国内高层建筑发展的特性与多样化

  • 来源:建筑网   2019-08-19 16:19
摘要:

《高层民用建筑设计防火规范》中明确指出:10层及10层以上的住宅建筑(包括底层设置商业服务网点的住宅)和建筑高度超过24米的公共建筑应属于高层建筑。最近几年来,我国高层建筑高速发展,仅建设部系统每年建成的高层建筑就达800一900万平方米(表略),加上其它部门,估计每年建成的高层建筑在1000万平方米以上,全国已建成的高层建筑约1亿平方米,1万幢左右。

1.建成规模大、发展速度快

《高层民用建筑设计防火规范》中明确指出:10层及10层以上的住宅建筑(包括底层设置商业服务网点的住宅)和建筑高度超过24米的公共建筑应属于高层建筑。最近几年来,我国高层建筑高速发展,仅建设部系统每年建成的高层建筑就达800一900万平方米(表略),加上其它部门,估计每年建成的高层建筑在1000万平方米以上,全国已建成的高层建筑约1亿平方米,1万幢左右。

2.高度增大、层数增多

由于城市用地日趋紧张,价格猛涨,加之建筑功能和城市规划的需要,近年来我国高层建筑高度加大、层数增多。60年代我国高层建筑最高的是广州宾馆(27层,87米高);70年代最高的是广州白云宾馆(33层,117米高);到了80年代,我国最高的钢筋混凝土建筑广东国际大厦(63层)已达200.18米,最高的钢结构北京京广中心大厦(53层)达208米,均超过了200米高度大关,而层数已达60多层。

进入90年代以来,我国高层建筑已向世界记录冲击(世界上已建成的最高的建筑是纽约的西尔斯大厦,高443米;世界上在建的最高建筑是马来西亚吉隆坡城市中心,高450米),正在设计中的重庆商贸大厦114层高457米,层数和高度均超过了现世界纪录。目前,一批高度超过300米的建筑正在设计和施工中。据不完全统计,我国建成或在建的高层建筑,超过150米的有60余幢,超过200米的有30余幢;超过300米的有6幢。从建筑高度和层数来看,我国已达到世界建筑的先进行列。

3.平面多变、体型复杂

从受力分析来看,高层建筑的平面形状越是简单分析越是容易。八十年代之前,我国计算机在高层建筑结构计算这方面还是很落后的,当时的大部分工程依靠手算,故平面形状不可能太复杂,多为矩形,少量为L形、槽形,一般都比较简单。近年来,由于建筑功能、建筑艺术和城市规划要求打破单一方盒子式的格局,使得平面形状和空间体型日趋复杂;另一方面,由于计算机快速普及和三维空间分析程序的研制成功,使复杂的高层建筑设计和计算成为可能,所以建筑师们得以大势发挥其空间想象能力创作出尽善尽美的佳作。

4.建筑功能多样化

70年代以前,我国的高层建筑多为单一用途,如高层住宅、高层旅馆、高层办公楼等等。进入80年代,上部为住宅、底层为商店的商住楼开始在北京、上海兴建,而在深圳市的建设过程中,商住楼大量兴建。90年代以来,商住楼已在各大中小城市普通兴建。另外,单纯的力、公楼和单纯的住宅楼已不能完全适应现代社会高效率和快节奏的要求,进而发展为综合楼,它的顶部为观光层、旋转餐厅或高档舞厅等;上部为旅馆、住宅,中间部分为办公用房;下部和裙房则布置商店、餐厅、银行、娱乐设施和其它服务设施;地下部分则为停车场或商场,这样的综合楼就可以满足各种用户的需要。

如位于上海浦东新区陆家嘴金融贸易区的金茂大厦,88层为观光大厅,86层和87层为风味餐厅和专用俱乐部,53一85层为五星级豪华旅馆,51层和52层为设备层,3~50层为办公用房,裙房部分6层,与主楼1层和2层一道设置有这样的服务设施:休息厅、展览厅、宴会厅、会议厅、电影院和商场,地下部分为三层,地下一层为停车场、零售商场、美食广场、小剧场、旅馆后勤服务设备间,地下二层为变压器室和配电间,地下三层为污水处理场、饮用水房、锅炉房和冻冷机房。这是一幢典型的多功能高层建筑。

5.结构体系新型化

一般高层建筑常用的结构体系为:框架结构、剪力墙结构、框剪结构,其特点是由框架单元或剪力墙单元组合成空间受力结构。近年来,随着高层建筑层数增多,高度增高以及建筑抗震设防烈度提高,加上平面布置和空间体型日趋复杂,常用的三大结构体系难以满足结构设计要求,以空间整体受力为特征的筒体结构体系得到广泛应用,在建和已成建的高层建筑中,采用筒体结构的超过60%。其它一些更新颖的结构型式已得到应用并取得较好的经济效益。

