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關鍵詞:高層建筑;城市美學;人性化;空間
中圖分類號:J59 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5312(2013)11-0040-01
一、高層建筑的現(xiàn)狀
(一)國際四類高層劃分
1972年國際高層建筑會議上曾把高層建筑劃分為四類:第一類9-16層(50米以下);第二類17-25層(75米以下);第三類24-40層(100米以下);第四類40層以上(超過100米)。而我國一般習慣于將100米定為界限,超過100米高度的高層建筑在我國被定義為超高層建筑。
(二)高層建筑的規(guī)模擴大化發(fā)展趨
每一棟建筑在各自的城市中都承擔著各自的功能,例如商務辦公、居住、工業(yè)、娛樂、交通等。而近幾年出現(xiàn)的“綜合體”模式更是流行。它可以是居住與商店的綜合,也可以是文化娛樂的綜合,更可以是商業(yè)的綜合。以日本濱松的表演城為例,它包括了歌劇院、音樂廳、會議室、旅館和展覽博物館。同時,功能的多元也使得建筑的規(guī)模更加趨向于巨型,更加向高空發(fā)展??梢灶A見,這是未來建筑的一個發(fā)展趨勢。
二、高層建筑的城市美學價值
(一)城市美學
城市美學的提出是基于城市物質文明的高度發(fā)展給城市帶來的精神困惑與貧乏,其實質是人的本質力量在城市中的對象化或外化,是人類自由創(chuàng)造的結晶,因此人們可以在城市中體驗而獲得愉悅。城市高層建筑作為一個城市經濟和文化的集中反映,是建構城市空間和城市形象的重要元素,決定著城市美學內涵和城市精神。
(二)高層建筑對城市美學價值的有利影響
1.使得城市向多維發(fā)展
工業(yè)化以前的城市是以二維為主的沿平面擴散發(fā)展的模式,隨著高層建筑的出現(xiàn),城市的傳統(tǒng)的二維擴展為主的模式向垂直延伸的立體發(fā)展模式轉化。高層建筑使城市向垂直空間發(fā)展,城市空間在高度上形成了“三節(jié)頭式”功能分區(qū):地下停車場、設備空間、城市管網(wǎng)、地下快速交通和地下人防工程網(wǎng)絡等構成了城市地下空間系統(tǒng);銀行、超市、市場等城市商業(yè)網(wǎng)絡分布在城市近地空間系統(tǒng);而居住、辦公、景觀功能“靜”區(qū)則分布在城市高空中。
2.使城市更加緊湊,空間分布更為合理
高層建筑將城市空間豎向疊加在一起,立體化了城市,解放了地面空間,減輕了城市街道的交通壓力,有利于各種商業(yè)活動,使城市更加年輕活潑。同時有機的結合城市交通、綠化、商業(yè)活動,讓城市的各個層次井然有序的運行的同時可以互相聯(lián)系。高層建筑使城市中的建筑容積率相對增加,建筑占地面積相對減少,提高了空間綜合利用率和交通效率,節(jié)約了城市用地。
3.豐富城市景觀
高層建筑如雨后春筍般出現(xiàn),城市因此而呈現(xiàn)出由高層建筑、多層房屋、高架路、橋梁、大片綠地等組成豐富多彩的面貌,構筑了不同景觀層次,改變了過去單一的景觀模式。
4.增加城市可識別性
高層建筑的城市文化可識別性美學價值是人們對城市人文地理和歷史文脈的美學表達,充當城市空間的“文化定位識別系統(tǒng)”之角色。對于城市的認知,人們更加傾向于依賴于高層建筑作為指導。
(三)高層建筑對城市美學的不利影響
以我國為例,北上廣等大城市這十幾年的發(fā)展速度驚人,高樓大廈雨后春筍般崛起。對于這些歷史悠久的老城市,我們可以看到許多強制拆遷后建成高樓大廈的狀況,部分新建成的大廈破壞了城市街道原有的格局和傳統(tǒng)的風貌。一些開發(fā)商盲目追求利益,無視了保護城市歷史文化的需求,反而造成了對城市美學的破壞。
而另一方面,過度的建造高層以及超高層建筑,從而導致建筑變成了一種僅僅具有視覺意義的參觀對象,忽略了人的意義。城市建造者們過度追求一種盲目的英雄主義,無節(jié)制的建造各種巨型建筑,城市高樓林立,各種過大的尺度失去了人性化,城市變得冷漠而壓抑,完全忽略了人們的心理需求。試想,一座讓人感覺憋悶的城市,如何展現(xiàn)她的美感?
三、總結
高層建筑的建設在中國已成為必然的趨勢,,我們應該更加重視的是如何更合理的建造高層建筑,使高層建筑為城市美添磚加瓦。現(xiàn)如今過多的高層建筑給城市帶來的問題己有目共睹,我們應更多的看到這些問題,從各個角度改善過多的高層建筑帶給環(huán)境的不利影響。
然而,不可否認的是,高層建筑的出現(xiàn),的確豐富了我們的城市環(huán)境,為未來城市的發(fā)展提供了更多的可能性。
關鍵詞:高層建筑;轉換層;結構設計;類型
中圖分類號:TU355 文獻標識碼:A
1 前言
作為一項施工難度較高的建筑項目,高層建筑本身就是復雜而細致的代表,而結構轉換層的設計工作更是整個工程中復雜性較高的環(huán)節(jié)之一。因此,在執(zhí)行設計方案之前,必須經過嚴格的審查。結構轉換層設計之所以難度較大,是由于受力影響增加了設計難度。正是由于難度上的問題,使其成為備受重視的一個環(huán)節(jié),而且轉換層的設計能夠直接影響到整個建筑的舒適度、受力和美感。
2 轉換層的定義和功能
高層建筑轉換層可以分為兩類,一類是結構轉換層,另一類是功能轉換層。
結構轉換層的定義:在許多高層建筑的建設施工中,對結構轉換層進行設計往往是難點。在高層建筑的空間分配上,通常高層被用來辦公、居住,因此需隔出單個空間,加墻少柱;但是底層往往被用作大型商業(yè)活動處所,所需空間大,因此減墻加柱。針對這種情況,就需要將高層墻體所受壓力轉至低層的支柱上,這而起到這一轉換作用的樓層就是結構轉換層。
功能:在其諸多功能中最為重要的是將高承載的壓力轉移到低層,變化高低層的支柱和墻體布局及其結構變化類型,并且將不合理之處一起進行改良和轉換。
3 結構轉換層的類型及設計方法論述
高層建筑結構轉換層可以分為四種類型:梁式轉換層、厚板式轉換層、箱式轉換層和桁架式轉換層。
3.1 梁式轉換層。特點:梁式轉換層分為托柱形式轉換梁截面設計和托墻形式轉換梁截面設計,這兩者是按功能不同來進行劃分的。(1)托柱形式轉換梁截面設計。普通式截面配筋計算具有廣泛的適用性,尤其是當普通框架作為轉化梁的施重者時,這種計算方式能夠精準的將轉換梁的承載力計算出來。而且,上述的情況中轉換梁承載普通框架所受的力等同于普通梁此時的受力狀況,但是,當轉換梁承受的是上部斜桿框架時,就應該按偏心受拉構件進行截面尺寸設計,因為,此時的轉換面承受的是軸向拉力。(2)托墻形式轉換梁截面設計。由于本身是技術施工要求較高的工作,所以必須重視力學上的問題。當上層的墻體作為轉換梁的施重者且滿跨不開洞時,轉換梁應采取的截面設計方法是深梁截面設計方法,它的受力特點和破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁,不過此時的轉換梁跨中較大范圍的內力較大,所以其縱向的鋼筋就不應該彎曲或者截斷了。
3.2 箱型轉換結構。在高層建筑的設計技術使用中,箱型轉換結構技術被廣泛采用,此技術在結構設計中比較重視支撐體系的設置的合理和科學性,這是此技術的技術優(yōu)勢所在,也是保證高層施工質量和效率的關鍵所在,主要優(yōu)點是轉換層本身的整體性非常好,然而,此法仍有其缺陷,由于其轉換層體積較大,那個樓層剩余面積較小,無法用作其他商業(yè)活動,只能成為單純的轉換層,另外就是由于它的體積和重量過大,使得它的制作用料過多,成本較高,這也是此法無法普及的原因。
3.3 厚板式轉換層。此種轉換方式具有許多獨有的優(yōu)勢,例如便于安裝和布置,能夠整體挪動。然而,此種轉換層自身重量和體積過大,產生較大的地震影響,同時制作上耗材耗資金并且多發(fā)生震害,因此此法一般不會在設計中被采用。在對厚板式轉換層進行整體結構內部受力分析時,可以使用TBSA等的三維空間方式,主要是轉換板的不規(guī)則邊界,這樣的一般會采用有效單元法進行內力分析,還可以采用復雜樓板有限元分析軟件進行進一步計算,還可以對板在收到豎向壓力荷載的受彎和局部壓力等的進行計算。
