城市高层建筑设计的构造探究.docx

城市高层建筑设计的构造探究1高层建筑设计的构造设想方法1.1平面设计中的构造设想1.1.1受力特征与平面形式。高层建筑因其特有的受力特征，从构造意义分析其对平面形式的影响就具有重要意义。高层建筑在水平荷载作用下，构造产生侧移，其中整体弯曲变形占主导地位，构造整体弯曲变形所引起的侧移，与构造体系抵抗倾覆力矩的有效宽度的三次方成反比例关系，以建造宽度很小的建筑物是不适宜的。因而，在平面上加大建筑的有效宽度，就能在很大程度上减少构造的相对侧移.所以，从构造受力角度来讲，高层建筑的平面形式最好是简单、规整的。圆柱形建筑由于它垂直于风向的外表积最小，其风荷载比方柱形建筑可减少20%40%。平面形式为圆形、椭圆形、正方形、修正三角形、正多边形等形式的高层建筑，建筑沿纵横两个方向的宽度均较大，有较好的抗侧刚度，受风面积也较小，是理想的高层建筑平面类型。1.1.2构造平面布置的合理性。构造中的传力构件在平面中布置，应不影响建筑使用功能的基础上，尽量知足从力学角度所提出的要求。从力学角度出发，高层建筑的抗侧力构造应均匀布置，避免由于抗侧力构造分布不均而导致水平荷载作用中心偏离抗侧力构造刚度中心而产生扭矩，使抗侧构造处于非常复杂受力状态。1.1.3构造形式与特点。高层建筑对内部空间的要求，因其使用性质和功能不同，建筑平面布置也就随之变化。小空间平面布置方案仅适用于住宅及旅馆；办公室要求大小空间兼有；餐厅、商场、展览厅等，则要求有能灵敏分隔的大空间；舞厅，宴会厅和报告厅等，又要求内部无柱大空间。各种构造体系所能提供内部空间是不同的，它反映在建筑中也各具特色。随着构造技术的发展，一些较新颖构造体系的运用，为建筑师创造丰富多彩的建筑形体，提供使用上具有更大灵敏性的平面空间，知足各种使用功能要求创造了有利的条件。如巨型构造、悬挑构造、悬挂构造等既属此类。1.2剖面设计中的构造设想剖面构思与建筑形式是严密相连的，而高层建筑的形式与构造体系又是互相制约的，建筑形式的艺术性必须与构造体系的合理性统一协调，才能充分发挥构造的有效性。因而，不仅要很好地考虑和解决构造与建筑功能方面的要求，还必须运用逻辑思维与形象思维，充分利用构造中符合力学规律和原理的形式来构成不同的空间轮廓与空间韵律。1.2.1传力体系竖向设计。建筑的空间形态是由构造传力体系支撑的。传力体系的剖面形式，直接反映构造沿竖直方向传递荷载的途径，也关系到建筑物的使用性能。从高层建筑的受力合理性讲，应注意控制建筑的高宽比；由于使用上的要求造成刚度变化十分大，或构造布置发生变化时，则必须设置构造转换层；高层建筑必须有相应的锚固深度，此锚固深度可结合布置设备用房和地下停车库的需要，作为一层或多层地下空间，这对降低高层建筑的重心有利，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。1.2.2创造优良体型。高层建筑由于受水平荷载的影响较大，所以建筑形体应力求简洁、平衡、稳定，并具有极佳力学效益而不易屈从于侧向力的优良体型。上下如一型：板式高层建筑其形状多为一字形平面，因其面积利用系数高、造型简洁、朴素大方、构造简易、施工方便、造价也较经济，广泛用于办公楼、旅馆与住宅。1.2.3合理设置构造转换层。当代高层建筑向着多功能、综合用处发展。在同一幢建筑中，可能上部楼层布置住宅、旅馆、中部楼层作办公用房，下部楼层往往是商场、餐饮、文化娱乐设施。不同功能用处的楼层对构造形式提出了不同的要求。上部需要的是多墙体的小开间；中部则需小的和中等大小的空间；而下部则要求是尽可能大的、能自由灵敏分隔的大空间，柱网要大，墙要尽可能少。1.2.4增设加强层。层数很多、高度很大的建筑，假如靠增大截面尺寸或增设抗侧力构件，必然影响到建筑的使用，这时就可考虑在一定高度位置设置加强层。当未设置加强层时，作为一般高层构造体系，其位移类似于悬臂梁，随高度增加而迅速增大，外荷载产生的倾覆力矩大部分由中央核心剪力墙或筒体承受。在高层建筑中，加强层的设计，可结合设备层一起考虑。由于设备层对采光要求较低，能够不开或少开窗，并可在不阻碍设备布置的前提下增设内部支撑，或沿其周边局部加固，因而设备层能够成为刚度很大的加强层。2结语在建筑创作中，了解和把握各种构造体系在空间构成中的表现方式以及所能构成的内部空间、合理选择传力系的方式，对建筑的使用功能、内部空间、外观造型都有很大的影响。它能够使我们在头脑里构成这样一个总的概念：既要选择的传力体系和方式，对建筑的使用功能、内部空间、外观造型会带来什么样的影响，现阶段构造方案会在各方面如设计、施工上碰到什么困难、经济性怎样等。