高层建筑新规定十篇

时间:2023-12-14 17:45:53

高层建筑新规定

高层建筑新规定篇1

【关键词】建筑面积;计算要点;细化条款;防止漏算;防止多算或重算

新规范在内容上对旧规范进行了多项修订,涉及架空层、永久性顶盖、凸(飘)窗、阳台、外墙保温层、设备管道层、采光井等诸多内容,修订内容基本可分为三类,第一类是对旧规范不够明确的规定进行了细化,防止出现歧义或不合理内容;第二类是对旧规范可能引起漏算的内容进行修订,防止被“钻空子”;第三类是对旧规范可能引起重算或多算的内容进行修订,以使面积计算更科学合理。

一、新规范修订中涉及细化条款的内容

(一)建筑空间

新规范首次引进建筑空间这个术语,具备可出入、可利用条件的围合空间,均属于建筑空间,应按规定计算建筑面积。容易引起歧义的建筑空间多在坡屋顶下或场馆看台下。依据新规范,是否确定为建筑空间要看这部分空间是否具有实际的可出入、可利用条件,而与设计无关。对于形成建筑空间的,要按规定计算建筑面积。旧规范没有建筑空间这个术语,涉及这部分空间是否计算面积时,以设计是否加以利用为依据,设计加以利用则计算面积,设计不加以利用则不计算面积,而忽略了该部分空间是否具备可利用条件的实际。相比较而言,旧规范侧重的是设计,新规范侧重的是实际,更有现实意义。

(二)露台

旧规范仅规定屋顶的露台不计算建筑面积,对其他位置的露台未做规定。新规范对露台的确定进行了详细规定,露台只有满足位置、可出入、有维护设施及无盖4条件才不应计算建筑面积。对于设置在首层并有维护设施的平台,且其上层为同体量阳台,则该平台视为阳台,按阳台的规则计算建筑面积。

(三)架空层

新规范规定架空层指仅有结构支撑而无护结构的开敞空间,常见的有坡地吊脚架空层、深基础架空层,还有部分住宅、学校教学楼等工程在底层架空或在二楼以上某个或多个楼层架空,作为公共活动、停车、绿化等空间。架空层没有维护结构,建筑面积按其顶板水平投影而不是支撑结构(如立柱)范围线计算建筑面积,结构层高在2.20m及以上的,应计算全面积;结构层高在2.20m以下的,应计算1/2面积。有维护结构的就不是架空层,按建筑空间要求计算建筑面积。

二、新规范修订中涉及防止漏算的内容

(一)阳台

新规范对阳台的面积计算标准进行了修订,规定在主体结构内部的阳台应计算全面积,在主体结构外的阳台才计算1/2面积。新旧规范相比,这条技术内容的修订,对项目建筑面积计算影响较大。由于旧规范对阳台与建筑主体结构的位置关系没有进行界定,且同样尺寸的阳台比同样尺寸的房屋建筑面积减少了一半,于是很多开发商在进行项目设计时,有意将房间靠近窗户或阳台的一部分划为阳台,以此达到减少计算建筑面积的目的,进而可降低容积率以及相关的费用。同时,在项目销售时,又以阳台部分送一半面积为噱头,以引起购房者的兴趣,实现利益最大化。新规范的实施,堵住了旧规范在阳台面积计算上的漏洞,使计算标准更合理适用。

(二)飘窗

新规范对飘窗的面积计算进行了修订,对面积计算结果影响较大。由于旧规范规定飘窗不计入建筑面积,所以有很多项目在设计飘窗时,直接将房间地板延伸出去,形成与缩小版阳台一样的飘窗,以规避面积计算,实现所谓“偷面积”的目的。针对这种情况,新规范规定了飘窗只有两种情况可不计算面积:第一种情况是飘窗窗台与室内地面高差不低于0.45m;第二种情况是当飘窗窗台与室内地面高差低于0.45m时,飘窗的结构净高应在2.10m以下。如果不能满足以上两种情况的规定,则应按规定计算建筑面积,尤其是把楼板延伸出去而形成的所谓飘窗,明确规定应计算1/2面积,以避免漏算。同时,此规定与阳台的面积计算有异曲同工之处,使凸阳台和飘窗在面积计算上有可比性。

(三)夹层

依据旧规范规定,建筑物内的设备管道夹层不计算建筑面积,由于仅注重了使用功能,而没有考虑到夹层的层高,容易导致漏算。新规范规定,对于建筑物内的设备层、管道层、避难层等有结构层的楼层,依据结构层高在2.20m及以上的,应计算全面积;结构层高在2.20m以下的,应计算1/2面积,这里建筑物设备夹层也作为建筑空间的一种,按建筑空间进行面积计算,计算原则更加合理。

(四)采光井

包括建筑物中的采光井和地下室采光井。旧规范在计算地下室面积时,不包括采光井面积。新规范规定,有顶盖的采光井应按一层计算面积,按结构净高在2.10m及以上的,应计算全面积;结构净高在2.10m以下的,应计算1/2面积。需要注意的是,在实际建筑中不管是建筑物中的采光井还是地下室采光井,其层高可能跨越多个楼层,均按一层计算面积,这和规范中对层高超过2.20m但无结构层的,只计算一层面积的原则是一致的。

三、新规范修订中涉及防止多算或重算的内容

(一)地下室出入口

地下室出入口属于地下室的附属结构,在建筑面积计算上应有区别,旧规范规定有永久性顶盖的出入口,应按其外墙外边线所围水平面积按层高2.20m原则计算,基本上等同于地下室主体。新规范对此部分内容进行了改变,规定出入口外墙外侧坡道有顶盖的部位,视其为地下室主体结构的附属部分,按其外墙结构水平面积的1/2计算面积。对于没有顶盖或后增加及建设单位自行增加的顶盖,不计算建筑面积。

(二)保温层

新规范和旧规范相比,在保温层面积计算上做了两个方面的改动,其一是去除了保温层和墙体之间黏结胶浆层所占的面积,其二是保温层的外边线以主体结构保温层外边线为准,且不扣除门窗和建筑物外已计算建筑面积构件(阳台、室外走廊、门斗、落地橱窗等部件)所占长度。

四、结束语

新规范提出建筑空间概念,强调了实际的使用功能,不再以设计时是否加以利用作为面积计算的依据;新规范规定主体结构以内基本计算全面积,而附属结构按照相关规定计算半面积或不计算面积;新规范对阳台和飘窗的面积计算进行了有针对性的修订,防止了漏算。以上内容都使得在验收测量工作中,进行建筑面积计算时有更加全面合理的依据,为面积计算提供了技术保障。

高层建筑新规定篇2

关键词:高层建筑结构设计

随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高。业主及建筑师的创新艺术使得钢筋混凝土高层建筑发展被广泛应用。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求,下面就结构设计中的问题进行一些探讨。

1 高层建筑结构设计的意义及依据

1.1概念设计的意义

高层建筑能做到结构功能与外部条件一致,充分展现先进的设计.发挥结构的功能并取得与经济性的协调,更好地解决构造处理,用概念设计来判断计算设计的合理性。

1.2概念设计的依据

高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质,设计和构造处理原则,计算程序的力学模型和功能,吸取或不断积累的实践经验。

2高层建筑结构设计体系

2.1 结构的规则性问题

新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

2.2 结构的超高问题

在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A 级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

2.3 嵌固端的设置问题

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了自嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计 嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

