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摘要：近些年，高层建筑在我国得到突飞猛进的发展。高层建筑有着很突出的优越性。能节省占地面积，提高土地利用率，外形高耸大气，室内功能齐全，采光好，各种户型及面积能够满足不同人群的不同需求。但高层建筑的项目投资都很大，如果建筑结构方案不合理而造成的浪费也是惊人的。若结构设计与总体建筑设计思想二者创造性的结合，可以减少纯结构造价，或在相同造价下为建筑设计提供更多费用，这就需要工程设计人员在设计工作中要相互配合在满足建筑艺术功能和使用功能的前提下，做到方案经济合理。
关键词：高层建筑；设计方案；经济
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
高层建筑是否与所处的城市空间融洽，其评价标准相当一部分取决于公众的感受，简单地说，就是人处在所创造空间中的感受；所以一位建筑设计者在进行高层建筑设计时要充分考虑所创造出来的空间给予使用者的感受。这些是从理论上要求一位建筑设计师要考虑的因素，也是作为一名建筑师应该承担的责任，而且还可以据此评价一位建筑师的设计能力和水平及其职业道德。
一、建筑方案的设计
建筑方案的设计讲究风格独特，要能充分体现建筑物的个体性。建筑风格不同，在资金的投入上也会有很大的差异。例如欧式风格的建筑，外立面的装饰和线脚比较多，节点构造也比较复杂，施工难度大，所以在建筑立面上的投入成本就高；对于现代风格的建筑，虽然立面装饰及线条简单，但如果过分追求造型，在结构计算中为满足各项控制指标的要求，增大了用钢量，也会加大成本投入。比如某高层建筑在立面上有中空（开大洞）的造型;两个高层建筑之间在顶部仅用几个楼层联系在一起;楼梯间与电梯间的平面位置布置较偏;建筑的立面凸凹变化很大等等，这些造型及立面布置都对结构受力及抗震造成不利影响，产生极大的浪费。
1、从材料用量角度
为抵抗侧向力并限制侧向位移，就需要增加材料用量，当房屋层数较高时，材料的增加量也就越大。在二十层高度左右的建筑中，为抵抗水平力而增加的材料用量大约是垂直荷载材料用量的10%，而对更高的建筑所增加的材料量更多，甚至达到80%-100%。因此在設计高层建筑时设法减小为抵抗侧向力所需要的材料用量是很重要的。如果总的建筑造型与结构体系是经过优化的，附加的材料用量就会更加合理，可以比上述用量减少1/2或2/3。
2、从抗震的角度
通过对震害的分析，结果表明，平面简单对称的建筑在地震时不易被破坏，比较容易通过采取抗震构造措施提高抗震性能。所以建筑的平面及立面布置宜简单、规则、对称，避免出现突变，在立面的造型上不要过分追求新奇特，从而增加建筑成本。在建筑方案的初步设计阶段建筑师就应与结构设计师紧密配合，依照抗震设计的概念设计原则，作出经济合理的建筑方案。
3、高层建筑主体设计
对于一个城市而言，高层建筑往往具有一定的代表性和象征性，可以反映一个城市经济水平和发展程度，选择合理的造型就显的尤为重要。高层建筑由于其结构形式的限制以及使用功能的要求，在造型上往往追随于建筑的结构形式，而不能有太多的变化，有的高层建筑甚至直接将结构形式外露不加修饰。高层建筑的主体部分是它的塔楼，塔楼的表现形式对高层建筑的造型起着决定性的作用，现令国外和国内的许多高层建筑都有着独特的外形和明显的识别性，对一个城市具有一定的代表性，这可以说是高层建筑存在的一个原因。随着近年来资源短缺问题的出现，全球提出了可持续发展，而高层建筑就环保节能方面来说是很浪费的，随之就出现了“生态型”建筑的概念，如生态建筑师诺曼·福斯特设计的法兰克福商业银行总部大厦在强调象征意义和功能的同时，就引入生态的概念，是世界上第一座“生态型”超高层建筑。其建筑平面呈三角形，宛如三叶花瓣夹着一支花茎：花瓣部分是办公空间，花茎部分为中空大厅。