时间：2022-05-14 09:13:27
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本文作者：孙建文 单位：晋城市晋方圆建筑检测有限公司
作为一名结构工程师，如何去把握，或者说有意识地去进行高层建筑结构的概念设计。一句话，对应于高层建筑结构概念设计的三个阶段，分别进行概念设计。
首先，在建筑方案设计阶段，要正确把握高层建筑结构的概念设计，必须坚持结构设计没有惟一解的设计理念，充分发挥结构工程师的创造力和创新能力，协助建筑师以达到令业主满意的建筑。例如，美国芝加哥第一国家银行大楼建设之初，银行业主追求和向往能在他们银行大楼的整个底部有一个4层～5层楼高的无柱大空间，以充分满足他们银行业务在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一国家银行大楼方案设计中，结构工程师和建筑师合作开拓了一种新的结构形式，即将电梯井筒与设备井筒分别设置在建筑物的纵向两侧，作为巨型柱，并将第一道设备层设置在第6层，往上每隔18层再各自设置一道，作为承载力和刚度很大的巨型水平构件，并与周边的巨型柱有机地刚性连接在一起，从而构成了一种巨型框架体系的结构功能与受力特征，不但能有效地抵抗重力荷载和水平荷载，还在整个大楼底部5110m2的面积内无一根柱子，实现了业主梦寐以求的大空间。同时，在建筑方案设计阶段，结构工程师所构思的结构总体系应有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。即具有一定大的刚度和承载力抵御风荷载和规范设防烈度水准的地震作用，以及在第一道防线的有意识屈服后，在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能遇到的罕遇大地震。
其次，在初步设计阶段，要正确把握高层建筑结构的概念设计，必须掌握各种结构体系的近似计算方法。英国工程师A．L．L．Baker讲过:工程师所掌握的最佳计算方法，应该是运用最简单、最直接的计算方法。而近似的计算方法就是对一个结构工程师进行高层建筑结构设计能力的最基本的要求。例如，对于框架结构体系，必须掌握的近似计算方法为:竖向荷载作用下的直接弯矩分配法，水平荷载作用下的近似计算法。同时，结构工程师还必须了解抗侧力构件的变形近似计算，通过获取不同抗侧力结构(或构件)之间的相对刚度比较概念，来大致估算建筑物的变形，以便于提出或比较各种可行的结构总体方案。
最后，在施工图设计阶段，仍然要注意把握和运用高层建筑结构的概念设计。例如，钢筋混凝土框架柱的轴压比超过了规范的限值，我们要结合具体设计综合判断。众所周知，规范控制轴压比限值的目的:要求钢筋混凝土框架柱截面达到具有较好延性功能的大偏心受压破坏状态，以防止小偏心受压状态的脆性破坏。同时我们知道，影响钢筋混凝土框架柱截面延性功能的因素除轴压比外，还有框架柱的配箍特征、核心区混凝土的抗压强度等级、纵向钢筋承担截面轴压的能力、框架柱的截面形状等因素，轴压比限值的大小必须根据具体工程设计综合所有因素进行一定程度的合理调整。
综上所述，作为一名结构工程师，在高层建筑结构设计中，应始终坚持概念设计的理念，既不盲目照搬规范，也不盲从于一体化计算机结构设计程序，任其随意摆布;只有始终坚持概念设计的理念，才可能不断地追求尽善尽美的设计思想，而其结构的概念、经验、判断力和创造力才会随年龄与实践的增长而越来越充实，其设计成果才能不断创新。
摘要：针对生态建筑学在高层建筑设计中的应用，做了简单的论述。生态建筑设计，要以人为核心，注重建筑节能设计，充分融合建筑环保节能理念，提升高层建筑设计的合理性与科学性。在实际应用的过程中，要注重实现生态环境和节能的一致性，采用生态表皮设计，以打造舒适的建筑环境。
关键词：生态建筑学；高层建筑设计；节能性；环保性
湖南省将森林覆盖率、绿色建筑覆盖率等生态环境指标，纳入到规划体系中，加大生态建筑建设力度。在构建可持续化发展城市形态时，严格保护生态资源，实现城市规划和生态保护有效连接。在环境保护方面，实施生态控制线规划，明确禁止开发区域与限制开发区域，因此对生态建筑设计，提出了更高的要求。
1生态建筑学概述
生态建筑学设计理念提倡节能效应与环保效应，将生态环境和建筑相互融合，利用自然生态理念与模式，开展高层建设设计，要从实际出发，充分利用科技与生态等的优势，融合各类因素，形成绿色、安全的人居环境。高层建筑建设资源消耗量较大，对自然环境造成的压力也较大，引入生态建筑学，可以实现资源循环利用，确保高层建筑建设的效益。
2生态建筑学在高层建筑设计中的应用原则
2.1最优原则
基于生态建筑学，开展高层建筑设计，坚持结构方案最优原则，需要做好全面的调查工作，明确建筑区域情况。以建筑选址为例，要明确地质条件，了解建筑区域的经纬度与气候条件等，以合理设计建筑朝向，进而保障自然通风技术与太阳能资源的利用率。除此之外，要明确建筑区域周围的绿化情况，在前期规划设计时，做好后期规划设计，确保高层建筑设计的合理性。
2.2合理化原则
高层建筑结构设计时，要注重建筑的稳定性与安全性设计。为确保建筑设计的安全可靠，需要精确计算建筑结构参数，对结构设计方案，进行合理化、数字化处理。因为基于生态建筑学的高层建筑，多应用各类节能技术与材料等，设计人员若能将节能理念，有机的融合到高层建筑设计，做好建筑设计的把控，则能够实现绿色生态建筑设计[1]。
2.3环境互动性原则
基于生态建筑学，高层建筑设计要以人为核心，考虑到建筑使用者的需求，采取人性化设计，坚持舒适性与方便性，使得建筑能够更好的为使用者服务。设计人员可以充分的利用节能技术，实现环境与建筑友好相处。譬如：高层建筑水资源消耗量较大，若将污水全部排放，会造成水资源浪费，甚至会污染环境，因此要加强水资源回收利用，收集雨水和生活用水，利用处理技术，用作厕所冲水与景观水体。可以设置分质排水系统，例如图1所示，实现水循环利用。
3生态建筑学在高层建筑设计中的应用方法
3.1实现和周围生态环境的友好协调
开展高层建筑设计，实现和周围生态环境的友好协调，要充分利用生态环境资源。在保护环境的前提下，充分吸取环境资源，譬如：高层建筑采光设计，需要制定多种方案，做好方案评选，以确保建筑能够获得较多的光照，减少电能的使用；对于高层建筑空间格局以及朝向设计，增加通风面积，减少对空调的依赖程度，降低能源消耗。高层建筑自然通风形式，主要包括幕墙开窗、双层通风幕墙。其中幕墙窗开启方式主要包括固定窗、平行外推窗等。双层通风幕墙主要包括内循环、外循环、开放式双层幕墙。双层幕墙和传统幕墙相比，能够实现节能50%，可以达到较高的性能[2]。
3.2采用生态表皮设计
建筑表皮生态设计，指的是建筑外围护结构，包括外墙、屋面、楼板等，高层建筑外围护墙体能量消耗较大，可以占据整个建筑能源消耗的1/4左右，因此设计人员不仅要注重建筑装饰功能，还需要注重建筑表皮的支撑功能，从人的生理舒适度与辐射热等因素考虑，营造健康舒适的环境。譬如：某建筑表皮覆盖系统设计，采取了双层结构，包括隔热玻璃与多孔通风层，利用双层表皮，确保建筑内部气流保持正常，避免受到天气变化的影响。外部空气可以通过建筑外皮进入到通风层，建筑内部设置控制板，来控制自然通风系统，形成缓冲气流，输送到建筑主体，以减弱外部风的影响，制造出自然风。
3.3融合舒适化理念
高层建筑是常见建筑物，人们对高层建筑物的质量要求不断提升，追求舒适的居住环境，对建筑结构与功能的要求较高。基于生态建筑学，开展高层建筑设计，需要合理选择原材料，避免使用有害材料，影响居住者的健康与生活质量，因此设计人员需要做好质量把控，合理选择建筑原材料。在设计建筑空间时，需要做好空间组合的设计，确保空间生态性，保障辅助空间能够达到自然采光与通风的要求[3]。
3.4遵循生态建筑学设计原则
基于生态建筑学理念，提高资源利用率是建筑设计的主要目标。在开展高层建筑设计时，需要遵循生态建筑学设计原则。坚持再评价、更新、重复利用、减少消耗、循环利用基本原则。建筑设计原则，提倡不仅要考虑建筑的使用功能与美观程度，还需要做好周围环境评价工作，包括城市气候与植被覆盖，以打造和生态环境相互协调的结构样式，实现高层建筑和自然环境的永续共存。譬如：某节能环保大厦，充分利用建设区域的水资源与地热资源优势，构建了水循环利用系统与地源热泵系统，同时采取分区设计的方式，充分利用自然资源，以河水和地热资源，作为冷热源，提升建筑水源热泵系统的性能，除此之外，在屋顶还设置了光伏发电机组，极大程度上提高了可再生资源的利用率，降低了非再生能源的利用率，降低了能源消耗，提高了建筑的节能性与环保性。从建筑到室内外装修材料上都大量采用具有环保与高科技含量的可循环使用材料，如有机涂料、中空夹层玻璃等环保材料，大厦建成后将具有冬暖夏凉的效果。
4结束语
随着环境污染与能源日益短缺，高层建筑成为发展的主要趋势。在高层建筑设计时，需要加强对生态建筑学的运用，减少高层建筑建设对自然环境的影响，实现能源节约，维护生态平衡，实现建筑可持续发展。
作者：陈明 单位：郴州市城乡建设档案馆
摘要：高层建筑的稳定性能与建筑整体的稳定性紧密的联系在一起，在设计高层建筑时应该对高层建筑中的每一个构件详细的分析承载力，重点部位应该加强技术的关注。为了满足高层建筑设计的规范与标准，设计高层建筑时应该关注每一个构件。设计人员应该不断的提升高层建筑设计的水平，从而推动建筑行业的发展。
关键词：高层建筑设计；问题；对策