2.4 短肢剪力墙的设置问题

在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

3高层建筑的整体隐定性

对高层建筑来说.在抗震没汁中,房屋的高宽比是一个需慎重考虑的问题。

3.1对整个建筑进行抗倾覆稳定性验算,使地震作用下的倾覆矩与相应的重力薪载在基础与地基交界面上的合力作用点.不应超出力矩作用方向抗倾覆构件基础边长的1/4。

3.2加大建筑物下部儿层的宽度.使其满足规范高宽比的限值,从而保证上部结构的稳定。

3.3使基础有足够的 置深度。有些裙楼和高层主楼从地上到地下用变形缝彻底分开.导致主楼基础埋深不够,地震时会使建筑物发生滑移、整体倾斜甚至倾覆

3.4对于高宽比很大的高层建筑,建议采用桩基础,桩基础钢筋在承台内的锚固长度要足够大。因为桩是埋在土中的细长构件,由于桩土摩擦力的存在,桩的抗拔性能较好,从而能很好地抵抗上部结构的倾覆。避免采用天然地基或复合地基上的浅基础。

4 结构设计应注意的问题

4.1周期控制

结构周期反映了结构体系的柔刚性,周期越长说明结构的整体刚度越柔,同时结构的位移也就越大,控制结构的位移和控制结构的周期是同一性质的,结构位移与结构周期是息息相关的,前者随后者的增大而单调增长。新抗震规范和高规还进一步提出了对结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期之比的限定规定。对于侧向刚度沿竖向分布基本均匀的较规则结构,其规律性较强,扭转为主的第一周期Tt和平动为主的第一周期T1都比较好确定,但是对于平面或竖向布置不规则的结构,则难以直观地确定Tt和T1。为了便于设计人员执行这条规定,在新规范软件中增加了根据振动方向因子判断各振型的振动形态功能和主振型判断功能。

4.2控制层刚度比

层刚度和层刚度比是两个重要参数。目前计算层刚度主要有三种方法:a.层剪力与层间位移比值方法。b.剪切刚度方法;c.剪弯刚度方法;按抗震规范定义:层的抗侧移刚度实际上就是使层刚心产生单位所需的水平力。层刚度比可以判断各层间的刚度均匀分布,在新高规4.4.2条,l0.2.6条,4.4.3条,5.3.7条对高层结构的层刚比作了规定。

4.3控制扭转不规则

根据新抗震规范3.4.2条及表3.4.2.1的规定,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍,同时抗震规范3.4.3条规定,扭转不规则时,应计及扭转影响且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍;因此通过控制结构的扭转位移,使结构具备必要的抗扭刚度,保证结构满足地震作用下的抗扭要求,更好地满足结构的抗震安全性。

4.4偶然偏心影响

根据高规第3.3.3条规定:计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。做法是把各楼层质心求出后,按规范规定的偏移值向同一个方向偏移。

因是质心偏移,当考虑耦连计算时结构的动力特性均会改变,程序计算出各种组合后按最不利情况进行配筋计算。按“高规”规定,一般工程均应考虑偶然偏心影响。当考虑双向地震作用时可以不考虑偶然偏心的影响,“抗震规范”中规定规则结构不进行扭转耦连计算时,采用增大边榀内力的简化处理方法。实际工程计算建议采用考虑扭转耦连的方式进行计算。

4.5对振型数量的要求

“高规”中第3.3.10条,第3.3.1l条及第5.1.13条规定了计算地震作用时的最少振型数量。实际上最根本的要求是要保证振型参与质量达到总质量的90%以上程序自动计算各个振型数时的振型参与质量,当用户输入振型数量不足时,设计人员可以增加振型数使振型参与质量达到总质量的90%以上。

5 结语

钢筋混凝土高层建筑结构设汁是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,任何在这个过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。所以把每个重要问题都考虑全面了,才能保证结构设计的安全。

参考文献

1、《混凝土结构设计规范》.GB 50010―2002.

高层建筑新规定篇3

主要比较分析了超限高层建筑中基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法,并就目前我国的超限高层建筑结构的特点,详细的分析了超限高层结构基于性能抗震设计中的抗震性能水准以及性能目标的组成,希望能够为我国超限高层建筑的性能抗震设计有些帮助。

关键词:

超限高层建筑;常规抗震设计;性能抗震设计;性能水准;性能目标

引言

近年来,随着我国改革开放的逐步深入以及经济的高速发展,我国建筑行业的发展也是日新月异,最为典型的便是超限高层建筑工程开始广泛的出现,超限高层建筑工程不同于其他普通的建筑工程,其在房屋高度和复杂程度等都超出我国普通建筑工程现行的规定,且在工程最重要的部分-结构抗震方面也出现了明显的不同。就目前来看,我国超限高层建筑工程的结构抗震主要还是按照我国建设部第111号部长令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》以及《全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会抗震设防专项审查办法》等的要求。但是在具体的结构抗震的设计方面却没有明确的规定,就建筑行业的研究来看,普通的结构抗震已经难以满足超限高层建筑结构,而基于性能的抗震设计已经开始被广泛的运用于超限高层建筑机构,因此,对于超限高层建筑的结构基于性能的抗震设计的研究讨论时有利提高超限高层建筑工程抗震可靠性以及促进我国的高层建筑技术发展。

1超限高层建筑结构基于性能抗震设计与常规抗震设计的比较

1.1基于性能的抗震设计的概念

基于性能的建筑结构抗震设计是我国建筑技术发展的标志,总体来说基于性能的建筑结构抗震设计方法使建筑结构的抗震设计从建筑的宏观定性的目标实现了向具体量化的多重目标过渡,也即是工程建筑的设计人员可以选择建筑所需的性能目标。不仅如此。基于性能的建筑结构抗震设计,在实际中强调的是深入分析和论证建筑抗震的性能目标,这有利于工程建筑的结构创新。此外,基于性能的抗震设计可以通过论证和试验后,采取新的建筑结构体系、新的技术以及新材料来针对不同建筑采用不同的性能目标和抗震措施。

1.2我国常规抗震设计方法

我国建筑结构的抗震设计体系发展主要是始自20世纪80年代,在我国政府及建筑相关部门正式的工业与民用建筑的抗震设计规范修订中,提出了建筑结构抗震设计的“小震不坏、中震可修和大震不倒”的抗震设计目标,且在实际的抗震设计中采用了“三水准2阶段设计”的抗震设计方法,该设计方法具有性能抗震设计的影子。1989年,我国政府及建设部正式颁布了国家标准的《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89),这也是我国建筑结构的常规抗震设计原则,下面对常规抗震设计特点进行简单的分析。抗震设计规范详细的明确了小、中和大的3个地震水准以及通过对我国的主要地震区域的地震发生概率进行统计,以及通过地震对地区的影响进行分析,从而将我国衡量强烈地震后房屋建筑的破坏程度分为不坏、可修和不倒等多种破坏程度,而按照国家标准《建筑地震破坏等级划分标准》(1990建抗字第377号),则明确的规定了震害概念见表1,表1中要求基本都属于抗震方面宏观的性能控制,这也是性能抗震发展的基础。常规的抗震设计主要是为了实现三水准的设防目标,在建筑设计规范中采用2阶段抗震设计的简化方法:在第1阶段,抗震设计的主要工作是计算建筑结构构件承载力,也即是以内力和变形的方式对地震作用效应的建筑结构构件抗震承载力进行验算;在第2阶段,抗震设计的主要工作则是对建筑结构弹塑性变形进行验算,并采取相应的抗震构造措施。用现代的眼光来看,抗震规范设计的方法和步骤已经初步具有性能设计的雏形。

1.3常规抗震设计方法与基于性能抗震设计方法的比较

从上述的分析阐述可知:基于性能抗震设计方法的基本特点以及常规抗震设计方法的特点。下面就以表格的形式见表2,对建筑结构常现抗震设计与基于性能抗震设计进行简单的比较,通过比较证明:在超限高层建筑的结构设计中,基于性能抗震设计是科学可行的,但在所有的工程建筑中应用,则还需进一步的分析与探讨。