3.4 桁架式轉換層。在桁架的分類中,主要有空腹法和實腹法這兩種桁架轉換方式,桁架式轉換層的技術應用原理主要是是借鑒于梁式轉換層結構轉換原理,并加以改進,使其在受力上更為精準、整體性更強、抗震性更高、框架支柱柱頂彎矩和剪力更加小一點的優(yōu)勢,然而同時它也有許多明顯的不足,例如技術施工較為困難、轉換層制作工序繁雜、節(jié)點設置較難等等。對其結構進行整體性的內部受力分析,在高層建筑低層是大型商業(yè)場所時,所需空間大,相反高層則需要單個的小型空間,這時就應該能夠采用桁架式轉換層技術,其中尤其是在進行管道設置施工環(huán)節(jié)時,更需要使用這種方式,因為這種桁架式轉換層施工技術能夠更精準的進行管道設置。另外,此種轉換層技術布置施工時要跨滿層進行,還要將上弦節(jié)點和上部密柱中心的位置處于同一水平線,這樣能夠降低下層框架對整個轉換層重量的承載比例,從而保護下層框架。
4 轉換層施工遇到的問題及對策
4.1 技術施工難點。(1)結構轉換層自身重量和體積過大,不利于位置安放;由于制作復雜,同時施工標準和技術要求較高,而且制作的原材料使用量較大,這些都提高了成本。(2)混凝土攪拌制作不均,大體積混凝土塊存于轉換層中,易在溫度影響下出現(xiàn)崩裂問題。(3)轉換層在施工時對其下層影響較大。
4.2 解決措施。(1)要根據(jù)低層結構對支撐體系進行合理安排,不能過分拘泥技術要求,更要結合實際經驗,可以利用懸空支撐體系,以降低直接作用在樓板上的力。(2)實施相關措施處理轉換層中大體積的混凝土,如:嚴格控制養(yǎng)護工作中的溫度、以小體積礦渣為原料,轉換層的支撐工作完成時,要檢查混凝土的干濕度。(3)利用分層澆灌混凝土的措施來減少轉換層對低層的壓力和影響,利用先澆灌部分來分擔壓力,以減少整個支撐體的承載力。(4)相關的工作人員要詳細的了解和掌握設計圖紙及相關技術要領,并且要按照相關法規(guī)來操作。在轉換梁進行到一定高度時,要嚴格控制整個鋼筋骨架的穩(wěn)定性,以保證安全施工。
結語
對結構轉換進行設計工作,是整個高層建筑工作中最為重要的部分,也是備受重視的環(huán)節(jié)。但是,因為高層建筑結構非常復雜而且建筑量很大,所以對相關員工的要求極為嚴格,需要他們具有個高度的專業(yè)知識和強烈責任意識。對于其設計工作必須要根據(jù)實際來選擇,爭取做到科學性、合理性、可行性并存。從整個結構的整體出發(fā),注重其各環(huán)節(jié)的協(xié)調性、穩(wěn)定性、安全性。當前,我國在這方面的設計技術仍需不斷改良、完善與創(chuàng)新。
關鍵詞:高層建筑;城市空間;人性化;自然環(huán)境
中圖分類號:TU97文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract:The high-rise building is the city space of the elements, excellent high building and not rejection of urban space star building but a can create the human nature of the place, and harmony with surrounding environment in, not to destroy the city space harmony. Good high-rise building to consider the needs of users, with the city's public interests as the pursuit of the goal. We must be in top management and the development of the city of balance, and to create better urban landscape and suitable for people living environment, along the path of sustainable development to the healthy development down. Through the analysis of the actual project cases from the microcosmic perspectives high-rise building and the urban space how converging.
Keywords: high building; The city space; Human nature; Natural environment
一、引言
高層建筑,在現(xiàn)在的建筑行業(yè)中已經越來越普遍,辦公樓、公共建筑、住宅等如同點點的星光,撒向神州大地。如何處理好高層建筑與環(huán)境的融洽,高層建筑與城市的發(fā)展已成為一個不容忽視的問題。
隨著中國經濟不斷的發(fā)展,在中國的城市里將會出現(xiàn)更多的高層建筑和更多的地標性建筑。我國現(xiàn)階段正處于高層建筑的高速發(fā)展期,高層建筑在各個城市中都正在不斷涌現(xiàn)。而高層建筑的設計與城市空間環(huán)境的聯(lián)系,直接關系到高層建筑是否可以方便、快捷、有效的融入城市。一個設計成功的高層建筑和城市空間可以實現(xiàn)有機的聯(lián)系,隨著城市與社會的發(fā)展,人們對高層建筑的設計提出更多更高的要求。它不僅成為城市空間的一部分,而且好的高層建筑也將成為城市的名片,城市的標志。
1981年國際建協(xié)的《華沙宣言》指出:“規(guī)劃與建筑設計不應把城市當作一系列的組成要素,而應努力創(chuàng)造一個整合的多功能的環(huán)境,城市化追求建筑環(huán)境的連續(xù)性。這個新觀念意味著每一幢建筑不再是孤立的,而是連續(xù)性的一個組成元素,重點不在形式上,而在內容上;不在孤立的建筑物上(無論它是多么復雜,多么美麗),而在于城市肌理的連續(xù)性?!蹦壳霸谥袊某鞘兄校捎诶铣菂^(qū)中的建筑已經接近它們的使用年限,一大批新的建筑即將被開發(fā),因此也將出現(xiàn)建造高層建筑的又一輪熱潮。能否處理好高層建筑與城市空間的關系,將是對設計師的機遇和挑戰(zhàn)。
二、高層建筑的產生和發(fā)展
19世紀,隨著鋼鐵、機械、電氣以及電梯工業(yè)技術的進步,隨著城市的快速增長,高層建筑也成長起來。
促進高層建筑的發(fā)展有三大因素:一是技術上的可能性;二是經濟上的可能性;三是由于城市人口劇增,用地緊張導致的必然性。正是由于這些因素,現(xiàn)代高層建筑在較短的時間內得到了蓬勃的發(fā)展,被人稱為20世紀的圖騰,對現(xiàn)代城市的形態(tài)及結構布局產生了巨大的影響。所以說,高層建筑是城市發(fā)展的必然產物。高層只有在城市的滋潤下才能較快地蓬勃發(fā)展,而城市的發(fā)展也依賴高層的支持。
三、城市空間的定義
城市空間是人類生活和生產所需要的重要因素,它為居民提供各種活動的可能。這個可以說是對城市空間比較科學性的定義,而本文提到的城市空間則更具體更形象,主要指城市內的建筑物、道路、綠地、廣場、公共服務設施等實體以及由這些實體所構成的立體空間,也是人處在其中能真實、直觀感受到的空間。
四、從宏觀角度分析高層建筑與城市空間的融合
高層建筑是否與所處的城市空間融洽,其評價標準相當一部分取決于公眾的感受,簡單地說就是人處在所創(chuàng)造空間中的感受。所以建筑設計者在進行高層建筑設計時要充分考慮所創(chuàng)造出來的空間(無論是內部還是外部)給予使用者的感受。這些是理論上要求一位建筑設計師要充分考慮的因素,也是作為一名建筑設計師應該承擔的社會責任,而且還可以據(jù)此評價一位建筑師的設計能力及其職業(yè)道德。
1、高層建筑與城市環(huán)境
在進行一項高層建筑設計時,當?shù)氐囊?guī)劃部門所出臺的各種條文政策及規(guī)范將扮演著重要角色,它強制性的要求必須顧及城市環(huán)境,營造舒適的城市空間??梢钥闯?,高層建筑設計與城市空間的協(xié)調以及城市空間的營造是通過建筑設計和城市規(guī)劃兩方面的共同作用來完成的。
城市環(huán)境是城市最基本的也是人最能感受和接觸的城市要素。高層建筑是城市環(huán)境的元素,空間設計就必須考慮城市中人們的心理。優(yōu)秀的高層建筑并不是排斥城市空間的明星建筑而是一個能創(chuàng)造人性的場所,又融入周邊環(huán)境之中,不去破壞城市空間的和諧。優(yōu)秀的高層建筑要考慮使用者的需要,以城市的公眾利益為追求的目標。我們必須在高層和城市的發(fā)展中取得平衡,才能創(chuàng)造出更好的城市景觀和適合人們生活的環(huán)境,才能沿著可持續(xù)發(fā)展的道路健康地發(fā)展下去。
