it to a city of image is a big influence, especially in high-rise buildings, reasonable construction design is high-rise building and the urban space is the important basis of harmony. In this paper, the construction of the city the main points of the senior architectural design is discussed.

Key words: the city construction; Top; Architecture; design

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

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。

一、城市建設中高層建筑的設計原理

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、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。

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。

2、 整體尺度。建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，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迫感。

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。 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。

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。

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。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。

二、城市建設中高層建筑設計要點

1、高層建筑采光設計

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、高層建筑的消防問題

高層建筑往往在功能上是多元的，而其中設備又較復雜，本身存在很多引起火災的潛在因素。例如，超高層建筑的電器設備很多，一旦維護、管理或使用不當，就可能引發火災；未妥善管理明火；施工以及機械故障等。 從引發火災的原因來看，與普通建筑幾乎相同，然而在高層建筑中，如果發生火災，會比普通建筑帶來更大的危害。具體來說，高層建筑的消防問題主要表現在以下幾方面：

（1）火災蔓延迅速

由于超高層建筑中存在許多可燃物，它們形成了許多縱向煙筒。當火災發生時，這些煙囪的拔風抽力效應可以促進火焰及煙氣的蔓延，高度越高，抽力越大，這種效應就越強烈。超高層建筑的煙筒效應是最難防范的，雖然可在管道內設置一些防火閥，然而這些防火閥可能出現控制失靈、無法嚴密閉合等情況，從而導致有火溢出直至延燒。

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關鍵詞：大高層建筑;結構設計;防震;結構性能

1、影響高層建筑結構抗震效果的因素

1.1高層建筑自身結構設計

高層建筑中抗水平力是結構設計主要矛盾，據不同側力及抗震等級采用不同結構體系。高層建筑從其本質上是懸臂結構，垂直荷載主要使結構產生軸力與建筑物高度大體為線性關系;水平荷載使結構產生彎矩。從受力特性看，垂直荷載方向不變，隨建筑物增高僅引起數量增加，而水平荷載來自任何方向，均布荷載與建筑物高度大體為二次方變化。一般情況下水平荷載遠大于垂直荷載影響。應使結構要有較大強度外還要有足夠剛度。

高層建筑常用結構類型有鋼結構和鋼筋砼結構。鋼結構整體自重輕、強度高、抗震性能好、施工工期短等特點，且截面相對較小，有很好延性，適合柔性方案，其缺點是造價較高。當場地土特征周期較長時易發生共振。鋼筋砼結構剛度大、空間整體性能好、造價相對較低及材料來源也較豐富，較適用承載力大，控制塑性變形的剛性方案結構。不利因素是結構自重大、抵抗塑性變形能力差，施工周期較長。因此高層建筑采取何種形式應取決于結構體系和材料特性，同時取決于場地土類型，避免場地土和建筑發生共振，而使振害更加加重。

1.2高層建筑結構施工材料和過程

高層建筑結構施工原材料對其抗震效果有直接影響，因此施工建設中應明確施工材料重要性。通常情況下建筑物建設質量越高，地震對建筑物的作用力越小，在同等地震環境下建筑施工中使用性能越好的材料，其受到地震作用力也越小，而如無法保證材料使用性能，就會受到較大地震作用力。在高層建筑施工建設中選擇建筑材料時建議采用塑料板材、空心磚及加氣混凝土板等，這些質輕材料對保證建筑物抗震性能都十分有利。

高層建筑施工中為較好的保證其抗震效果，還應保證施工中每個環節和每道工序質量，應高度重視施工中各項管理工作，同時建立完善施工監管規范制度，嚴格按照設計圖紙及施工規范施工，保證高層建筑結構施工質量，確保其抗震效果。

1.3場地選擇

場地選擇對高層建筑至關重要。地震造成的破壞除地震直接引起結構破壞外還有場地條件原因。當地震來臨時，其對高層建筑結構破壞的原因有很多方面，最主要的是地表滑坡、山體崩塌及巖石斷層等導致地表發生運動，使建筑結構受到破壞，而水災和海嘯等地震帶來的次生災害也會破壞建筑物。因此選擇有利抗震建筑場地，是減輕地震災害的第一道工序，抗震設防區建筑工程應選有利地段，應避開不利的地段。

2、 高層建筑防震結構設計現狀概述

2.1現行高層建筑防震結構設計方法分析

在我國現行的高層建筑結構抗震設計中應用最為廣泛和應用效果最為顯著的就是基于性能的高層建筑防震結構設計方法，該方法根據建筑物的重要性和用途，確定預期的性能目標，由不同的性能目標提出不同的抗震設防標準，使設計的建筑在未來地震中具備預期功能，從而使建筑物在整個生命期內，在遭遇可能發生的地震作用下，總的損失達到最小。其中，基于性能的高層建筑防震結構設計方法具有如下幾個方面的特點：

