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高層建筑論文范文1
高層建筑消防供電的最大特點是，平時不用、失火即用。所以對其供電系統各環節要求具有較高的靈活性、可靠性。消防用電設備多處于供電系統的末端，與其它用電負荷基本上同屬一個供配電系統，但負荷等級差異較大，供電靈活性、可靠性的要求也不相同。動力照明主電源和聯動控制自動裝置、信號電源、電壓等級不一，同期使用也不一致，電源類別較多?；馂默F場斷電，這也是消防供電的一個特殊性。當發生火災時，火災現場撲救首先要切斷非消防用電負荷電源，但這時消防用電負荷電源正是需要保證不間斷連續供電的關鍵時刻。
2高層建筑的消防供電及設施
根據《建筑設計防火規范》等標準規范的規定，高層建筑的消防供電按供電負荷等級分類時，消防用電的負荷等級與建筑物中供電負荷的最高等級相同。一類建筑的消防用電的供電負荷為一級，二類建筑消防用電的供電負荷為二級，其它的建筑供電負荷均為三級。在外部電源不能保證時，火災應急照明及疏散照明可采用蓄電池作為備用電源，連續供電時間不應少于20分鐘?；馂淖詣訄缶到y的電源應采用消防電源，備用電源宜采用蓄電池供電，CTR顯示器和通信設備應由UPS裝置供電。高層建筑的消防供電設施主要包括：消火栓及其消防泵、自噴消防泵、防火卷簾門及電動防火門、正壓送風機、排煙風機、消防電梯、火災自動報警系統、氣體消防系統、消防廣播和聲光報警器、火災應急照明等設施。該系統用于發生停電事故時(包括火災事故)，幫助人員逃生與疏散。
3消防供電的可靠性
供電電源、供電系統是否合理，配電設備、用電設備、電氣線路及接地系統故障等均影響消防供電的可靠性。電氣故障是無法限制在某個范圍內的，保證一個供電系統安全可靠的長期穩定運行，需要貫穿設備制造、工程設計、施工安裝、日常維護檢查等各個環節，工程設計是非常重要的一環。保障消防供電的可靠線首先要選擇合適的消防供配電方式，然后是配電線路的型號規格的選擇，其次是正確的電氣設備選型和安裝，最后一定要做好接地接零保護，采用重復接地、等電位連接等方法來改善接地系統的保護功能。
4消防設備供電系統的設計要求
高層建筑論文范文2
我國當前主要通過常微分方程求解器對高層建筑結構力學進行分析。高層建筑結構力學常微分方程求解器功能強大，自適應求解效果非常好，可以有效滿足對用戶進行預先解答，提高解答的精度，降低解答指定的誤差限。當前我國在高層建筑結構分析通過對常微分方程求解器的應用，有效實現了對高層建筑結構樓板變形時的動力計算、穩定計算和靜力計算，實現對數據的整體分析和處理。建筑人員通過使用常微分方程求解器的分析，有效降低了在進行高層建筑結構分析時的處理量，降低了高層建筑結構分析中的方程組數，有效提高運算效果，從本質上實現了對建筑結構的優化。
在對高層建筑結構常微分方程求解器進行深入研究的過程中，清華大學教授包世華和袁駟有效提高了常微分方程求解器的應用，實現了對常微分方程求解器的深化研究。袁駟教授利用有限元技術，對偏微分方程的半離散化進行控制，有效實現了對常微分方程組的求解，提高了對結構線性函數的應用。通過常微分方程求解器的直接求解，對有限元線進行實際應用，有效對一般力學問題進行計算，在很大程度上提高了一般力學問題的計算效果。而包世華教授對半解析-微分方程求解器方法進行分析深化，有效將半解析-微分方程求解器方法應用到高層建筑結構結構靜力、動力、穩定性的分析驗證中，提高了對高層建筑結構力學分析的效果。
2高層建筑結構彈塑性動力分析方法
高層建筑結構彈塑性動力分析方法在高層建筑結構力學分析中又被稱為時程法。高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要是對地震波直接輸入結構，完成結構的彈塑性性能分析。這種方法要求結構力學分析人員建立專門結構彈塑性恢復性動力方程，通過逐步積分法實現對地震過程中速度、加速度、位移等的時程變化，完成對建筑結構的描述。高層建筑結構彈塑性動力分析方法對建筑結構在強震的作用下彈性及非彈性階段的內力變化進行深入研究，有效對高層建筑構件可能出現的損壞、開裂、屈服、倒塌進行分析，提高建筑結構力學的分析效果。當前在國內的高層建筑結構彈塑性動力分析方法主要輸入地震波為隨機人工地震波，結構模型的計算多采取層模型。除此之外，高層建筑結構彈塑性動力分析方法還加大了對樓板結構變形的分析，使用并列多質點計算模型進行計算，對高層建筑結構的基礎轉動和評議進行研究，有效提高了對土體、基礎及上部結構耦合振動的模擬效果。
