從施工技術、抗震設計、節能設計淺談

【摘要】高層建筑是我國經濟建設迅速發展和科學技術進步
的產物。為了解決越來越多的人的需求，城市建筑層數和高度也
必然要不斷提高。因此城市高層或超高層建筑發展必然成為一種
趨勢。本文基于我國高層建筑發展的現狀與未來，從施工技術，
抗震設計和節能設計三個方面分別進行詳述。
1 引言
隨著世界人口的增加，建筑形式的發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：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狀與發展來展
開論述。
2 我國高層建筑的現狀
2.1 我國高層建筑施工技術的現狀
高層房屋建筑技術的關鍵因素直接決定了房屋建筑施工技術
的質量，然而目前來說，傳統的施工技術建構的房屋質量已經不
能滿足相關的施工質量標準，因此必須要加強高層建筑施工的施
工技術，有效提高高層房屋建筑質量，促進我國建筑施工技術的
發展。（1）支護技術。目前來說，“深基礎土體支護”是高層建筑
主要采用的結構建筑方法。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結構已經被高層建筑施工單位廣泛采
用。當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、基坑大
小會給基坑支護不同的需求。（2）預應力技術。預應力技術已經
是我國大量的高層建筑施工中均會應用的建筑施工技術。應用預
應力技術之后，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，憑借這些優勢預
應力技術在我國發展較快，不僅能夠滿足低層的建筑施工，在高
層建筑施工中照樣實用，這也凸顯出現代技術的先進性。（3）鋼
筋連接技術。在當前的鋼筋連接技術當中，帶肋鋼筋套擠壓的鏈
接技術得到有效的大范圍應用，主要是因為其具有完好的接頭性、
使用設備簡單而且最重要的就是質量穩定可靠、施工速度較快。
從當前的高層房屋建筑施工技術來看，在高層房屋建筑的施工技
術上，我國已經有了一定的發展，而且當前的技術水平也可以滿
足我國高層房屋建筑的施工標準與要求。
2.2 我國高層建筑抗震設計的現狀
（1）結構體系。在結構設計的時候，因為鋼筋混凝土容易產
生彎曲變形，如果發生側移，而鋼框架的剛度又不大，不但會讓
鋼結構有一定程度的負擔，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層把側移量降低。（2）防震結構的連接。
統計表明，大多數高層建筑在因地震災害而出現安全事故時，發
生問題的位置大多位于防震結構的連接點上。高層混凝土建筑抗
震結構的受力點，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害中坍塌，因此，設計人
員要尤其關注抗震結構的連接點，使抗震結構具備更好的延展性，
保證高層建筑不會因地震災害而產生較大的破壞。
2.3 我國高層建筑節能減排的現狀
在可持續發展視角下對高層建筑進行設計時，應當嚴格遵照
國家相關標準規范進行設計，確保高層建筑設計情況滿足相關部
門的執行標準，尤其是要嚴格參照國家相關采光設計標準以及住
宅設計規范等進行高層建筑設計，促進建筑行業的整體科學化合
理化運行。（1）基礎設計。從宏觀層面來看，高層建筑的基礎是
承載建筑物荷載的重要部分，因而加強對高層建筑基礎進行規范
化設計具有重要的現實意義。在可持續發展的視角下，在對高層
建筑進行設計時，應當將高層建筑的基礎埋深控制在合理范圍內，
確保高層建筑設計中地面至基礎底面的垂直距離滿足高層建筑的
實際要求，將高層建筑上部結構荷載的大小以及地下水位的高低
進行統籌分析和規劃，盡可能減小土壤冰凍深度點這一因素可能
會對高層建筑基礎所產生的影響，從而切實提高高層建筑基礎的
安全性和可靠性，促進高層建筑的實際使用性能的發揮。（2）窗
墻比設計。從降低能耗出發，限制建筑窗墻面積比是一個很好的
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。
而玻璃幕墻的熱工性能相對較差，是影響室內熱環境和建筑能耗
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，可達到較好的節能效果。對于玻璃幕墻系統，由于各方面
條件所限，窗墻比不可能降到很低。（3）采光設計。天然光綠色
環保并有益于人體健康，充分利用天然光是實現辦公建筑照明節
能的最好方法。在跨距、層高相同的條件下，同時滿足辦公室 1/5
的窗地比要求，采用豎向條形窗時，房間最大圍合面積約為水平
帶形窗房間面積的 80%。從采光質量看，水平帶形窗也優于豎向條
形窗。目前也是多應用豎向條形窗。
3 我國高層建筑的發展
3.1 現代化計算機技術的應用
通過計算機技術中強大的計算分析及模擬再現的功能，專業
技術人員就可以利用先進的計算機技術對建筑施工進行模擬，通
過大量的精確的數據保證在實際操作中的實用性，避免施工過程
中的浪費和特殊情況的發生。
3.2 優化抗震設計
（1）優化結構功能。在進行高層建筑的過程中，使用混凝土
進行抗震結構的設計強化，將對抗震結構的設計以及造價產生較
大的影響，在設計中應該對高層混凝土建筑的功能要求以及使用
的整體性能指標進行分析，必須在相關規章制度的規范下進行目
標的實施，提高高層混凝土建筑的整體抗震結構的性能。（2）優
化結構體系選擇。在進行高層混凝土結構體系的優化中，一般可
以選擇的類型有很多種，諸如剪力墻結構、框架結構等形式已經
系數常見，通過對高層建筑結構抗震性能的研究，綜合當代社會
發展中出現的社會效應、工程造價等因素，將經濟學、美學等納
入設計的過程中，進而選擇出符合要求的抗震結構體系。（3）優
化結構體系。優化高層混凝土建筑抗震結構體系，首先在規劃設
計時，盡量使高層混凝土建筑的平面布置對稱和規則，在豎向、
側向和立面的剛度均勻分布，經過定量分析高層混凝土建筑抗震
結構設計的整體性能，計算和優化結構的剛度特征值、平面布置、
剪力墻設計等。
3.3 風環境的利用
風力的作用對高層建筑的影響比較大，特別是越高的樓層，
建筑所受到的風力也就越大，在氣溫寒冷的冬季，風力越大，建
筑的熱損失也就越大從而增加了冷空氣的滲透導致室內熱損失的
增大，在這種情況下，要保持室內的溫度，就需要消耗更多的能
源。（1）考慮室外風環境。設計時充分分析建筑所處的風環境，
方案根據城市的不同的風向應有不同的處理，盡量將大立面面向
夏季主導風，而小立面面向冬季主導風，從而使得建筑在夏季盡
可能利用風能降低溫度，在冬季又使得主要建筑立面避開風以減
少熱損失。（2）避免和減小風影區。在夏熱冬冷濕熱地區，要避
免周圍的建筑處于高層建筑的風影區內，避免下風向建筑的通風
降溫和除濕效果不理想，可以將辦公建筑設計成為傾斜面體形，
這樣建筑物所形成的風影區的范圍也會相應減小。
4 結論
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，地球上的人口數量
不斷地增加。尤其是 18 世紀開始，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
建筑的發展必然是一個趨勢。
參考文獻：
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