首先，該設計方法可以根據不同的結構、不同設防水平，提出相應的性能目標，由不同的性能目標提出不同的抗震設防標準，采用一定的建筑材料、施工方法和結構分析手段完成設計，使所設計的建筑物在未來的地震中具備預期的功能。

其次，根據所選定的性能目標，建筑設計人員進行設計可以使高層建筑結構在地震發生時能夠實現預期的抗震性能目標。

最后，從性能設計的特點來看，基于性能的抗震設計是一個效果比較理想的方法，利用該方法所設計的防震結構將會更經濟、合理，且對應于不同的高層建筑結構的防震性能是可預知的。

2.2 基于性能的高層建筑防震結構設計方法應用實例分析

某高層建筑結構為8度設防的框架-剪力墻結構，總高93m。底部五層的樓板偏于一側，無樓板的一側為穿層型鋼混凝土斜柱，斜柱和斜支撐在五層頂板形成較大的拉力和壓力。針對上述特點，其性能設計的要求是：五層頂板采取加強措施確保靜力和地震下的安全;斜柱采取措施減少長細比，并保證在中震下考慮P-效應的承載力按彈性設計，在大震下的變形可得到控制，約為1/450;增加框架部分承擔的地震剪力，取20%的總地震剪力，且每個斜柱承擔2%的總地震剪力。

3 基于性能的高層建筑防震結構設計要點分析

基于性能的高層建筑防震結構設計要點主要包括結構計算、防震縫與抗撞墻的設計、結構破壞機制的設計、鋼筋混凝土框架的結構體系設計以及框架-剪力墻結構的結構布置設計等，以下將分別給予詳細的說明。

3.1 結構計算

基于性能的高層建筑防震結構設計的結構計算要滿足如下要求：一是在彈性計算和非線性計算分析中，對結構整體模型及構件、節點的各種計算參數要力求正確合理;二是對具有水平轉換構件的結構，應注意區分不落地柱和墻體的轉換梁、框支梁相鄰層的計算層數和層高、轉換厚板有限元的類型和劃分。

3.2 防震縫與抗撞墻的設計要點

3.2.1 防震縫的設計要點

3.2.2 抗撞墻的設計要點

當結構高度、剛度或層高相差較大時，可在防震縫兩側房屋的盡端設垂直于防震縫的抗撞墻。其中，抗撞墻的設計要點如下：一是每一側的數量不應少于兩道。宜分別對稱布置，墻肢的長度可不大于一個柱距;二是內力應按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況進行分析，按不利情況取值。

3.3 結構破壞機制的設計要點

3.3.1 框架結構的設計要點

為了充分發揮整個結構的抗震能力，較合理的地震破壞機制應為節點基本不破壞，梁比柱的屈服能早發生、多發生;同一層中，各柱兩端屈服歷程越長越好;底層柱底的塑性鉸宜最晚發生。梁柱端的塑性鉸出現得盡可能分散。

3.3.2 框架-抗震墻結構的設計要點

抗震墻的各墻段（包括小開洞墻和聯肢墻肢）的高寬比不宜小于2，使其成彎剪破壞。連梁宜在梁端塑性屈服，且有足夠的變形能力，在墻段充分發揮抗震作用前不失效。

3.4 鋼筋混凝土框架的結構體系設計要點

首先，鋼筋混凝土框架結構宜對稱布置;其次，鋼筋混凝土框架的梁、柱構件應避免剪切破壞，構件彎曲破壞形成的極限剪力應小于構件斜截面的極限剪力;再次，鋼筋混凝土框架的梁、柱構件之間應設置成“強柱弱梁”;最后，梁柱節點的承載力宜大于梁、柱構件的承載力。

3.5 框架-剪力墻結構的結構布置設計要點

（1）抗震墻布置的基本原則?？蚣?抗震墻結構中的抗震墻宜沿主軸方向雙向布置，貫通房屋全高，且橫向與縱向抗震墻宜相連，互為翼墻，以提高其剛度和承載能力。

（2）抗震墻的最大間距設計

高層建筑結構抗震墻間距的設計不應過大，對于抗震墻之間無大洞口的樓、屋蓋的長寬比宜滿足下表要求。

結語

綜上，結構抗震設計要達到的總體要求是“小震不壞，中震可修，大震不倒”這一目的，必須進行嚴格的選型、分析和計算。高層建筑是當下建筑發展的主要趨勢，其抗震設計是高層建筑設計的重中之重。

參考文獻