目前的超高层建筑结构设计应用加强层亦日趋广泛。由于加强层能使得外框柱参与整体受弯,降低核心筒或核心剪力墙承受的弯矩,有效降低结构顶点侧移,而用料又省,故许多高层建筑采用加强层,取得了显著的经济效益。上海金陵办公大楼(地上37层,140米高)采用加强层以后,减少硷600立方米;其它采用加强层的高层建筑有广东国际大厦、上海金茂大厦、深圳商业大厦、深圳发展中心、上海锦江饭店等等,均取得良好效果。

6.材料新型化

6.1高强硷的应用近年来高层建筑结构中C60硷应用相当普遍,与C40砖柱相比,截面面积可减少30%以上,自重大幅度降低,可有效降低上部结构和基础的建造成本。北京四川大厦(30层)、深圳贤成大厦(57层)等都采用了高强硅。

6.2钢骨硷和钢管硷的逐步应用大跨度梁、托梁或转换梁用翎什硷可以有效减小梁高,而用钢骨硷和钢管硷的柱轴压比相对较松,柱子截面尺寸可大大减小。四川大厦原设计用1.lmxl.lm方柱,改用钢管硷柱以后,直径为700mm。截面面积减少68%。

6.3轻型楼面结构的应用目前采用最多的轻型楼盖是无粘结预应力平板楼盖和“压型钢板一硷板”组合楼盖。由于无粘结预应力平板楼盖取消框架梁,使层高可降到2.8~3米,在相同建筑高度的情况下,可增加使用楼层数,平均10层可多出1层,效果相当明显,目前在全国各地已普遍应用,典型的工程是广东国际大厦,它是目前采用预应力楼板层数最多的工程。

而“压型钢板一硷板”组合楼盖亦能有同样效果,主要用于高层钢结构,如上海瑞金大厦(27层,107米高)、北京京城大厦(52层,183.5米高)、深劫11发展中心大厦(41层),上海国际贸易中心大楼(37层)、上海静安一希尔顿酒店(43层)等工程,均采了“压型钢板一硷板”组合楼盖,不仅提高了结构承载力和刚度,还节约了材料。

6.4大面积玻璃幕墙的使用我国最先采用玻璃幕墙的建筑是北京长城饭店和深圳国贸中心大厦。前几年,许多地方出现了“玻璃幕墙热”,上海新建的高层建筑中,70%采用玻璃幕墙,其中沿海城市,无论新建还是旧建筑改造,用玻璃幕墙作外装修是常用的手段。

7.我国高层建筑发展趋势

7.1发展规模将进一步状大随着我国经济的迅速发展,基本建设规模还会进一步增大,城市用地更趋紧张,修建高层建筑可以节约大量占地面积。许多城市要求在一定的区域内建筑物的高度不得低于多少或规定了一定的容积率,按照城市规划的要求建设不同高度的建筑,还有利于丰富城市面貌。从地区来看,沿海开放城市仍是兴建高层建筑的重点。随着改革开放的深化和经济的不断增长,我国广大的大中城市会根据自身的发展和需要,兴建不同用途、类型和高度的高层建筑。

7.2高度和层数的新突破现在在建的最高的建筑是上海金茂大厦(88层,370米),正在设计的最高的建筑是重庆商贸大厦(114层,457米高),它超过了现世界纪录一一西尔斯大厦110层,443米高),然而,「更高的深圳中华大厦又在策划中,可见不久的将来,世界最高的建筑将雄居中华大地。

7.3新材料的开发和应用根据我国的国情和国内外高层建筑的实践,今后我国的高层建筑仍是以各类钢筋硷结构为主,因此,迅速研究开发C60~C100的高强硷是今后高层建筑发展的需要。钢结构的优势是强度高、自重轻,今后会有一些特别高的建筑采用钢结构,或采用部分钢结构部分硷结构的组合结构。劲性钢筋硷对缩小结构断面、减轻自重、增加强度和改善结构的抗震性能有明显好处,因此应用前景可观。

7.4科研设计水平的不断提高我国目前高层建筑设计科研水平有很大提高,但与发达国家相比,还有一定距离,比较典型的作品还是由国外承担设计的,例如114层高的重庆商贸大厦由美国HLW公司作方案设计;88层的上海金茂大厦的设计却由美国.SOM公司承担,而86层的海口“868”大厦却被韩国中标等等。在今后几年高层建筑结构领域中,将研究超出现《高层规程》适用范围的结构,特别是150m以上的超高层建筑的设计方法,以满足设计需要。另外,计算机的广泛应用会进一步推动高层建筑的发展。

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