中空大厅起自然通风作用，同时还为建筑内部创造了丰富的景观。而气候设计大师杨经文设计的马来西亚吉隆坡梅纳拉大厦则体现了利用空中开放空间连通建筑内外，贯彻“生物气候大楼”思想，引入了大量的植物，立面上螺旋上升的垂直绿化和底部斜坡的绿化都有助于调节气候，尽可能地拉近了人与自然的距离，较好地完成了室内外空间的过渡与衔接。同时对形成良好的城市空间环境也是一种深化。可以看出目前高层建筑设计的一个新要求就是要实现“生态节能型”。高层建筑主体的下部分裙房虽然对整个城市影响较小，但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的影响。建筑的裙楼立面设计一般不同于上部立面，需要进行细致的设计，从而使下部空间丰富多彩而不至于感到苍白；并要体现人的尺度，因为裙房部分跟公众视觉接触较密切，对街道空间感影响也较大。而高层建筑的最上部分屋顶对整个建筑形象起到强化个性的作用，虽然它较少影响到生态环境，但对塑造建筑的标志性、丰富城市天际线具有重要的作用，因此应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造。
二、结构方案的设计
高层建筑的结构设计往往屈从于城市规划部门、建设单位和建筑造型的要求。结构设计一般都是在建筑专业已经确定好的平面和竖向布置的基础上来进行设计。先假定好构件的尺寸，通过计算机，运用专业软件计算后，如果有个别构件超筋或控制指标超限，则对局部构件进行调整，直至没有超筋或超限后，就开始画施工图。至于建筑方案是否完善;是否还可以再优化;虽然控制指标没有超限，但是不是余量较多;构件虽然没有超筋，但是不是假定尺寸太大等情况，则心中无数，盲目设计。作为结构设计者，在接到建筑方案后，应按照抗震规范的各项原则，在满足使用功能的前提下进行经济合理性评价及方案优化，然后再进行结构方案的确定，并在多种方案的比较中确定出最佳结构方案。通过计算判断高层建筑结构方案是否可行的标准：在风荷载和地震荷载作用下楼层层间最大位移与层高之比的限值；结构的振型曲线﹑自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理的范围内。如果建筑物的刚度过大，则周期就短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度过小，结构的变形就会加大，影响人们对建筑物的使用舒适度的要求。合理的刚度应该如何确定，笔者经过查阅有关资料，结论是：结构按弹性计算的顶点位移与总高度之比(两方向取大值)，建议对框架——剪力墙结构，框架——筒体结构，筒中筒结构取1/2000-1/2500；对于剪力墙结构取1/2500-1/3000。同时也要与其他因素综合考虑。高层建筑通过计算后，有许多构件都是构造配筋，对于大多数构件，规范只规定了一个极限值，如柱子的轴压比和最小配筋率等。有些限值又在很大的范围内波动，有些规范没有规定，如剪力墙的最大配筋率等。但在设计时具体应取多少合适还与设计人员的经验﹑习惯﹑对规范和计算机专业软件中个别参数的理解程度等因素有关。因此。同样一个工程，不同的设计者设计，会产生不同的设计结果。对于一些计算指标和构造要求应该如何正确判断取值，统一构造做法，是高层建筑结构设计工作中一个非常重要的环节，应予以重视。
结束语
在房地产开发项目中，土建费用在整个项目成本中占很大的比例。高层住宅及办公楼结构造价的百分比约为总工程造价的30%～35%。通过以上的论述可以表明，在高层建筑的设计中，对建筑方案和结构方案的经济合理性分析及优化工作是非常重要的一个环节，也是容易被忽视的一个问题。这项工作做得好将会产生可观的经济效益。在方案的经济合理性分析和优化的过程中，建筑师和结构工程师还应创造性的结合，从建筑的整体性、功能性及实用性出发，综合考虑问题，为用户设计出更安全、经济、适用的作品。
