從施工技術(shù)、抗震設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)淺談

【摘要】高層建筑是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步
的產(chǎn)物。為了解決越來越多的人的需求，城市建筑層數(shù)和高度也
必然要不斷提高。因此城市高層或超高層建筑發(fā)展必然成為一種
趨勢。本文基于我國高層建筑發(fā)展的現(xiàn)狀與未來，從施工技術(shù)，
抗震設(shè)計(jì)和節(jié)能設(shè)計(jì)三個(gè)方面分別進(jìn)行詳述。
1 引言
隨著世界人口的增加，建筑形式的發(fā)展方向也不得不考慮其
利用土地資源的能力，那么解決方法無非是這么三個(gè)：上天入地
或者填海造陸。本文將主要聚焦高層房屋建筑的現(xiàn)狀與發(fā)展來展
開論述。
2 我國高層建筑的現(xiàn)狀
2.1 我國高層建筑施工技術(shù)的現(xiàn)狀
高層房屋建筑技術(shù)的關(guān)鍵因素直接決定了房屋建筑施工技術(shù)
的質(zhì)量，然而目前來說，傳統(tǒng)的施工技術(shù)建構(gòu)的房屋質(zhì)量已經(jīng)不
能滿足相關(guān)的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此必須要加強(qiáng)高層建筑施工的施
工技術(shù)，有效提高高層房屋建筑質(zhì)量，促進(jìn)我國建筑施工技術(shù)的
發(fā)展。（1）支護(hù)技術(shù)。目前來說，“深基礎(chǔ)土體支護(hù)”是高層建筑
主要采用的結(jié)構(gòu)建筑方法。鉆孔灌注樁、沖孔灌注注樁、鋼板樁
以及鋼筋砼板樁這幾種支護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)被高層建筑施工單位廣泛采
用。當(dāng)然在具體的施工操作中依舊存在或多或少的不同，需要具
體問題具體對待，不能直接套用模式，畢竟各地的土質(zhì)、基坑大
小會給基坑支護(hù)不同的需求。（2）預(yù)應(yīng)力技術(shù)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)
是我國大量的高層建筑施工中均會應(yīng)用的建筑施工技術(shù)。應(yīng)用預(yù)
應(yīng)力技術(shù)之后，混凝土在橫截面上可以做得更小一些，混凝土的
體積相對較輕但是對剛度及抗裂度的要求更高，憑借這些優(yōu)勢預(yù)
應(yīng)力技術(shù)在我國發(fā)展較快，不僅能夠滿足低層的建筑施工，在高
層建筑施工中照樣實(shí)用，這也凸顯出現(xiàn)代技術(shù)的先進(jìn)性。（3）鋼
筋連接技術(shù)。在當(dāng)前的鋼筋連接技術(shù)當(dāng)中，帶肋鋼筋套擠壓的鏈
接技術(shù)得到有效的大范圍應(yīng)用，主要是因?yàn)槠渚哂型旰玫慕宇^性、
使用設(shè)備簡單而且最重要的就是質(zhì)量穩(wěn)定可靠、施工速度較快。
從當(dāng)前的高層房屋建筑施工技術(shù)來看，在高層房屋建筑的施工技
術(shù)上，我國已經(jīng)有了一定的發(fā)展，而且當(dāng)前的技術(shù)水平也可以滿
足我國高層房屋建筑的施工標(biāo)準(zhǔn)與要求。
2.2 我國高層建筑抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
（1）結(jié)構(gòu)體系。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，因?yàn)殇摻罨炷�土容易產(chǎn)
生彎曲變形，如果發(fā)生側(cè)移，而鋼框架的剛度又不大，不但會讓
鋼結(jié)構(gòu)有一定程度的負(fù)擔(dān)，起到的效果也不會太好，所以必須加
大剛度或者是使用加強(qiáng)層把側(cè)移量降低。（2）防震結(jié)構(gòu)的連接。
統(tǒng)計(jì)表明，大多數(shù)高層建筑在因地震災(zāi)害而出現(xiàn)安全事故時(shí)，發(fā)
生問題的位置大多位于防震結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)上。高層混凝土建筑抗
震結(jié)構(gòu)的受力點(diǎn)，往往需要承受較大的力量，如果連接處的工作
沒有做好，高層建筑很有可能單地震災(zāi)害中坍塌，因此，設(shè)計(jì)人
員要尤其關(guān)注抗震結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)，使抗震結(jié)構(gòu)具備更好的延展性，
保證高層建筑不會因地震災(zāi)害而產(chǎn)生較大的破壞。
2.3 我國高層建筑節(jié)能減排的現(xiàn)狀
在可持續(xù)發(fā)展視角下對高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵照
國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保高層建筑設(shè)計(jì)情況滿足相關(guān)部
門的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，尤其是要嚴(yán)格參照國家相關(guān)采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及住
宅設(shè)計(jì)規(guī)范等進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)，促進(jìn)建筑行業(yè)的整體科學(xué)化合
理化運(yùn)行。（1）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。從宏觀層面來看，高層建筑的基礎(chǔ)是
承載建筑物荷載的重要部分，因而加強(qiáng)對高層建筑基礎(chǔ)進(jìn)行規(guī)范
化設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在可持續(xù)發(fā)展的視角下，在對高層
建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將高層建筑的基礎(chǔ)埋深控制在合理范圍內(nèi)，