近年來我國還高層建筑結構彈塑性動力分析方法中對扭轉振動進行分析，取得顯著進展。高層建筑結構彈塑性動力分析方法能夠有效對高層建筑結構中存在的薄弱環節進行分析，提高對結構延展性、變形的實際分析效果。高層建筑結構彈塑性動力分析方法預計的破壞形態與實際地震的破壞效果非常接近，有效對地震危害進行防護處理，提高了高層建筑結構的防震效果。但是當前對高層建筑結構彈塑性動力分析方法的整體看法不一。部分人員認為采取大型高速計算機對典型地震波進行分析；但是部分人員認為典型地震波本身不一定能代表真正的地震，因此在進行研究的過程中要對研究算法進行簡化，對近似方法進行研究。隨著高層建筑結構彈塑性動力分析方法的逐漸發展，越來越多國家在進行高層建筑結構力學分析的過程中開始對地震波根據實際情況進行選取，模擬效果大幅提高。
3基于最優化理論的結構分析方法
基于最優化理論的結構分析方法主要是通過數學上的最優化理論及計算機技術實現對高層建筑結構設計的一種新方法?；谧顑灮碚摰慕Y構分析方法有效實現了對結構設計的被動分析道主動設計的轉變，提高了高層建筑結構設計的靈活性，對設計具有非常好的促進效果?；谧顑灮碚摰慕Y構分析方法對空間的要求較為嚴格，設計過程中要保證以最小的質量產生最大的剛度。因此，設計人員要對框架剪力墻結構中的剪力墻進行充分分析，實現墻體的優化布置和數量選取，提高基于最優化理論的結構分力學析效果?；谧顑灮碚摰慕Y構分析方法中要求保證適度的剛度，對剛度要進行嚴格控制。尤其是在分析剪力墻與地震作用的時，要對剪力墻剛度進行優化設計，確保建立正確的最優化剛度模型，提高基于最優化理論的結構分析方法的模型實際應用效果。目前我國的基于最優化理論的結構分析方法發展還不全面，在進行單位建筑面積上剪力墻慣性矩度量指標設計的過程中還存在較多問題。我國的基于最優化理論的結構分析方法仍處於研究和發展階段。高層建筑結構力學分析人員要對基于最優化理論的結構分析方法中的數學模型進行深入研究，對剪力墻最優剛度進行有效分析，從本質上提高數據分析處理效果，拓寬基于最優化理論的結構分析方法的應用前景。
4基于分區廣義變分原理與分區混合有限元的分析方法
在進行分區的過程中，高層建筑結構力學分析人員要對有限元進行全面分型。有限元中雜交元和非協調元的發展在很大程度上促進了分區廣義變分原理的發展，為分區廣義變分原理奠定了堅實的理論基礎。清華大學龍馭球教授對分區廣義變分原理進行研究，實現了對分區廣義變分原理的深化。龍馭球教授的分區混合有限元法將分區廣義變分原理進行拓展，實現了繼位移法、雜交元法之后的改革和完善。分區混合有限元法對彈性體分類，對勢能區使用位移單元能量分析，將結點位移作為基本未知量。而余能區使用應力單元，將結構應力函數作為基本未知量，實現對能量項的交界面附加。分區混合有限元法在滿足位移和力的基礎上保證了位移的連續和收斂性，有效對總能量泛函駐值分區混合進行方程選取。分區混合有限元法適應性非常強，分區較為靈活，在很大程度上保證了函數的收斂性，對高層建筑結構力學的分析具有非常好的促進效果。
高層建筑論文范文3
1.1高層建筑火災撲救難度提升，對裝備手段的要求提高高層建筑與普通的建筑相比，在對其進行火災撲救時難度會增大，這是由于城市高樓林立，樓與樓之間的間距有限，消防行動需要一定的場地以展開救助行動，加上現在的高層建筑的墻體采用的材料更加的堅硬。這對于消防人員在短的時間內接近起火點非常困難。這就需要更高端的裝備設施才能夠達到消防人員的救助目的。