高层建筑严重影响着建筑的施工可行性与稳定性，在施工之前应该做好高层建筑的设计工作。为了提升我国建筑行业的发展与进步，需要不断的优化高层建筑的设计水平。因此，设计人员应该不断的优化高层建筑设计，不断的学习新理念的知识与技术，并结合设计经验，为我国的建筑行业发展贡献力量。
1高层建筑设计中的重点
第一，混凝土设计重点。在高层建筑的施工中混凝土与钢筋是主要的施工材料，主要是因为它们的承载力较好，并且性价比高，因此在高层建筑施工中被广泛的使用。在设计混凝土时，如果设计不合理，施工时建筑表面就会出现大量的裂缝，从而严重影响建筑的稳定性与安全性。为了设计好混凝土，在初期设计时应该全面的考虑问题及可能影响施工的因素，并详细的记录数据，从而避免混凝土在施工后期出现不稳定性现象的产生。第二，基础设计重点。基础的质量直接影响着整个建筑工程的质量，基础不仅包含地基，还包含其它的基础构件。基础是建筑工程中的隐藏工程，并且还得承担起整个建筑工程的负荷，因此基础的设计非常重要。在设计基础时，设计人员应该实地考察施工现场的情况与施工地质的情况，从而获得准确的数据资料，并仔细的研究施工场地的土质，根据这些数据制定出科学的、合理的设计方案，为建筑的施工打下稳定的基础。第三，砌体设计重点。在高层建筑工程中砌体较为常见，并且砌体的种类非常多，对于不同类型的砌体，设计的重点存在着较大的差异，因此设计人员应该根据工程实际的需求设计出符合工程建设的砌体。对于混合性的承重，砌体在建筑中主要是作为底层框架，由于砌体的组织体系动力性能不好，这使得建筑的不具备良好的抗震性。砌体应用到横墙时，主要承受墙体的压力，从而保证墙体受到砌体的承载力，提升墙体的刚度与强度。砌体应用到纵墙时，能够保证纵墙的抗弯性能。以上是砌体应用到不同的建筑部门中设计时应该注意的重点。为了提升建筑的设计水平，设计的钢筋混凝土、基础等都满足国家设计规范与标准，从而提升设计企业的业务能力。
2高层建筑中存在的问题
第一，不注重地基的建设。在很多的高层建筑中地基的建设都是按照设计图纸进行施工的，但是在设计建筑时没有实地考察从而缺乏地质勘查的资料与数据。在施工的过程中，施工人员也没有足够的重视地基的建设。在建筑设计时没有足够的重视地基设计，会导致建筑出现严重的问题。为了提升建筑中地基的稳定性，保证地基建设的质量，相关人员应该实地考察建设场地的地质情况，综合各方面的信息设计符合建筑工程的地基。在建筑施工的过程中，设计人员不应该只根据自己的想法在地基建设中填入沙石，这不仅不能够提升地基的稳固性，还会减小建筑的承受力，让建筑留下大量的安全隐患。第二，楼板出现裂缝。建筑的设计中最为常见的是混凝土中的楼板出现大量的裂缝。目前，在建设建筑时一般使用楼板，分析楼板的受力也仅仅分析楼板平面受力情况，这是导致楼板出现裂缝的主要原因。在分析楼板的承受力时应该考虑三维空间上的受力情况，这样才能够最大限度的保证楼板受到的承载力。设计人员在设计钢筋混凝土时不应该使用单向的楼板受力情况进行计算，不应该使用分离式的钢筋作为支撑，这样计算出的楼板实际受力数据与计算的数据存在着较大的差异，这导致混凝土使用楼板时会出现大量的裂缝。第三，选择错误的梁高。建筑设计中梁高的设计尤为重要。设计人员为了简化计算与设计过程，通常会把梁的设计作为单梁，这使得梁的数量显著减少，不能承受住整个建筑的符合，留下安全隐患。在设计梁时设计人员应该全面的考虑梁的承载力，选择合适的梁，避免梁由于超负荷出现损坏的情况。
3高层建筑问题的解决方法
第一，选择合适的高层建筑。选择合理的建筑，才能够最大限度的保证高层建筑物承受住自身的重力，不会出现超负荷现象。建筑的承受力达到设计标准，才能够让建筑的安全得到保障。要选择合适的建筑，设计人员需要对建筑建设面积与功能进行仔细的考虑，设计人员需要注意不同的建筑，建筑所需的空间与高度存在着较大的差异。第二，提升设计人员的安全意识。建筑设计是一个综合性较强的工作，需要结合美术、力学及地质知识，并且对于理论的要求较高。设计人员在进行设计工作时应该具备认真负责的态度工作。设计人员应该严格的控制建筑中的每一个环节，使得建筑按照国家规范进行施工。除此之外，更要重视建筑的安全性能，要考虑应该具备的抗震性与抗风性。第三，提倡概念设计。随着建筑行业的发展，人们对于建筑的要求不仅仅是建筑提供的舒适性，而是更侧重建筑展现的个性化。为了提升建筑设计水平，设计人员可以使用概念设计。通过对施工场地的实地考察与分析，将获取的数据进行不断的优化之后，设计适合建筑设计，然后制作建筑的模型。目前，科技飞速的发展，设计人员可使用先进的技术模拟模型，不断的优化模型，最终实现模型，这对于建筑设计具有非凡的意义。
4设计高层建筑的方法
第一，控制回填土的质量。完成基本的建筑工程之后，在空余的部分需要进行回填土工作。回填土应该选择粒径大的材料，回填土施工应该满足施工规范并达到设计要求。在进行回填土工作时应该控制一些施工条件，根据施工的特点及回填土的种类确定回填土的参数。为了保证前期工程的建设质量，在进行回填土工作之前应该做好验收工作。在施行回填土工作时，应该设定好施工水平的标准，从而确定回填土施工的程度。第二，地梁建设。地梁建设主要分析地梁建设过程中的问题，为了解决这些问题可以通过以下方式。首先，将地梁作为框架计算，此时不用考虑地基情况，虽然这种处理方式与实际的计算数据存在着差异，但是可以作为设计与施工的参考依据，从而让建筑避免自然灾害对自身的影响。此外还可以只计算框架整体而不计算梁，并忽略梁弯矩的影响，这种方式也十分的合理。并且此方式不仅能够解决地梁建设问题，还能够完善与优化建筑的施工。第三，钢筋锚固。钢筋锚固主要是为了提升混凝土与钢筋之间的连接，提升建筑的稳固性。钢筋锚固与剪力墙的施工质量有着紧密的关系，因此需要将剪力墙与钢筋锚固结合在一起，将两者作为一个整体分析出有利于两者的施工条件与施工工艺。钢筋锚固能够让剪力墙与钢筋完美的结合在一起，避免钢筋出现任何问题。钢筋锚固应该具备适当的长度与强度，这样才能够保证建筑的稳固性。
总结：
随着我国经济的发展与科技的进步，我国人们的生活质量不断的提升，建筑工程的数量也不断增加。人们开始关注高层建筑设计。高层建筑设计是一项十分复杂、繁琐的工作。为了设计出更加合理、科学的高层建筑，设计人员需要全面的考虑问题，并对必要的问题进行仔细的研究与分析，这样才能够最大限度的保证建筑的安全性能，保证建筑工程顺利的竣工。
摘要：随着城市的快速发展，为节约用地面积，超高层建筑逐渐成为城市建筑的主流，尤其是一些人员密集、功能复杂的城市。超高层建筑尺度宏伟、体量巨大、结构复杂、投资庞大、容纳性强，在具体的设计和施工环节会有很多问题。本文探讨了超高层建筑在设计中需要注意的问题。
关键词：超高层建筑；建筑设计；存在问题
超高层建筑不仅体现了我国科技的进步，同时也象征着我国综合国力的提升和城市竞争力的提高。但是超高层建筑需要大量的资金来进行设计和维护，对人力、物力、财力消耗较大，与建筑在设计时节约的原则相违背。
1、抗震设计方面的问题
抗震问题也是超高层建筑设计中的关键问题，尤其是短柱问题较突出。
1.1结构平面设计
超高层建筑设计时结构平面设计常存在外形不规则、上下不对称、形心、质心偏心大、凹凸变化尺度大、结构平面刚度与现状不均匀、长度长等一系列问题。1.2抗震构造柱抗震构造柱在设计中通常存在大厅的四角、外墙的转角缺乏构造柱，即使有构造柱但不是成对存在，在一些纵墙和山墙的交接处也缺乏抗震构造柱，甚至在一些建筑中构造柱代替砖墙承重等问题。
2、消防问题
超高层建筑功能多元化、设备较复杂，存在很多引起火灾的因素，例如如果对超高层建筑的电气设备维护和管理不当、或者是明火处理不妥善就有可能引发火灾[2]。相对于低层建筑，高层建筑如果发生火灾引起的危害更大，常见的超高层建筑消防问题主要存在以下几个方面：
2.1火势蔓延较迅速，疏散困难
超高层建筑中由于存在很多可燃物导致形成纵向烟筒，这些烟囱的拔风抽力效应在发生火灾时会促进火焰和烟气迅速蔓延，而这种效应随着高度的增高和抽力的增大而强烈。超高层建筑工作、生活人员较多，通常情况下，300米以上的高层建筑可容纳数万人以上，如果发生火灾，客货电梯不能使用，只有消防专用电梯才能使用，而消防电梯的时间和运载人数有限，大量的人员需要借助楼梯疏散。人数越多、楼层越高，疏散的时间越长，潜在危险越大。
2.2火灾扑灭困难
如果超高层建筑发生火灾，那么因为建筑周围的场地较小、登高高度受限，而火势蔓延迅速，增加了扑救难度。因此超高层建筑试析超高层建筑设计中需要注意的问题蔡云峰1郝虹琳21中弘控股股份有限公司北京1000242北京紫玉山庄房地产开发有限公司北京100012设计中必须充分重视消防问题，全方位考虑，尽最大可能消除发生火灾的可能性，才能达到超高层建筑设计的预期目标[3]。
3、设计中一般的实际问题
3.1防排烟系统
在超高层建筑的设计过程中，一些开发商为了节约投资，采用自然排烟的方式设计防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室的防烟设施，缺乏有关机械防烟的设计，但是由于自然环境的影响，自然排烟的方式在超高层建筑中是不合理的。尤其针对于一些大型的商场，中间设有封闭楼梯，很多开发商为了扩大商场的使用面积，节省投资，并没有按照规范设计正压送风，也没有增加前室。
3.2建筑消防设计方面
由于超高层建筑自身特殊作用，工程设计实际建筑中，加强超高层建筑设施消防工作变得很重要。由于超高层建筑物楼层很高，超高层建筑容纳人员很多、很集中，实际设计工作中，需适当提高在建筑内安全通道的质量和数量，这样做避免有火灾事故时人员拥挤出逃踩踏；超高层建筑设置的消防通道必须设计到密封性，一旦火灾事故发生，事故造成的烟尘扩散迅速，火势会蔓延迅速，在设计中、后期维护使用中一定要保证消防通道自身密封性能，防止即使有火灾事故发生，消防通道依旧安全使用。超高层建筑规定的消防设备必须准备完全。