確保高層建筑設(shè)計(jì)中地面至基礎(chǔ)底面的垂直距離滿足高層建筑的
實(shí)際要求，將高層建筑上部結(jié)構(gòu)荷載的大小以及地下水位的高低
進(jìn)行統(tǒng)籌分析和規(guī)劃，盡可能減小土壤冰凍深度點(diǎn)這一因素可能
會對高層建筑基礎(chǔ)所產(chǎn)生的影響，從而切實(shí)提高高層建筑基礎(chǔ)的
安全性和可靠性，促進(jìn)高層建筑的實(shí)際使用性能的發(fā)揮。（2）窗
墻比設(shè)計(jì)。從降低能耗出發(fā)，限制建筑窗墻面積比是一個(gè)很好的
方法。高層辦公建筑為減輕自重，通常采用大面積玻璃幕墻系統(tǒng)。
而玻璃幕墻的熱工性能相對較差，是影響室內(nèi)熱環(huán)境和建筑能耗
的主要因素之一。通過合理考慮玻璃幕墻透明部分與非透明部分
比例，可達(dá)到較好的節(jié)能效果。對于玻璃幕墻系統(tǒng)，由于各方面
條件所限，窗墻比不可能降到很低。（3）采光設(shè)計(jì)。天然光綠色
環(huán)保并有益于人體健康，充分利用天然光是實(shí)現(xiàn)辦公建筑照明節(jié)
能的最好方法。在跨距、層高相同的條件下，同時(shí)滿足辦公室 1/5
的窗地比要求，采用豎向條形窗時(shí)，房間最大圍合面積約為水平
帶形窗房間面積的 80%。從采光質(zhì)量看，水平帶形窗也優(yōu)于豎向條
形窗。目前也是多應(yīng)用豎向條形窗。
3 我國高層建筑的發(fā)展
3.1 現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用
通過計(jì)算機(jī)技術(shù)中強(qiáng)大的計(jì)算分析及模擬再現(xiàn)的功能，專業(yè)
技術(shù)人員就可以利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對建筑施工進(jìn)行模擬，通
過大量的精確的數(shù)據(jù)保證在實(shí)際操作中的實(shí)用性，避免施工過程
中的浪費(fèi)和特殊情況的發(fā)生。
3.2 優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)
（1）優(yōu)化結(jié)構(gòu)功能。在進(jìn)行高層建筑的過程中，使用混凝土
進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)化，將對抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及造價(jià)產(chǎn)生較
大的影響，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該對高層混凝土建筑的功能要求以及使用
的整體性能指標(biāo)進(jìn)行分析，必須在相關(guān)規(guī)章制度的規(guī)范下進(jìn)行目
標(biāo)的實(shí)施，提高高層混凝土建筑的整體抗震結(jié)構(gòu)的性能。（2）優(yōu)
化結(jié)構(gòu)體系選擇。在進(jìn)行高層混凝土結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化中，一般可
以選擇的類型有很多種，諸如剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等形式已經(jīng)
系數(shù)常見，通過對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的研究，綜合當(dāng)代社會
發(fā)展中出現(xiàn)的社會效應(yīng)、工程造價(jià)等因素，將經(jīng)濟(jì)學(xué)、美學(xué)等納
入設(shè)計(jì)的過程中，進(jìn)而選擇出符合要求的抗震結(jié)構(gòu)體系。（3）優(yōu)
化結(jié)構(gòu)體系。優(yōu)化高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)體系，首先在規(guī)劃設(shè)
計(jì)時(shí)，盡量使高層混凝土建筑的平面布置對稱和規(guī)則，在豎向、
側(cè)向和立面的剛度均勻分布，經(jīng)過定量分析高層混凝土建筑抗震
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性能，計(jì)算和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的剛度特征值、平面布置、
剪力墻設(shè)計(jì)等。
3.3 風(fēng)環(huán)境的利用
風(fēng)力的作用對高層建筑的影響比較大，特別是越高的樓層，
建筑所受到的風(fēng)力也就越大，在氣溫寒冷的冬季，風(fēng)力越大，建
筑的熱損失也就越大從而增加了冷空氣的滲透導(dǎo)致室內(nèi)熱損失的
增大，在這種情況下，要保持室內(nèi)的溫度，就需要消耗更多的能
源。（1）考慮室外風(fēng)環(huán)境。設(shè)計(jì)時(shí)充分分析建筑所處的風(fēng)環(huán)境，
方案根據(jù)城市的不同的風(fēng)向應(yīng)有不同的處理，盡量將大立面面向
夏季主導(dǎo)風(fēng)，而小立面面向冬季主導(dǎo)風(fēng)，從而使得建筑在夏季盡
可能利用風(fēng)能降低溫度，在冬季又使得主要建筑立面避開風(fēng)以減
少熱損失。（2）避免和減小風(fēng)影區(qū)。在夏熱冬冷濕熱地區(qū)，要避
免周圍的建筑處于高層建筑的風(fēng)影區(qū)內(nèi)，避免下風(fēng)向建筑的通風(fēng)
降溫和除濕效果不理想，可以將辦公建筑設(shè)計(jì)成為傾斜面體形，
這樣建筑物所形成的風(fēng)影區(qū)的范圍也會相應(yīng)減小。
4 結(jié)論
地球上的陸地面積只占地球表面面積的 29％，而剩余的 71％
的面積都為水所覆蓋。而在這有限的陸地資源中，可用于居住和
耕種的土地只占地球表面面積的 6.3％。然而，地球上的人口數(shù)量
不斷地增加。尤其是 18 世紀(jì)開始，人口以前所未有的速度迅猛增
長，耕地面積稀少，人口居住面積又不斷要求加大，因此，高層
建筑的發(fā)展必然是一個(gè)趨勢。
參考文獻(xiàn)：
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