2超限高层建筑结构的抗震性能目标

在基于性能建筑结构的抗震设计中,性能目标是整个设计较为重要的1个部分,其具体指是对某一地震地面运动下建筑的预期性能水准。该性能的水准主要包括了结构,非结构以及建筑物的附属设施等。下面就对超限高层建筑结构的的结构性能及水准进行简单的分析。

2.1结构的抗震性能水准

在超限高层建筑结构中,不同水准地震下的性能水准及性能目标是不同的,如图1所示。超限高层结构抗震性能可分为以下水准:(1a)震后结构完好,不需修理,直接使用;(1b)震后结构基本完好,个别修理,直接使用;(2)震后结构关键部件完好,其他部位有明显裂缝,需要修理,才能使用;(3)震后关键部件轻微损坏,其他部位出现明显裂缝,需要采取安全措施,方能使用;(4)震后结构关键部位出现中等损坏,其他部位进入屈服阶段,需要修理及加固,方能使用;(5)震后关键部位出现明显损坏,其他部位严重损坏,结构未倒塌。

2.2建筑结构的性能目标

在超限高层建筑中,抗震设计的新根能够目标是根据建筑的实际情况决定的,也即是根据性能水准决定性能目标,下面见表3,简单讨论性能目标的选择。由上述分析可知:在基于性能抗震的超限层结构抗震来说,其主要是在常规抗震的基础桑发展而来,是具体量化的实际体现,因此,在设计中应该注意的是结构性能水准与性能目标的结合,且设计人员应该根据建筑结构的地震水准进行具体的分析计算,合理科学的设计超限高层的抗震设计。

3结语

我国的超限高层建筑结构设计的抗震设计是我国建筑工程的重要组成部分,也是我国超限高层建筑安全应用的基础。因此,在我国的建筑工程的结构设计中,必须严格遵守国家在建筑上的相关规定的要求,利用现代先进计算机技术对建筑的结构以及数据认真进行设计计算,以及尽可能采用目前先进的基于性能的超限高层建筑结构抗震设计,提高我国的超限高层建筑的安全性以及高层建筑的质量,为我国高层建筑技术的应用和发展奠定基础。

参考文献

[1]程耿东,基于功能的结构抗震设计中一些问题的探讨[J],建筑结构学报,2010,21(1)

[2]全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会抗震设防专项审查办法2003,3[3]

[3]徐培福等,关于超限高层建筑抗震设防审查的若干讨论[J].土木工程学报,2012,37(1)[4

[4]建筑抗震设计规范(GB50011-2001)[S].中国建筑工业出版社

[5]周锡元,抗震性能设计与三水准设防[J].土木水利(台湾),2013,30(5)

高层建筑新规定篇4

一、高层建筑混凝土结构设计的选型及概念设计

1、结构选型。在进行结构选型时需要考虑三方面的问题:结构规则性问题、结构超高问题以及嵌固端设置问题。高层建筑的结构规范新旧版本有着很大的不同,在新规范中,对于结构的限制条件也有所增加。并且,新规范明文规定建筑不应采用严重不规则的设计方案。因此,结构工程师需要在执行新规范时多注意不同之处,避免施工设计时处于被动状态。建筑结构的总高度在抗震规范以及高度规范当中都有着严格的限制,新规范中对于超高问题有了新的规定,增加了除了a级高度建筑以外的b级高度建筑。所以在进行结构选型时需要注意控制超高问题。高层建筑往往带有地下室,因此结构设计工程师需要对嵌固端设置进行重视。

2、概念设计.为了保证高层建筑结构具有良好的抗震能力,需要设计人员在设计时采用结构概念设计。这种设计方式对建筑师以及结构设计师有很高的要求,必需严格地遵守结构概念设计的规范规程以及各项规定,设计过程中需要对建筑结构进行全面的分析,不能仅仅依靠计算来进行设计。在进行结构体系设计时,需要对结构选型以及平面布置的规律提高重视程度,选用具有较好的抗震能力以及抗风性能,并且经济性较高的结构类型,并要对结构进行计算简图的设计,保证结构的地震力有合理的传递,并保证在两个主轴方向有相近的动力特性。另外,概念设计可以保证高层建筑受到中等级地震后可以通过修复继续使用,而在遇到高等级地震时可以保证不倒。为保证“中震可修,大震不倒”的目标,需要专家对设计提出具体指标,对建筑的稳定性以及弹性进行完善的设计。

二、高层建筑混凝土结构设计的原则

1、整体性。混凝土结构设计的整体性是指把各个部分组成一个整体,研究整体的功能和设计规律,从整体和部分中发现整体的特征。

2、结构性。在混凝土结构设计过程中,要充分了解其结构及其各要素是非常重要的。建筑结构决定着建筑的性能和质量,影响着它在建筑中的使用和其发展情况,同时它也是性能的载体,还可以反作用于结构。混凝土结构的各要素运动的稳定性与结构息息相关。

3、最优化性。混凝土结构设计中存在差异整合,使建筑的各个部分合理的组合在一起,差异的部分相互互补,相互支持,相互需要,保证着整合后的性能。建筑结构的形成也离不开差异整合,充分体现了它的重要性,在设计过程中,我们要重视这一点。

4、动态性。混凝土结构设计的动态原则是把握系统的内外联系,以及发展趋势,动力规律、方式等方面,使混凝土在建筑中提供更好地应用,满足需求,把握时代的发展方向,跟随时代的脚步。

三、高层建筑结构设计的注意事项

高层建筑设计从体系选择、平面布置、竖向布置、抗震概念设计无一不体现设计师的水平,以下就高层建筑结构设计的注意事项作简要分析。

1、结构体系选择。结构体系的选择,应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意,避免后期施工图设计阶段工作的被动。结构的超高问题。在抗震规范与高规中,对结构总高度都有严格限制,除将原来的限制高度设定为A级高度建筑外,还增加了B级高度建筑,因此,必须对结构高度严格控制,一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。

2、“设缝”。温度伸缩缝、沉降缝、防震缝是高层结构设计中较重要的构造措施。对温度伸缩缝,其影响因素很多,规范用规定结构伸缩缝的最大间距来控制,还规定了最大间距宜适当减小和适当放宽的情况,应根据实际工程的具体情况执行相关条文。如北京朝阳商业中心、广东佛山医院等工程地上结构长度均超过100米,由于采取了可靠措施,也未设温度伸缩缝而效果良好。沉降缝由于同一建筑物中各部分基础显著的沉降差产生,在设计中,通常用“放”、“抗”、“调”等办法解决,即设沉降缝、采用刚度大的基础、调整各部分基础形式或施工顺序。目前,广州、深圳等地多采用基岩端承桩,主楼、裙房间不设缝;北京的高层建筑则一般采用施工时留后浇带的做法。设计师应在实际中灵活掌握。防震缝在规范中有明确规定,但应据实际情况适当放宽或缩小。

3、 侧向位移的限值。高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大,为防止位移过大,规范对顶点位移和层间位移都作了限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外,为使结构具有较好的防倒塌能力,应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。

4、高层建筑结构设计中的扭转问题。建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心,在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点,即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一,在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用发生扭转破坏,应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下,高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀,减轻结构的扭转振动,应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下,由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制,高层建筑不可能全部采用简单平面形式,当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时,应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内,同时,在结构平面布置时,应尽可能使结构处于对称状态。