3.3电梯设计
超高层建筑中电梯被视为其生命线。设计实例如纽约世贸中心：建筑物高541.3米，共有246个电梯，如果电梯在高速运行期间大楼出现15.24CM以上的晃动，电梯钢缆会因为受力不均造成严重损害，甚至造成危险，因此开发商设置了电梯钢缆的随动跟踪机构并设计了相应的报警系统，以便于及时调整钢缆的长度使其受力均匀。由此可见超高层建筑高度较高、结构复杂，使得设计和维护相对较困难[1]。3.4设备与设备系统的问题超高层建筑的建造从设备和设备系统角度出发比普通的建筑要复杂的多，不是将普通的建筑进行简单的拉伸和叠加，必须对普通建筑中较简单的问题特殊对待，相关的人员要特别关注、及时处理，如提高建筑的侧向风力承受能力。
4、超高层建筑抗震设计探索
4.1设计采取基础隔震相关措施
传统的设计抗震方法依靠结构的承载力和变形能力来消减地震破坏能量，来保护建筑物，却存在许多短板。地震对建筑的破坏，发生的破坏能量多出自于地面，通过建筑物基础向上部层层传递。在对地震经验总结归纳后得出：发生地震时，建筑物结构底部相对越小的滑动，较大幅度减轻高层结构的破坏烈度。基于可动这一概念的基础隔震方案多种多样，主要方式有：软垫式隔震、滑移式隔震、摆动式隔震、悬吊式隔震。例如软垫式隔震就是是在建筑物基础上设置一定带铅芯的钢板橡胶这样的隔震装置，使整个房屋坐落在软垫层上，遭遇地震时，底面与地面相对水平位移小，建筑物自振周期加长，致使主要的变形都集中在软垫块处，建筑物上部间侧移却变得很小，这样做就保护结构一定程度免遭破坏。
4.2合理设计提高结构阻尼
提高高层建筑物结构阻尼，建筑物结构上设计布置阻尼，来吸收地震能量，从而减小结构变形。在实际设计实例中；台北101大楼设计时在87-92楼规划安装了一个体积巨大特殊的钢球风阻尼器，球体直径达5.5m，它由四十一块12.5cm厚钢板焊接为球形，其中重量可达660t，这样的规划设计有效减轻了由于飓风和地震所引起的建筑物震动和侧移。为超高层建筑设计中附加阻尼这一新途径，是利用主体结构连接刚性挂板中间特殊装置所具备的非弹性性能、摩擦性能来实现。建筑物设计采取这一措施过后，使阻尼比仅为2%的抗弯钢框架，发生地震时有效的粘滞阻尼≥8%，使得底部地震剪力和顶点侧移降低50%左右。此外，通过设计采用高延性构件，设计时附加耗能装置的做法也有效消减高层建筑物地震反应。
5、关于我国超高层建筑中节能设计的思考
超高层建筑因其高度变化导致相关的参数有所变化，影响建筑的能耗，超过100米的建筑只有太阳辐射保持不变，其余的气象参数均变化较大。而近年来我国建筑节能设计所用的建筑能耗模拟软件都不能反映出气象参数与高度之间的变化规律，又不能反映出表面的热交换能力，不能准确计算出相关的能耗，不能科学合理地配备相应的节能设备。
6、超高层建筑中配体设施和装修的问题
随着人们生活水平的提高，越来越重视建筑的美观和使用功能的完善，集中供应空调和冷热水，但是增加了建筑的负担，也引起了燃气、锅炉、燃油等安全隐患。为了美观几乎全部的消防柜直接镶嵌在墙体里，导致墙体的耐火极限不达标。因此设计者在设计的过程中必须结合实际的情况，消火栓为环状结构，保证建筑物的配件耐火性好，建筑物的耐火等级符合要求，在发生火灾时不会短时间损坏，减少火灾损失[4]。
结束语
总而言之，一旦超高层建筑发生火灾、地震等灾害，将会对人员、财产造成很大的威胁和损失，因此，为了尽量减小损失，在超高层建筑的设计需要注意很多方面的问题，注意一些普通楼层一般但对超高层建筑较危险的影响因素及重大火灾等安全隐患问题，提高超高层建筑的安全性，减少经济损失。
作者：蔡云峰 郝虹琳 单位：中弘控股股份有限公司 北京紫玉山庄房地产开发有限公司
摘要:介绍了绿色建筑在国内外的研究现状，并基于绿色建筑的设计理念，从仿生形态、建筑基底、建筑自遮阳等方面，阐述了绿色建筑设计在超高层建筑设计中的优化策略，有利于降低建筑能耗，保护城市环境。
关键词:绿色建筑，超高层建筑，仿生形态，光照
1研究背景
随着城市化进程的不断推进，越来越多的人口向城市聚集，伴随着城市经济发展所带来的负面影响是土地资源供应的紧张，超高层建筑也随之应运而生，这很好的解决了土地资源供不应求的现状。超高层建筑被视为城市的地标，体现着现代技术、材料的最新成就，同时也是形式美，结构技术，地域文化等综合的体现。但是随着城市超高层建筑的增加，其负面影响也越来越突出，例如建筑层高，交通拥堵，环境破坏，人与自然的隔绝，建筑微环境较差等等，这开始使得人们越来越重视超高层建筑的绿色化，如何减少建筑成本，减少对环境的影响等等，成为十分值得研究的课题，因此将绿色建筑理念融入到超高层设计当中是十分必要的。
2国内外研究现状
2．1国外的相关研究
在国外对于绿色建筑的研究相对于比较完善，马来西亚建筑师杨经文，他是生态建筑的倡导者和生态建筑理论的创立者，出版了大量关于绿色建筑的文献及专著，其中《设计结合自然》《绿色摩天大厦》等专著都十分有针对性的对绿色建筑的理论及其设计要点做出了研究和分析。在他的建筑作品中也从多方面体现了他对绿色建筑的理念。除此之外，许多发达国家建立了自己国家特色的绿建评价体系:美国能源部建筑技术《联邦零能耗高性能绿色建筑研究发展规划》《能源安全与独立法案》《联邦零能耗高性能绿色建筑研究发展规划》《建筑技术项目2008—2012规划》;瑞典能源署自助机构(FEBY)颁布低能耗方面法规文件;日本建筑无综合环境评价体系等。
2．2国内的相关研究
相较于国外在这方面的研究，国内的相关研究起步较慢，始于20世纪80年代左右，虽然提出了一系列关于此类的法规、评价体系、标准以及经营模式，但研究依旧处于初级阶段。随着研究的不断深入，我国在绿色建筑方面做了很多深入的研究和分析，并借鉴和引用了大量国外的理念和实践。并陆续的出台了适应于我国气候条件等各方面因素的评价体形，包括《中国生态住宅技术评估手册》《绿色奥运建筑评估体系》《绿色建筑技术导则》等等。另外我国也有许多专家学者对于该课题也进行了研究，2010年沈驰发表的《“建筑”行为———绿色建筑的空间策略》以我国南方地区为例，通过案例的分析详细的概括了5种绿色设计策略。刘煜发表的《青海省地域适宜性绿色建筑设计标准的构建研究》通过对青海气候、资源、文化等方面的分析，并结合实例，探索了适合青海地域特点的绿建标准。
3绿色建筑的设计理念
所谓的绿色建筑，是指在建筑的使用周期之内，在能源、用地、用水、用材等方面进行节约处理，建造出对于环境污染较少、利于人健康以及高效使用，并且能可持续与自然共处的建筑。设计出来的绿色建筑更符合人类目前的生存状态，它不但减少了建筑物对自然环境的影响，提高了建筑的节能减排，同时也可以使得使用者更贴近自然。
4绿色建筑设计理论对于超高层建筑设计的优化策略
4．1仿生形态优化策略
在现代科技的飞速发展下，许多设计师已经将仿生形态理论实践于许多造型以及结构复杂的高层建筑。对于那些复杂扭曲的建筑形态以及对于常规结构的挑战，他们能通过电脑模拟分析出合理的结构形态以及如何更加与当地环境相适宜，从而设计并建造出更多绿色生态以及造型新颖的建筑出来。日建设计公司设计建造的名古屋Mode学园螺旋塔楼，造型借鉴了DNA双螺旋结构，配合螺旋上升的自然形态，建筑高度达到了170m。考虑到整体造型要求，建筑的围护结构是大块的玻璃幕墙，并采用三维的构架拼接，同时其通流系统为双开方式。三维构架利用了2000多块造型、角度各异的玻璃，并且在风洞中进行周密的实验，最终选择出最佳的玻璃构建角度，针对曲面的玻璃设计师采用了可滑动的窗格，以对应不同形态的玻璃幕墙。双开放式空气流通系统，外窗框和内窗进行组合，在提升空调能耗的利用率的前提下，还明显的提高了室内空气质量。
4．2建筑基底以及场地优化策略
建筑所在场地是建筑内部的私密空间与城市外部的公共空间的过渡区域，只要将外部城市的各种交通空间通过建筑的场地基底与建筑内部发生联系，就能部分缓解城市与建筑空间联系的拥挤问题。超高层建筑的基底可以分为裙房以及地下室两个部分，通过对这两个部分进行交叉优化设计，就能有效的提高基地与场地的使用效率，从而让城市以及建筑更为高效且具有更大的发展潜力。KPF建筑事务所设计的香港环球贸易广场是一座118层高的绿色综合式大楼。其可持续性表现在它是与我国香港最大的交通系统之一的九龙地铁站一起进行设计的，该建筑很好的与周围场地以及城市空间进行了联系以及回应，与周围建筑以及城市交通空间联系了起来。香港环球贸易广场拥有庞大复杂的立体交通网络，通过计算机建立的绿色建筑设计策略体系以及精确地计算将整个交通网络内部的商业空间和周围的城市空间有秩序的组织起来，整个立体交通网络以环球贸易广场为中心，周围建筑以及公共空间的人们都能迅速的到达目的地。
4．3建筑自遮阳优化策略
建筑遮阳的相关理论最早可以起源到古希腊的作家赞诺芬，他的著作里描述了如何通过柱廊的设计来遮挡阳光照射到建筑内部的相关研究。现代建筑的遮阳主要可以分为窗口遮阳、墙面遮阳、屋面遮阳、绿化遮阳等形式。在这些遮阳措施当中，窗口遮阳是无疑起到了最重要的作用。AlHamra塔是科威特市最高的建筑，建筑设计成一种特殊的向内部进行折叠的空间形式，在增强了建筑内部的视野范围的前提下，还能降低太阳对于不同楼层的热辐射。为了使太阳的光照辐射对建筑产生最小的影响，设计师采用了清晰的材料句法，南面的墙被设计得高大而厚重，在开口的设计上，遵循建筑的光照情况来进行具有针对性的设计，这面墙起到了主要的承重作用，还能将建筑与当地恶劣的环境所隔绝开来，极大的降低了太阳对于建筑内部的热辐射。并通过石材装饰的处理，让阳光与墙面产生坚实和厚重的安全感。