建筑體形不僅是內部空間的反映,而且它還要間接地反映出建筑功能的特點。意大利著名建筑師布魯諾?賽維在他的《建筑空間論》中曾談到:“盡管我們可以忽視空間,空間卻影響著我們,并控制我們的精神活動?!庇嘘P研究表明,引起人們心理體驗的,不僅是建筑物的外觀實體,主要是使用建筑空間的人和活動。對于一個城市而言,高層建筑往往具有一定的代表性和象征性,可以反映一個城市經濟水平和發(fā)展程度,在進行建筑設計時,要考慮同城市的聯(lián)系,要適應城市整體的要求,這樣才能更好的發(fā)揮高層建筑的作用,使城市不斷充實完整,豐富城市的生活,增加城市的活力。
2、人性化設計
城市的本質就是要為生活在其中的人們提供良好的環(huán)境。無論是城市設計還是建筑設計,都應拋棄不合時宜,不合人性的抽象教條,轉而從具體的人的生活,心理行為特征出發(fā),從人對空間的實際需求和人對空間環(huán)境的感性認知規(guī)律出發(fā),創(chuàng)造出符合人性的城市空間。人性化設計就是一種從人的需求著手的設計思想,人的需求在實質的環(huán)境中,主要表現(xiàn)為生理需求和心理需求。生理需求即通常所說的建筑和城市的使用功能需求。滿足人們的生活需求,就是要建筑和城市為人們的居住、生活提供良好物質條件。對除生理需求之外,人的心理上的想象及感情活動,在我們的經驗感覺體系中也應該占有更重要的地位。大致說來,人的心理需求有:安全,認知,愉悅等幾個方面。一個好的建筑,應該能同時滿足人們的生理需要和心理需要。
高層建筑巨大的體量和尺度,往往對城市空間和人的行為心理有巨大負面影響。高層建筑被認為是反人性的,并被認為是造成城市人性化缺失的禍首之一。然而,大尺度和高密度與反人性并沒有因果關系,關鍵在于如何在設計中充分體現(xiàn)對人性的關懷,消解大尺度和高密度帶給人的心理壓力。在高層建筑100多年的發(fā)展歷史中,也出現(xiàn)了許多設計佳作,并積累了很多有益的設計經驗。因而,應在高層建筑底部城市空間設計中充分考慮人的需求,做到超大尺度與人的尺度之間的良好轉換;在滿足建筑內部空間使用者生理和心理的需求的基礎上,通過精心的設計,為人們提供舒適的健康的公共活動空間;同時,注重對城市自然環(huán)境特征和歷史文化的體現(xiàn)。對高層建筑底部城市空間而言,人性化設計是需要認真考慮的問題.而且也應該貫穿整個設計的始終。
高層建筑終究是為人來服務的,符合人性化的要求,才能更好的服務于人。也才能讓這些凝固的藝術,永放光彩。
3、自然環(huán)境
工業(yè)革命后的現(xiàn)代化城市,使人居環(huán)境從自然走向了人工環(huán)境,生活在高層建筑中的人們,更向往的是能見到一片綠色的自然環(huán)境,如同兒時在鄉(xiāng)間嬉戲時的自然環(huán)境。在密集的樓宇群中,人們感到更多的是壓抑的情感,更多的是感到自己的孤獨。
人類環(huán)境首要的、最普通的元素是自然,城市與自然相結合的觀念日益深入人心,城市生態(tài)問題受到密切關注。在樓宇間引入樹木、花卉、草坪和水體等自然元素,創(chuàng)造一些以某種自然元素為主題的城市空間,滿足現(xiàn)代人向往自然的愿望,這是創(chuàng)造宜人的人居環(huán)境較為有意義的手法。城市空間因其向社會的開敞,若能將自然元素引入,那么城市空間這樣的大型人工環(huán)境得以植根于自然,更有機地存在于人們的生活中。
而高層建筑,以高容積率,低密度使得人們能有更多的綠地空間可以享受,高層建筑是解決城市用地緊張,綠地率低的行之有效的途徑。
五、從微觀角度,以具體高層建筑設計為例,分析高層建筑與城市空間的融合
下面具體以設計“杭錦旗日月軒舊城改造項目G1區(qū)綜合樓”為例談談其與城市空間的融合。
本項目基地條件:本地塊位于內蒙古鄂爾多斯市杭錦大街、經一路交叉口,從高架上可以清楚地看到基地;基地位于高架道路的東側,場地東面為已建汽車銷售有限公司4S店,基地的西面為錦江之星旅館,南面為杭錦旗日月軒投資集團有限公司辦公樓。地塊沿主街面(杭錦大街)只有49米,進深達120米,其中有效進深約80米。
1、室外廣場與城市空間
高層建筑因其體量巨大,往往給街道空間一種突然的壓迫感,使人感覺好像從一個大空間突然進入一個小空間。處在街道兩旁的高層建筑在設計時應該對其進行后退處理,并在其退出的用地上設計一個廣場空間,這個廣場空間就建筑本體來說起到了緩沖作用。
在設計杭錦旗日月軒舊城改造項目G1區(qū)綜合樓項目中,利用基地正北面退界區(qū)域形成城市廣場,底部商業(yè)主入口與廣場緊密結合,這樣處理不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所,而且使建筑塔樓的形象特征更加突出。與城市廣場在空間上相互滲透、相互融合。
2、高層建筑底部交通與城市道路交通
高層建筑對交通有著獨特的要求:一是高層建筑的巨大容量決定了它的人流、車流量大,需要有便捷的交通以便于疏散;二是高層建筑功能復雜,商業(yè)與辦公等不同功能經常存在與同一個建筑中,這必然導致分散的、多個出入口。三是停車場的問題。這些使得高層建筑底部交通與城市道路交通存在著密切的關系。
在杭錦旗日月軒舊城改造項目G1區(qū)地塊內正好有一個多輛公交車終點站(也正好處于規(guī)劃設計中),因此本人將公交車終點站作為本項目交通設計的一個重要的有利因素,多次與公交車站點設計單位溝通、協(xié)調后,在不影響兩個項目推進的前提下,使得兩者的關系處于最佳位置,與公交車站點出入口緊密結合,在吸引人流的同時也有利于高層建筑中人流的疏散。如此處理,符合本項目成為杭錦旗地區(qū)高檔商務辦公樓的定位,同時也可以增加底部商業(yè)物業(yè)的價值。
在滿足停車位指標方面,本人通過場地退讓分析,將南面不可建范圍設計成地面停車位,解決一部分地面停車,同時將地下車庫出入口設置在南面,不浪費可建區(qū)域,最終滿足了停車位的指標,在車流組織上,使得場內車流與道路車流有一定的緩沖空間,有利于車流疏散。
3、主體塔樓形象設計
高層建筑承擔著城市的名片、城市的標志的作用,一個優(yōu)美的主體塔樓形象為城市的天空勾畫了優(yōu)美的輪廓,線條生動活潑、色彩繽紛多變。城市的天際線只是一維的、立面邊線為主的輪廓線,可正如一幅藝術攝影,照片是單向面的,可它反映的是三維的城市空間,以及整個城市風貌的特點。
在設計杭錦旗日月軒舊城改造項目G1區(qū)綜合樓項目中,根據(jù)《鄂爾多斯市城市規(guī)劃管理技術規(guī)定》以及杭錦旗地區(qū)規(guī)劃設計要求,分析場地退界后,場地的可見范圍非常小,所以選用單獨點式塔樓的做法,形態(tài)簡潔,自由、現(xiàn)代,給人以深刻印象。
4、立面的細部設計及都市界面的反應
在進行高層建筑立面設計時,不能孤立地考慮建筑的本身造型要素,而應該將整個建筑置身于城市空間環(huán)境中,從城市設計的整體角度對其進行分析,高層建筑不是單個存在,而是整體存在。應當仔細分析周邊高層建筑的立面特點,使高層建筑與外部街道空間及周圍環(huán)境相適應的同時,適當強化建筑的個性,給人以深刻影響。
在設計杭錦旗日月軒舊城改造項目G1區(qū)綜合樓項目中,通過分析周邊的高層建筑的立面特點后,將建筑的立面風格定為現(xiàn)代風格,材料采用玻璃與石材相結合,與周邊的建筑相呼應,成為城市空間中和諧的一部分,同時在主立面造型上,采用簡潔的弧形玻璃幕墻與兩側的契形玻璃幕墻互相穿插、咬合,豐富了建筑的形體效果,成為林立在建筑群中區(qū)別于其他建筑的一個重要標志,即是城市的標志。
在都市界面的反應方面,從高架上的汽車“速度”來看,是從南到北的“向量”,基地地塊形狀略呈“短槍把”型,所以在正面上,以簡潔的弧線,呼應從南到北的“向量”,中間以簡潔的弧形玻璃幕墻與兩側的契形玻璃幕墻相咬合,成上寬下略窄的弧面,暗合視覺透視和速度的方向,讓正立面有放大的視覺感受,西側面主要采取橫向的處理,從“速度”視覺來看會有延伸的感覺。
六、結束語
工業(yè)革命以后,高層建筑偏重于單體設計而忽視了建筑與城市空間的關聯(lián)。在大城市更新與改造的過程中,人們越來越認識到:只有通過高層“內”與“外”的結合,使高層建筑納入城市空間的網(wǎng)絡之中,才能適應社會發(fā)展的要求。了解社會發(fā)展動態(tài),把握時代脈搏,對加速我國高層建筑設計水平的提高有很大的益處,有助于使高層建筑由單體設計向城市整體環(huán)境設計的更高層次引申,為未來的大規(guī)模發(fā)展做好充分準備。
參考文獻:
[1](美)凱文?林奇.城市意象[M].華夏出版社,2001.4.