参考文献
[1]陈大昆.住宅的优化设计[J].住宅科技，2001（2）
[2]曹伟.生态建筑，生态建材，发展战略[J].新建筑，2005（5）
[3]徐宜和，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑，2004（3）
关键词：高层建筑；设计方案；经济
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
高层建筑是否与所处的城市空间融洽，其评价标准相当一部分取决于公众的感受，简单地说，就是人处在所创造空间中的感受；所以一位建筑设计者在进行高层建筑设计时要充分考虑所创造出来的空间给予使用者的感受。这些是从理论上要求一位建筑设计师要考虑的因素，也是作为一名建筑师应该承担的责任，而且还可以据此评价一位建筑师的设计能力和水平及其职业道德。
一、建筑方案的设计
建筑方案的设计讲究风格独特，要能充分体现建筑物的个体性。建筑风格不同，在资金的投入上也会有很大的差异。例如欧式风格的建筑，外立面的装饰和线脚比较多，节点构造也比较复杂，施工难度大，所以在建筑立面上的投入成本就高；对于现代风格的建筑，虽然立面装饰及线条简单，但如果过分追求造型，在结构计算中为满足各项控制指标的要求，增大了用钢量，也会加大成本投入。比如某高层建筑在立面上有中空（开大洞）的造型;两个高层建筑之间在顶部仅用几个楼层联系在一起;楼梯间与电梯间的平面位置布置较偏;建筑的立面凸凹变化很大等等，这些造型及立面布置都对结构受力及抗震造成不利影响，产生极大的浪费。
1、从材料用量角度
为抵抗侧向力并限制侧向位移，就需要增加材料用量，当房屋层数较高时，材料的增加量也就越大。在二十层高度左右的建筑中，为抵抗水平力而增加的材料用量大约是垂直荷载材料用量的10%，而对更高的建筑所增加的材料量更多，甚至达到80%-100%。因此在設计高层建筑时设法减小为抵抗侧向力所需要的材料用量是很重要的。如果总的建筑造型与结构体系是经过优化的，附加的材料用量就会更加合理，可以比上述用量减少1/2或2/3。
2、从抗震的角度
通过对震害的分析，结果表明，平面简单对称的建筑在地震时不易被破坏，比较容易通过采取抗震构造措施提高抗震性能。所以建筑的平面及立面布置宜简单、规则、对称，避免出现突变，在立面的造型上不要过分追求新奇特，从而增加建筑成本。在建筑方案的初步设计阶段建筑师就应与结构设计师紧密配合，依照抗震设计的概念设计原则，作出经济合理的建筑方案。
3、高层建筑主体设计
对于一个城市而言，高层建筑往往具有一定的代表性和象征性，可以反映一个城市经济水平和发展程度，选择合理的造型就显的尤为重要。高层建筑由于其结构形式的限制以及使用功能的要求，在造型上往往追随于建筑的结构形式，而不能有太多的变化，有的高层建筑甚至直接将结构形式外露不加修饰。高层建筑的主体部分是它的塔楼，塔楼的表现形式对高层建筑的造型起着决定性的作用，现令国外和国内的许多高层建筑都有着独特的外形和明显的识别性，对一个城市具有一定的代表性，这可以说是高层建筑存在的一个原因。随着近年来资源短缺问题的出现，全球提出了可持续发展，而高层建筑就环保节能方面来说是很浪费的，随之就出现了“生态型”建筑的概念，如生态建筑师诺曼·福斯特设计的法兰克福商业银行总部大厦在强调象征意义和功能的同时，就引入生态的概念，是世界上第一座“生态型”超高层建筑。其建筑平面呈三角形，宛如三叶花瓣夹着一支花茎：花瓣部分是办公空间，花茎部分为中空大厅。中空大厅起自然通风作用，同时还为建筑内部创造了丰富的景观。而气候设计大师杨经文设计的马来西亚吉隆坡梅纳拉大厦则体现了利用空中开放空间连通建筑内外，贯彻“生物气候大楼”思想，引入了大量的植物，立面上螺旋上升的垂直绿化和底部斜坡的绿化都有助于调节气候，尽可能地拉近了人与自然的距离，较好地完成了室内外空间的过渡与衔接。