5结语
要实现高层建筑的可持续发展，设计出符合可持续性发展的绿色生态建筑，必须针对建筑的能耗损失进行全面详细的分析和研究。只有做到了以上几点才能因地制宜的选择适合的绿色建筑设计策略与方法进行超高层建筑的设计。本文选取了世界各地一些具有代表性的优秀作品，从各个方面进行了细致的分析，并总结出仿生形态优化策略、融合场地的基底优化策略、建筑自遮阳优化策略三项基于绿色建筑理念的优化策略，为今后的创作提供了思路。希望更多的建筑设计师发挥自己的创造力和想象力，在科学技术发达的今天，将新的绿色的、可持续性的建筑设计理念与传统的设计方法相结合，设计并建造出更多的绿色超高层建筑，为实现当前社会的可持续性发展做出自己的一份贡献。
作者：王力 颜舒婷 单位：中机国际工程设计研究院有限责任公司 中南大学
摘要：近年来城市化建设进程不断加快，高层建筑成为当前城市发展过程中的主要建筑形式。城市中高层建筑的大规模兴起，有效地解决了城市用地紧张的问题，而且改善了城市自身的环境。在当前城市高层建筑规划和设计过程中，需要确保做到城市空间构造之间的协调性，增加建筑的人性化，因此需要做好高层建筑规划和设计工作，更好地推动城市的健康、有序发展。
关键词：高层建筑；规划；设计；主体结构；绿色生态；节能设计
前言
高层建筑占地面积较小，容积率较高，造型新颖，而且具有丰富的功能，这也使其在当前城市用地紧张的情况下高层建筑大量涌现出来。不仅增添了城市现代化的信息，而且也对整个城市格局带来了较大的变化。城市的发展对协调性具有较高的要求，因此需要合理布局，确保其空间结构具有较好的协调性。高层建筑由于垂直高度较大，因此需要合理进行规划和设计，确保城市空间结构的合理性。
1高层建筑规划分析
高层建筑修建过程中，其规划和布局直接关系到整个城市的建设工作，会对整个城市的布局和城市氛围带来较大的影响。因此需要遵循美化城市结构和丰富城市空间的原则来进行高层建筑的规划和设计，避免高层建筑的出现影响城市整体结构的协调性。
1.1超高层建筑数量
城市高层建筑作为一个城市繁荣的象征，但超高层建筑体系会对城市带来带来较大的影响，并没有表现出良好的主导性，特别会影响到周边居民的采光问题，因此对于城市高层建筑的发展，需要合理掌握超高层建筑的数量，减少其可能会对城市发展所带来的不利影响。
1.2高层建筑的密集程度
高层建筑在一定程度上能够缓解城市建设用地压力，实现城市空间的合理利用。但高层建筑如果密集在一个区域内，则会对交通和环境带来不利影响，因此需合理对高层建筑进行布局，掌握其密集程度，确保其布局的合理性。
1.3建筑与街道
当前城市中高层建筑多集中于商业发达及繁华区域，但高层建筑较大的容积量必然会增加该区域的交通荷载，对该区域的交通带来影响。因此在高层建筑规划和设计时，需要结合街道及其他建筑的情况，做到协调统一，对繁华地段的高层建筑层数和数量进行有效控制，必要时需要扩大街道的通行能力。
2高层建筑设计分析
2.1高层建筑主体设计的科学性和合理性
当前，城市高层建筑结构更为新颖和复杂，特别是高层建筑平面形态和竖向形态之间的布置和衔接更具复杂化，这也使大量不规则和非常规形式的建筑平面在高层建筑结构中广泛应用。计算机技术的发展也为高层建筑各种形式的应用提供了理论依据，再加之材料技术的不断发展，这也有效的促进了高层建筑主体结构设计的科学性和合理性。
2.2绿色生态建筑设计
当前能源紧缺和环境破坏现象十分突出，这也使社会发展过程中更重视绿色、经济、节约和环保。因此在当前高层建筑设计过程中需要以绿色建筑设计理念来减少高层建筑可能会对城市环境和周围居民带来的不利影响，有效的改善城市的生态环境。在具体设计过程中，要从长远发展眼光，遵循以人为本原则，将绿色建筑理念贯穿于高层建筑的全寿命周期。设计人员需要对当地的气候、风土人情充分了解，针对当地的特点，因地制宜，选择适宜的建筑风格和类型，有效的执行绿色生态建筑设计。
2.3建筑尺度设计
高层建筑的尺度设计是非常复杂和难以把握的，主要原因在于建筑物不同于人，体积庞大，内部结构复杂，需要各部分相互的协调统一。要做到尺度的设计，需要从以下尺度关系入手：第一是与城市尺度的关系，高层建筑体积大，建筑高度高，是城市的重要组成，也直接影响城市的景观，因此，建筑的尺度离不开城市的尺度，要与城市尺度协调统一；第二是建筑尺度，即建筑本身的尺度，设计师做到均衡，需要从建筑的组成来调节，高层建筑由主体、裙房和顶部组成，这三部分的尺寸需要一定的比例来均衡建筑的整体尺度，然后就是各个组成的细部尺度，层次、等级划分要细致、协调；第三是近人尺度，这是容易被人们所观察和直接看到的，比如出入口的尺度，要符合人机工程学，尺度要适宜；第四是道路尺度，也是近距离的感知，需要考虑行人的舒适度来确定尺度。
2.4重视节能设计
在城市发展过程中，高层建筑的数量和密集度会对城市的生态环境带来严重的影响，一旦在高层建设设计时缺乏环境保护意识，则会造成高耗能和低效益的现象发生。因此在高层建筑设计时需要将节能设计放在主要位置。在具体设计时，合理布置建筑的朝向和位置，使其能够有效的满足日照要求，尽可能的增加南向开窗的面积，减少北向和东向开窗的面积，更好的利用日光。同时选择具有较好隔热性能和导热系数低的窗体材料，避免热量从窗户位置消耗掉。墙体需要设置保温隔热层，利用较强保温性能的材料做成复合墙体，增强墙体的保温性能。以此来全面提高建筑的保温隔热性能，实现高层建筑设计的低能耗、高效益目标。
2.5高层建筑设计需要注意的其他问题
在高层建筑设计时还需要注意防火、抗风、配电、电梯和防雷等诸多的问题。高层建筑具有较大的垂直高度，这也需要设计时要注重水平区域，因此要做好防风设计。同时还要设计两套供配电系统，有效的保证高层建筑正常的供电需求。对于高层建筑的防火问题需要给予充分的重视，在建筑总体布局时需要确保具有较好的畅通性和安全性，所设计的楼道要能够保证人员的流动畅通性，配备有采光设施及应急照明装置，使人员能够快速疏散。同时还要合理进行防火分区设计，高层建筑楼道内消防器械和疏散通道要做到合理分区，这样一旦发生火灾能够及时采用灭火措施，并同时对人员进行疏散。在各楼层设置消防栓时，需要保证消防栓所处位置能够到达同层的任何部位。另外，就是在设计时需要重视高层建筑防雷击问题，合理设计高层建筑防雷系统，设计时需要遵循综合治理、整体防御、突出重点及多层防护的原则，在防雷措施上要充分的利用高层建筑物自身的结构，即在高层建筑顶端及容易受到雷击的部位安装避雷针、避雷带和避雷网，利用高层建筑结构中的主钢筋作引下线，将其上端与顶端避雷网有效连接，下端与基础接地位置进行连接，从而形成良好的防雷系统，有效的防止雷击事故的发生。
3结束语
高层建筑作为当前城市建筑的主要发展趋势，其主体规划需要与城市空间规划有效结合，确保具有较好的协调性和统一性。在具体设计时还要遵循生态、绿色和节能的理念，打造绿色建筑。而且高层建筑设计需要与规划有效配合，使城市空间布局更为科学和合理，实现对城市生态环境的有效保护，更好的促进城市的健康、可持续发展。
作者：廖三生 曾微 单位：江西坤巽古建筑设计院有限公司
摘要：随着市场经济的快速发展，建筑行业得到了很大进步，其中高层建筑已经成为了当前建筑类型中最普遍的一种。但是在进行高层建筑施工的过程中可能会造成环境污染问题，而且高层建筑占地面积大，改变了生态结构形态，影响到整个社会的可持续发展，而绿色建筑设计则能够很好地改变这种情况。文章就针对当前我国绿色建筑设计的应用情况进行分析，希望能够促进我国建筑行业的快速发展。
关键词：高层建筑设计；绿色建筑设计；应用
高层建筑已经成为了当前城市进程程度的重要依据，同时也能够反映出我国当前经济的发展水平，体现整个国家的经济实力。设计工作是建筑施工中非常重要的环节，绿色建筑设计已经成为了当前高层建筑施工中的重要方面。绿色建筑设计已经得到了世界范围的广泛关注，但是当前绿色建筑设计的理论研究和工程实例都比较少，所以我国相关的专家学者应该根据当前建筑行业的实际情况制定出合理的绿色建筑设计体系。
1绿色建筑设计应用在高层建筑设计中的意义
当前，国家在发展经济的同时开始注重环境保护工作，并提出了可持续发展战略，尽可能地实现人与自然、社会与环境协调发展。特别是近几年开始大力宣传绿色建设，节能环保思想，国家也根据当前我国的环境保护工作颁布了相关的法律法规。人们知识水平逐渐提高，环保思想已经深入人心，并落实到日常生活中。这些方面都已经证明了绿色建筑设计势在必行，这也是我国建筑行业发展的主要方向。把绿色建筑设计理念融入到具体的工程建设中，不仅能够减少资源浪费，同时还能够减少工程的施工成本，保护施工场地周边的环境等，在保证工程质量的同时还能够不破坏环境，除了带给企业更多的经济效益，还能够带来良好的社会效益。在应用绿色建筑设计的过程中必须考虑到我国当前建筑行业的发展需求，从长远角度促进我国高层建筑的快速发展，这对我国的建筑事业具有很大帮助。
2绿色建筑设计在高层建筑设计中的应用优势
相比传统的建筑设计，绿色建筑设计在高层建筑的设计过程中不仅能够调节好自然和人的关系，同时还能够节省大量的资源。在进行绿色建筑设计的过程中，设计人员必须把整个建筑工程作为一个整体，然后尽可能地全面掌握建筑工程中的每个部分，并对其特点进行分析，通过自我调节功能对废水等污染物进行净化，并实现对温度、湿度等的调节，同时还可以实现资源的合理化运用，减少资源浪费现象的发生。人们在高层建筑中工作、生活，往往通过人工的方式实现通风，这不仅会浪费人的精力，同时还不能节省能源，人们也感受不到来自自然的阳光和风，给人们的身体造成损害，在高层建筑设计中引入绿色建筑设计理念，不仅能够节省资源还可以感受到真正的自然气息。随着人口数量的逐渐增多，高层建筑必然会成为最普遍的建筑形式，成为人们生活、工作的主要场所，必须必备一定的舒适性。而绿色建筑设计能够有效地提高建筑物的整体性能，使用环保工程材料，保证建筑物的舒适程度符合人们的要求。