某工程由1棟6層商業(yè)樓,4棟超高層住宅樓,1棟59層超高層辦公樓組成。本文以6層商業(yè)樓為例,分析總結超限高層商業(yè)建筑的結構設計方法。結合6層商業(yè)樓的建筑功能和結構平面布置的特點,設兩道防震縫將其分為A、B、C三個區(qū),分區(qū)后僅A區(qū)屬超限高層,故本文主要介紹商業(yè)樓A區(qū),下文所提商業(yè)樓均指商業(yè)樓A區(qū)。本工程所在地區(qū)基本設防烈度為6度,設計基本地震加速度為0.05g,設計地震分組為第一組,建筑場地類別為Ⅱ類,場地特征周期,多遇地震為0.35s,罕遇地震為0.40s。商業(yè)A區(qū)結構單元抗震設防類別為重點設防類,應按高于本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施,故商業(yè)樓框架抗震等級應為2級。多遇地震計算時結構阻尼比取0.05,風振計算時結構阻尼比取0.02。
2基礎設計
商業(yè)樓基礎設計等級為甲級,采用樁加防水板基礎。根據(jù)前期試樁檢測報告結論,采用Φ700鉆孔灌注樁,抗壓兼抗拔樁。基礎埋深12.1m,遠大于建筑結構高度的1/18。經復核,風荷載及水平地震作用下基底均不出現(xiàn)零應力區(qū),可滿足高層建筑結構抗傾覆穩(wěn)定要求。
3地下車庫設計
地下車庫采用框架剪力墻結構,局部增加的剪力墻,主要有兩個作用:一是為了使得地下1層與地上1層的剪切剛度比大于2,滿足正負零作為地上單體嵌固端的要求,二是為了更好地保證室內外高差處水平力的傳遞。商業(yè)樓室內及室外相關范圍內,正負零零層采用梁板式結構,板厚180~250,雙層雙向配筋,且配筋率不小于0.25%。
4上部結構設計
(1)超限情況的判定根據(jù)“住房和城鄉(xiāng)建設部關于印發(fā)《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》的通知(建質〔2010〕109號)”,對商業(yè)樓的超限情況判定如下:①商業(yè)樓結構高度29.2m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構,屬于A級高度高層建筑,高度不超限。②商業(yè)樓3層以上豎向構件縮進大于25%,屬尺寸突變(立面收進);③商業(yè)樓地上樓層存在多處樓板有效寬度小于50%,開洞面積大于30%的情況;④商業(yè)樓3層和4層之間質心相差達18m,大于相應邊長的15%,同時,考慮偏心扭轉位移比大于1.2,小于1.4。綜合以上分析,商業(yè)樓屬于超限高層建筑。(2)上部結構計算分析在小震作用下,全部結構處于彈性狀態(tài),構件承載力和變形應該滿足規(guī)范的相關要求。根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3-2010第5.1.12條的要求,本工程采用SATWE與PMSAP兩種不同分析軟件分別進行了整體內力及位移計算,兩種軟件的計算結果基本一致,結構體系滿足承載力、穩(wěn)定性和正常使用的要求。樓層最大位層間移角小于1/550,滿足JGJ3-2010第3.7.3的要求;在剛性樓板假定下,慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下,豎向構件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值均小于1.4。根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2010第5.1.2條,對不規(guī)則建筑應采用時程分析進行多遇地震下的補充計算。本工程所選的三條波為TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035,每條時程曲線計算得到的結構底部剪力均大于CQC法的65%,三組時程曲線計算得到的底部剪力平均值大于CQC法計算得到的底部剪力的80%,故所選三條波滿足規(guī)范要求。時程分析的結果表明,結構體系無明顯薄弱層,時程分析法包絡值較CQC法計算結果小,故結構的小震彈性設計由CQC法計算結果控制。根據(jù)高層建筑混凝土結構技術規(guī)程JGJ3-2010第5.1.13條的要求,對商業(yè)樓采用彈塑性靜力分析方法進行了補充計算。兩個方向罕遇地震下性能點最大層間位移角均小于1/50,小于規(guī)范彈塑性位移角限值,因此宏觀上商業(yè)樓所用結構體系能保證大震不倒的設計要求。在通過二階段設計實現(xiàn)三個水準的基本設防目標以外,針對本工程的具體情況,提出了以下抗震性能化目標:①設防地震作用下,中庭連廊等薄弱處樓板內雙層雙向鋼筋不屈服;②設防地震作用下,懸挑梁根部框架柱及大跨梁兩端相連框架柱斜截面抗剪按彈性設計,正截面抗彎按不屈服設計;PMSAP樓板應力分析結果表明,中庭連廊根部、平面凹口陰角位置一般為應力集地區(qū)域,在多遇地震作用下,樓板主拉應力不大于混凝土抗拉強度標準值,樓板不會開裂,在設防地震作用下,應力集中位置樓板主拉應力略大于混凝土抗拉強度標準值,但適當加大樓板配筋,即可滿足樓板內鋼筋不屈服。在設防地震作用下,利用SATWE進行彈性設計和不屈服設計,分別校核懸挑梁根部框架柱及大跨梁兩端相連框架柱的箍筋和縱筋,并與多遇地震計算結果一起進行包絡設計。計算結果表明,配筋值均在合理范圍,配筋切實可行。通過以上性能化設計措施,在對結構的經濟性影響較小的情況下,提高了結構的抗震性能,增加了建筑的安全性。(3)上部結構設計針對偏心布置和扭轉不規(guī)則,設計時,盡量使結構抗側力構件在平面布置中對稱均勻布置,避免剛度中心與質量中心之間存在過大的偏離;加強構件的剛度,增強結構的抗扭性能。計算時,考慮偶然偏心的影響,設計時適當加強受扭轉影響較大部位構件的強度、延性及配筋構造。通過調整結構布置,將考慮偶然偏心下的最大位移比嚴格控制在1.4以下,第一扭轉周期和第一平動周期比嚴格控制在0.9以下。針對立面收進帶來的扭轉不利影響而采取的抗震措施詳?shù)?1)條。構造上,對收進樓層(4層)加厚至140mm且雙層雙向加強配筋,配筋率不小于0.25%,但為減小大跨部分樓板自重,室內大跨度區(qū)域樓板厚120mm,屋面大跨度區(qū)域樓板厚130mm,收進部位上下層樓板(3層和5層)厚度不小于120mm,并雙層雙向加強配筋。根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程JGJ3-2010》的相關規(guī)定,體型收進部位上、下各兩層塔樓周邊豎向結構構件的抗震等級提高一級,框架柱在此范圍內箍筋全高加密,提高縱筋配筋率;收進部位以下兩層結構周邊豎向構件配筋加強。針對因開洞形成樓板不連續(xù)情況,整體計算時按實際開洞情況建模,并將以上樓層定義為彈性膜,以考慮樓板不連續(xù)對結構的影響;同時,構造加厚連廊等薄弱區(qū)域樓板至130mm厚,并雙層雙向配筋,配筋率不小于0.25%。
5結語
關鍵詞:高層建筑設計;教學改革;限制與創(chuàng)新1 教改源起
在全球化、快速城市化的背景下,城市密度和高度的變化巨大。高層建筑由于高效節(jié)省土地資源、形態(tài)顯著等優(yōu)勢而廣泛被建造,世界高層建筑建設的重心也由北美逐步轉向以中國為最的亞洲。
作為教學目標與理念,先向學生傳遞的是:已廣泛應用于全球可持續(xù)發(fā)展理念、一直被認為圍繞“發(fā)展”和“限制”的一對核心概念。技術復雜的高層建筑對城市環(huán)境影響巨大。建筑師如何謹慎、理性、負責但又不失藝術創(chuàng)意?在滿足空間、形態(tài)、科技、防災等基本準則下,追求可持續(xù)發(fā)展的理念成為更高層次的目標與準則。
“高層綜合體建筑設計課程”(以下簡稱“高層建筑”)最大的難點是技術復雜性與較短教學周(6周)之間的矛盾。課程要考察學生的綜合分析、應對能力,考察學生對城市空間的審美能力,以及理解城市的復雜性與多樣性的能力。課程嘗試教學改革和創(chuàng)新:一是認知空間和城市設計之間的關系;二是搭建建筑與城市之間的緊密關聯(lián),挖掘想象力,訓練空間邏輯的敘述與表達。
2 教學概況
2.1系統(tǒng)原理
教學的主要任務是培養(yǎng)學生進一步的綜合設計能力。其中,四年級教學著重引導學生向城市設計層面擴展,并關聯(lián)性地分析和解決設計問題,基本指導原則是:整體性原則,關聯(lián)性原則,系統(tǒng)性原則,多樣化原則。課程設計的選題圍繞教學目標,在大類課題的范圍內加強內容和地形圖的多樣化。
2.2教學目標
課程教學目標是了解掌握高層建筑設計的相關理論和方法,認識高層建筑和城市環(huán)境的相互制約關系。
2.3教學模式
(1)多樣性的主題設置
課程設計的主題是“城市與建筑”,設置主題包括三個領域:城市設計類、高層商住綜合體、高層賓館辦公綜合體,三類課題同時開設,學生自主選擇題目,依據(jù)教師研究課題、實踐工程來選擇教師。
“城市設計類”:設計必須包括大量的研究,總體規(guī)劃應該是一個城市或地區(qū)基本的分析圖,而不僅僅是一個物理設計。
“高級商住綜合體”:商業(yè)研究環(huán)境中必須包括市場研究,包括了解高層住宅規(guī)范、設計、調整大小和高層住宅單位。
“高層酒店辦公綜合體”:要掌握高層公共建筑的設計規(guī)則和流程建模之間的關系,就必須有一定的技術含量,掌握技術規(guī)范、設計尺寸和深度調整。重視當前熱點主題,如文脈、景觀、可持續(xù)性、生態(tài)、技術等。
(2)課堂組織與團隊合作
四年級形成2個大班組,每班組2~3名教師。將大班組分成3~5人的團隊,團隊成員共同組織效果良好的組間討論報告,并填寫課后反饋調查表。
(3)設計過程控制
各教學組根據(jù)不同的命題方向,在教學過程之初由教師根據(jù)自己特長組織多場“高層建筑”研討會,主要有:①高層建筑簡介:高層建筑的歷史,分類的定義,與城市之間的關系,經典案例分析;②建筑技術:分析結構體系、地下車庫、設備機房、核心筒、避難層等;③歷史文脈:高層建筑在文化、社會、歷史背景的影響與價值,分析在當今存在的問題及所面臨的新挑戰(zhàn)。影響需求分析的主要因素:自然環(huán)境,交通流線調查、景觀風貌等,需繪制分析圖示及文字說明,作為最終正圖的部分內容,且需要搜集當代中外建筑經典范例,在課堂上用PPT對其分析評價,并由教師點評。
(4)加強教學評圖環(huán)節(jié)
大圖評是加強教學效果的有效手段。外部專家、教師和學生參與的組織,明確評估系統(tǒng)圖的形成、逼真的設計整體性能等級。多年的教學實踐表明,四年級的教學改革極大地促進了學生的積極性,鼓勵了教師之間的競爭,鼓勵學生的創(chuàng)新思維,讓學生對自己選擇的職業(yè)生涯逐漸有清晰的認識。教學鼓勵參與國際、國內競爭,使教學更具跨學科性和挑戰(zhàn)性。
3 總結
關鍵詞:高層建筑設計,城市空間
