高層商業(yè)體辦公樓調(diào)研報(bào)告

高層建筑調(diào)研報(bào)告——之商業(yè)辦公建筑大事作品分析及對(duì)本次創(chuàng)業(yè)產(chǎn)業(yè)樓設(shè)計(jì)啟迪Reportonhigh-risebuilding——Analysisofsomeworksofcommercialofficeconstructionsandtheinspirationoftheindustrialconstructionsdesign武漢理工大學(xué)建筑學(xué)0802班邱碩0120806220222【摘要】高層建筑不是以它自身獨(dú)自存在著的，它是與城市聯(lián)系在一起的，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)我們提起上海就會(huì)想起東方明珠，提起東方明珠就會(huì)想起上海，提起101塔就會(huì)想起臺(tái)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(dú)特的多維空間美；通過其“高”的特點(diǎn)，城市美景得到延伸和擴(kuò)充；還有建筑本身的造型美；現(xiàn)代高層建筑的設(shè)計(jì)還凸顯出一種雕塑美；有的還折射出城市或者國(guó)家的精神美等等?？傊?，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(jià)格高昂卻總能搶售一空的原因。【關(guān)鍵字】高層建筑城市設(shè)計(jì)平面流線Mahler4辦公樓【正文】本次建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)容是面向創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)服務(wù)的高層辦公樓，著手高層建筑設(shè)計(jì)，在很大程度上區(qū)別于以往習(xí)慣于的低層建筑設(shè)計(jì)思維，下面通過幾個(gè)大師高層辦公建筑設(shè)計(jì)實(shí)例，來分析本次設(shè)計(jì)要求，深入了解設(shè)計(jì)意圖，并提供一種高層建筑設(shè)計(jì)思路。高層建筑的設(shè)計(jì)建立在低層建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，最重要和區(qū)別最大的兩個(gè)特點(diǎn)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(huì)給人以向上的感覺，如果尺度處理不好，自然會(huì)對(duì)建筑形體乃至城市設(shè)計(jì)產(chǎn)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(duì)整個(gè)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(jié)構(gòu)自身重量外，還增加了水平風(fēng)力作用，所以在結(jié)構(gòu)方面比低層建筑的要求更加嚴(yán)格，建筑選型也與低層建筑結(jié)構(gòu)有很大的區(qū)別。1高層建筑在城市規(guī)劃方面的設(shè)計(jì)在某些方面，建筑的意義在于強(qiáng)調(diào)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(duì)于改變城市天際線的高層建筑來說，它的意義，于城市內(nèi)部關(guān)系到城市規(guī)劃的實(shí)施，于城市外部，是整座城市在更大范圍內(nèi)的形象的反映。對(duì)于一些成為地標(biāo)性的高層建筑來說，其所在的位置對(duì)于整個(gè)城市的規(guī)劃來說甚至起到了中心主導(dǎo)的作用，因此建筑的意義和內(nèi)容便更加廣泛，也更具有標(biāo)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)打破了城市設(shè)計(jì)千篇一律的審美原則，突破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、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(zhì)和內(nèi)涵的統(tǒng)一原理控制的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)形式。這個(gè)方案將二維的數(shù)據(jù)資料重新闡釋成一個(gè)更動(dòng)態(tài)的幾何體，勾勒出環(huán)繞建筑外部的火災(zāi)逃離通道，進(jìn)而形成一個(gè)完整的方案。從圖1中可以看出，這個(gè)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(gè)強(qiáng)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(nèi)，它都作為一個(gè)城市至高點(diǎn)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(gè)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(chǔ)上，進(jìn)行切割，打通內(nèi)部的通道，也更好地呼應(yīng)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(gè)塔樓的造型使得建筑內(nèi)部互相呼應(yīng)，為較為平曠的建筑天際線更加強(qiáng)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(shè)計(jì)基地環(huán)境1.2本次任務(wù)的基地分析通過實(shí)例解讀，我們可以看出，高層建筑對(duì)于城市，以其絕對(duì)的強(qiáng)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(duì)城市整體影響的角度來看，表現(xiàn)在高層建筑對(duì)城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有虛實(shí)之分，實(shí)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?yàn)樘祀H線會(huì)成為城市的標(biāo)志。高層建筑尺度的確定應(yīng)該與整個(gè)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(shè)計(jì)任務(wù)位于珞獅南路理工廣場(chǎng)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(xué)校園。圖5所示的是基地周圍的高層建筑，環(huán)繞理工廣場(chǎng)布置開來，西北角是高校逸夫樓，張開雙臂環(huán)抱廣場(chǎng)的造型，東北角是圓柱與長(zhǎng)方體結(jié)合的高層建筑造型，西南角是光纖樓，迎合廣場(chǎng)弧度呈現(xiàn)一個(gè)環(huán)抱廣場(chǎng)的姿態(tài)，而基地站住了廣場(chǎng)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(gè)交相呼應(yīng)，共同聳立在理工廣場(chǎng)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(yuǎn)，平緩的建筑天際線為設(shè)計(jì)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(gè)標(biāo)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(diǎn)理工廣場(chǎng)中央，有一個(gè)有一定高度的構(gòu)筑物，并且作為地標(biāo)性代表雕塑出現(xiàn)，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候不能忽略這個(gè)構(gòu)筑物對(duì)新落成的建筑產(chǎn)生的視覺和形體作用。