同时对形成良好的城市空间环境也是一种深化。可以看出目前高层建筑设计的一个新要求就是要实现“生态节能型”。高层建筑主体的下部分裙房虽然对整个城市影响较小，但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的影响。建筑的裙楼立面设计一般不同于上部立面，需要进行细致的设计，从而使下部空间丰富多彩而不至于感到苍白；并要体现人的尺度，因为裙房部分跟公众视觉接触较密切，对街道空间感影响也较大。而高层建筑的最上部分屋顶对整个建筑形象起到强化个性的作用，虽然它较少影响到生态环境，但对塑造建筑的标志性、丰富城市天际线具有重要的作用，因此应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造。
二、结构方案的设计
高层建筑的结构设计往往屈从于城市规划部门、建设单位和建筑造型的要求。结构设计一般都是在建筑专业已经确定好的平面和竖向布置的基础上来进行设计。先假定好构件的尺寸，通过计算机，运用专业软件计算后，如果有个别构件超筋或控制指标超限，则对局部构件进行调整，直至没有超筋或超限后，就开始画施工图。至于建筑方案是否完善;是否还可以再优化;虽然控制指标没有超限，但是不是余量较多;构件虽然没有超筋，但是不是假定尺寸太大等情况，则心中无数，盲目设计。作为结构设计者，在接到建筑方案后，应按照抗震规范的各项原则，在满足使用功能的前提下进行经济合理性评价及方案优化，然后再进行结构方案的确定，并在多种方案的比较中确定出最佳结构方案。通过计算判断高层建筑结构方案是否可行的标准：在风荷载和地震荷载作用下楼层层间最大位移与层高之比的限值；结构的振型曲线﹑自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理的范围内。如果建筑物的刚度过大，则周期就短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度过小，结构的变形就会加大，影响人们对建筑物的使用舒适度的要求。合理的刚度应该如何确定，笔者经过查阅有关资料，结论是：结构按弹性计算的顶点位移与总高度之比(两方向取大值)，建议对框架——剪力墙结构，框架——筒体结构，筒中筒结构取1/2000-1/2500；对于剪力墙结构取1/2500-1/3000。同时也要与其他因素综合考虑。高层建筑通过计算后，有许多构件都是构造配筋，对于大多数构件，规范只规定了一个极限值，如柱子的轴压比和最小配筋率等。有些限值又在很大的范围内波动，有些规范没有规定，如剪力墙的最大配筋率等。但在设计时具体应取多少合适还与设计人员的经验﹑习惯﹑对规范和计算机专业软件中个别参数的理解程度等因素有关。因此。同样一个工程，不同的设计者设计，会产生不同的设计结果。对于一些计算指标和构造要求应该如何正确判断取值，统一构造做法，是高层建筑结构设计工作中一个非常重要的环节，应予以重视。
结束语
在房地产开发项目中，土建费用在整个项目成本中占很大的比例。高层住宅及办公楼结构造价的百分比约为总工程造价的30%～35%。通过以上的论述可以表明，在高层建筑的设计中，对建筑方案和结构方案的经济合理性分析及优化工作是非常重要的一个环节，也是容易被忽视的一个问题。这项工作做得好将会产生可观的经济效益。在方案的经济合理性分析和优化的过程中，建筑师和结构工程师还应创造性的结合，从建筑的整体性、功能性及实用性出发，综合考虑问题，为用户设计出更安全、经济、适用的作品。
参考文献
[1]陈大昆.住宅的优化设计[J].住宅科技，2001（2）
[2]曹伟.生态建筑，生态建材，发展战略[J].新建筑，2005（5）
[3]徐宜和，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑，2004（3）