3绿色建筑设计在高层建筑设计中的应用
3.1绿色建筑设计在高层建筑设计层面上的应用
3.1.1应用在高层建筑的朝向设计上。高层建筑的朝向直接关系到人们能够接受到的阳光、流动风量等方面，所以必须做好朝向设计。在进行绿色建筑设计的过程中，设计人员必须对所在区域的方向、太阳辐射度、经纬度等情况进行调查，并结合调查资料的结果来确定建筑物的朝向设计方案。例如在温度比较低的城市，在设计上就需要考虑到采光以及开窗的面积等方面。3.1.2高层建筑的形状和平面的设计布置。当前出现了很多形状各异的高层建筑，给人们不一样的视觉感受。在进行高层建筑形状设计的过程中，设计人员必须考虑到建筑物的整体散热比，因为建筑物外表面积越大，散热就越快。因此，设计人员在对建筑物外型设计的时候，应该结合建筑物的整体构造以及用途进行全方位考虑，比如，在设计电梯的时候，就应该选择在建筑物的西向或者是南向，这能够减少阳光的直射，延长电梯的使用寿命。此外，还可以通过建立空中庭院的方式来保证通风。3.1.3合理的设计高层建筑周围的绿化。高层建筑的绿化工作是人与自然和谐发展的重要体现。通过合理的绿化设计不仅能够愉悦身心，同时还能够对所在区域的空气进行净化。
3.2绿色建筑设计在高层建筑围护结构墙上的应用
3.2.1高层建筑的外墙起到围护结构的作用，是维护结构基础的主要部位。围护结构和砖石结构的外墙是不同的，砖石结构的外墙主要是混凝土结构和剪力墙结构。但是高层建筑的外墙结构是填充材料的。所以设计师可以把绿色建筑设计应用到高层建筑的外墙结构设计中，使用较轻的、保温效果好的材料。例如，在温度比较低的地区，高层建筑的外墙体可以用混凝土和其他材料进行配比，形成空心砌块的复合墙，也可以使用其他种类的混凝土保温复合墙。对施工的材料和位置进行仔细的挑选和设计，保证保温的效果。3.2.2高层建筑的围墙外侧不要选用较轻的保温材料，例如，泡沫板和岩棉板等。一般来说，高层建筑的使用寿命比较长，质地轻的材料会降低墙体的抗震能力，也不能进行外挂或者是动作比较大的装修，墙体还容易出现裂缝。所以，在进行设计的时候一定要结合工程的实际情况，选择最合适的保温材料，对建筑的结构进行合理的设计，不要出现冷桥的现象。
3.3绿色建筑设计在高层建筑结构上的应用
3.3.1高层建筑的外墙耗能占整体耗能的1/4，所以对于高层建筑的外墙设计来说，主要就是尽量缩小外墙的面积。结合数学的知识和建筑学理论，高层建筑的外形最好是圆形或者是椭圆形，这样可以有效的缩小建筑外部的面积，而且建筑的外形也不会太复杂，真正的达到节能环保的目的。3.3.2由于高层建筑的楼层比较高，所以受到风力的影响比较大，会给建筑物造成损耗，尤其是在冬季气温比较低的地区，风力太大的话会带走建筑物表面的热能。所以高层建筑的通风设计和自然环境的设计一定要结合当地的地理位置和气候状况，对建筑物进行合理的、科学的、环保的设计。3.3.3建筑物窗户的绿色设计对高层建筑来说也很重要。因为玻璃窗具有传热大的特点，会对人体产生冷辐射，还会对室内的温度产生较大的影响，在一定程度上降低室内的舒适程度。在这种情况下，设计师可以在设计窗户时应用绿色建筑设计，其设计可以从以下几个方面进行：首先要对窗子面积的大小进行合理的设计，保证太阳辐射的能量比热损失的量大，从而降低建筑的耗能情况。其次可以提高窗户的气密性，不要让冷风进入到室内，对窗子的材料进行合理的挑选，对窗子的结构进行合理的设计，加强窗子自身的保温能力，减少因窗子造成的热损失。
4结束语
总之，高层建筑成为了建筑行业的主要方向，而高层建筑往往对环境造成破坏，为了尽量减少这种破坏，需要在高层建筑中采用绿色建筑设计。通过合理的结构设计，高层建筑不仅能够满足功能要求，同时还能节约资源，为创建节能型城市奠定基础，加快城市建设的步伐。
作者：孙小平 单位：淮安市建筑设计研究院有限公司
摘要：可持续发展是我国重大的发展理念，是当今中国发展的主要方向与目标。低碳设计理念包括节能环保以及低碳特点，与我国建筑设计可持续发展理念相吻合，在高层建筑设计中应用低碳设计理念，能够有效的减少环境破坏，提高能源的使用效率。本文首先对低碳设计理念进行介绍，然后分析高层建筑设计中低碳设计理念应用的必要性，最后提出低碳设计理念在高层建筑设计中的具体应用，供有关人员参考。
关键词：低碳设计理念；高层建筑；设计；应用
由于土地资源紧缺问题，导致城市化建设过程中，高层建筑不断增多，成为城市中一道亮丽的风景线。然而，在建筑工程建设过程中，会不同程度的造成环境破坏，影响人与自然的和谐发展。低碳设计理念的出现，加大了对环境生态因素的重视与保护，在高层建筑设计中的应用能够节约能源，提高能源使用效率，促进人与自然的和谐共处。现阶段，我国城市化建设正如火如荼进行中，加强对低碳设计理念在高层建筑设计中应用的研究具有十分现实的意义。
1低碳设计理念概述
在全球气候变暖，能源危机进一步紧迫的形势下，二氧化碳排放量逐年升高，对人类生存与发展造成一定的影响，低碳设计理念就是在这一背景下发展起来的。低碳设计理念在建筑领域中的应用，主要是采用先进的节能产品与技术，提高能源的利用效率，减少不必要的能源消耗，实现建筑与环境和谐发展。低碳设计主要针对二氧化碳排放严重展开，其中节能、减排是低碳理念下的两大要素。
2高层建筑设计中应用低碳设计理念的必要性
建筑能耗逐年增加，使能源危机加剧，影响我国经济的可持续发展，因此需要低碳环保的建筑设计来解决这一问题。当前发达国家的建筑能耗已经大大降低，与之相比，我国的建筑能耗远远超出发达国家，存在着很大的差距，所以将低碳的设计理念大量应用于建筑设计中有其非常重要的现实意义。高层建筑的推行能够提升土地的使用效率，增加单位面积土地的经济利润。然而，目前很多房地产开发商为了扩大高层建筑的经济效益，常常缩小两栋建筑之间的差距，影响建筑光照，造成热损失。在高层建筑设计过程中，没有考虑对生态环境的保护，降低了建筑使用效率。基于此，低碳设计理念在高层建筑设计中的应用显得十分必要。
3低碳设计理念在高层建筑设计中的具体应用
3.1高层建筑设计中树立低碳设计理念
低碳设计理念在高层建筑工程中的应用，大力推广隔热保温的节能型材料，制冷系统以及取暖系统都选用节能型，同时在采光设计、通风设计等方面都遵循节能环保的原则。高层建筑设计人员在选择建筑材料过程中，首先应该考虑其对人体是否有害，选用能够降低资源浪费与消耗的替代建筑材料，目前，很多复合型材料都具有节能性，是高层建筑设计中的首选。
3.2充分应用低碳技术
高层建筑设计中，低碳设计要求充分使用清洁能源，包括光能、风能、太阳能、地热能、海洋能等等，其中太阳能热水器、风力发电系统等都是低碳设计理念中的代表产品。太阳能在高层建筑设计中的应用主要包括光伏发电以及太阳能热水系统。其中，太阳能热水系统就是利用太阳光产生的热量，将水加热，不仅节约了电能的使用，同时也为人们生活提供更加方便的热水服务。光伏发电是一种将光能转变为电能的新型技术，在高层建筑施工过程中，可以在楼板、墙面、窗户等位置设置光伏电池板，将其作为建筑结构的一部分，不仅不影响建筑的整体美观性，也能为建筑使用提供电量。风能使用也是低碳设计理念在高层建筑设计中应用的体现。简单来说，可以通过对建筑通风系统的合理设计，利用自然风对建筑室内空气记性流通与转换，保证室内空气的清新；同时在建筑屋顶可以设计无动力通风设备，对风速、风流等进行调节，通过对风能的使用，能够减少空调使用，不仅节约电能，也能减少空调对人体健康的危害。在建筑采光设计方面，特别是高层建筑底层或地下室采光设计，在低碳设计理念下，可以利用玻璃纤维等高科技材料，这种天然的导光技术，能够将自然光顺利的引入到地下室中，实现建筑用电的节省。总之，加强对可再生能源的利用，提高高层建筑设计的节能环保性，还能给建筑使用者带来经济实惠。
3.3传统建筑技术与新型技术结合发展
传统的建筑设计与建设技术中也包括很多节能环保型技术，包括木结构填充岩棉技术、陶土夹心墙技术、苯板保温技术等等，这些传统的建筑技术，也能够减少二氧化碳的排放，也能节约能源，对环境保护起到良好的促进作用。同时，还应该积极的探索新的节能建筑技术，开发新型的节能型能源，将这些清洁能源融入到高层建筑设计中，实现低碳设计理念。高层建筑在夏季，内风场气流流动不畅，会使室外活动的居住者处于闷热的状态中，从而产生强烈的不舒适感。冬季时如果高层建筑物前面有低层住宅时，会受到风旋的影响，风速会增大，造成热能的损失。因此，应该选用保温效果好的环保材料并且在建筑构造上要做到科学、合理。值得注意的是，在现代化高层建筑设计过程中，应该探索新旧技术的融合发展模式，发挥传统建筑设计技术的成熟性，借助新型设计理念与技术的高科技特点，为高层建筑设计提供更加全面的支持，促进高层建筑设计全面实现节能环保。
4总结
通过上述分析可知，随着社会的发展，高层建筑已经成为城市建设中建筑的主要形式，在一定程度上缓解了土地压力。然而，在高层建筑建设过程中，常常会造成大量的能源消耗，对环境也会造成不同程度的破坏。低碳设计理念具有低碳、节能、环保的特点，在高层建筑设计中的应用，符合我国建筑领域发展基本理念，与我国可持续化发展战略相吻合。具体应用过程中，应该加强对可再生能源的利用，同时选用更加清洁的建筑材料，创新建筑建设技术与设计理念，促进建筑与人类社会环境和谐发展。