高层建筑新规定篇5

关键词:建筑技术;高层建筑;钢筋混凝土

前言:随着我国高层建筑的迅速发展,使建筑高度不断增加,建筑类型与建筑功能呈现出复杂多样性以及多样化的结构体系的增加,因此,工程师设计工作的主要重点和难点是对高层建筑结构设计。但是,在钢筋混凝土高层结构设计过程中,会出现一些遗漏或错误,为了避免遗漏或错误的发生,现将经常出现的问题总结如下:

1.结构选型

在工程设计的结构选型阶段中,就高层建筑结构而言,结构工程师应该注意六个问题,第一个问题是结构的规则性。新旧规范在结构规则的内容中出现了较大的改动,向旧的规范内容中增添了许多新的规范限制条件(如嵌固端上下层刚度比信息、平面规则性信息等),并且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师必须严格注意并遵循新规范中的一些限制条件,因此,在后期施工图设计阶段中,结构工程师可避免工作出现问题。第二个问题是结构超高。在抗震规范与高层建筑结构规范中,结构的总高度有严格的限制,特别是新规范主要是针对以前的超高问题,在原来限制高度设定为A级高度的建筑基础上,新增加了一个B级高度的建筑,因此,需要严格控制建筑物的结构高度以及注意事项,如果新建的建筑物结构的高度为B级或者超过B级,设计方法和处理措施都将随着结构高度的不同而不同。在实际工程设计中,经常会发生结构类型的改变了而结构高度没有变或者被忽略了,导致在施工图审查时,设计图纸没有通过,在很大程度上对工程工期、造价等造成了影响;第三个问题是嵌固端的设置。通常情况下,高层建筑带有二层或二层以上的地下室和人防,在地下室顶板或人防顶板等位置都有可能设置嵌固端,因此,由设置嵌固端带来的一系列注意事项(如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等)通常被结构设计工程师忽略,给后期工作带来了大量的麻烦或者埋下安全隐患;第四个问题是短肢剪力墙的设置。在新规范中,增加许多对短肢剪力墙在高层建筑中的应用的限制,因此,结构工程师在高层建筑设计中应尽可能少用或不用短肢剪力墙。

2.地基与基础设计

结构工程师比较重视的方面是地基与基础设计,因为对地基设计的优劣对期的设计工作将产生直接影响,于此同时,决定整个工程造价的主要因素是地基基础,在地基与基础设计阶段中出现的问题可能对后期工作造成巨大的损失[2]。

地方性的规范在地基与基础设计中也需要重视。我国占地面积辽阔,地质条件复杂,仅一本国家标准是不能够全面地详细的描述和规定全国各地的地基基础,因此,地方性的“地基基础设计规范”是针对各地的地质条件进行详细的描述和准确的规定,所以,一定要在地基基础设计时深入地学习地方规范,在整个结构设计或后期设计工作中,尽量避免重大过错。

3.结构计算与分析

在结构计算与分析阶段中,决定工程设计质量优劣地关键是准确、高效地对工程进行内力分析并依据规范要求对工程进行设计和处理。新规范对结构整体计算和分析部分中推出了许多新的内容,对一些旧的内容提出了相应的调整、改进与补充,因此,结构工程师在这一阶段中经常出现的问题可以有一个清晰的认识[3]:第一个问题是结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有很多种,各软件在计算模型上存在着不同的差异,在计算结果上,导致了各软件存在着差异。所以,在对工程进行整体结构计算和分析时,依据结构类型和计算软件模型的特点选择恰当的计算软件。在设计工作中,结构工程师的首要工作要根据不同软件间的计算结果进行比较、进行判断,选择合理的计算软件进行计算,选择合理的计算软件进行计算作为参考。如果选择不合适的计算软件,会浪费大量的时间和精力,并且在建筑结构中存在着安全隐患;第二个问题是是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等因素对自振周期的影响。对于震力是否放大,建筑隔墙等对自振周期的影响,在新规范和旧规范中都有提及,新规范根据大量工程的实测周期明确提出了在各种结构体系中高层建筑结构计算自振周期折减系数;第三个问题是振型数目是否足够。振型参与系数的概念是在新规范中新增加的,并且明确提出了该参数的限值。在旧规范设计中并未提出关于振型参与系数的概念也没有使用该概念。在工程设计中,振型参与系数的限值也不于新规范的要求相符合,因此,在计算分析阶段中,必须针对计算结果,对该系数的限值进行判断以及决定是否要调整振型数目的取值;第四个问题是多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。在相当长的一段时间中,涌现出大量的大底盘以及多塔楼的高层建筑类型,结构工程师对该类型高层建筑进行计算分析时必须注意的是结构作为一个整体进行计算,还是人为地将结构分开进行计算。如果多塔间刚度存在着较大地差异,在计算一座塔楼的地震力时,即使满足了振型参与系数的要求,也有可能使计算结果存在着较大的误差,导致在结构上存在安全隐患;第五个问题是非结构构件的计算与设计。通常人们对高层建筑追求的是建筑美观或功能,使非主体承重骨架体系以内的非结构构件。在设计高层建筑屋顶处的装饰构件时,高层建筑关于这部分内容有较大的地震作用和风荷载,因此,在设计时,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施。

结束语:

总而言之,钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,在这个过程中,任何遗漏或错误都将使整个设计过程变得更加复杂或者在设计结果中有不安全的因素存在,因此我们在设计时,要时刻按照国家的标准进行设计,还必须参照地方的标准来完善设计。

参考文献:

[1] 中华人民共和国建筑部.混凝土结构设计规范[M].中华人民共和国建设部,2002.

高层建筑新规定篇6

关键词:高层建筑;结构设计;常见问题;解决措施

Abstract: the land for construction is more and more development and the needs of the urban planning, to speed up the pace of the construction of the high-rise buildings in our country. How to efficient and accurate analysis of high-rise building, to ensure reliability of high-rise building structure design. This paper analyzed the characteristics of the high-rise building structure and design principles, this paper expounds the structure design of some common problems and improvement measures, some practical conclusions are drawn.

Key words: high-rise buildings; Structure design; Common problems; The measures

中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

前言

随着我国高层建筑的迅速发展,建筑高度也在不断的增加,其建筑类型与功能的越来越复杂化,结构体系也变得更加多样化,对高层建筑结构设计的要求也越来越高,成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。建筑结构设计关系到建设工程的美观实用、保证安全可靠、控制造价以及方便施工等诸多方面,因此控制结构设计的质量是相当有必要的。

1.高层建筑结构设计的原则

1.1选择合理的高层建筑结构计算简图

在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算,如果选择不合理的计算简图,那么就比较容易造成由于结构安发生的事故,基于此,高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时,计算简图应该采 用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中,其结构节点不单是钢节点或者饺节点,保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。

1.2选择合理的高层建筑结构基础设计

按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况,考虑施工条件,相邻的建筑物的影响等各个因素,在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥,必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告,如果缺失,那么应该进行现 场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下,相同结构单元应该采用相同的类型。

1.3选择合理的高层建筑结构方案

合理的结构设计方案必须满足经济性的要求,并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确,传力简单。在相同的结构单元当中,应该选择相同结构体系,如果高层建筑处于地震区,那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件,工程设计需求,施工条件,材料等的综合分析的基础上,并和建筑包括水,暖,电等各个专业的相协调的情况下,选择合理的结构,从而确定结构的方案。

1.4对计算结果进行准确的分析

随着科技的不断进步,计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形的计算软件,采用不同的软件得到的结果可能不同,所以,建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下,选择 合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符,所以进行计算机辅助设计的时候,出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题,基于此,结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后,应该进行校核,进行合理判断,得出准确结果。

1.5高层建筑的结构设计要采用相应构造措施

高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变,强压力弱拉力,强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则,加强薄弱部位,对钢筋的执行段锚固长度给予重视,并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。