Abstract: with the national economic construction and the development of technology, the urban construction are extending, the urban land resources are increasingly scarce, high-rise buildings gradually become the protagonist of the urban construction. High-rise building for people with more interior space, has brought more outdoor green space, also brought rich and colorful city's skyline, making the city more and more beautiful. This article mainly discuss how to high-rise building design and the construction of urban space organic integration, better promote urban construction and development.
Keywords: high-rise building design, urban space
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
0 引言
城市規(guī)劃是對城市空間的分析與設計,也即對人活動的區(qū)域空間和各區(qū)域空間之間關系的協(xié)調。建筑設計是解決室內空間的使用、經濟、美觀的要求,同時在外部形體上,具有一定時代特性風格的前提下與周圍環(huán)境、城市歷史文脈及城市控制性規(guī)劃相協(xié)調的結果。城市規(guī)劃是動態(tài)地解決和協(xié)調各類建筑之間的聯(lián)系、建筑群的整體形象,以生態(tài)的、可持續(xù)的觀點延續(xù)城市的歷史,展望城市的未來。在這里,我對城市空間進行解析,以空間為主導因素,討論城市規(guī)劃對建筑設計的影響和制約。
1 城市空間定義與高層建筑對城市的影響
1.1 城市空間的定義
城市空間即城市中的人們所體會到的包羅萬象的感受。德國建筑師Robert Krier 提出過城市空間的概念:它僅是城市內和其它場所各建筑物之間所有的空間形式。這種空間,以不同的高低層次,幾何的聯(lián)系在一起,它僅僅在幾何特征和審美質量方面具有清晰的可辨性,從而允許人們自覺的去領會這個外部空間,即所謂城市空間。簡言之,就是城市中及各建筑物之間的可被人們領會的所有的空間。人在任何時候都在領會城市,城市提供給人們的各方面感受便是城市空間。
城市空間的構成 :研究城市空間,必然要對其分解,以期得到它的構成要素。既然城市空間是城市提供給人們的各方面感受,必然得從人的知覺、心理、行為角度加以分析。
1.2高層建筑對城市的影響
高層建筑對其所在的城市街區(qū)具有重要的影響。僅以它絕對的規(guī)模和人口總量,就對城市街區(qū)的集中化、對街上的行人以及街景本身都具有明顯的重要性。我們可以將這些歸于高層建筑的環(huán)境關系,它必須成為在一定位置上的有效的城市設計方面的主題。在這個層面上,高層建筑的發(fā)展可以由規(guī)劃者通過地方規(guī)劃來加以控制。一座高層建筑必須首先與城市達成的協(xié)議,就是那里的現(xiàn)狀,例如:它如何決定體量的問題,以及新的塔樓以何種尺度才能為整體聯(lián)系于城市的形象、城市的街區(qū)和周圍的建筑,最重要,它必須決定如何適應于街道的邊沿、周圍的人行道尺度、現(xiàn)有的土地利用以及它所在街區(qū)的特點。
2 高層建筑設計原則
2.1 高層建筑設計符合城市規(guī)劃
高層建筑設計都應該符合城市規(guī)劃要求,在高層建筑設計主要從以下幾點進行把握:
(1)對用地性質的規(guī)劃:具體建設項目的選址上,控制性詳細規(guī)劃限定這一項目只能在某一允許區(qū)域內選擇基地地塊;對用地進行開發(fā)的場地設計,控制性詳細規(guī)劃限定該地只能做一定功能性質的使用。
(2)對用地范圍的控制:規(guī)劃是由建筑紅線與道路紅線共同完成的。
(3)對用地強度的控制:是通過容積率、建筑覆蓋率、綠化覆蓋率等指標來實現(xiàn)的。對容積率、建筑覆蓋率最大值及綠化覆蓋率最小值來限定,可將基地使用強度控制在一個合適的范疇之內。
(4)對建筑用地范圍的控制:由建筑控制線來限定。即基地允許建造建筑物的區(qū)域。城規(guī)中一般都要求建筑控制線從紅線退后一定距離。
(5)規(guī)劃中對建筑高度、交通出入口的方位、建筑主要朝向、主入口方位等方面的要求,在場地設計中也應同時予以滿足。
2.2整體尺度
高層建筑的整體尺寸對城市的空間有著重要的影響,這些尺寸主要包括各部分尺寸的比例、街道尺寸、近人尺寸以及細部尺寸等。
(1)各部分尺度比例的協(xié)調:高層建筑一般由三個部分組成的:裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元素,以使整棟建筑造型生動活躍起來,一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系,而這三個部分尺度的確定,這樣才能在形式和空間上塑造出高層建筑的美。
(2)高層建筑中各部分細部尺度應有層次性:高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構成豐富,細膩耐看。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分。
(3)街道尺度:街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑協(xié)調統(tǒng)一,宜有所呼應。
(4)近人尺度:近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺這部分經常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分,其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小。
(5)細部尺度:細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質感。建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,換言之,通過質感產生一種視覺的空間美感。
3 高層建筑的外部尺寸設計
3.1建筑與城市環(huán)境在尺度的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置,從而形成富有變化而不失穩(wěn)重的城市天際線。
3.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度,整體尺度,街道尺度,近人尺度,細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度
混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間 整體與局部之間局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
3.2高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐臺階柱子樓梯等來反映建筑物的體量。
4 建筑群的整體設計
4.1建筑密度要適宜
高層建筑的密集雖然對于城市辦公等條件方便有利,卻給城市空間帶來很多壓力,造成城市空間和城市交通的擁擠,甚至是一些史料不及的污染和危害,比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成以前未出現(xiàn)過的光污染;還有就是形成高壓風帶和風口,這些會造成意想不到的后果。因此在規(guī)劃設計中要對區(qū)域內的高層建筑密度進行限制,避免高層建筑的集中分布。
4.2高層建筑要與城市道路相融合
高層建筑一般分布在城市中商業(yè)發(fā)達的地段,這些地段的街道本身交通荷載就較大,高層建筑將大大增加這些街道的交通壓力,分布在這些街道兩側的高層建筑要盡量控制其層數(shù)和高度,同時在規(guī)劃設計時要對這些街道進行擴展,加大其通行能力。
4.3超高層建筑數(shù)量要符合城市規(guī)劃
超高層建筑往往以其象征性和代表性而存在,實際上這類建筑既不經濟又不合理,一些已建成的超高層建筑投入使用后表明收益并不樂觀,可以說僅僅是體現(xiàn)城市形象,提高城市知名度。
4 結束語
高層建筑影響一座城市環(huán)境的平衡,關注高層建筑對環(huán)境質量的責任,對城市及周邊的影響,這和建筑本身的功能方案一樣,對設計者都是根本的問題。高層建筑設計必須用協(xié)調其形象的方法以嘗試保持最少的環(huán)境干擾性。高層建筑是當今城市的主角,創(chuàng)造著城市引人注意的輪廓線,它們限定著創(chuàng)造城市活動場所的公共空間,為城市中人們的活動提供布景。
參考文獻
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關鍵詞: 高層建筑;建筑設計; 城市空間;處理手法; 要點
Abstract: with the development of theory and technology in structure of the high-rise building structure form tend diversification, high-rise buildings form also diversification, but then the malpractices by more and more to show it. In a city of scenery and how to properly integrated in the urban space to become high-rise building design of a important task, also be to make perfect high-rise building design's pursuit of a concept. In this paper the design of high-rise building some of the key issues discussed and provide the reference for colleague.
