从施工技术、抗震设计、节能设计浅谈我国高层建筑的发展

【摘要】高层建筑是我国经济建设迅速发展和科学技术进步的产物。为了解决越来越多的人的需求，城市建筑层数和高度也必然要不断提高。因此城市高层或超高层建筑发展必然成为一种趋势。本文基于我国高层建筑发展的现状与未来，从施工技术，抗震设计和节能设计三个方面分别进行详述。

1 引言

随着世界人口的增加，建筑形式的发展方向也不得不考虑其利用土地资源的能力，那么解决方法无非是这么三个：上天入地或者填海造陆。本文将主要聚焦高层房屋建筑的现状与发展来展开论述。

2 我国高层建筑的现状

2.1 我国高层建筑施工技术的现状

高层房屋建筑技术的关键因素直接决定了房屋建筑施工技术的质量，然而目前来说，传统的施工技术建构的房屋质量已经不能满足相关的施工质量标准，因此必须要加强高层建筑施工的施工技术，有效提高高层房屋建筑质量，促进我国建筑施工技术的发展。（1）支护技术。目前来说，“深基础土体支护”是高层建筑主要采用的结构建筑方法。钻孔灌注桩、冲孔灌注注桩、钢板桩以及钢筋砼板桩这几种支护结构已经被高层建筑施工单位广泛采用。当然在具体的施工操作中依旧存在或多或少的不同，需要具体问题具体对待，不能直接套用模式，毕竟各地的土质、基坑大小会给基坑支护不同的需求。（2）预应力技术。预应力技术已经是我国大量的高层建筑施工中均会应用的建筑施工技术。应用预应力技术之后，混凝土在横截面上可以做得更小一些，混凝土的体积相对较轻但是对刚度及抗裂度的要求更高，凭借这些优势预应力技术在我国发展较快，不仅能够满足低层的建筑施工，在高层建筑施工中照样实用，这也凸显出现代技术的先进性。（3）钢筋连接技术。在当前的钢筋连接技术当中，带肋钢筋套挤压的链接技术得到有效的大范围应用，主要是因为其具有完好的接头性、使用设备简单而且最重要的就是质量稳定可靠、施工速度较快。从当前的高层房屋建筑施工技术来看，在高层房屋建筑的施工技术上，我国已经有了一定的发展，而且当前的技术水平也可以满足我国高层房屋建筑的施工标准与要求。

2.2 我国高层建筑抗震设计的现状

（1）结构体系。在结构设计的时候，因为钢筋混凝土容易产生弯曲变形，如果发生侧移，而钢框架的刚度又不大，不但会让钢结构有一定程度的负担，起到的效果也不会太好，所以必须加大刚度或者是使用加强层把侧移量降低。（2）防震结构的连接。统计表明，大多数高层建筑在因地震灾害而出现安全事故时，发生问题的位置大多位于防震结构的连接点上。高层混凝土建筑抗震结构的受力点，往往需要承受较大的力量，如果连接处的工作没有做好，高层建筑很有可能单地震灾害中坍塌，因此，设计人员要尤其关注抗震结构的连接点，使抗震结构具备更好的延展性，保证高层建筑不会因地震灾害而产生较大的破坏。

