《高层建筑形体造型及结构概念设计概析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高层建筑形体造型及结构概念设计概析（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高层建筑形体造型及结构概念设计概析摘要：文章首先从高层建筑的形体造型与结构设计间的关系着手，重点对形体 造型与结构设计的有机结合方式进行分析，以期能够为同行带来一些启发。关键词：高层建筑；形体造型；结构设计近几年来，建筑师和工程师开始重点关注高层建筑的形体造型与结构设计。在对高层建 筑进行设计时，建筑师需要理解并且掌握结构概念设计的各种要素，为高层建筑造型创意提 供保障。在文章中，首先简要介绍了高层建筑的形体造型和结构设计的重要联系，再对制约 高层建筑形体构成的主要结构要素进行了探讨，希望能够为高层建筑的设计带来一些灵感。一、在高层建筑中，形体造型和结构设计的关系高层建筑有着巨大的体量，能够表
2、现建筑的力度与体魄，是人们关注的焦点。在对高层 建筑的造型进行设计时，不但要能够满足人们的生理与心理需求，而且还要让其发展成为城 市环境的重要部分。在设计高层建筑的形体造型时，需要考虑以下几个问题：第一，当前高 层建筑的形体样式比较单一，主要有方形、圆形和变形三种样式，建筑形体在设计造型时， 一般采用的手法有水平划分、垂直划分和坡屋面运用等，建筑形象没有表现力，感染力也不 强；第二，高层建筑的形体比较复杂，主要采用的是多层建筑的处理方法，而且形体变化较 多，不利于高层建筑的力度表现。为了有效解决上述几个问题，不但要充分采用高层建筑多变的造型手段，还必须要满足 美学原则，在高层建筑结构概念的设计
3、思维中寻找创作灵感。不同形态的高层建筑在结构构 架方面也有不同的设计方式，这些不同形式的结构支撑着高层建筑，并保证其稳定性与坚固 性。每一种建筑的形式和造型需要特定的结构体系来表征，形体独特的结构方式构成与之互 相对应的建筑平面和形体。在设计高层建筑的过程中，设计师需要科学灵活的分析高层建筑 结构形式的受力特点，充分了解后再对建筑形体进行塑造。二、在高层建筑中，制约形体构成的结构要素（一）建筑结构的形体设计必须要规则为了保证高层建筑的安全性，必须首先考虑高层建筑的形体抗震性。高层建筑的内部结 构体系为形体塑造的骨骼提供保障，规则的建筑形体的结构体系比较规则，而且能够直接传 力。但是，当前的高层
4、建筑有了变化多端的形体，有扭转形式，也有弯折形式，因此结构布 置常常处于不规则的形态。这导致结构的受力状况过于复杂，不但影响了高层建筑的安全性， 而且还会使工程造价大幅度增加。若是能够正确的理解高层建筑的结构性能，不但能够有效 识别不规则结构，而且还能够减缓或者避免负面的影响，进而采取相应的补救措施。为了加强建筑结构的刚度，必须要选择和建筑形体相应的结构形式，从而降低水平荷载， 使高层建筑的侧移得以减少。根据空气动力学原理分析，建筑的平面体型为圆形或者椭圆形 的时候，能够有效减少风荷载，而且合理的截面惯性线保证了建筑物结构的均匀受力。若体 型是上窄下宽的形式，承受水平力引起的弯矩会产生较好的效
5、果。该种建筑体型和悬臂梁的 弯矩图比较相似，从而减少侧移，使构件充分发挥其受力性能。为了不让风压过于集中，可 以在平面的转角位置使用平角或者圆角的处理方式。比如，在对北京贸易中心塔楼设计方案 时，设计师对水平荷载进行了分析，考虑到风力会对塔楼造成的影响，最后选择的是从上到 下逐渐缩小的截圆锥体型。（二）形体变化要保证建筑结构的竖向均匀性高层建筑在塑造形体时，主要采用的造型手法有：组合、穿插、集聚、加减和切削等等， 因此建筑形体会产生形式多样的变化，还需要对结构进行布置。在对高层建筑进行竖向布置 时，会出现结构均匀性问题。如果结构不均匀布置，那么就会使建筑的强度和刚度发生变化， 从而会集中竖向的
6、应力或者变形，在中小型地震中，高层建筑就会发生损坏；在大地震的情 形下就会倒塌。然而，为了完全保证结构的均匀性，在具体设计过程中也会存在各种困难。 高层建筑在造型处理过程中，最常见的方式就是竖向收进，但是这种结构会让建筑形体凹进 去的地方集中应力。因此，高层建筑在对造型进行高度竖向收进退台处理时，建筑物的体型 应该随高度的不断增加而逐渐减小，以免建筑体型突然收进，从而使应力集中。（三）形体设计必须要严格控制建筑结构的高度比建筑物的高度比能够对抗侧刚度的大小进行反映，高层建筑若是有着较大的高宽比，那 么建筑的形体就会比较细长，而且会产生较大的侧移；若是高宽比较小，那么建筑形体就会 显得粗矮，侧移
7、也相对较小。所以为了保证侧移值适中，那么就需要控制建筑的高宽比，使 其不会超出某一限值。我国高层建筑最常见的结构形式为矩形棱柱体，在对其进行造型设计 时，必须要高度重视高宽比的控制。若是高宽比较大，那么一旦发生地震或者强风，就会在 水平力的作用下，导致弯曲变形不断增大。因此，一定要好好处理外柱倾覆轴向力问题，并 且科学选择结构体系，增加侧移的刚度，进而使建筑的侧移得以减小。综上所述，工程的投 入资金也会随着此种建筑高度的增加而不断提高。（四）保证建筑刚度与质量分布的对称性高层建筑的立面高度和质量如果不能对称的分布，那么一旦发生地震，就会发生扭转破 坏。所以，在对建筑结构进行设计时，必须要保证其
8、对称性。当前设计师主要在高层建筑的 周围安装抗推构件，从而为其提供充足的抗扭力矩。其次，也可以在房屋的四角集中布置抵 抗倾覆力矩的构件，在转角的位置会产生一个巨柱，使用交叉斜杠就可以建构立体支撑体系。 在对倾覆力矩进行抵抗时，巨型角柱会在各个方向产生最大力臂，使结构与材料的潜力能够 充分发挥出来；再者，在周边布置构件还能够产生空间结构，从而抵抗更大的倾覆力矩。三、总结高层建筑在形体造型中，有着艺术美的表现形式与内容，而在结构设计中展现出科学美 的形式与内容。设计师在对高层建筑的形体造型和结构构思进行创造时，不但要在结构科学 美的内容中展示艺术美的形式，而且还要在高层建筑艺术美的形式中表现结构科学美的内容， 从而让结构技术和形体造型达到和谐统一的境界。参考文献：1 黄立群.高层建筑造型地域化走向基础研究D,重庆大学,2014.2 韩超锋.高层建筑造型艺术与结构概念设计J.中国新技术新产品,2014,04:38.3 吴木星.高层建筑结构概念设计中相关的相关问题探析J.江西建材,2014,22:23.袁秋平.基于几何学的超高层建筑造型设计研究D.青岛理工大学,2013.