Keywords: high building; Architecture design; The city space; Processing skill; points
中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A 文章編號:
0前言
高層建筑形式在古代就已有了, 早在公元前五百多年的古巴比倫曾經建造了現(xiàn)在號稱世界七大奇跡之一的“空中花園”, 根據(jù)記載, 其形式非常之華麗壯觀, 放置在任何空間之中都可以說是一道絕美的風景。近代隨著科學技術的發(fā)展, 尤其是鋼鐵、電梯的出現(xiàn)以及后來鋼筋混凝土的應用, 為高層建筑發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機遇, 高層建筑也成為城市空間中一道獨特的風景。 其中以美國的高層建筑發(fā)展最為活躍,如1885年的芝加哥家庭保險大樓被公認為第一幢摩天建筑, 而紐約的曼哈頓區(qū)更是高樓云集。近年來我國的高層建筑也發(fā)展迅速, 如上海的金茂大廈88層, 高420.5 m。
城市空間是人類生活和生產所需要的重要因素, 它為居民提供各種活動的可能。這個可以說是城市空間比較科學性的定義, 而本文提到的城市空間則更具體更形象, 主要指城市內的建筑物、道路、綠地、廣場、公共服務設施等實體以及由這些實體所構成的立體空間, 也是人處在其中能真實、直觀感受到的空間。高層建筑是否與所處的城市空間融洽, 其評價標準相當一部分取決于公眾的感受,簡單地說, 就是人處在所創(chuàng)造空間中的感受,所以一位建筑設計者在進行高層建筑設計時要充分考慮所創(chuàng)造出來的空間(無論是內部還是外部) 給予使用者的感受。這些是從理論上要求一位建筑設計師要考慮的因素, 也是作為一名建筑師應該承擔的責任, 而且還可以據(jù)此評價一位建筑師的設計能力和水平及其職業(yè)道德。事實上, 在進行一項高層建筑設計時, 開發(fā)商受利益的驅使往往不會考慮建筑與環(huán)境的關系, 此時, 規(guī)劃部門所出臺的各種條文政策及規(guī)范將扮演著重要角色, 它強制性的要求必須顧及城市環(huán)境, 營造舒適的城市空間??梢钥闯? 高層建筑設計與城市空間的協(xié)調以及城市空間的營造是通過兩方面的共同作用來完成的, 即建筑設計和規(guī)劃。
1高層建筑設計
1.1充分發(fā)揮廣場的作用
高層建筑由于其體量的巨大, 往往給街道空間一種突然的壓迫感, 使人感覺好像從一個大空間突然進入一個小空間, 這是由于高層建筑的體量所造成的對比。因此凡是處在街道兩旁體量巨大的高層建筑在設計時應該對其進行后退處理, 并在其退出的用地上設計一個廣場空間, 這個廣場空間將起到空間的緩沖作用; 而且由于高層建筑的建筑面積遠遠超出其用地面積, 容納的人員較多, 出入口人流密度相對較大, 后退出的廣場空間也起到緩解交通壓力的作用; 從另外一方面講, 廣場空間往往在街道空間以及城市空間中起到非常重要作用, 能夠給公眾留下較深的印象, 也往往能成為城市的節(jié)點, 這就是共享空間的好處。有的建筑大師甚至直接設計成下沉式的廣場, 如日本建筑大師級磯崎新設計的日本筑波中心的下沉式廣場, 獨特的廣場空間造型, 以人和環(huán)境為設計重點, 不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所, 而且使建筑塔樓的形象特征更加突出。這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象,就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。因此在進行高層建筑設計時廣場和建筑應該作為一體來考慮。
1.2高層建筑主體設計
對于一個城市而言, 高層建筑往往具有一定的代表性和象征性, 可以反映一個城市經濟水平和發(fā)展程度, 選擇合理的造型就顯得尤為重要。高層建筑由于其結構形式的限制以及使用功能的要求, 在造型上往往追隨于建筑的結構形式, 而不能有太多的變化, 甚至有的高層建筑直接將結構形式外露不加修飾。高層建筑的主體部分是它的塔樓,塔樓的表現(xiàn)形式對高層建筑的造型起著決定性的作用。 現(xiàn)今國外和國內的許多高層建筑都有著獨特的外形和明顯的識別性, 對一個城市具有一定的代表性, 這可以說是高層建筑存在的一個原因。隨著近年來資源短缺問題的出現(xiàn),全球提出了可持續(xù)發(fā)展, 而高層建筑就環(huán)保節(jié)能方面來說是很浪費的, 隨之就出現(xiàn)了“生態(tài)型”建筑的概念, 如生態(tài)建筑師諾曼?福斯特設計的法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈在強調象征意義和功能的同時, 就引入生態(tài)的概念, 是世界上第一座“生態(tài)型”超高層建筑。其建筑平面呈三角形,宛如三葉花瓣夾著一支花莖: 花瓣部分是辦公空間, 花莖部分為中空大廳,中空大廳起自然通風作用, 同時還為建筑內部創(chuàng)造了豐富的景觀。而氣候設計大師楊經文設計的馬來西亞吉隆坡梅納拉大廈,則體現(xiàn)了利用空中開放空間連通建筑內外, 貫徹“生物氣候大樓”思想, 引入了大量的植物, 立面上螺旋上升的垂直綠化和底部斜坡的綠化都有助于調節(jié)氣候, 盡可能地拉近了人與自然的距離, 較好地完成了室內外空間的過渡與銜接,同時對形成良好的城市空間環(huán)境也是一種深化??梢钥闯瞿壳案邔咏ㄖO計的一個新要求就是要實現(xiàn)“生態(tài)節(jié)能型”。高層建筑主體的下部分裙房雖然對整個城市影響較小, 但它對于街道的尺度和人情化空間的創(chuàng)造等方面卻有著重要的影響。建筑的裙樓立面設計一般不同于上部立面, 需要進行細致的設計, 從而使下部空間豐富多彩而不至于感到蒼白; 并要體現(xiàn)人的尺度, 因為裙房部分跟公眾視覺接觸較密切, 對街道空間感影響也較大。而高層建筑的最上部分屋頂對整個建筑形象起到強化個性的作用, 雖然它較少影響到生態(tài)環(huán)境, 但對塑造建筑的標志性、豐富城市天際線具有重要的作用,因此應根據(jù)建筑的基座、樓身等因素加以塑造。
1.3巧妙地運用一些處理手法
高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大, 但是底層部分卻可以進行一些巧妙的處理來豐富空間形式,一般可以采用底層架空和入口縮進的手法。底層架空的處理手法是現(xiàn)代建筑的特征之一, 它可以在高密度的環(huán)境中爭取到寶貴的用地, 把城市的道路、廣場和建筑有機地結合在一起, 形成通透的、公共的開放空間, 給市民以小憩之地;同時還可以改善人流、視覺擁擠的狀況, 連通幾個主要的公共場所, 以增加城市空間的層次。高層建筑臨近城市道路布置時, 入口空間凹入建筑下部可以避免主體的被迫后退(用地非常緊張的情況下) , 爭取基地面積的有效使用,緩解入口處各種矛盾沖突; 并有可能在建筑的形體設計、空間組織等方面形成新穎的構思, 這種入口后退架空的處理不僅空間層次豐富而且給人的印象也深刻。
2規(guī)劃設計
2.1避免高層建筑密集
高層建筑的密集雖然對于城市辦公等條件方便有利,卻給城市空間帶來很多壓力, 造成城市空間和城市交通的擁擠, 甚至是一些始料不及的污染和危害, 比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成以前未出現(xiàn)過的光污染;還有就是形成高壓風帶和風口, 這些會造成意想不到的后果。因此在規(guī)劃設計中要對區(qū)域內的高層建筑密度進行限制, 避免高層建筑的集中分布。
2.2高層建筑與城市街道
