高層商業(yè)體辦公樓調研報告

高層建筑調研報告——之商業(yè)辦公建筑大事作品分析及對本次創(chuàng)業(yè)產業(yè)樓設計啟迪Reportonhigh-risebuilding——Analysisofsomeworksofcommercialofficeconstructionsandtheinspirationoftheindustrialconstructionsdesign武漢理工大學建筑學0802班邱碩0120806220222【摘要】高層建筑不是以它自身獨自存在著的，它是與城市聯(lián)系在一起的，我們會發(fā)現(xiàn)，每當我們提起上海就會想起東方明珠，提起東方明珠就會想起上海，提起101塔就會想起臺北……這些偉大的高層建筑不僅僅以他們自己的名字存在著，還變成了其所在城市的代名詞。在城市里，他們表現(xiàn)出一種獨特的多維空間美；通過其“高”的特點，城市美景得到延伸和擴充；還有建筑本身的造型美；現(xiàn)代高層建筑的設計還凸顯出一種雕塑美；有的還折射出城市或者國家的精神美等等。總之，高層建筑凸顯了美，這也是它何以得到存在的原因，這也是它何以價格高昂卻總能搶售一空的原因。【關鍵字】高層建筑城市設計平面流線Mahler4辦公樓【正文】本次建筑設計的內容是面向創(chuàng)意產業(yè)服務的高層辦公樓，著手高層建筑設計，在很大程度上區(qū)別于以往習慣于的低層建筑設計思維，下面通過幾個大師高層辦公建筑設計實例，來分析本次設計要求，深入了解設計意圖，并提供一種高層建筑設計思路。高層建筑的設計建立在低層建筑設計的基礎上，最重要和區(qū)別最大的兩個特點就是由于高層建筑的立面尺度是豎向的，與低層建筑橫向延伸的立面有很大的差別，豎立在城市中，會給人以向上的感覺，如果尺度處理不好，自然會對建筑形體乃至城市設計產生不利的影響。所以高層建筑的形體造型和尺度把握比低層建筑對整個城市規(guī)劃的影響更大。其次，高層建筑在承重方面除了承受更多各種的結構自身重量外，還增加了水平風力作用，所以在結構方面比低層建筑的要求更加嚴格，建筑選型也與低層建筑結構有很大的區(qū)別。1高層建筑在城市規(guī)劃方面的設計在某些方面，建筑的意義在于強調自身的存在和其所在城市的存在，作為一座大型的辦公建筑來說，代表的不僅是其所屬的企業(yè)公司的形象，而且在一定程度上還反映了它所在城市的城市環(huán)境和城市面貌。對于改變城市天際線的高層建筑來說，它的意義，于城市內部關系到城市規(guī)劃的實施，于城市外部，是整座城市在更大范圍內的形象的反映。對于一些成為地標性的高層建筑來說，其所在的位置對于整個城市的規(guī)劃來說甚至起到了中心主導的作用，因此建筑的意義和內容便更加廣泛，也更具有標志性和象征意義。1.1以Mahler4辦公樓為例分析高層建筑的規(guī)劃設計于2005年建成的Mahler4辦公大樓位于荷蘭阿姆斯特丹市南部，總體規(guī)劃和設計打破了城市設計千篇一律的審美原則，突破了傳統(tǒng)的設計理念，塑造出一座無規(guī)則性、充滿變化、如雕塑般富有靈性的建筑。建筑的結構基礎、建筑的軸線、屋頂模式都不同于傳統(tǒng)辦公大樓的形式。建筑的總體規(guī)劃完全脫離了傳統(tǒng)的以均質和內涵的統(tǒng)一原理控制的城市規(guī)劃設計形式。這個方案將二維的數(shù)據(jù)資料重新闡釋成一個更動態(tài)的幾何體，勾勒出環(huán)繞建筑外部的火災逃離通道，進而形成一個完整的方案。從圖1中可以看出，這個視線方向上基地周邊建筑高度并不是很高，mahler4辦公樓就這樣以一個強大的形式矗立于并不高大的建筑群體之中，在很大的視覺范圍內，它都作為一個城市至高點映入人們眼簾。圖1Mahler4建筑透視圖圖2所示為基地方位圖，建筑位于四條環(huán)繞馬路中間，四周環(huán)繞著城市高架橋和馬路，均為城市干道，建筑平面圖通過兩個方向的切割，聯(lián)系了四面干道，如圖3所示，城市在基地基本形演變的基礎上，進行切割，打通內部的通道，也更好地呼應了立面切割狀地造型形式。圖中的箭頭所示為人流和車流方向。看似被城市建筑群通過城市交通孤立的基地，通過建筑立面的體量和尺度拉近了和周邊建筑的距離感覺，并且兩個塔樓的造型使得建筑內部互相呼應，為較為平曠的建筑天際線更加強勁地注入了高聳的映像。