2.高层建筑结构设计常见问题分析

2.1高层建筑结构受力方面

在建筑设计的方案阶段,必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。对于低层、多层和高层建筑,竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的。但是,随着高度的不断增加,竖向结构体系成为设计的控制因素。与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的,而是随建筑高度的增高迅速增大。在高层建筑中,问题不仅仅是抗剪,而更重要的是整体抗弯和抵抗变形,可见,高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。

2.2结构选型阶段

对于高层结构,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点:

2.2.1结构的规则性

新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

2.2.2结构的超高

在抗震规范与高规中。对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此。必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。

2.2.3嵌固端的设置

由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

2.2.4短肢剪力墙的设置

新规范中,对墙肢截面高厚比为5-8的墙定义为短肢剪力墙。且根据实验资料和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

2.3地基与基础设计方面

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

2.4结构计算与分析方面

在结构计算与分析阶段,高效准确地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。

2.4.1结构整体计算的软件选择

在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。

2.4.2是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响

该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。

2.4.3振型数目是否足够

在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。

2.4.4多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算

大底盘,多塔楼的高层建筑类型大量涌现,在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。

2.4.5非结构构件的计算与设计

高层建筑中,存在由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大。因此,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。

3.提高高层建筑结构设计质量的措施

3.1运用结构设计概念,进行结构优化

概念设计是结构工程师一项不可或缺的基本功,正确的概念设计好比是选择了一条正确的道路,是结构设计合理、安全、经济的前提,它贯穿于工程设计的全过程。概念设计必须通过深厚的基础理论、对结构原理和力学性质的深刻理解和长期而丰富的工程经验积淀而成。结构工程师只有具备高水平的概念设计,才能完成高水平的设计成果。

对于高层建筑,起控制作用的已不再是竖向荷载,而主要是风和地震作用的水平荷载。这时在建筑初步设计阶段就应该开始介入探讨其平面和竖向布置的合理性。各个受力构件的布置要全面考虑它可能承受的各种荷载。竖向承重构件不仅是将竖向荷载传递到基础上,同时还要承受风和地震等水平荷载,有时还有温度应力。因此,布置时还要注意将它放在有利于承受水平荷载和温度应力的位置。除此之外,还要考虑楼板刚度是否满足整体工作的要求,对剪力墙间距进行限制。水平承重构件的布置同样也要考虑多方面的因素,力求传力路径简洁,以最快的方式将楼面上的荷载传递到主梁上,再由柱、剪力墙等传递到基础、地基。地基基础中地基土的不确定性很强,至今还没有哪个模型能够对其作精确的描述。因此,在地基基础的设计中,更需要根据基本理论知识以及丰富的实践经验,分析、预见可出现的各种问题,从而找到最合理的处理方案。

3.2加强抗震设计的理念

高层建筑在承担必要的建筑物垂直荷载以外,更为重要的是要能有效承受侧向风荷载及地震的冲击。高层建筑结构之抗侧力刚度在高度的方向上在每一层均存在变化,所以,在建筑物的多层之间,将会出现部分相对薄弱的层面,这也是侧向变形与应力的集中之处,因而在建筑物结构设计时要全力避免。在高层建筑的设计中,应当努力减少各相邻层面间的刚度偏心矩之变化。比如,我国目前的抗震设计规范,对与建筑物的抗震提出三大水准之设防要求、两阶段的设计方式,其中,第一阶段之设计应当运用第一水准烈度之地震动参数,从而计算出建筑结构在弹性状态之下的地震效应及构件的截面大小。在第二阶段的设计中,应当采用第三水准烈度之地震参数核算结构薄弱层,或者对薄弱环节弹塑性层间进行侧向位移或转角,从而使设计小于规范所规定之限值。

3.3正确运用计算机辅助设计

当前,计算机辅助设计系统在建筑设计领域被广泛应用,工程师在计算机上进行结构分析工作,用计算机辅助完成大部分的图纸设计,因此了解计算机程序的功能、正确使用设计软件直接影响到结构设计的水平。随着建筑业的发展,建筑物规模越来越大,形式也日趋复杂,使得建筑结构设计的内容增多,难度增大,这就要求设计人员了解所使用软件的特点和适用范围,熟悉和掌握各项参数的选取条件,真正做到计算机为人服务,为工程设计服务。

高层建筑新规定篇7

【关键词】民用建筑;防火

高层民用建筑指十层及十层以上的居住建筑或者超过24 m 的公共建筑。它具有中上层部位视线开阔,采光通风良好,建筑挺拔,建筑立面造型与色彩时尚、富于时代感和都市感,高容积率,节约土地资源等优点,随着社会发展水平的提高和城市化进程的不断深入,各地的城市民用建设用地日趋紧张,城市民用建设逐渐向空中发展,导致高层民用建筑越来越多。因此在城市建设中,高层民用建筑呈逐年增多的趋势。

一、民用建筑火灾特点

由于目前民用建筑多为高层,因此民用建筑火灾也呈现高层建筑火灾的特点,如 下 :

(1)人员集中、疏散困难

高层建筑层数多,垂直距离长,一般高层建筑办公室,平均可容纳4000~5000人火灾时由于现场混乱状态的影响,受烟气的威胁,人的本能恐惧心理和逃生欲望都强烈暴露出来,人们便一窝蜂的涌向安全通道。大量的人流在楼梯间汇集后,极易发生拥挤堵塞,影响疏散安全。

(2)火灾蔓延途径多、火势迅猛

高层建筑内一旦起火,建筑内的楼梯间、管道井、电缆井、排风道等各种竖井犹如高耸的烟囱,拔火效应十分强烈。因此,所有的竖井可使火灾迅速扩大。高层建筑所承受的风力也是火灾蔓延的主要因素。建筑物越高,风速越大,火灾扩散速度越迅猛。

(3)火灾扑救难度大

现在的消防云梯车数量、高度有限,另一方面缺乏地面消防行动展开的场地。高层建筑的主题建筑周围往往设有裙房,妨碍登高车全方位靠近主体建筑进行灭火救援活动,所以有些高层建筑上部楼层发生火灾,消防队员无法进行外攻。

(4)民用建筑装修材料易燃

高层民用建筑对内部装修和陈设采用不燃、难燃装修材料重视不足,甚至有相当多的高层建筑使用了大量塑料装修,化纤地毯,用泡沫塑料来填充家具,这些可燃物在燃烧过程中会产生大量的有毒烟气和热量,同时要消耗大量的氧气。据火灾中造成人员伤亡的原因统计表明,由于一氧化碳中毒窒息死亡或被有毒烟气熏死者一般占火灾总死亡人数的40%~50%,最高达65%以上。

(5)高层民用建筑火灾危害面大

现代城市规模日益扩大,人口众多,建筑物密集。新建建筑物与其他建筑之间应有一定的合理距离即防火间距,否则一旦发生火灾容易造成火烧连营的后果。

二、民用建筑防火设计中的问题

(1)民用建筑的分类标准粗略。目前的民用建筑防火技术体系中对民用建筑的分类,仅限于按使用功能和建筑高度(楼层)区分。对于不同类建筑的火灾危险特性,缺乏系统科学的分析判断标准。如同样是商场, 经营服装、纺织品、家电等易燃、可燃商品的商场与经营五金、机械零配件的商场其火灾危险特性是不同的;而大型综合性超市与小型专卖店的日常顾客流量也有明显区别;

(2)对防火分区面积、人员疏散宽度和内装修防火等内容的强制规定,造成防火设计与使用功能设计的诸多矛盾;

(3)对主动防火系统在建筑防火技术体系中的作用需重新定位;

(4)对以钢结构为代表的新型建筑结构形式防火技术要求缺乏系统有效的指导。随着我国建筑行业迅猛发展,大量以钢结构为代表的、集经济与建设速度快等特点于一身的新型建筑结构形式不断出现,同时也给建筑防火技术带来了新的难题。

三、解决问题的方法及建议

3.1 采用德尔菲法对现行的民用建筑防火体系进行完善

对于目前相关的民用建筑防火设计规范需采用专家调查法进行完善。通过消防主管部门组织本部门和设计部门有关建筑防火专家对疑难问题进行研讨,提出修改、弥补,措施后形成会议纪要,以作为设计的依据。但这种方式存在以下两个方面的问题:一是法律地位问题,即专家组的讨论意见能否取代国家消防技术标准而作为设计和审核依据尚有争论;二是技术可靠性问题,专家凭个人的知识和经验提出的意见缺乏科学实验和论证作支撑。

考虑到我国的经济水平和建筑防火设计、审核技术力量,以强制性防火设计规范或防火设计

指南为主要依据的建筑防火技术体系,在很长一个时期内仍将是适合我国国情的、较为切实可行的途径。但现行技术体系在实际应用中出现的种种问题,说明必须对其进行深人的修订完善。目前民用建筑防火安全仅以使用功能和建筑高度为标准分类,但在实际建筑防火设计中,往往要考虑建筑内的致灾因素和人员安全因素,因此笔者认为缺乏或不充分考虑这两种因素的民用建筑划分标准,是不完善、不合理的。

3.2 采用性能化设计方法解决设计中出现的问题

性能化防火设计是于20世纪末兴起的一种全新的防火设计理念,与依据指令性规范的防火设计方式不同的是,它不是根据确定的,一成不变的模式进行设计,而是运用消防安全工程学的原理和方法制定整个建筑防火系统所应达到的目标,在对建筑进行火灾风险评估的基础上,寻找实现建筑防火安全的最佳方案。但这种途径同样存在两个方面的问题:一是法律地位问题,我国现行的建筑及消防法律法规中对性能化防火设计暂无明确规定;二是经济问题,性能化防火设计涉及大量的分析、计算、设计文件制作和专业评估,需要大量人力和物力投人一般建设投资者难以接受。

3.3 对于新型建筑结构材料应完善规范体系

及时更新、完善、规范对新型建筑结构材料、装修材料防火安全性能和新型建筑防火灭火产品的指导性标准。现行建筑防火技术体系对以钢筋混凝土,加气、轻质混凝土,普通砖为材料的各类建筑结构构件的耐火极限已做出了系统详细的指导。但对于以钢材为主的各类新建筑结构形式的防火安全技术措施以及各类新型的建筑内装修材料的防火性能或防火措施,缺乏及时有效的指导,从而给设计、消防部门带来了困难,也限制了新型建筑结构装修材料的应用,这也进一步说明了我国现行防火技术标准在体系和自我更新完善方面的欠缺。笔者认为,对各类新型建筑结构、装修材料及建筑防火灭火产品的指导性标准应独立于建筑防火技术标准,其更新完善的周期也应小于相应的建筑防火技术标准,只有这样才能推动新材料、新产品的研制和应用,反过来才能推动建筑防火技术体系的进一步更新与完善。

四、总结

高层建筑以其功能齐全、外形美观、空间利用率高、节约用地的优势逐渐成为城市建设中的先锋,一个城市高层建筑的多少已成为衡量这个城市现代化进程的标准。随着经济的不断发展和建筑技术的不断进步,高层建筑会越来越多的出现在各个城市当中,会不断有新的建筑形式诞生和新的技术法规出台,而需要探讨的防火安全问题也会越来越多。

参考文献

[1]陈再秀,文锁民.建筑防火分区常见问题成因及对策.武警学院学报,2007,2.

高层建筑新规定篇8

Abstract: This article from the significance and principle of the high-rise building design, analyzed the structure of high-rise building design and the overall classification design, and discussed the structural design of high-rise building.

Key words: high-rise building; structure design; problem analysis

中图分类号:TU22 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)05-0020-02

1.高层建筑结构设计方面的原则 1.1 选用适当的计算简图。结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。 1.2 选择合适的基础方案。基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。 1.3 合理选择结构方案。一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。 1.4 正确分析计算结果。在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。

2.高层建筑整体设计 2.1主体设计。高层建筑设计中的一个全新的要求就是要实现建筑本身的生态节能。首先对于高层建筑主体的下部分裙房而言,虽然其裙房的建设对整个城市影响较小,但是对街道的尺度以及人性化空间的创造等方面的影响都很大。高层建筑的下部门裙房在立面设计上一般跟高层建筑的上部立面不同,在建筑设计当中需要比较细致的设计,要将下部裙房设计的比较多样化,以免显得过于苍白。同时裙房对人们所产生的街道空间感的影响以较大。而对于高层建筑的中的楼顶对整个高层建筑的设计形象又起到了个性化体现的作用,虽然对生态环境的意想不到,但是它们体现的是高层建筑的标志性和独特性,因此在楼顶的设计上也不是不容忽视的。 2.2处理手法上的巧妙运用。在实际的建筑设计过程中,高层建筑设计中的塔楼部分虽然在设计上没有很大的变化余地,但是在高层建筑的底层部分可以通过一些巧妙的处理来实现对空间形式上的丰富,在实际的建筑设计中一般都是采用底层架空和入口缩进的处理方法。 4. 高层建筑中的分类建筑设计 4.1底层入口。首先高层住宅的底层入口处一定要避免设在当地冬季主导风的迎风面,而在我国的南方地区,由于比较炎热,因此底层入口可以全部或者是局部架空,避免对夏季通风的妨碍。 4.2建筑围护。由于人们在高层建筑商居住多半都会产生一定的恐惧心理,因此在高层建筑设计中一定要注重建筑维护的安装,从而给居民提供一定的安全感。同时在高层住宅的窗户设计上,由于高层的风压过大,一方面会对外窗开关造成影响,同时也会对人们擦玻璃的同时产生不安全因素,因此在外窗的设计上应该设计为推拉的启闭方式。 4.3服务设施。高层住宅建筑在设计上就应该充分考虑到建筑的服务设施,要在建筑底层入口处设置大楼管理人员的值班室,在值班室中配置夜间电梯紧急呼叫装置、公用电话以及值班人员必要的生活用品;同时还要在大楼内外设计分户信箱以及车辆的存放处,在具体的分户信箱的尺寸安排上,应该大于300mm,同时要保证对墙面面积占用较小的基础上与墙面垂直。

5. 高层建筑结构的相关问题分析 5.1 结构的超高问题。在抗震规范和高规范中,对结构的总高度有着严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度以为,增加了B级高度,处理措施与设计方法都有较大改变。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。 5.2 短肢剪力墙的设置问题。在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。 5.3 嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。 5.4 结构的规则性问题。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

高层建筑新规定篇9

关键词高层建筑 高层建筑结构设计 问题 设计 探讨

引言

我国的高层建筑在十余年里可谓突飞猛进,其建设速度和建造数量在世界建筑史上都是少有的。我国的理论研究多偏重于介绍国外的思潮流派,或是探讨文化、艺术、美学等与外在形式相关的东西,而对于功能组织和空间构成模式的研究却较少有人问津。

1高层建筑结构设计方面的原则

1.1 选用适当的计算简图:结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

1.2 选择合适的基础方案:基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。

1.3 合理选择结构方案:一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖通等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。

1.4 正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。

1.5 采取相应的构造措施:结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”,注意构件的延性性能;加强薄弱部位;注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的执行段锚固长度;考虑温度应力的影响力。

2高层建筑结构的相关问题分析

2.1 结构的超高问题:在抗震规范和高规范中,对结构的总高度有着严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度以为,增加了B级高度,处理措施与设计方法都有较大改变。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

2.2 短肢剪力墙的设置问题:在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

2.3 嵌固端的设置问题:由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

2.4 结构的规则性问题:新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

3.高层建筑空间构成模式演化

3.1 内核的形成 高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中设置,在结构体系中又起着重要作用的“核” (Core)。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。

在建筑的中心部分,有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构,形成中央核心筒,而筒体处于几何位置中心,还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合,更加有利于结构受力和抗震。

3.2 核的分散与分离 随着时代的发展、技术的进步,人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同,以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空间构成模式开始受到了挑战。

对于结构专业来说,加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏,所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边,则无疑也会对结构抗震有利。同时,这种分散的多个外核的空间构成模式,也正好适用于新兴的巨型框架结构,使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。

而从建筑设计的角度来看,核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边,对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求,而且还有利于避难疏散,创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。这种空间构成模式所具有的灵活性和先进性,很快便被推崇技术表现的欧洲建筑师们所发现,并创造性地应用在他们的作品之中。

3.3 中庭空间的出现 受高层旅馆的影响,一些办公大楼为了追求气派和空间变化,便在入口处附设一个中庭,实际上,核心筒的分散和分离,中庭空间的介入,已使高层建筑的空间构成模式彻底发生了变化。新一代的高层建筑空间组织更为灵活多样,由于空间设计的侧重点已由追求经济效率向营造宽松舒适的生活环境转变,所以许多新建的高层建筑都以“景观空间”的概念,将共享空间与功能空间相结合,把核分散向四周,垂直交通采用玻璃电梯,直接采光,给人们以开敞明亮、将动线视觉化的空间感受。空间构成模式也由封闭的“积层式”,变为上下贯通的“动态流动空间”。

3.4 底部空间的变化 早期的高层建筑多直接面对街道,从街道进入门厅,再由门厅进入电梯厅,垂座电梯至各楼层,这是高层建筑中最为普遍的空间流线组织方式。建筑空间与城市空间之间缺乏过渡,没有“中间领域”的概念,在人流集散的高峰期,对城市交通环境的影响也较大。尽管许多高层建筑都在门厅的艺术处理上颇费心机,设计得非常富丽壮观,但是由于空间组织方面的缺陷,门厅内往往留不住人,形不成公共活动空间,而入口处也常出现人流拥塞的现象。

4我国的高层结构建筑的发展

4.1 钢材的国产化 国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求,制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB 4104-2000),比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/ T1591-94)又前进了一步,其性能指标优于国外同类产品。

4.2 钢结构设计国产化 国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定,在一般情况下,应遵守规范的规定,否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2010]109号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大,具有可操作性。

4.3 高层及超高层结构体系 对于高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过100m为超高层建筑。

对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框―筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系

高层建筑新规定篇10

城市形态是城市地理学、建筑学、城市规划等多个学科研究的重要课题之一[1]。以往的城市形态研究多侧重于城市平面形态研究,如城市形态指标计算研究[2-3]、城市分形研究[4]、城市形态演变及预测[5-7]等。这些研究对城市具体的物质形态特征进行了量化描述,为城市规划和设计提供了客观参考。然而,随着城市的发展空间逐步向城市上空的延伸,城市形态具有显著的三维特征,城市的三维形态对城市的环境、功能等方面具有重大影响。因此,城市三维形态是城市形态学研究不容忽视的内容之一。目前,关于城市三维形态的研究,如城市天际线研究[8]、城市高度控制研究[9-10]、城市表面起伏度的研究[11]等,均从不同角度刻画城市形态的三维特征。但是,它们多从理论角度出发,强调城市建筑布局与高度控制。实际上,对城市三维物质形态的客观量化描述,是城市三维形态研究的基础。由建筑所构成的城市三维空间,在高度上具有怎样的起伏形态,不同高度的建筑在空间中具有怎样的分布特征,对这些问题客观理解是合理进行城市规划与城市设计的前提。城市建筑个体形态与高度各异,建筑群体组合与布局多样,在微观上看似无序与混沌,在宏观上似乎是一个有序的自组织体[12]。如何在微观无序、宏观有序的城市建筑中,挖掘城市三维形态的总体特征,认识城市建筑分布规律,本文提出了一种点格局的城市建筑空间格局研究。点格局方法用点要素记录研究对象的空间位置信息,进而量化研究其空间分布[13]。点格局分析法多运用于动植物种群的空间分布格局[14-15],可有效反映物种及其子类种群的空间集聚与尺度特征。鉴此,本文以南京老城区为例,将城市建筑的具体形态抽象成三维点,依据建筑高度分类标准划分成不同的类别,运用点格局分析法来研究不同高度的城市建筑在平面及三维的空间格局特征,从一个新的视角解读城市三维形态特征,为城市规划和城市设计提供参考。

2研究区与数据源

(1)南京市老城区是指南京市明城墙以内的区域,包括鼓楼区、玄武区、白下区、秦淮区和下关区,是南京市自然、经济、政治的核心区域,面积约45km2[16]。老城区内有自然起伏地形,形成钟山、清凉山、鸡笼山等微丘岗地;老城区内建筑高低林立,种类繁多,既有高大密集的商业中心,也有由高层建筑和多层建筑混合组成的商业居住混合区,还有以古建筑保护为主的城南秦淮区。这些不同类型建筑形成了南京老城区独特的城市三维空间形态。(2)南京市老城区建筑数据是利用南京市2003年1:5000比例尺数字正射影像,通过对建筑物平面形状的数字化采集,结合实地调查层数、层高,间接获得建筑物高度信息。利用ArcGIS软件中的数据管理工具,将建筑平面的重心转为3D点要素,Z值为建筑高程。再依据建筑高度分类标准[17],将点要素分为低层、多层、高层和超高层建筑点4类(图1)。南京市老城区建筑数量为22421栋,其中,多层建筑数量最多,占52.1%,低层建筑次之,而高层建筑和超高层建筑较少,具体情况如表1所示。低层建筑主要分布在老城区南面;多层建筑点遍布整个老城区;高层建筑主要集中于老城区中部;超高层建筑零星分布于老城区中南部。

3城市建筑空间格局的点格局分析方法

本文运用点格局分析方法的最邻距离法、Rip-ley’sK函数法及三维空间趋势分析法,对南京市老城区内4种不同类型的建筑点群的空间分布格局特征和规律进行了研究。

3.1最邻近距离法最邻近距离分析

[18]是统计点间最近距离均值,计算最邻近的点对点平均距离与随机分布模式中最邻近的点对点平均距离,用其比值(NNI)判断其与随机分布的偏离。

3.2Ripley'sK函数法

点状地物分布模式可能会随着空间尺度的变化而改变。在小尺度下可能呈现集群分布,在大尺度下可能为随机分布或均匀分布,最邻近距离法不能很好地分析空间尺度对点状地物的影响,而Rip-leysK函数可分析在任意尺度的点状地物空间分布格局。RipleysK函数是对建筑点平均数和密度比值的观测值与预期值进行对比分析[18],构造指标K(d),如式(3)所示。

3.3三维空间趋势分析法

利用地统计分析的全局多项式插值法生成南京市老城区建筑高度的宏观趋势面。它是根据老城区中的建筑点高度信息,利用多项式数学方程式拟合生成能表示老城区建筑高度的逐渐变化的平滑表面[19],摈弃了建筑形态局部微观的无序性,从宏观角度观察南京市老城区建筑的分布规律。多项式的阶数决定拟合的表面的粗略程度。如图2所示,低阶多项式拟合出来的表面较为平缓,可反映数据中的粗略宏观规律,而随着阶数越来越高,多项式越来越复杂,拟合出来的表面存在一定的细节特征。

4南京老城区空间分布的点格局分析

4.1最近邻距离法的点格局分析

表2显示4类建筑的最邻近比率NNI均小于1,说明南京老城区的各类建筑分布格局整体都呈聚集状态,且NNI值越小,建筑的聚集程度越大。由此,可发现超高层建筑聚集性最低,多层建筑和高层建筑次之,低层建筑的聚集性最高。在南京老城区内,低层建筑多为老式住宅、棚户区等,多位于南京旧城改造中尚未普及的区域,建筑数量多,呈连片密集分布,且城南区域存在多个局部聚集程度高的区域,因而整体的聚集程度也最高。多层建筑大多建造于近代,因有城市规划的介入,其分布合理,居住环境较为舒适。多层建筑在南京老城区内均匀分布,局部聚集程度被平均,故多层建筑虽数量最多但聚集度较低。高层建筑数量较少但聚集度高,集中分布于以新街口为中心,沿中山路向南北延伸的区域内,且高层建筑的样区面积比多层建筑小,因而高层建筑的聚集程度会高于多层建筑。超高层建筑数量少,聚集度低,分布方式接近于随机分布。由于建筑技术和维护成本的影响,不可能存在大范围的聚集,因此超高层建筑的聚集程度最低。当前南京市老城区处于城市发展后期[20],城市发展模式呈紧凑型发展模式,现有的建筑分布格局将被打破。对于低层建筑而言,在南京旧城改造之后,名胜古迹等会被保留,而一些地区的低层建筑会被拆除,这造成局部区域低层建筑的聚集性增加。此外,一些多层建筑会被高层建筑甚至超高层建筑取代,因而多层建筑的聚集程度会增加,而高层建筑数量增加且分布范围将会扩大,从而其聚集度会降低。随着城市土地的日益稀缺,为分摊城市中心高昂地价,超高层建筑将会越来越多地出现在城市中心及交通发达区域,其聚集度会增加。

4.2基于Ripley'sK函数的点格局分析

城市建筑的聚集性会随着空间尺度的变化而变化,在小尺度下建筑呈密集分布,而当尺度扩大时,建筑整体的密集性会被无建筑区域所降低而呈随机分布或离散分布。为更好地了解建筑在空间的聚集性,本文利用多距离空间聚类分析,研究南京市老城区中4种类型的建筑点聚集程度与空间尺度关系。图3为不同类型建筑点分布图及其多距离空间聚类图。在多距离空间聚类图中,横轴代表距离,纵轴代表K(d)值,蓝线代表K预期值,红线代表K观测值,虚线代表置信区间(取99%)。若红线在蓝线上,表明建筑点在该距离内呈聚类分布,反之呈离散分布。由图3可发现,4种建筑在一定空间尺度内呈集聚分布,聚集性大小顺序为:低层建筑>高层建筑>多层建筑>超高层建筑,超高层建筑分布格局会随空间尺度的增加呈“聚集-离散”分布。图3(a)显示低层建筑的K观测值增至1557m的空间尺度后增加趋势变缓,且在1557m与K预期值差值最大为958m。图3(b)和图3(c)显示多层建筑和高层建筑的K观测值增长趋势大致相同,基本以线性增长趋势。多层建筑在1445m左右的空间尺度K观测值与K预期值差值最大为289m,高层建筑在1431m左右的空间尺度与K预期值差值最大为336m。多层和高层建筑的聚集度随着空间尺度的增加变化不大,且高层建筑的聚集程度比多层建筑略高。图3(d)中超高层建筑的K观测值先增加,在228m处与K预期值的差值最大为296m之后增长趋势变缓,在870m处K观测值小于K预期值,超高层建筑开始呈离散分布。通过上述建筑与空间尺度关系的分析,可发现低层建筑、多层建筑和高层建筑均在1.5km左右的空间尺度下聚集性最高。根据城市规划中的邻里单位和小区规划理论,在规划较大范围居住区时,交通干道是小区规划的最佳单元。由图1可看出,1.5km尺度是南京城市主要交通干道交错形成的街区单元长度,反映了城市道路交通尺度对城市建筑聚集性的影响。考虑到区内相似性和区间差异性最大化原则,这个聚集性最高的空间尺度可为城市规划管理的最适宜单元提供依据。

4.3建筑点群三维分布趋势分析

由南京市老城区建筑点群三维图(图4)可知,南京市老城区建筑高低起伏,4种类型建筑在三维空间上具有明显的层次感,所有建筑总体上呈中间高四周低、东北方向高于西南方向的趋势。为深入了解这4种不同高度的建筑在空间上的起伏形态及分布特征,利用全局多项式插值法,拟合出南京市老城区建筑总体趋势。阶数越低趋势越宏观,随着阶数的增高,拟合出的表面具有一定细节特征,通过对比1-10阶表面特征,最终确定7阶多项式插值结果(图5),具有较好的细节且特征稳定。图5中南京市老城区整体建筑高度仍从东北向西南递减,有3个高值区和1个低值区,高值区域分别位于新模范马路、新街口和珠江路;低值区位于老城区南部的集庆门。结合南京市城市发展资料,可发现老城区建筑高度的高值区和低值区与不同时期城市中心具有较好的对应关系(图5)。明清时期,城南的秦淮河畔为当时的城市中心,人多聚集于此,因而该区域的建筑较为密集,但因建筑技术的限制,建筑较为低矮,即图5中的低值区。新街口得益于便利的交通位置,成为南京重要的CBD,高层建筑和超高层分布主要集中在以新街口地区为中心的区域内,即图5西南部的高值区。后因轮船、铁路运输的兴起,南京城市中心开始向东北方向偏移,形成了老城区东北区域较高的城市空间格局,即图5东北部的高值区。而图5东部的高值区临近新街口区域,包含了玄武区珠江路区域,大量电子商城及科技园等集中分布。除城市中心外,南京市老城区建筑高度分布格局还与地价有关。对南京市老城区用地基准地价表进行可视化分析,得到南京市老城区基准地价图(图6)。从图6可看出,南京市老城区内地价从新街口区域向外递减。结合图5南京市老城区建筑高度分布趋势,可发现老城区内建筑高度高值区位于地价较高区域,而低值区位于地价较低区域。通过4种建筑分布格局与土地价格的关系(图7)分析,发现低层建筑所占地价级别呈M型,峰值位于土地级别二、四级区域(龙蟠路-北京东路-中山路-长江路-太平北路-中山路-长白,以及集庆门大街-长乐路-武定门北巷-护城河-紫金路)。一些低层建筑分布在地价较高的一、二级区域,包含兴业银行旧址、教堂、总统府旧址、西安门遗址公园、国立美术陈列馆等历史遗迹和景点。在南京旧城改造中,应对这些区域内除遗迹和景点外的低矮建筑进行合理规划和整改;多层建筑在各个土地级别的分布呈钟形,峰值位于土地三级区域(龙蟠中路-瑞金路-御道街-护城河-武定门北巷,以及中央路-新模范马路东延线-环湖路-玄武门路-中央路),83%的多层建筑集中分布于二、三、四级区域,因而多层建筑分布区域总体土地价格适中;高层建筑在各个土地级别分布的峰值位于三级区域,80%的高层建筑分布于土地一、二、三级区域,多位于老城区中部的城市经济发达区域,故高层建筑所处区域的地价稍高;超高层建筑多为银行、大厦、百货大楼等,主要分布于土地级别一、二级区域,与土地价格呈正相关。

5结论