高層建筑一般分布在城市中商業(yè)發(fā)達的地段, 這些地段的街道本身交通荷載就較大, 高層建筑將大大增加這些街道的交通壓力, 分布在這些街道兩側的高層建筑要盡量控制其層數(shù)和高度, 同時在規(guī)劃設計時要對這些街道進行擴展, 加大其通行能力。
2.3控制超高層建筑數(shù)量
超高層建筑往往以其象征性和代表性而存在, 實際上這類建筑既不經濟又不合理, 一些已建成的超高層建筑投入使用后, 收益并不樂觀, 可以說僅僅是體現(xiàn)城市形象,提高城市知名度。
關鍵詞:高層住宅;混凝土;剪力墻;結構設計
0 引言
在結構設計時,高層建筑的高度一般是指從室外地面至檐口或主要屋面的距離,不包括局部突出屋面的樓電梯間、水箱間、構架等高度。 隨著高層建筑高度的大幅度增加,出現(xiàn)了超高層建筑?!俺邔咏ㄖ币辉~來源于日本,英語中原來并無超高層建筑相應的詞條,歐美等西方國家一般采用Tall building或Highrise building來代表高層建筑,直到1995年才出現(xiàn)超高層建筑對應的詞條Super-tall building。即使在日本,超高層建筑也沒有明確的分界線,如在70年代,指70m以上的建筑,到80年代,提高到100m。目前,日本一般將120m以上的建筑稱為超高層建筑,由此可以看出,超高層建筑完全是人為界定的,特指當時日本最高的一些建筑物;日本還將30層以上的旅館、辦公樓和20層以上的住宅規(guī)定為超高層建筑。目前,超高層建筑一詞流行廣泛,但又無統(tǒng)一和確切的定義,一般泛指某個國家或地區(qū)內較高的一些建筑。國際上,通常將高度超過100m或層數(shù)在30層以上的高層建筑稱為超高層建筑。本文攫取了高層建筑物中的混凝土剪力墻的優(yōu)化設計進行闡述,主要從剪力墻結構的形式以及布置方面進行優(yōu)化設計。
1 高層建筑結構設計特點分析
高層建筑結構可以設想成為支承在地面上的豎向懸臂構件,承受著豎向荷載和水平荷載的作用。與多層建筑結構相比,高層建筑結構的設計具有如下特點。
1.1水平荷載成為設計的決定性因素
對于多層建筑結構,一般是豎向荷載控制著結構的設計。隨著房屋層數(shù)的增加,雖然豎向荷載對結構設計仍有著重要的影響,但水平荷載已成為結構設計的控制因素。因為豎向荷載在結構的豎向構件中主要產生軸向壓力,其數(shù)值僅與結構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,其數(shù)值與結構高度的二次方成正比。而且,與豎向荷載相比,作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數(shù)值與結構的動力特性等有關,具有較大的變異性。 水平荷載作用下,隨著建筑物高度的增大,水平位移增加的速度最快,內力次之。因此,高層建筑結構設計時,為了有效地抵抗水平荷載產生的內力和變形,必須選擇可靠的抗側力結構體系,使所設計的結構不僅具有較大的承載力,而且還應具有較大的側向剛度,將水平位移限制在一定的范圍內。
結構的側移與結構的使用功能和安全有著密切的關系。因為,過大的水平位移會使人產生不安全感,會使填充墻和主體結構出現(xiàn)裂縫或損壞,造成電梯軌道變形,影響正常使用;過大的側移會使結構因效應而產生較大的附加內力等。對水平荷載作用下結構側移的控制實際上是對結構構件截面尺寸和剛度大小控制的一個相對指標。
1.2 軸向變形的影響在設計中不容忽視
豎向荷載是從上到下一層一層傳遞累積的,使高層建筑的豎向結構構件產生較大的軸向變形。如在框架結構中,中柱承受的軸向壓力一般要大于邊柱的軸向壓力,相應地中柱的軸向壓縮變形要大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時,中柱和邊柱的軸向變形就會產生較大的差異,使框架梁產生不均勻沉降,造成框架梁的彎矩分布發(fā)生較大的變化。同時,高層建筑特別是超高層建筑中,豎向構件(特別是柱)的軸向壓縮變形對預制構件的下料長度和樓面標高會產生較大的影響。如美國休斯敦75層的德克薩斯商業(yè)大廈,采用型鋼混凝土墻和鋼柱組成的混合結構體系,中心鋼柱由于負荷面積大,截面尺寸小,重力荷載下底層的軸向壓縮變形要比型鋼混凝土墻多260mm,為此該鋼柱制作下料時需加長260mm,并需逐層調整。
2剪力墻的布置
(1)剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向或多向布置,不同方向的剪力墻宜分別聯(lián)結在一起,應盡量拉通、對直,以具有較好的空間工作性能;抗震設計時,應避免僅單向有墻的結構布置形式,宜使兩個方向側向剛度接近,兩個方向的自振周期宜相近。剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則。
(2)剪力墻的側向剛度及承載力均較大,為充分利用剪力墻的能力,減輕結構自重,增大結構的可利用空間,剪力墻不宜布置得太密,使結構具有適宜的側向剛度;若側向剛度過大,不僅加大自重,還會使地震力增大,對結構受力不利。
(3)剪力墻宜自下到上連續(xù)布置,避免剛度突變;允許沿高度改變墻厚和混凝土強度等級,或減少部分墻肢,使側向剛度沿高度逐漸減小。剪力墻沿高度不連續(xù),將造成結構沿高度剛度突變,對結構抗震不利。
(4)細高的剪力墻(高寬比大于2)容易設計成彎曲破壞的延性剪力墻,從而可避免發(fā)生脆性的剪切破壞。因此,當剪力墻的長度很長時,為了滿足每個墻段高寬比大于2的要求,可通過開設洞口將長墻分成長度較小、較均勻的若干獨立墻段,每個獨立墻段可以是整截面墻,也可以是聯(lián)肢墻,墻段之間宜采用弱連梁連接(如樓板或跨高比大于6的連梁),因弱連梁對墻肢內力的影響可以忽略,則可近似認為分成了若干獨立墻段,如圖1所示。此外,當墻段長度較小時,受彎產生的裂縫寬度較小,而且墻體的配筋又能充分地發(fā)揮作用,因此墻段的長度不宜大于8m。
圖1 較長剪力墻劃分示意圖
3 高度和高寬比的控制
剪力墻結構大多應用于高層建筑結構,而高層建筑中,側向位移的控制是結構設計的主要矛盾。此外,隨著高度的增加,水平荷載作用下的傾覆力矩迅速增加。高層建筑設計中,一般通過控制結構的高寬比(即建筑的高度H與寬度B之比)來控制結構不產生過大的側向位移和傾覆力矩?!陡邔咏ㄖ炷两Y構技術規(guī)程》將鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度和高寬比分為A級和B級,A級高度的鋼筋混凝土乙類和丙類高層建筑的最大適用高度應滿足規(guī)定,具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構的最大適用高度應適當降低,且7度和8度設計時,分別不應大于100m和60m;高度超過規(guī)定的框架―剪力墻、剪力墻和墻體結構高層建筑,為8級高度高層建筑,B級高度的鋼筋混凝 土乙類和丙類高層建筑的最大適用高度應滿足要求。
【關鍵詞】城市空間;建筑設計;規(guī)劃設計
城市空間是城市生活群體在生活、生產中不可缺少的重要因素,它為居民的各種活動提供了便利的平臺。這個可以說是城市空間比較科學性的定義,而本文提到的城市空間則更加具體、更加形象、更加人性化和實用化,它是一個抽象化的立體空間,主要由城市內的建筑物、道路、綠地、廣場、公共服務設施等組合而成,居住者能真實有效感到空間存在,比較直觀的享受空間感受。檢查高層建筑與所處的城市空間是否融洽,人們生活環(huán)境的溫馨指數(shù)是否得到提高,其評價標準大部分取決于公眾的感受。所以建筑設計者在進行高層建筑設計時要要考慮到所創(chuàng)造出來的空間能給予使用者什么樣的感受。這就要求本建筑設計師要能考慮到這些因素,作為一名建筑師應當承擔這些責任,而且這也是一位建筑師應有的設計能力和本職職業(yè)道德。然而在現(xiàn)實生活中開發(fā)商在進行高層建筑設計時,他們受利益的驅使往往把建筑與環(huán)境的關系拋之腦后,此時,只能把希望寄托于規(guī)劃部門所出臺的各種條文政策和規(guī)范。它們將開始扮演著重要角色,任重道遠。城市環(huán)境的重要性直接關系到居民的生活質量的高低,打造出溫馨舒適的城市空間勢在必行。規(guī)劃部門的強制性要求建筑開發(fā)單位必須顧及到??梢钥闯觯邔咏ㄖO計與城市空間的協(xié)調以及城市空間的營造是通過兩方面的共同作用來完成的,即建筑設計和規(guī)劃。下面就從建筑設計和城市規(guī)劃兩方面談談城市空間對高層建筑設計的影響。