1.2物業管理有待進一步完善當前，由于消防警力、業務經費、管理體制、業務水平等因素的影響，多數物業管理單位管理水平參差不齊、大部分物業單位的消防安全職責不明確、消防安全意識淡薄，加之業主委員會與物業管理單位之間缺乏信任基礎等原因長期存在，致使委托管理的單位、小區特別是多產權建筑滋生大量的火災隱患。這就需要物業管理不斷完善自身管理，真正地實現小區的和諧、安定。以上是高層建筑在使用期間出現的消防安全問題，其實，高層建筑在施工期間也存在著消防安全問題。高層建筑的施工周期長，施工所需設備數量多，施工人員人數多，施工現場臨時動火多，用電量大，易燃、可燃材料集中，一旦發生火災，也會造成很難預料的后果。
2常態化管理體系
面對高層建筑消防安全的特點，我們除了撥打消防熱線，求助消防部門之外，最重要的是做好預防措施。通過常態化管理體系的探討，以使得我們生活的更加安全化。
2.1根據人群特點設置設備高層建筑現在都有名稱各異的管理團隊，管理團隊要從全局、消防角度為基準，對高層建筑的硬件設施要充分考慮到防火間距、消防車道、消防撲救面及特殊房間的位置等，考慮到建筑使用者的人群特點，針對不同的使用群體安置的不同的硬件設施的種類及其分布也有不同的特點。
2.2使得消防安全設施到位在現代化的進程中，用地處于緊張狀態，任何建筑商都想地盡其用，不愿讓逃生通道占過多的面積。高層建筑的垂直疏散距離遠且高層建筑中的人員高度集中，這就會延長疏散的時間。這就得需要高層建筑的管理者對日常生活中對樓道環境進行嚴密地有規律地安排，保證逃生通道，設置消防應急照明和安全疏散指示標志。這樣可以在出現消防問題的時候，可使人員處于暫時的安全狀態，并能夠在消防隊的組織指揮下，能夠在極短的時間內使得遇難人員能夠有秩序地被疏散到最終的安全區域。
2.3物業對消防設施的管理消防設施的類型多種多樣，包括火災自動報警系統，應急照明及疏散指示燈，滅火器，對講電話系統、室外消防栓等。消防設施的使用存在著緊急性，只有平時維護好消防設施，才能保證消防設施隨時可被使用。對下消防設施的管理，首先是對消防設施的安置，安置的地點要符合人體身高的需要，安置的方式既要保障消防設施的安全性也要保障使用的方便性。其次是要按規定對消防設施進行自檢功能檢查，對于不能自檢的消防設施，要檢查是否符合使用標準，一旦發現問題要及時上報及時處理。同時在對消防設施要進行維護時要注意細節，保證消防設施不被腐蝕、不被損壞等，需要配電使用的消防設施要注意檢查供電情況。對于消防設施的管理要有指定的進過特殊培訓的負責人，制定合理的消防安全責任制度。在消防安全管理工作中不定期的抽查工作也是必要的。對消防設施的合理管理，是做好消防工作的重要的準備工作。
2.4進行實際有效的演練在實際的演練之前，對居住者進行安全知識的普及及日常的宣傳工作，使得居住者理解實際演練的重要性，同時也使用者懂得如何使用消防設施，如何進行正確的預防居住者明白消防安全的重要性，才能夠在日常生活中時時注意消防安全，這樣可以有效的避免消防安全問題的發生。在實際的演練中，能夠使得居住者真正的體驗如何逃生，如何自救，如何互救等，這樣能夠使得居住者能夠真正的了解自己所居住的環境。在演練中積極的主動地觀察被疏散的人群的情況，通過總結，以備后用。
2.5對法律知識的關注及重視無論是作為高層管理者還是普通的居住者，我們都是社會的公民，了解并學習中華人民共和國消防法的有關規定，做一個知法、懂法、守法的好公民。在社會生活、工作中培養法律思維并運用。落實逐級消防安全責任制和崗位消防安全責任制，落實巡查檢查制度。安全部門要按規定進行防火等巡查，及時報告并整改存在安全隱患的地方。
2.6充分發揮物業管理的作用物業管理是一種新型的管理模式，其職責是集中多種管理服務職能，整合各類專業技術人員，有效地幫助居民解決生活中遇到的實際問題，從而不斷提高居民生活質量，優化居民生活環境。隨著經濟社會的持續發展，城市居民對生活質量和改善居住環境的要求與日俱增，居民住宅區的消防安全作為人民群眾最關心、最需要解決的問題自然成為了物業管理的一項重要職責。物業管理責任意識的提高有利于及時發現、解決安全隱患，能夠有效的減少居民區消防安全問題的發生。此外，還應加大高層建筑的消防設施的科技含量，采取先進消防設施，安置自動報警系統和自動滅火系統等智能系統，對消防安全形成保障。與此同時積極地改善管理制度。在硬件與軟件有效結合的條件下，確保人身安全和財產安全，使得社會更加的穩定。