作者：郭灏 闫冰 单位：平顶山城市规划设计研究院
一、绿色建筑设计应用在高层建筑设计中的意义
目前，我国的政府和人民都已经认识到保护环境、节能减排的重要性。全世界各个国家和社会环保人士在最近几年也在大力宣传绿色环保、节能减排的思想，为了真正意义上的实现绿色环保、节能减排，国家颁布了很多关于环保的政策和规定。现在，环保的思想已经深入到人民的心中，进入到人民的日常生活中。这些现象说明绿色建筑设计在高层建筑设计中的应用是建筑行业发展的必然趋势。现在绿色建筑设计在高层建筑设计中已经得到了广泛的应用。绿色建筑设计可以降低施工成本、减少工程的能耗、减少对工程周围环境的不良影响，提高工程的环境质量，还能顺应现代化市场的发展，为施工企业带来经济利益和社会效益。而且，绿色建筑设计的应用也符合建筑行业发展的需求。可以帮助建筑行业健康、长远、可持续的发展。综上所述，绿色建筑设计的应用对高层建筑设计有很重的意义。
二、绿色建筑设计在高层建筑设计中的应用优势
绿色建筑设计在高层建筑设计中具有便于调节、可以充分利用自然体系和舒适化的特点。在进行高层建筑设计的时候，应该把建筑看作一个独立的生命体，尽量把建筑中每个部分的特点展现出来，所以高层建筑应该具有一定的自我调节能力，可以对废气、污水和其他的污染源进行净化，对温度、湿度和采光等进行自我调节。也可以对自然体系进行充分、合理的利用。目前高层建筑都是依靠人工通风，这不仅会造成能源上的浪费，还没办法让人们感受到自然的光和风，对人体的健康造成一定的威胁，所以把绿色建筑设计应用到高层建筑设计中可以充分的对自然体系进行利用，让人们感受到真正的自然环境。在未来，高层建筑会作为人们主要的生活场所，所以应该具备舒适性的特点。在高层建筑设计中应用绿色建筑设计可以提高建筑物的舒适度和整体性能，尽量不要使用会对人体造成危害的材料，多使用一些舒适、环保、节能的建筑材料，尽可能的提高建筑物的舒适度。
三、绿色建筑设计在高层建筑设计中的应用
通过对高层建筑设计的研究可以发现，绿色建筑设计在高层建筑设计中有着重要的作用。将其应用在高层建筑设计中是建筑企业的领导和设计师首要考虑的问题，下面对绿色建筑设计的应用进行研究和分析。
（1）绿色建筑设计在高层建筑设计层面上的应用
绿色建筑设计在高层建筑设计层面上的应用包含以下几个方面：①应用在高层建筑的朝向设计上高层建筑的朝向和绿色建筑设计有着很密切的关系，会受到太阳辐射和经纬度的影响。所以在设计建筑物的朝向时，设计师一定要对施工周围的实际情况进行调查，结合调查资料确定建筑物的朝向。如果在温度比较低的地区，高层建筑的设计一定要满足采光的要求，增大南向开窗的面积，减小北向和东向的开窗面积。②高层建筑的形状和平面的设计布置在高层建筑形状的设计中，设计师需要对建筑物的体型系数和散热比值进行研究。对于一个建筑物来说，建筑物的体型越大，散失的热量就越多。所以，设计师在进行高层建筑的外观设计时，一定要对建筑的结构和设施进行合理的设计。例如，把电梯、管道、机房等设施设计在建筑物的南向或西向位置，这样可以有效的阻挡日射。也可以通过设置空中庭院的方式增加自然通风。这些方式都可以在一定程度上起到节能环保的作用。③合理的设计高层建筑周围的绿化对于高层建筑周边的绿化也要进行合理的设计，这样不仅可以提高空气质量，还可以对气温和水分进行调节。
（2）绿色建筑设计在高层建筑围护结构墙上的应用
①高层建筑的外墙起到围护结构的作用，是维护结构基础的主要部位。围护结构和砖石结构的外墙是不同的，砖石结构的外墙主要是混凝土结构和剪力墙结构。但是高层建筑的外墙结构是填充材料的。所以设计师可以把绿色建筑设计应用到高层建筑的外墙结构设计中，使用较轻的、保温效果好的材料。例如，在温度比较低的地区，高层建筑的外墙体可以用混凝土和其他材料进行配比，形成空心砌块的复合墙，也可以使用其他种类的混凝土保温复合墙。对施工的材料和位置进行仔细的挑选和设计，保证保温的效果。②高层建筑的围墙外侧不要选用较轻的保温材料，例如，泡沫板和岩棉板等。一般来说，高层建筑的使用寿命比较长，质地轻的材料会降低墙体的抗震能力，也不能进行外挂或者是动作比较大的装修，墙体还容易出现裂缝。所以，设计在进行设计的时候一定要结合工程的实际情况，选择最合适的保温材料，对建筑的结构进行合理的设计，不要出现冷桥的现象。
（3）绿色建筑设计在高层建筑结构上的应用
①高层建筑的外墙耗能占整体耗能的1/4，所以对于高层建筑的外墙设计来说，主要就是尽量缩小外墙的面积。结合数学的知识和建筑学理论，高层建筑的外形最好是圆形或者是椭圆形，这样可以有效的缩小建筑外部的面积，而且建筑的外形也不会太复杂，真正的达到节能环保的目的。②建筑物外部的风力情况也会影响建筑物的耗能，特别是在冬天和气温比较低的地域，过大的风力可以带走建筑物很大一部分的热能。所以高层建筑的通风设计和自然环境的设计一定要结合当地的地理位置和气候状况，对建筑物进行合理的、科学的、环保的设计。③建筑物窗户的绿色设计对高层建筑来说也很重要。因为玻璃窗具有传热大的特点，会对人体产生冷辐射，还会对室内的温度产生较大的影响，在一定程度上降低室内的舒适程度。在这种情况下，设计师可以在设计窗户时应用绿色建筑设计，其设计可以从以下几个方面进行：首先要对窗子面积的大小进行合理的设计，保证太阳辐射的能量比热损失的量大，从而降低建筑的耗能情况。其次可以提高窗户的气密性，不要让冷风进入到室内，对窗子的材料进行合理的挑选，对窗子的结构进行合理的设计，加强窗子自身的保温能力，减少因窗子造成的热损失。
综上所述，高层建筑是城市建筑的主流。为了减少高层建筑对环境造成的破坏，必须在高层建筑设计中应用绿色建筑设计，对高层建筑结构进行合理的设计，让高层建筑既具有时尚感，又不破坏环境，为创建绿色城市、节能城市、环保城市奠定基础。
作者：邓文俊 罗雨 郭海丽 单位：山东铭远工程设计咨询有限公司 青岛城投燕岛酒店有限公司 山东华烨规划建筑设计有限公司
一般情况下，高层的建筑设计理念有很多种，但对于加强高层建筑抗震能力的概念设计则运用的比较广泛。高层建筑的设计以及施工通常都要耗费更多的财力和物力，因此控制好高层建筑的质量和抗震效果至关重要。但如何设计高层建筑结构的方法却是不确定的，在这个过程中需要考虑建筑物的自身特征以及相关的外部因素。本文主要介绍的就是关于高层建筑在进行结构设计时应当注意的问题，并作出提升和创新高层建筑设计理念的相关建议。
1、高层建筑的结构设计特点以及相关设计要点
1．1重力荷载迅速增大，控制建筑物的水平位移成为主要矛盾
由于高层建筑相对于其他类型的建筑具有不同的特性，使得其建筑结构的设计也具有自身的一些特点。首先，高层建筑在高度上具有其他建筑所不可比拟的特性。因此，随着建筑物的高度不断上升，其重力荷载也呈直线上升的趋势，作用在竖向构件柱以及墙上的轴压力也随之增加。在这样的条件下对于基础的承载力也就提出了更高的要求。与此同时，控制建筑物的水平位移也成为了主要矛盾，这种情况主要是由两方面原因所造成的。一方面，高层建筑的高度较高，使得风作用效应加大;而风力的加大也就使得合力作用点的位置变高，从而使其对于建筑物产生的作用效应也就变得更大。另一方面，高层建筑的高度过高使得其自身的重心位置也相应的被升高，建筑的结构自重也相应的加大，此时在地震作用下就将导致薄弱部位加速破坏。
1．2竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大
受力变形、干缩变形以及徐变变形都是竖向构件总压缩量的构成部分。通常情况下，受力变形都会在瞬时间完成，并且变形量能够根据胡克定律进行大致的测量。而干缩变形所需要的时间则相对较长，通过相关的统计数据对比可以发现，在一般条件下干缩变形量大致占总压缩量的三分之一左右。而耗时最长的就是徐变变形量，线性徐变能够通过公式进行相应的计算。而受到构件的总压缩量随着高度的不断上升而增大的影响，使得在高层建筑中竖向构件产生的缩短变形差对于结构内力的影响也逐渐变大。
1．3倾覆力矩增大，整体稳定性要求提高
高层建筑由于在建设的过程中，高度不断上升使得侧向风力引起的倾覆力矩也会不断增加，随之而来的是抗倾覆力的要求也随之升高。许多具体的工程施工中都会采用增加基础埋深以及加大基础宽度或者是采取抗拔桩基等手段来达到保证整体稳定性的需求，来强化整体的稳定性。
1．4防火防灾的重要性显现，建筑物的重要性等级升高
与此同时，在进行高层建筑的结构设计时应当着重考虑防火防灾的功效，凸显出防火放防灾的重要作用。这是由于高层建筑的一些建筑材料虽然具有耐热的特性，但是耐火的功效却不甚理想，一旦放生火灾的话极易造成重大的损失。并且由于高层建筑与地面之间的空间距离较大，高层中的人们很难找到有效的逃生途径也容易造成大的人员伤亡。此外，在出现地震等坍塌性事故时，需要较长的疏散时间，但高层建筑大多采用钢筋混凝土结构，在长时间的疏散过程中极易发生其他的安全事故。与此同时，高层建筑的投资一般都比较巨大，并且在所属区域一般都应是当做代表性建筑来建造的。所以高层建筑无论是在经济上，还是在文化乃至政治上都具有较强的影响。为此，在进行高层结构的设计时务必要强化结构设计的可靠性，强化建筑的整体性能质量。
1．5控制风振加速度符合人体舒适度要求
一般情况下，风力的作用效果都会随着高度的升高而不断加强，在高层建筑中风力的作用效果尤为明显。但是风振作用过于显著会影响到人们的舒适度，不利于人们的工作和生活，因此如何处理好风振及速度与人体舒适度之间的平衡成为了超高层建筑结构设计的重要问题。为此，必须控制好顶层的最大加速度，使其满足规定的限值。此外还要掌控好由风振带来的扭转加速度，通常情况下不应该超过标定的限值。与此同时，鉴于高层建筑的高度较大，使得垂直于围护结构表面上的风载标准也迅速增大，所以围护结构必须进行抗风设计。
2、高层建筑设计理念的实践应用
对于高层建筑设计理念的实践应用来说不仅要掌握好相关的要点，了解相关的结构特征，还要在具体的设计上合理的利用设计方法。首先，根据高层建筑的自身特点就要做到减轻自重，减少地震作用。在这方面通常可以采用高强度轻质材料，全钢结构以及轻质隔断等都能够起到很明显的减轻结构自重，减小地震作用的效果。其次，就要降低风作用的水平力。降低风作用水平力的主要手段可以从减小迎风面积、降低风力形心以及选用体型系数较小的建筑平面形状来实现。其中为了减小迎风面积可以采用正方形的平面形式，如果计算对角线方向的迎风面宽则可以采用圆形的平面形式。而降低风力形心的方式主要可以通过采用下大上小的立面体型来实现，这种方式不仅可以有效的减小高风压在高处的迎风面积，也可以通过降低风作用的重心来使建筑物底部的倾覆总弯矩减小。与此同时，还应做到减少振动耗散输入能量。在这方面主要可以采取阻尼装置或者加大阻尼比的方式来实现。还要选择耗能、减振的结构体系，像利用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段，使用橡胶支座都能够做到有效的减振。最后需要完成的就是加强抗震措施。为了强化超高层建筑的抗震能力，就要从多方面共同入手。首先就要为建筑配有明确合理的计算简图，科学的分析地震作用以及相关的受力情况。大多数情况下，圆形、正多边形以及正方形等平面形状能够做到避免强弱轴的抗力不同和变性差异。但在具体的设计过程中也需要考虑到相应的问题。例如，要注意到结构平面形状是否做到对称，是否设置了多道抗震防线以及是否在满足了强度等方面的需求后采用了延性更好的结构材料等。此外，为了保证结构设计的科学性还应利用多个权威程序进行核算对比，使计算出的结果更加具有科学性和说服力。并且在设计上应当尽量向智能化方向偏转，增强对于结构设计的可控性。
作者：朱炳耀 单位：郑州华信学院
1.设计流程及图面表达
建筑设计课程教学的目标之一即为通过一系列的训练实践，使学生能够掌握理性高效的设计流程与方法。但在教学过程中，部分同学的设计过程仍然是“野路子”的：从某些图书杂志或网络资料中东拼西凑出的资料图纸或是效果图片就是“超脱”于基地的“灵感来源”，由此发端出的设计成果有多大的意义也就可想而知了。在图面表达方面也普遍存在着“重视觉效果，轻逻辑表达”的误区，学生往往把精力用在如何使图纸描绘得更炫丽，而忽视了表达的深度和技术规范性。如最常见的剖面图表达，就很少有同学能够完全画对，长此以往肯定会影响学生的专业发展和今后的职业成长。
2.解决问题的途径和方法
通过对高层建筑设计课程教学中遇到的主要问题进行分析，立足于时展和教学实际，提出以下解决途径和方法，以便可以切实提高四年级学生的设计综合能力,促进学生职业素质的培养。
2.1打破设计教学长周期模式
中低年级的课程设计教学周期一般为九周，在这样的长周期中，容易出现学生“前松后紧”的散漫状态和教师“放羊式”低效管理以及只重视最终图纸成果等弊端。故可以将九周的设计长周期拆解为长短周期相结合的模式，如在高层综合办公楼课题设计中：第一、二周为学生实地调研、查找文献及教师理论教学，在这个环节中鼓励学生多人成组调研，带着批判的眼光去调研，“带着问题去发现问题”，通过采用调查问卷采访及计算机辅助模拟等方式为后续设计提供定量的分析依据，使调研成果真正能为后续设计服务；在第二周穿插一次与课题相关的快速设计及研究环节，促使学生尽快进入设计状态，并在快速设计中反思问题、总结经验从而反映到正式设计环节中；第三周至第八周即展开正常的高层建筑设计课题，变传统的师生“一对一”坐诊式交流为调研小组讨论，激发每个学生的参与热情，督促学生提高效率、严格按照时间节点完成相应的成果，引导学生运用专业的表达方法进行成果汇报；在第八周时再次穿插一次快速设计及研究环节，对学生之前所学进行总结和回顾；第九周提交正图并进行公开的答辩评图。由此可以看到，这种长短周期相结合的教学模式不仅贴近了设计院实际的工作状态、提高了学习效率，而且更加符合学生对于知识学习巩固的内在规律。
2.2理论课教学与课程设计相结合
高层建筑的诞生本是技术革新与飞跃的产物，对其技术问题的钻研应是本设计课程教学中必然包含的内容。由于设计教学时间有限，需要与其他相关专业理论课教学相结合才能更好地使理论为设计实践服务。以高层建筑设备部分为例，在四年级同时进行的建筑设备课教学中可开设专门的研究环节，针对建筑设备对于高层建筑平面设计、立面设计及剖面设计的影响及互动关系进行深入讲解。如通过图示说明建筑设备管线对于高层建筑剖面设计的制约，总结出了剖面净高的设计数据，让学生既知其然，又了解了其所以然。同样的，诸如建筑结构选型、建筑防火设计等专业理论课均以类似的形式同课程设计进行有机结合，从而发挥其最优的教学效果。
2.3注重设计过程的研究
在课程设计教学中，教师对学生设计全过程的积极引导可视作教学工作的核心，具体则体现在引导学生运用理性的设计方法完成整个设计上。如在设计展开阶段，引导学生根据设计任务书的要求及地基特点估算出建筑基底面积、层数等数据并划定出可建范围，并在可建范围内选择适当的形体组织模式进行多样性、可行性的组合；随后在结构可行性的基础上，通过把握时代的美学要素、建筑与城市的关联、建筑的个性与标志性等方面来塑造高层建筑的内部与外部空间形态。在上述引导式的设计教学过程中，教师始终扮演向导的角色，学生则是互动教学的主体。通过实践，即使是基础较为薄弱的学生，也可以顺利展开设计，从而取得较为满意的成果。这不仅使学生的设计能力和自信心普遍得到提升，有力地提高了学生主动思考、积极学习的意识，也增进了其对专业学习的兴趣和热情。
3.结语
今天，高层建筑已成为城市建设的主角，学生在职业生涯开始后必将大量接触高层建筑的设计任务，其知识积累只有在真刀真枪的实践中才能不断丰满起来。课程设计所起到的作用就是在预演性的设计中使学生构建积极、可持续的设计观念，掌握理性高效的设计方法，从而更好地应对种种现实的挑战，这是学生对高层建筑设计课程最大的期许，也是作为设计指导教师的最大责任。
作者：朱兆阳 夏晓敏 单位：中原工学院建筑工程学院建筑学系
1高层建筑结构设计的特点
1.1具有较高的抗震设计要求。高层建筑结构设计时，对于其抗震性能有更高的要求，不仅需要充分的考虑竖向荷载和风荷载，同时还需要保证结构性能的良好性，只有这样才能有效的提高高层建筑结构抗震的能力，使其具有较好的牢固性和安全性。1.2减轻高层建筑自重比。在建筑结构设计上，对于减少高层建筑的自重比要比多层建筑的自重比减轻具有更直接的影响。高层建筑如果自身的自重减轻了，在相同的基础上就可以多建层数，更有益于经济效益的提高。而且高层建筑的重量与地震效应是成正比的关系的，高层建筑的重量越大，在地震发生时其作用于结构上的剪力则会越大，而所产生的倾覆力矩也会增加，这就导致作用于竖向结构的除加轴力增加，从而导致建筑物发生倒塌的可能，所以减少高层建筑的自重，可提高高层建筑结构抗震性能的重要手段。1.3重视轴向变形。采用框架体系和框架———剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。1.4概念设计与理论计算同样重要。在我国高层建筑结构的抗震设计时，通常分为计算设计和概念设计两部分。近几年来，我国高层建筑结构的抗震设计无论是分析手段还是分析原则都得以不断的提高和完善，但在设计计算时是在一定假想条件下进行的，但由于实际地震作用的复杂性和不确定性，所以高层建筑结构的抗震设计与实际情况存在着较大的偏差，这样就导致结构进入到弹塑性之后，极易导致局部开裂及破坏的情况发生。因此，高层建筑的概念设计也是非常重要的。
2高层建筑结构优化设计策略
目前高层建筑结构中，钢筋混凝土框架-剪力墙结构是最常采用的结构，由于其具有框架结构，所以其平面布置可以很灵活的进行布置，以获得较大的空间，整体性较好，而且抗震能力也较强，由于其框架剪力墙结构具有较多的优点，因此在水平荷载下，框架剪力墙具有单纯的框架或是单纯的剪力墙更为水利的水平变形曲线。但钢筋混凝土框-剪结构是一个具有双重承载体系的非常复杂的空间受力体系，力学分析难度较大，其优化设计就更为复杂和难以实现。钢筋混凝土框架结构的分部优化设计，即是在结构整体内力分析完成后，根据梁柱各构件的控制内力进行截面优化设计，确定满足荷载效应水平要求的各结构构件的几何特征和配筋量的优化结果，由此导致原结构的几何特征和荷载特征发生变化。优化结构在现荷载作用下内力分布特征发生变化，各构件控制截面上的控制内力也发生相应变化，据此再进行新一轮的优化设计。2.1钢筋混凝土框架结构的优化设计方法的具体步骤。1）初始选型：根据结构平面、立面布置及建筑物设计使用功能，分析结构所受的竖向荷载和水平荷载及其传力路线，并考虑施工因素，归并框架梁、柱的类型，初选梁柱的几何尺寸。2）结构分析：按照结构的实际几何构造特征，计算结构所受竖向荷载及水平荷载，对钢筋混凝土结构进行空间内力分析。根据结构分析结果，将截面尺寸相同的构件来控制截面内力，根据其大小进行分类，并确定每一类构件的设计控制内力。3）截面优化设计：针对每一种梁柱构件的控制内力进行优化设计，得出优化约束条件下的结构几何构造特征和配筋特征的优化设计结果，从而构成新的优化意义上的设计结构。4）收敛性判断：在工程精度意义上选取一个较小的数值，作为检验结构收敛性的条件，进行收敛性判断，若优化结构与原结构基本一致，则认为优化结构是收敛的，可以转入下一步的可行性判断，否则转回第2）步重新进行结构分析、优化设计。5）可行性判断：对优化设计结果进行一次内力分析，检验其可用性，若整体分析能够满足工程设计要求，则可按此方案进行配筋和构造处理，作为最终的优化设计结果。否则需根据工程经验和结构内力分析结果进行局部调整，直到方案可用为止。2.2框-剪结构的设计优化。在对框架-剪力墙设计优化时，其涉及的问题较多，主要的有三个方面。首先需要对结构最优设防水平进行决策，其次，还要对框架和剪力墙结构的协同性、承载力、刚度及变形能力进行匹配设计，最后需要对结构的构件进行优化设计。高层建筑结构的设计对于高层建筑工程的质量具有极其重要的作用，所以对于高层建筑及超高层建筑的优化设计是十分重要的，其不仅能够使高层建筑结构更加合理，而且对于高层建筑经济效益的实现及新型结构形式具有更广泛的研究和推广意义。（本文来自于《工程科技》杂志。《工程科技》杂志简介详见.）