1 建筑設計
1.1 把廣場的作用充分發(fā)揮
由于高層建筑的規(guī)模龐大,人行其中在視覺上感覺其空間是一種由上而下的壓迫感,好像使人感覺到無比的壓抑,好像從一個寬闊的空間進入一個狹窄的腸道,這是由于高層建筑的體量的對比造成的。因此在對街道兩旁體量巨大的高層建筑進行設計時要考慮到個人對物體的視覺反應,應該對其進行后退處理來解決這個問題,如果有必要最好在其退出的用地上設計一個比較實用的廣場空間,不要小看這個空間,它將起到空間的緩沖作用,減少視覺上的壓力;而且由于高層建筑的建筑面積和其用地面積相差懸殊,容納的人員較多,人口流動性較大,人口密度較高,交通就容易造成堵塞,所以后退出的廣場空間能在緩解交通壓力上有一定貢獻。從另外一方面講,廣場空間往往在街道空間以及城市空間中起到非常重要作用,設計得當,新穎突出有特點能代來愉悅感,還能夠給公眾留下較深的印象,也往往能成為城市的亮點,這樣的例子在我國有很多,這就是共享空間的優(yōu)越性所在。有的建筑大師甚至直接設計成下沉式的廣場,以人和環(huán)境為設計重點,不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所,而且使建筑塔樓的形象特征更加突出。這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象,就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。因此在進行高層建筑設計時廣場和建筑應該作為一體來考慮。
1.2 高層建筑主體設計
針對一個城市而言,高層建筑往往賦予一種神圣的力量,相當于一張城市名片的作用,那就是城市的代表性和象征性。它可以反映一個城市的活力和發(fā)展程度,也是經濟水平的集中體現(xiàn)。因此在選擇造型上要動動腦筋。高層建筑由于其功能的要求和結構形式的限制,想要創(chuàng)新與實用相結合確實不容易。到目前為止,在造型上往往追隨于建筑的結構形式,而不能有太多的變化,但要與四周的環(huán)境相結合達到美觀而使用,有的高層建筑甚至直接將結構形式外露不加修飾。塔樓可以說是高層建筑的主體部分,塔樓的表現(xiàn)形式是否有特點,又新穎性,這對高層建筑的造型起著決定性的作用,也是建筑本身的亮點所在,不可忽視?,F(xiàn)今國外和國內的許多高層建筑都有著自己獨特的特點,識別性很強,對一個城市具有一定的代表性,無形中給城市帶來了魅力與色彩。這可以說是高層建筑存在的一個原因。隨著近年來資源短缺,建筑業(yè)是如此。全球提出了可持續(xù)發(fā)展的建筑戰(zhàn)略理論,而高層建筑就環(huán)保節(jié)能方面來說是很浪費的,隨之“生態(tài)型”建筑的概念應孕而生,如生態(tài)建筑師諾曼?福斯特設計的法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈。呈三角形建筑平面新穎突出,遠看宛如三葉花瓣夾著一支花莖:其組成部分各具功能各顯千秋,花瓣部分是辦公空間,花莖部分被設計為中空大廳。中空大廳為建筑內部創(chuàng)造了豐富的景觀,還起到自然通風作用。而氣候設計大師楊經文設計的馬來西亞吉隆坡梅納拉大廈則體現(xiàn)了利用空中開放空間連通建筑內外,貫徹“生物氣候大樓”思想,大量的綠色植物成為重點,立面上螺旋上升的垂直綠化和底部斜坡的綠化都有助于調節(jié)氣候,縮短了人與自然的真實距離,室內外空間的過渡與銜接完美結合在一起。同時對形成良好的城市空間環(huán)境也是一種深化??梢钥闯瞿壳笆恰吧鷳B(tài)節(jié)能型”。高層建筑設計提出的一個新要求一定要實現(xiàn)
高層建筑主體的下部分雖然對整個城市影響不大,但它相對于街道的尺度和人情化空間的創(chuàng)造而言卻有著重要的影響。建筑的裙樓立面設計一般不同于上部立面,需要進行細致的設計,有步驟、有計劃的進行,把下部空間設計得豐富多彩一些,不要讓人們感到蒼白,并要體現(xiàn)人的尺度。因為裙房部分跟公眾視覺接觸較密切,所以它對街道的空間感影響也是比較大的。。而高層建筑的最上部分―――屋頂對整個建筑形象起到強化個性的作用,雖然它較少影響到生態(tài)環(huán)境,但對塑造建筑的標志性、豐富城市天際線具有重要的作用,因此應根據(jù)建筑的基座、樓身等因素加以塑造。
1.3 巧妙的運用一些處理手法
高層建筑的塔樓部分變化余地不是很大,但是底層部分我們卻可以進行一些巧妙的處理來把空間形式豐富多樣化。一般可以采用底層架空和入口縮進的手法。它可以在高密度的環(huán)境中爭取到寶貴的用地,有機的把城市的道路、廣場和建筑結合在一起,針對它們不同的特點發(fā)揮出最大作用,形成通透的、公共的開放空間,給市民以小憩之地;同時從自然與人文和寫上還可以改善人流和視覺擁擠的狀況,把幾個主要的公共場所互相連通,來增加城市空間的層次感。高層建筑臨近城市道路布置時,人口空間凹人建筑下部可以避免主體的被迫后退(用地非常緊張的情況下),爭取基地面積的有效使用,緩解人1∶3處各種矛盾沖突;并有可能在建筑的形體設計、空間組織等方面形成新穎的構思,這種人口后退架開的處理不僅空間層次豐富而且給人的印象也深刻。
2 規(guī)劃設計
2.1 避免高層建筑密集
高層建筑的密集在對城市辦公等條件帶來方便有利的同時,卻給城市空間帶來很多無形的壓力,到處是密集的人群和始料不及的污染危害。污染已經滲透到密集的人群中。能知道污染危害的卻寥寥無幾,比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成以前未出現(xiàn)過的光污染;還有就是形成高壓風帶和風1∶3,這些會造成意想不到的后果。因此在規(guī)劃設計中要對區(qū)域內的高層建筑密度進行限制,避免高層建筑的集中分布。
2.2 高層建筑與城市街道
高層建筑主要分布在城市中心的商業(yè)發(fā)達的地段,這些地段由于受到地理條件的影響街道本身交通荷載就較大,成為交通堵塞和交通事故頻發(fā)地。本身解決這些問題就比較困難。但高層建筑將再次把這些街道的交通壓力增加,所以分布在這些街道兩側的高層建筑要把層數(shù)和高度控制好,同時在規(guī)劃設計時要對這些街道進行擴展,加大其通行能力。這樣才能緩解高層建筑與車是街道的矛盾關系。
2.3 控制超高層建筑數(shù)量
城市超高層建筑我們往往把它定為成象征性和代表性,它因此而存在,從實際上講這類建筑不但不合理還不經濟,一些已建成的超高層建筑投人使用后表明收益并不是很樂觀,可以說它僅僅是體現(xiàn)城市形象,提高城市知名度。
3 結語
高層建筑已匆匆走過百個春夏秋冬,它一開始便成為城市的焦點,其形式和風格也不斷發(fā)展和創(chuàng)新,越來越適合城市的需要,我國的高層建筑雖然相對發(fā)達國家起步較晚,但發(fā)展迅速,到目前為止已經取得了很大的成就,像北京、上海、深圳等城市的高層建筑有一定高度的設計理念,給中國高層建筑的發(fā)展奠定了基礎,可以說代表了中國高層建筑的發(fā)展史,高層建筑設計與城市空間的融合也正不斷的完善發(fā)展。論城市空間對高層建筑設計的影響
參考文獻: