浅谈高层建筑的现状与发展趋势以及其设计要点.doc

浅谈高层建筑的现状与发展趋势以及其设计要点
汤润泽
电智1302班 24号 15720601963
摘要：本文通过查阅资料等方法,研究与分析高层建筑的现状和利弊，探索高层建筑今后的发展趋势，然后根据高层建筑的特点进行其设计以及施工要点的探讨.
引言：当今世界经济飞速发展，人口也随之猛增，有限的土地面积已经无法满足人们的生活需求，在这种情况下,高层建筑应运而生。高层建筑是当代社会工业化、城市化、商业化的结果，各种新兴轻量建筑材料以及各种施工方法与设备的出现推动了建筑向上发展的趋势,所以高空是今后建筑必然的发展方向之一。说到高层建筑，我们就有必要来探讨一下高层建筑的现状及其利弊，还有今后高层建筑的发展趋势，最后再浅谈一下我认为的高层建筑的设计施工要点。
一、高层建筑的简介
1、高层建筑的概念与定义
高层建筑指超过一定高度或层数的多层建筑.中国自2005年起规定10层及10层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅)和超过24米高的公共建筑（不包含单层主体建筑超过24m的体育馆、会堂、剧院等）及综合性建筑为高层建筑。
2、高层建筑简史
古代就开始建造高层建筑了.埃及于公元前280年建造的亚历山大港灯塔,高100多米。中国建于523年的河南登封县嵩岳寺塔,高40米,为砖结构，建于1056年的山西应县佛宫寺释迦塔,高67米多，为木结构，均保存至今.
现代高层建筑首先从美国兴起，1883年在芝加哥建造了第一幢砖石自承重和钢框架结构的保险公司大楼，高11层。1931年在纽约建成的帝国大厦，高381米,102层。中国近代的高层建筑始建于20世纪20～30年代.1934年在上海建成国际饭店，高22层。
二、高层建筑的利与弊
1、高层建筑的优点
首先，高层建筑的特点就是高，人们来到一座城市,看到最明显的就是高层建筑的了,也就是说高层建筑是城市的形象代言。高层建筑还能为人们提供一个良好的城市观景台，能直接带动城市的旅游业和商业的发展
其次，实践证明,高层建筑可以带来明显的社会经济效益：其一,使人口集中，可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离,从而提高效率；其二，能使大面积建筑的用地大幅度缩小，节约城市用地，可以在城市中心地段选址；其三，可以减少市政建设投资、加快城市建设、缩短建筑工期,缩短公用设施和市政管网的开发周期.
2、高层建筑的缺点
首先，在应对火灾等突发事件时，高层建筑相对于低层建筑要迟缓得多。一旦发生火灾，扑救极其困难，往往消防用的云梯（最高仅能抵达53米高处）和水枪无法抵达高层建筑的着火处.在9。11事件发生时，处于着火处上方的人们大多都是因为无法从高层撤离而被烟气活活窒息而死。所以眼下高层建筑的防火防灾是非常必要的。
其次,是白天过分充足的日照和大楼形成的巨大阴影。白天日照时间长，辐射热量大,不同高度和不同方位的房间室内温度各不相同，造成空调负荷变化剧烈，冷暖气的调节比较困难。而大楼外的玻璃幕墙会将30％的长波辐射散发到附近的住宅或人上，一定程度上会对周围环境造成潜移默化的影响。玻璃幕墙对阳光的高反射及对周围街景的反映，形成光污染，干扰司机和行人的视觉。
白天高层建筑的阴影会影响附近住宅的采光和植物的生长，危害周围人们的生活和工作环境.
最后是高层建筑的空间压迫感。容积率过大,造成城市空间的畸形,使得城市空间狭窄压抑,看不到多少蓝天,看不到自然的东西,钢铁、混凝土、玻璃、石头,冰冷而坚硬，缺乏人情味和生命气息。这是许多人在高楼林立的夹缝中共同的感受。
三、高层建筑的现状与发展趋势
1、高层建筑的现状
首先我们先谈一谈高层建筑的建筑材料，从上世纪后期到现在,大部分的高层建筑以混凝土结构和钢结构为主，后来又出现了钢筋混凝土结构。其实以上提到的三种结构并不能完美的应用在超高层建筑上，普通混凝土结构重量大并且柔韧性差，高空的风作用在大楼上，风力将会被放大，混凝土的梁柱则有可能会被折断。钢结构虽然韧性好整体重量相对混凝土不大，但不耐腐蚀,保护不好长时间后有可能造成大楼的倒塌。
然后我们再来看看高层建筑的地域分布。将上世纪建成的100座大厦统计成表，如下：
建成年代
北美洲
亚洲
欧洲
大洋洲
合计
1931-1979
28
—
2
1
31
1980—1989
19
7
-
1
27
1990—1998
16
22
3
1
41
合计
63
29
5
3
100
由此可见，在早期高层建筑主要分布在北美洲，随着时间的推移，20世纪末亚洲的高层建筑数量剧增.至今,虽然仍然以北美洲居多，但亚洲的发展趋势也不容小觑.
2、高层建筑的未来发展趋势
上文中已提到现在的钢结构和钢筋混凝土结构不能完美地应用于高层建筑的建造中，所以在不久的将会研发各种新材料应用于大楼的建造。首先，我们可以改良混凝土，使其的特性更加完善，高强度和良好韧性的混凝土有利于减小结构构件的尺寸，减轻结构的自重，改善结构抗震性能.在高层建筑结构中,发展轻骨料混凝土、轻混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、侧限（约束）混凝土和预应力混凝土等特种混凝土是非常必要的，这样才能达到轻质高强的目的.其次,我们还可以打造新型钢材,增进或改善钢材的强度、塑性和可焊性性能等等。特别是对新型耐火耐候钢的研发，具有重要意义，可使钢材减小或抛弃对防火材料的依赖，提高建筑用钢的竞争力。最后还可以研发新型复合材料，新复合材料必须是高强度高韧性的，轻量的,耐腐蚀的,防火的，同时也应该是经济环保的材料。具体是什么样的材料我们也无从得知,但我相信在不久的将来新型的各种建筑材料一定能代替现在的钢筋混凝土在高层建筑的建造中发挥着巨大的作用.
我们再来看看高层建筑的地域分布问题.亚洲在20世纪后半期经济飞速发展，高层建筑是经济发展，商业繁荣的象征,所以在20世纪后半期高层建筑在亚洲分布的比重明显增大。如今亚洲的中国、日本等大国仍然在蓬勃发展，并且东南亚的小国也不断崛起,亚洲这样的发展趋势必定会导致今后高层建筑数量的突飞猛进，由此可以推论在21世纪亚洲将可能成为世界建造高层及超高层建筑的中心.
四、高层建筑的设计与施工要点
1、高层建筑的设计要点
综合上文所述的不足之处，高层建筑的设计就要针对其缺点进行必要的弥补与改良。
建筑与结构方面：其一，得严格控制高层建筑的高宽比例，保证其稳定性.考虑高层建筑遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力,设计使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称，使整体结构不出现薄弱环节；其二，应当在设计时考虑到现场的施工难度,不可因为设计的便捷而忽视了实际建造的可行性;最后,在建筑艺术方面要考虑高大体型在城市和群体中的形象和全方位造型效果.
设备与电气方面:其一，确定电梯的数量和布置方式，保证使用效率和防火安全；其二，必须考虑到消防用的设施,确保符合规范；其三,设计供暖和给水排水系统时，必须考虑因建筑高度增大的压力,保证管道、炉片具有耐压能力。
2、高层建筑的施工要点
首先要保证高层建筑的强度，强度主要是指混凝土的强度。高层建筑由于混凝土用量大，施工周期长，气候及工作条件影响因素多，有时会发生混凝土强度离散性大，甚至不合格.所以在施工时一定要严格控制混凝土的配比，之后还要进行必要的混凝土养护工作，万万不可为了抢工期，而造成养护时间不足,从而导致了混凝土强度不足，甚至造成灾难性事故.
其次是施工中的安全管理。高层建筑与低层建筑不同，越到后期施工高度越高,危险系数也大大增加。在高空作业,既要确保施工人员的安全又要防止各种施工物件从高空掉落而造成的人员伤亡和财产损失.因此，要增强施工人员的安全意识，牢固树立安全生产第一的方针,明确建筑工程项目的安全生产责任人，建立安全生产责任制，完善安全保证体系。
总结：当下，世界经济飞速发展，人口激增,建筑用地越来越紧张。尽管高层建筑还有许多不足之处，但世界上尤其是亚洲的高层建筑的发展势头还将持续下去，亚洲将会成为高层建筑的新橱窗。今后的高层建筑的体型将更加摩天化、多样化、智能化、生态化、人性化。在结构材料上也绝不会停留在现有的几种形式和种类上，随着科学技术的发展,为更好地满足建筑的功能和建筑艺术上的需求，将会创造出更多,更新的,更符合广大人们需求的新型结构和建筑材料。在高层建筑的设计中，也将更多地采用计算机辅助设计，并编制出集建筑、结构、设备、电气为一体的集成化程序，使高层建筑的设计更加趋近于完善和便捷.
参考文献：百度百科《高层建筑》词条;
《高层建筑的现状与发展趋势讨论》—-杨越
《高层建筑施工简述》--李扬