3小結
高層建筑論文范文4
關鍵詞：高層建筑；電氣設計；問題分析
工程設計是基本建設的龍頭，設計文件是工程建設的主要依據，設計質量是決定工程質量的首要環節。我國工程質量事故統計資料顯示，由設計原因導致的工程質量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如設備材料質量問題等)引起的占30.6％?？梢妼こ藤|量實施三控的關鍵在于設計質量控制。電氣工程也不例外。合格的建筑設計應滿足七個質量特性規定的要求，即功能性、安全性、經濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題又主要表現在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的缺失或偏離。
1高層建筑電氣設計過程中應注意的問題
1.1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，且供電的可靠性要求很高。
1.2在高層建筑中，照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則多采用母線槽配電，與動力分開。
1.3由于在結構上多數采用大柱距，形成大空間，使墻面安裝的設備增多，必然使地面管道增多。
1.4由于建筑構件的預制裝配化及干法施工；縮短了施工周期，而且頂棚一般采用標準化、系統化的吊頂。
1.5電氣設備的管線應采取防火措施。
1.6空調設備等主要用電設備分散，多數要求集中管理，即要求采用電腦管理和監控系統。
1.7采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設備的防震；管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。
1.8消防要求高。因為高層建筑高度高，體量大，人員密集，設備多，裝飾豪華，建筑本身火災隱患多，故對消防要求很高。
1.9節省能源是我國經濟建設中的一項重大政策，節約用電又是節省能源工作中的一個重要方面，它直接關系到企業的經濟效益和人們的日常生活。在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。節電的設計方案，應根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則確定。采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機和照明光源、無功功率補償裝置和設備監控電腦系統等措施，減少電能損耗，節約用電。采用壁燈時需將容量提高一級或增加盞數。
2照明要求
2.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同組成的照明方式?；旌险彰髦幸话阏彰鞯恼斩葢坏陀诨旌险彰骺傉斩鹊?-10％，并且其最低照度不低于201x。否則，過低的一般照明和過高的局部照明所形成的照度對比度過大，亮度分布不適當而產生不應有的眩光。
2.2事故照明
當工作照明因故障全部熄滅后，供暫時繼續工作或供人員疏散用的照明稱為事故照明.
2.2.1應設置事故照明場所
a，在正常工作照明熄滅后，由于工作中斷或誤操作，將引起爆炸、火災等嚴重危險的廠房或場所；
b．在無照明的情況下，由于設備繼續運轉或人員的通行，將造成設備、人身事故的場所；
c．高層建筑中的疏散樓梯間(包括防煙樓梯前室)、疏散走道、消防電梯室、消防控制中心、消防水泵間；公共建筑中的旅館、禮堂、影劇院、展覽廳、百貨商店、體育館等人員出入的走廊、樓梯、太平門等處。
2.2.2事故照明應采用能瞬時點燃的照明光源，一般采用白熾燈或鹵鎢燈。當事故照明作為工作照明的一部分而經常點燃時，又在發生故障不得切換電源的條件下，也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的燈具應布置在可能引起事故的設備、材料周圍和主要通道、危險地段、出入口等處，還應在事故照明燈具上明顯位置涂以紅色標記，以資區別。疏散指示標志可設在疏散走道距地面高度1m以內的墻面上，以及樓梯口和太平門的頂部，并要安裝在非燃燒結構或裝修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暫時繼續工作的事故照明其工作面上的照度不應低于工作照明總照度的10％。但標準較高的賓館等建筑，其事故照明所占工作照明的比例應當為：出口指示燈為100％；樓梯照明為50％；公共場所照明為20％；客房走道照明為50％;一般走道照明為20％;總服務臺、收款出納、外幣兌換等照明為100％。用于人員疏散的事故照明，其照度不應低于0．51x。
2.3警衛值班照明
在重要的車間和場所或有重要關鍵設備的廠房、重要的倉庫等處設置作為值班時一般觀察用的照明稱為值班照明。值班照明宜利用工作照明中能單獨控制的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。
警衛照明是用于警衛地區周界附近的照明。是否設置警衛照明，應根據單位的重要性和當地保衛部門的要求來決定。警衛照明應盡量與室內或廠區的照明結合。
2.4障礙照明
裝設在高層建筑物尖頂上作為飛行障礙標志用的或者有船舶通行的兩側建筑物上作為障礙標志的照明稱為障礙照明。障礙照明應按民航和交通部門有關規定裝設。障礙照明應采用能透霧的紅光燈具。裝設障礙燈時，應符合下列要求：一般高層建筑物只在頂端裝設。水平面較大的高層建筑物或群集高層建筑物，除在其最高頂端裝設障礙燈外，還應在其外側轉角的頂端裝設障礙燈。煙囪的高度在100m以上者，除在頂端裝設障礙燈外還應在其三分之一和二分之一的高度處裝設障礙燈。為了減少煙囪頂端的障礙燈污染程度，可在低于煙囪口4-5m處裝設。為了保證障礙燈有一盞損壞時仍能從前進方向看到燈光，應裝設排成等邊三角形的三盞障礙燈。
2.5高層住宅室內照明要求
廁所及廚房應采用瓷質燈頭或其它防水燈頭；有條件時居室燈等可采用節電開關或節電燈頭；樓梯間、電梯廳、公用走廊、配電室、消防控制室、消防泵房電梯機房等應設置供繼續工作和疏散的事故照明。十九層及以上的高層住宅的疏散走廊、樓梯和出口應設置供疏散使用的標志燈，其安裝距離為10.20m及各轉角處；供電繼續時間：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄電池作為事故照明或疏散標志燈的電源時，其連續供電時間不少于20分鐘，事故照明的最低照度不應低0.51x，但配電室、消防控制室和消防泵房必須仍保持正常的照度水平；事故照明及疏散標志一般采用白熾燈，應具有玻璃或金屬燈罩，并安裝在非燃燒體結構上；大居室宜設置插座兩組(其中一組為-個單相二極插座及一個單相帶地三極插座；另一組為一個單相二極插座)。小居室、大廳宜設置插座-組(一個單相工極插座及一個單相帶地三極插座)。廚房、衛生間根據需要設置-個單相帶地三極插座；二極插座需采用扁、圓插孔兩用型；有條件時宜采用二極加三極的連體式插座；供洗衣機的單相二極帶地插座，宜帶電源開關；插座的高度一般為距地0.3-0.5m(暗裝安全型)或1.4－1.8m(明、暗裝普通型)；樓梯及公用廊道宜采用自動熄燈開關，但需在火警時能保持長明。每層的電梯前室燈應采用一般開關。
參考文獻
[1]《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008年版
[2]《供配電系統設計規范》GB50052－95年版
[3]《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-952005年版
高層建筑論文范文5
［論文摘要］文章分析高層建筑結構的六個特點，并介紹目前國內高層建筑的四大結構體系：框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構和筒體結構。
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.
高層建筑論文范文6
我們經常說到“寒地建筑要像花朵一樣開向陽光”，其主要是指從高層主體的建筑平面空間布局與朝向選擇、建筑圍護結構材料的布局等兩方面來考慮建筑節能問題。寒地高層建筑的圍護結構本身就應該是一種節能布局形式，主要表現在主體的護結構材料的節能布局方面(簡稱材料的節能布局)、建筑主體空間的節能布局(簡稱空間的節能布局)。
1．1空間的節能布局
太陽擁有巨大的輻射能量?！皳嘘P資料分析，每年地球接收的太陽能量有60億千瓦?！瓘哪撤N意義上講，地球本身就是巨大的太陽能接收器?！庇捎谔柛叨冉堑脑?，寒地住區建筑的南北向室內空間形成明顯的冬暖夏涼的特點，且南北空間室內溫差能夠達到3℃左右。通常情況下，人們希望停留在南向空間中，因南向空間的熱舒適度更加宜人。因此，在寒地住區建筑布局中，人們十分珍惜陽光所帶來的溫暖及舒適度，設計師應關注陽光對于寒地住區建筑節能問題的影響。在寒地住區的住宅建筑規劃中，應充分考慮日照問題，尤其是住宅建筑單體的布局和朝向選擇方面，應使住區建筑單體的布局和朝向能夠實現接收最大量的太陽輻射熱能?！叭绫本?0°～45°地區，冬天建筑的朝向所得到的輻射能量幾乎比夏天多2倍。而在夏天，東、西向所得到的能量比南向多2．5倍，不同朝向及不同季節，建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同，熱損失也不同，尤其是在冬至前后，由于太陽高度角低，房間所接收的太陽光線的面積比夏天多得多?！痹诤刈^建筑單體及群體布局時，首先應考慮環境、氣候等因素，按不同地區的太陽高度角情況進行住區建筑的日照分析，獲得每日冬季日照時間。在圍護結構布置時，建筑南向開窗的面積應盡可能大些，這樣可以充分接納陽光進入室內。在滿足采光條件下，北向和西向的建筑開窗面積可以小些，減少熱損失，保持舒適的室內熱環境。這一點在東北傳統民居中就有充分體現(見圖1)，可以在傳統民居中看到的節能思想主要有:第一方面，傳統房屋南、北向開窗面積的差異顯著，南向開窗面積大，利于獲得更多的陽光，北向開窗面積小，便于防止冬季冷風滲透，減少能量損失;第二方面，居室內設置冬季儲存蔬菜的地下空間(俗稱地窖或菜窖)，它從調節室溫的角度，可以利于冬季室內升溫，夏季室內降溫;第三方面是塑料大棚的圍護墻體設置也考慮了南向光線的獲得及北向冷空氣的防護問題;另外，還有屋頂采用的木屋架及室內頂棚與屋面之間的構造層次的處理等方面，都有利于冬季保溫及夏季隔熱。從以上幾個方面可以看到，東北傳統民居中具有許多樸素的節能思想，這對于寒地住區建筑的節能設計都將產生積極有效的影響。
1．2材料的節能布局
高層建筑主體布局中應考慮建筑的功能需求，哪些空間須布置在較好的朝向，需要接收大量陽光，根據實際需要其圍護構件可以盡量做得通透些，更有利于吸納光線，陽光與景觀都從這一側被引入建筑中。相反，寒地高層建筑有些空間不需要日照，對陽光沒有嚴格要求或不需要布置在有利朝向(南向或東向)，根據實際需要其建筑圍護構件可以盡量做得厚重些，可以更有利于抵御冷風滲透，具有足夠的保溫能力，后者就涉及到材料的節能布局問題。材料節能布局是指高層建筑的圍護結構在設置時通透與厚重問題的思考。要把建筑中好的朝向盡量安排適宜接收陽光、視線無遮擋、私密性不嚴格的空間，如寒地住區高層住宅的起居室、書房、健身房等，就比較適合，它需要選擇通透性的材料，其節能原理如同花房一樣，氣密性、保溫性和隔聲性等均較好的玻璃材料便成為設計師的首選，將其做成幕墻，不僅可將陽光全部接收進入，也可以起到一定的屏擋、圍護作用。
2平面及體型的節能選擇