作者：滕宝权 单位：黑龙江省新建监狱工程设计科
1现代高层建筑设计要点的几个问题
1．1防火
高层建筑整体布局结构繁琐复杂，而且高层人口居住较为密集，因此居民日常生活中的防火问题应充分考虑到。防火中一个重要的问题是防烟，烟雾窒息导致的伤害远大于明火的伤害，因此在高层设计时也要充分考虑烟雾的排放，楼梯设置位置考虑通风条件，设计阳台、窗户、凹廊等增加排烟保证通风。首先是人群疏散通道的设计要求，走廊、楼梯通道要保证畅通安全便于疏散。有采光、照明设备要保证正常工作避免踩踏事件的发生，并且要注意进行防火区的划分。其次是消防设施的配备，设计时要将建筑物室内、外消防给水系统设计到位，灭火器、消火栓的位置安排要科学合理。
1．2抗风
高层建筑因为其高度比较高，不稳定性很大，很容易受环境气流的影响。在设计高层建筑轮廓时要考虑风向、风流的作用力。设计科学合理的结构尽量保护建筑物的结构稳定和牢固。将抗风设计考虑到高层的建筑结构设计中去充分分析和研究这一重要课题。
1．3电气
高层建筑的用电包括楼层配电、消防电源、应急照明以及电梯的用电。其中楼层配电是基本的设计要求，要保证配电线路的科学合理安排;消防电源作为紧急情况下必要的设施，应该在高层建筑设计中给予充分考虑，作为紧急电源要与基础供电电源分属两个不同区域的供电所，保证基础用电停止时消防用电正常使用;应急照明系统用电包括楼梯通道路线指示牌电源的供给、消防照明设备的使用等，要保证应急照明系统的科学合理设置，便于疏散人群保证安全;电梯的用电，高层建筑设计电梯的设置是基本配备，要根据楼层居民人口数量来选择相对荷载量的电梯，电梯的安装也要选择便捷、安全的位置，为了保证停电时电梯的运转正常，电梯的电源也要相对独立便于居民生活。
1．4防雷
高层建筑的高度和结构集中度较高，容易受到雷击。因此高层建筑设计中对于防雷的设计要求比较重要，常见的避雷设施有在易受雷击的部位和建筑的顶端位置安装避雷针、避雷网、避雷带，注意接地装置的设置。建筑物结构中含有的金属物体和阁楼等部位带有的金属物体都要进行接地处理，从而防止高层建筑受到雷击灾害。
1．5生活垃圾处理
高层建筑居住人口多，生活垃圾种类多样、数量庞大，生活垃圾的产生成为高层建筑设计应该考虑的一大民生因素。如在指定地方设置垃圾收集区域，及时清理垃圾并做好清洁措施保障居民生活环境的优美。
2高层建筑设计的发展趋势
2．1智能实用性
智能化高层建筑正顺应了这一趋势，其具备以下特点:1)生活舒适性。绿化、除噪、自然光及其他生活环境条件达到高质量，使人们在生活中感觉更为舒适。2)便捷高效性。智能化的生活网络控制，不仅提高了生活便捷性，也为都市化办公手段节省人力、物力、空间、时间、支出等，提供了便于管理的通信、决策等一系列高效化工作水平。经济的发展、时代的进步以及科学技术的不断改革创新，都成为高层建筑设计发展的必要条件。随着人们越来越注重生活品质的要求，利用高科技设计更为便捷的智能化控制的家居工作空间成为时代趋势。对生活空间和办公组织机构的变更，以及办公资源、网络功能、办公设备的变化和改革更具有时代性。3)安全性。高水平的科技管理生活、办公，利用智能网络控制，便于人身、财产的安全保护更为可靠。
2．2节能环保性
高层建筑设计规划中，对节能环保元素的应用也应予以重视。一方面，选择自然环境和地理环境都较为优秀的位置建设，例如考虑交通便捷性、空气环境质量好、采光照明好等条件来规划。另一方面建筑节能设计要贯穿建筑规划设计，合理应用环保技术，如太阳能电池板、地热设计、雨水回收系统等先进技术，以便形成系统的高层建筑节能体系，营造能耗低、环境舒适的居住环境。对空间的利用也要把握节能环保，充分考虑高层建筑的空间占用，科学合理的进行利用。本文来自于《山西建筑杂》杂志。山西建筑杂杂志简介详见
2．3欣赏价值性
随着人们对于生活品质的追求，对审美的要求也不断的提高，高层建筑不再应该是一栋栋冰冷的钢筋混凝土，应该给人们提供使用便捷的同时带来相对应的视觉享受。设计既实用又环保并有欣赏价值的高层建筑，其实也是对城市空间环境的一种点缀。例如上海的东方明珠、深圳的小蛮腰、台北的101大厦这样的地标性建筑，不仅能为城市带来旅游资源，而且还能推动城市的全方位发展。
3结语
随着人们对环境的要求度越来越高，高层建筑对环境影响的重要性越来越被广大设计者所重视，一般情况下大多会被人们忽视，引起能源损耗，对企业的收入造成影响，增加了企业的支出。在设计过程中更注重高层建筑对城市环境的平衡性和质量的影响，所以在设计时要以创造出适宜的城市空间为依托，从而将高层建筑的设计向绿色环保的方向发展，对无功功率因数补偿的分析和讨论，了解到了无功补偿对于供配电系统的重要性，所以在电气设计中一定要对设备与系统进行有意识无功补偿，相信这也是未来高层建筑的发展趋势。
作者：邢涛 单位：山西省建筑设计研究院
如果总的建筑造型与结构体系是经过优化的，附加的材料用量就会更加合理，可以比上述用量减少1/2或2/3。从抗震的角度，通过对震害的分析，结果表明，平面简单对称的建筑在地震时不易被破坏，比较容易通过采取抗震构造措施提高抗震性能。所以建筑的平面及立面布置宜简单、规则、对称，避免出现突变，在立面的造型上不要过分追求新奇特，从而增加建筑成本。在建筑方案的初步设计阶段建筑师就应与结构设计师紧密配合，依照抗震设计的概念设计原则，作出经济合理的建筑方案。
结构设计一般都是在建筑专业已经确定好的平面和竖向布置的基础上来进行设计。先假定好构件的尺寸，通过计算机，运用专业软件计算后，如果有个别构件超筋或控制指标超限，则对局部构件进行调整，直至没有超筋或超限后，就开始画施工图。至于建筑方案是否完善;是否还可以再优化;虽然控制指标没有超限，但是不是余量较多;构件虽然没有超筋，但是不是假定尺寸太大等情况，则心中无数，盲目设计。作为结构设计者，在接到建筑方案后，应按照抗震规范的各项原则，在满足使用功能的前提下进行经济合理性评价及方案优化，然后再进行结构方案的确定，并在多种方案的比较中确定出最佳结构方案。在高层建筑中，剪力墙结构是目前采用较多的结构形式。根据《高层建筑混凝土技术规程》JGJ3－2010中规定，在抗震设计时，截面厚度小于等于300mm，各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙为短肢剪力墙，短肢剪力墙的抗震等级应比所在建筑物抗震等级提高一级计算。
所以在结构设计中，剪力墙结构在墙肢的平面布置上应减少采用短肢剪力墙的数量或避免采用短肢剪力墙。从而降低构造钢筋的用量。通过计算判断高层建筑结构方案是否可行的标准主要有:在风荷载和地震荷载作用下楼层层间最大位移与层高之比的限值;结构的振型曲线﹑自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理的范围内。如果建筑物的刚度过大，则周期就短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费;但刚度过小，结构的变形就会加大，影响人们对建筑物的使用舒适度的要求。合理的刚度应该如何确定，笔者经过查阅有关资料，结论是:结构按弹性计算的顶点位移与总高度之比(两方向取大值)，建议对框架———剪力墙结构，框架———筒体结构，筒中筒结构取1/2000～1/2500;对于剪力墙结构取1/2500～1/3000。同时也要与其他因素综合考虑。
高层建筑通过计算后，有许多构件都是构造配筋，对于大多数构件，规范只规定了一个极限值，如柱子的轴压比和最小配筋率等。有些限值又在很大的范围内波动，有些规范没有规定，如剪力墙的最大配筋率等。但在设计时具体应取多少合适还与设计人员的经验﹑习惯﹑对规范和计算机专业软件中个别参数的理解程度等因素有关。因此。同样一个工程，不同的设计者设计，会产生不同的设计结果。对于一些计算指标和构造要求应该如何正确判断取值，统一构造做法，是高层建筑结构设计工作中一个非常重要的环节，应予以重视。如果设计院或有关部门能提供一些标准的设计参考图和各种构造做法，让设计人员，尤其是刚参加工作不久的设计人员作为参考，就能避免造成不必要的人为浪费。
在房地产开发项目中，土建费用在整个项目成本中占很大的比例。高层住宅及办公楼结构造价的百分比约为总工程造价的30%～35%。通过以上的论述可以表明，在高层建筑的设计中，对建筑方案和结构方案的经济合理性分析及优化工作是非常重要的一个环节，也是容易被忽视的一个问题。这项工作做得好将会产生可观的经济效益。在方案的经济合理性分析和优化的过程中，建筑师和结构工程师还应创造性的结合，从建筑的整体性、功能性及实用性出发，综合考虑问题，为用户设计出更安全、经济、适用的作品。
作者：孟晶 单位：哈尔滨市建筑设计院