2.3 我国高层建筑节能减排的现状

在可持续发展视角下对高层建筑进行设计时，应当严格遵照国家相关标准规范进行设计，确保高层建筑设计情况满足相关部门的执行标准，尤其是要严格参照国家相关采光设计标准以及住宅设计规范等进行高层建筑设计，促进建筑行业的整体科学化合理化运行。（1）基础设计。从宏观层面来看，高层建筑的基础是承载建筑物荷载的重要部分，因而加强对高层建筑基础进行规范化设计具有重要的现实意义。在可持续发展的视角下，在对高层建筑进行设计时，应当将高层建筑的基础埋深控制在合理范围内，确保高层建筑设计中地面至基础底面的垂直距离满足高层建筑的实际要求，将高层建筑上部结构荷载的大小以及地下水位的高低进行统筹分析和规划，尽可能减小土壤冰冻深度点这一因素可能会对高层建筑基础所产生的影响，从而切实提高高层建筑基础的安全性和可靠性，促进高层建筑的实际使用性能的发挥。（2）窗墙比设计。从降低能耗出发，限制建筑窗墙面积比是一个很好的方法。高层办公建筑为减轻自重，通常采用大面积玻璃幕墙系统。而玻璃幕墙的热工性能相对较差，是影响室内热环境和建筑能耗的主要因素之一。通过合理考虑玻璃幕墙透明部分与非透明部分比例，可达到较好的节能效果。对于玻璃幕墙系统，由于各方面条件所限，窗墙比不可能降到很低。（3）采光设计。天然光绿色环保并有益于人体健康，充分利用天然光是实现办公建筑照明节能的最好方法。在跨距、层高相同的条件下，同时满足办公室 1/5的窗地比要求，采用竖向条形窗时，房间最大围合面积约为水平带形窗房间面积的 80%。从采光质量看，水平带形窗也优于竖向条形窗。目前也是多应用竖向条形窗。

3 我国高层建筑的发展

3.1 现代化计算机技术的应用

通过计算机技术中强大的计算分析及模拟再现的功能，专业技术人员就可以利用先进的计算机技术对建筑施工进行模拟，通过大量的精确的数据保证在实际操作中的实用性，避免施工过程中的浪费和特殊情况的发生。

3.2 优化抗震设计

（1）优化结构功能。在进行高层建筑的过程中，使用混凝土进行抗震结构的设计强化，将对抗震结构的设计以及造价产生较大的影响，在设计中应该对高层混凝土建筑的功能要求以及使用的整体性能指标进行分析，必须在相关规章制度的规范下进行目标的实施，提高高层混凝土建筑的整体抗震结构的性能。（2）优

化结构体系选择。在进行高层混凝土结构体系的优化中，一般可以选择的类型很多种，诸如剪力墙结构、框架结构等形式已经系数常见，通过对高层建筑结构抗震性能的研究，综合当代社会发展中出现的社会效应、工程造价等因素，将经济学、美学等纳入设计的过程中，进而选择出符合要求的抗震结构体系。（3）优化结构体系。优化高层混凝土建筑抗震结构体系，首先在规划设计时，尽量使高层混凝土建筑的平面布置对称和规则，在竖向、侧向和立面的刚度均匀分布，经过定量分析高层混凝土建筑抗震结构设计的整体性能，计算和优化结构的刚度特征值、平面布置、剪力墙设计等。

3.3 风环境的利用

风力的作用对高层建筑的影响比较大，特别是越高的楼层，建筑所受到的风力也就越大，在气温寒冷的冬季，风力越大，建筑的热损失也就越大从而增加了冷空气的渗透导致室内热损失的增大，在这种情况下，要保持室内的温度，就需要消耗更多的能源。（1）考虑室外风环境。设计时充分分析建筑所处的风环境，方案根据城市的不同的风向应有不同的处理，尽量将大立面面向夏季主导风，而小立面面向冬季主导风，从而使得建筑在夏季尽可能利用风能降低温度，在冬季又使得主要建筑立面避开风以减少热损失。（2）避免和减小风影区。在夏热冬冷湿热地区，要避免周围的建筑处于高层建筑的风影区内，避免下风向建筑的通风降温和除湿效果不理想，可以将办公建筑设计成为倾斜面体形，这样建筑物所形成的风影区的范围也会相应减小。

4 结论

地球上的陆地面积只占地球表面面积的 29％，而剩余的 71％的面积都为水所覆盖。而在这有限的陆地资源中，可用于居住和耕种的土地只占地球表面面积的 6.3％。然而，地球上的人口数量不断地增加。尤其是 18 世纪开始，人口以前所未有的速度迅猛增长，耕地面积稀少，人口居住面积又不断要求加大，因此，高层建筑的发展必然是一个趋势。

参考文献：

[1]李翠伟.高层混凝土住宅建筑抗震结构设计研究[J].江西建材，2015，01：29.

[2]王海超.高层建筑节能设计的应用研究[J].黑龙江科技信息，2014，31：210.