圖2建筑基地方位圖圖3基地環(huán)境流線圖4建筑設計基地環(huán)境1.2本次任務的基地分析通過實例解讀，我們可以看出，高層建筑對于城市，以其絕對的強度，具有重要的影響。首先它必須解決體諒的問題，以及新塔樓以何種尺度才能作為整體聯(lián)系于城市的形象、城市的街區(qū)和周圍的建筑。從對城市整體影響的角度來看，表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有虛實之分，實的是天際線即使建筑物得輪廓，虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線，高層建筑在城市天際線的創(chuàng)造中起著重要的作用，因為天際線會成為城市的標志。高層建筑尺度的確定應該與整個城市帶的尺度相一致，不能脫離城市。圖5基地周圍主要高層建筑圖6基地三維地圖如圖4所示，本次設計任務位于珞獅南路理工廣場東南角的空白基地，基地形狀規(guī)整，毗鄰城市干道和武漢理工大學校園。圖5所示的是基地周圍的高層建筑，環(huán)繞理工廣場布置開來，西北角是高校逸夫樓，張開雙臂環(huán)抱廣場的造型，東北角是圓柱與長方體結合的高層建筑造型，西南角是光纖樓，迎合廣場弧度呈現(xiàn)一個環(huán)抱廣場的姿態(tài)，而基地站住了廣場東南角，所建成圖6從逸夫樓看基地圖7基地周圍建筑天際線建筑將于其余三個交相呼應，共同聳立在理工廣場四周。圖6和圖7中可以看出基地周圍建筑天際線較為平緩，除圖5中的三棟建筑外，其余高層建筑距離基地較遠，平緩的建筑天際線為設計降低了難度，但是也限制了高層的尺度不能過于尖銳，但是只要樹立起來，便可以作為一個標志性建筑，屹立在校園建筑群中。從圖8中可以看到，離基地最近的并且很重要的城市節(jié)點理工廣場中央，有一個有一定高度的構筑物，并且作為地標性代表雕塑出現(xiàn)，所以在設計的時候不能忽略這個構筑物對新落成的建筑產生的視覺和形體作用。據(jù)了解，理工廣場作為城市重要的交通節(jié)點，并且在晚上提供附近居民一個休閑娛樂的場地，并且基地毗鄰高校校門，很大程度上也服務于高校創(chuàng)意產業(yè)辦公，所以在形體設計上要求產生一定的親和力，尺度要讓更加具有親切的感覺，并且建筑前要提供一些休息娛樂的廣場場所以圖8廣場中央構筑物此來呼應理工廣場并且緩解城市主干道帶來的緊張氛圍。2高層建筑結構選型實例分析為了承受高層建筑的豎直結構自重和水平風荷載，高層建筑的總體空間結構便主要分成了兩個部分，水平構件和豎直構件，它們不同的組成方式和荷載傳遞途徑，構成了不同的結構體系。下面通過幾個實例介紹一下高層建筑常見的幾種結構選型。高層建筑常用的結構體系，有框架結構、框架-剪力墻結構、剪力墻結構、筒體結構和混合結構。2.1框架-剪力墻結構體系實例如圖9、10所示為廣東省人民銀行結構平面圖，從圖中可以看到，整個建筑采用框架剪力墻的結構體系，塔樓部分是板式結構。圖9廣東省人民銀行結構首層平面圖10廣東省人民銀行結構標準層平面框架支撐結構主要用于鋼結構，支撐的作用類似于剪力墻，它們可以大大減小鋼框架的側移，在高層鋼結構中應用很多。支撐的類型有多種，如圖9所示由于支撐桿件主要承受軸力，桿件的界面不大，設置鋼支撐較節(jié)省鋼材。中心支撐的斜桿交匯于梁柱節(jié)點，中心支撐的剛度大，但是容易壓曲，延性較差；偏心支撐斜桿離開梁柱節(jié)點而與水平桿件相交，水平桿件上形成一個短的梁斷，這樣的設計可以使其先屈服而耗散地怎能量，因而偏心支撐主要用于抗震結構。2.2筒體結構筒體結構是剪力墻結構發(fā)展而來的，將剪力墻集中到房屋的內部或外部形成封閉的筒體，筒體在水平荷載作用下好像一個豎向懸臂空心柱體，結構空間剛度極大，抗扭性能也好，筒體結構具有造型美觀、受力合理、使用靈活、以及整體性強等優(yōu)點，適用于高層和超高層建筑。目前全世界最高的100幢高層建筑月2/3以上采用筒體結構，國內百米以上的高層建筑有一半以上采用筒體結構。圖11中的是上海金茂大廈，采用的是框架-核心筒的結構，建筑物88層，高420.5m。鋼筋混凝土核心筒呈八角形，周邊8根鋼骨混凝土柱底部截面1.5m*1.5m，柱中配置2根焊接H型鋼。