在寒地住區高層建筑中，建筑單體的護墻體的耗能基本上占建筑整體耗能的1/4左右，也就是說，通過墻體、樓面、門窗等渠道，將能量從室內源源不斷地運送到了室外。筆者認為，在建筑形體設計時，一定注意減少形體變化，盡量讓平面做到“抱團”“緊湊”。當采用這樣的平面形式后，建筑單體的外露墻體與樓板的面積會大量減少，同時，很好地控制了建筑的體形系數，建筑耗能也會相應地隨之減少，如某些建筑的圓形、橢圓形、六邊形等平面就是比較理想的形式。因此，基于寒地住區高層建筑的節能考慮，在住區高層建筑的形體設計時，應注意不宜復雜，減少變化與分支，盡量“抱團”處理。高層建筑的平面形狀千姿百態，最基本的是正方形、矩形、三角形、圓形、菱形等，或是上述形式的變體和組合體，選用哪種平面主要取決于總體構思、設計對象的功能、技術條件和自然氣候與環境等因素。作為建筑師應努力創造出新穎別致、與眾不同的建筑形象，采取功能與內在性格相一致的形式，并與周圍多種環境要素相協調，給建筑和城市帶來生機。通常情況，寒地高層建筑平面選型要像一個“熨斗”形，它是一種節能型平面?！办俣贰毙问侨切闻c圓形的結合形，銳角形成兩條豎棱線鋒刃尖利，其銳角多做切角處理，形成三短邊的折面小山墻，在空間占地和體形變化上產生奇特的視覺效果。圓形是最完美的圖形，以最少外墻長度得到較大面積，比同面積的方形平面的外墻長度減少10%。在體積相等時，比正方體體形的建筑外墻面積減少約8%，所受風力比類似矩形或方形少30%左右?！办俣贰毙纹矫婕辛藞A、三角形的優點，具有奇特的視覺藝術效果，所受風力比其他平面形狀少、外墻比同面積(或同體積)的方形或矩形的長度少。
3圍護墻體的節能設計
3．1外墻采用輕質高效保溫的外保溫設計
寒地住區高層建筑的主體結構常采用框架或剪力墻結構，有時短肢剪力墻也應用于小高層住宅中。為減少主體結構荷載及滿足保溫、隔熱需要，圍護結構填充墻多使用輕質高效保溫材料。常用做法包括:粘土多孔磚及粘土實心磚的復合墻體、陶?；炷量招钠鰤K、空心磚巖棉夾心復合墻體等。住區建筑的圍護結構墻體保溫可分外保溫和內保溫等兩種方式，存在的問題較多，如冷凝水、節能效果并未達到設計要求等。
3．2減少輕質保溫材料的使用
寒地住區高層建筑的圍護墻體不宜采用輕質保溫材料，主要是指外保溫的聚苯乙烯泡沫板及巖棉板等。究其原因是輕質保溫材料的壽命與強度同建筑主體結構的壽命不能達到同步，一棟多層住宅壽命可以是50年，小高層、高層少則70年，多則上百年。在使用年限及強度方面，筆者認為輕質保溫復合墻體存在不足:首先是抗震性能及整體性差，與建筑主體結構構件的連接不好;第二方面是飾面材料受限，因其不能承受外部裝修貼、掛，材料本身不能承受較大荷載，在外墻上實現不了貼掛石材、粘外墻磚及安裝裝飾構件，像鐵藝護桿等;第三方面是加工、裝修受限，有振動的鑿、刨等裝修施工不能承受;第四方面是外飾面效果較差，在飾面施工不精細時，從外觀上甚至能夠看到保溫材料的輪廓形狀，很不美觀，不及外墻磚及石材等的飾面效果，有時墻表面易出現裂紋，安裝不好會出現大片剝落;第五方面是出現冷橋，在復合墻體中，由于鋼筋混凝土的框架梁柱、剪力墻等部分構件的嵌入，墻體內容易造成冷橋，致使出現保溫、隔熱的薄弱環節，這部分熱損失約占整個建筑的5%～13%;第六方面是安全性差，這些復合保溫材料分布于建筑外墻的外保溫的位置，甚至窗臺外側，在室內裝修施工作業時，容易誤認為是墻體的實體部分，存在不安全隱患。因此，寒地住區建筑外墻材料若采用輕質保溫材料時，則上述內容應得到關注，采取有效的構造措施加以克服。
3．3采用的混凝土空心砌塊
該類材料保溫效果好，又具有一定強度，彌補了輕質復合材料墻體的一些缺陷，在歐、美各國采用混凝土空心砌塊方面取得了不少研究成果。美國的TB型保溫隔熱復合砌塊將砌塊分成內、外兩塊，中間夾有1in～2in厚的高效保溫材料;“芬蘭研制的一種空心砌塊，空隙之間填入聚氨酯保溫材料，300mm厚，傳熱系數K=0．25W/(m2•K)～0．28W/(m2•K)，某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊?！?/p>
4新技術的節能運用
太陽能、風能等作為一種清潔的綠色能源，在建筑領域具有非常廣泛的應用前景。在寒地住區的高層建筑設計中，也要嘗試這些能源的應用，如被動式、主動式太陽能的利用，還有零能耗技術、地源熱泵技術、生物質能技術、水資源的循環利用、屋面植被化與自然綠化等，這些新技術的應用既可以推動可持續戰略走向實施，又是時代與社會發展、節能減排的必然結果。
5結語