圖12中所示的金茂大廈平面圖中可以看到，建筑外周邊有8個鋼筋混凝圖11上海金茂大廈透視圖圖12金茂大廈內部結構圖土大柱子，它們和鋼筋混凝土核心筒組成主要的抗側力體系，角部還配了8個小鋼柱，主要承受豎向荷載并參與抗扭。8個大柱子除了配置鋼筋外，兩側還配置了型鋼骨架，可認為是鋼骨混凝土柱，但鋼骨在混凝土截面中的面積比率很小，大大低于鋼骨混凝土柱所要求的含鋼率，因此也可認為就是鋼筋混凝土柱，核心筒為正八角形的鋼筋混凝土筒。筒體結構不僅為金茂大廈提供了高度很高的可能，而且還提供了較為寬敞的空間，大廈塔樓旁的裙房高6層，包括旅館、一個會議廳、一個展覽中心和一個電影院，另外還設有零售商店，整個裙房建筑為這座大廈提供了輔助和綜合性的服務功能。除裙樓外，金茂大廈的地步還有3層的地下空間作為車庫，而地上建筑周邊則是優(yōu)美的綠化形成的園林庭院景觀。金茂大廈的建造采用中國傳統(tǒng)建筑古塔的形式，而中國高層古塔也是最原始的筒體結構形態(tài)，建筑體由下向上向內熟練，底部建筑體收縮度極小，但至頂部時收縮度加強并形成尖頂?shù)男问?。樓梯中間以不同的高度在立面上做出特殊的處理，形成塔式建筑出檐的形式，并由此增加了大樓的層次感和立體感。整個塔樓體外部以玻璃幕墻、金屬架和金屬幕墻相結合為主要飾面形式。建筑的設計建造及能保持持久性的使用，是建筑設計融合了安全、高效、環(huán)保以及對建筑物保養(yǎng)、防災等各種綜合性考慮的結果，金茂大廈的建造是現(xiàn)代建筑智能化特色的典型表現(xiàn)。這些種種優(yōu)點很大程度上市取決于金茂大廈筒體結構帶來的便利，金茂大圖13金茂大廈剖面圖廈的核心筒和巨型柱的模板圖14高層建筑結構最大適用高度均采用定型加工的鋼大模，所以在核心筒與樓面梁的鋼筋連接處，主樓旅館區(qū)環(huán)板與核心筒鋼筋連接處，巨型柱與樓面梁的鋼筋連接處，采用錐螺紋連接的施工技術。金茂大廈的核心筒和巨型柱的模板均采用定型加工的鋼大模，所以在核心筒與樓面梁的鋼筋連接處，主樓旅館區(qū)環(huán)板與核心筒鋼筋連接處，巨型柱與樓面梁的鋼筋連接處，采用錐螺紋連接的施工技術。從這些實例可以看出，支撐結構的性質，除了受到結構設計觀念的影響，在很大程度上海取決于建筑物的形狀和建筑物的使用功能。那些豎向結構，從大型的塊狀結構到細高的塔樓結構，它們在城市機體里都既可以是獨立的單體，也可以是構成城市的巨型結構群。2.3設計任務結構選型建筑物的結構可以形象地看成由水平的平面結構或樓蓋和豎向平面內起支承作用的墻或框架組成，水平結構面將各豎向結構面連接在一起，達到一種箱式效應和某種程度的密實感。很明顯，一座纖細、高大的塔樓必須是一個密實的三維閉合的結構，它的整個系統(tǒng)表現(xiàn)為一個單元。筒體建筑、帶核心筒建筑以及錯列桁架建筑都是一些三維結構的典型例子。另一方面，一個巨大的建筑物還需要一些有足夠剛度的、能保持結構穩(wěn)定的構件為建筑物的其他部分提供側向支撐。在這個意義上，建筑結構則呈現(xiàn)為一種開放的系統(tǒng)，那些相互分離的豎向二維結構體系，如實心墻、剛性框架和撐系框架可以設置在不同的部位，形成提供側向穩(wěn)定的獨立系統(tǒng)。這次設計任務中，通過容積率計算，可知建筑高度大致在50米左右，圖14為鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度，可以知道這次任務供選擇的三種結構體系是框架結構（小于50m），框架剪力墻結構，筒體結構。其中框架結構和框架剪力墻較為經濟，并且結構體系布局簡單，普通的梁柱結構體系，適用在高層建筑承重體系中。承重墻原則上適合多種建筑形式和布局。平面形式涵蓋了從板式建筑、不同形狀的他是建筑直至它們的任何組合。建筑布局也可以有不同的形式，例如十字墻、長肢墻、雙十字墻等等，榮國這些墻體的組合，可以得到無數(shù)種混合體系。墻體可以是自然地彼此連續(xù)排成一條直線，也可以參差錯列，它們可以相互交叉，也可以形成單個墻柱作為獨立構件發(fā)揮作用，承重墻通常既承受重力又承受側向力。由于層高在50M以內，綜合很多實例考慮，選擇框架結構，這樣的版式塔樓可以有更靈活的內部空間組織形式，并且結合采光方向，設置東西走向。并且由于地下停車場停車效率的考慮，采用8700mm*8700mm的柱網布置形式，這樣有利于空間的分割和合并