據(jù)了解，理工廣場(chǎng)作為城市重要的交通節(jié)點(diǎn)，并且在晚上提供附近居民一個(gè)休閑娛樂的場(chǎng)地，并且基地毗鄰高校校門，很大程度上也服務(wù)于高校創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)辦公，所以在形體設(shè)計(jì)上要求產(chǎn)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(chǎng)場(chǎng)所以圖8廣場(chǎng)中央構(gòu)筑物此來呼應(yīng)理工廣場(chǎng)并且緩解城市主干道帶來的緊張氛圍。2高層建筑結(jié)構(gòu)選型實(shí)例分析為了承受高層建筑的豎直結(jié)構(gòu)自重和水平風(fēng)荷載，高層建筑的總體空間結(jié)構(gòu)便主要分成了兩個(gè)部分，水平構(gòu)件和豎直構(gòu)件，它們不同的組成方式和荷載傳遞途徑，構(gòu)成了不同的結(jié)構(gòu)體系。下面通過幾個(gè)實(shí)例介紹一下高層建筑常見的幾種結(jié)構(gòu)選型。高層建筑常用的結(jié)構(gòu)體系，有框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)。2.1框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系實(shí)例如圖9、10所示為廣東省人民銀行結(jié)構(gòu)平面圖，從圖中可以看到，整個(gè)建筑采用框架剪力墻的結(jié)構(gòu)體系，塔樓部分是板式結(jié)構(gòu)。圖9廣東省人民銀行結(jié)構(gòu)首層平面圖10廣東省人民銀行結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層平面框架支撐結(jié)構(gòu)主要用于鋼結(jié)構(gòu)，支撐的作用類似于剪力墻，它們可以大大減小鋼框架的側(cè)移，在高層鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)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(shè)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(diǎn)，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(diǎn)而與水平桿件相交，水平桿件上形成一個(gè)短的梁斷，這樣的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)。2.2筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)是剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的，將剪力墻集中到房屋的內(nèi)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(gè)豎向懸臂空心柱體，結(jié)構(gòu)空間剛度極大，抗扭性能也好，筒體結(jié)構(gòu)具有造型美觀、受力合理、使用靈活、以及整體性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)百米以上的高層建筑有一半以上采用筒體結(jié)構(gòu)。圖11中的是上海金茂大廈，采用的是框架-核心筒的結(jié)構(gòu)，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(gè)鋼筋混凝圖11上海金茂大廈透視圖圖12金茂大廈內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖土大柱子，它們和鋼筋混凝土核心筒組成主要的抗側(cè)力體系，角部還配了8個(gè)小鋼柱，主要承受豎向荷載并參與抗扭。8個(gè)大柱子除了配置鋼筋外，兩側(cè)還配置了型鋼骨架，可認(rèn)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(rèn)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(jié)構(gòu)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(gè)會(huì)議廳、一個(gè)展覽中心和一個(gè)電影院，另外還設(shè)有零售商店，整個(gè)裙房建筑為這座大廈提供了輔助和綜合性的服務(wù)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(guó)傳統(tǒng)建筑古塔的形式，而中國(guó)高層古塔也是最原始的筒體結(jié)構(gòu)形態(tài)，建筑體由下向上向內(nèi)熟練，底部建筑體收縮度極小，但至頂部時(shí)收縮度加強(qiáng)并形成尖頂?shù)男问健翘葜虚g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(gè)塔樓體外部以玻璃幕墻、金屬架和金屬幕墻相結(jié)合為主要飾面形式。建筑的設(shè)計(jì)建造及能保持持久性的使用，是建筑設(shè)計(jì)融合了安全、高效、環(huán)保以及對(duì)建筑物保養(yǎng)、防災(zāi)等各種綜合性考慮的結(jié)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(diǎn)很大程度上市取決于金茂大廈筒體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)。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(shù)。從這些實(shí)例可以看出，支撐結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，除了受到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)，從大型的塊狀結(jié)構(gòu)到細(xì)高的塔樓結(jié)構(gòu)，它們?cè)诔鞘袡C(jī)體里都既可以是獨(dú)立的單體，也可以是構(gòu)成城市的巨型結(jié)構(gòu)群。2.3設(shè)計(jì)任務(wù)結(jié)構(gòu)選型建筑物的結(jié)構(gòu)可以形象地看成由水平的平面結(jié)構(gòu)或樓蓋和豎向平面內(nèi)起支承作用的墻或框架組成，水平結(jié)構(gòu)面將各豎向結(jié)構(gòu)面連接在一起，達(dá)到一種箱式效應(yīng)和某種程度的密實(shí)感。很明顯，一座纖細(xì)、高大的塔樓必須是一個(gè)密實(shí)的三維閉合的結(jié)構(gòu)，它的整個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)為一個(gè)單元。筒體建筑、帶核心筒建筑以及錯(cuò)列桁架建筑都是一些三維結(jié)構(gòu)的典型例子。另一方面，一個(gè)巨大的建筑物還需要一些有足夠剛度的、能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的構(gòu)件為建筑物的其他部分提供側(cè)向支撐。在這個(gè)意義上，建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系，如實(shí)心墻、剛性框架和撐系框架可以設(shè)置在不同的部位，形成提供側(cè)向穩(wěn)定的獨(dú)立系統(tǒng)。這次設(shè)計(jì)任務(wù)中，通過容積率計(jì)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(wù)供選擇的三種結(jié)構(gòu)體系是框架結(jié)構(gòu)（小于50m），框架剪力墻結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)。其中框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻較為經(jīng)濟(jì)，并且結(jié)構(gòu)體系布局簡(jiǎn)單，普通的梁柱結(jié)構(gòu)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(zhǎng)肢墻、雙十字墻等等，榮國(guó)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(cuò)列，它們可以相互交叉，也可以形成單個(gè)墻柱作為獨(dú)立構(gòu)件發(fā)揮作用，承重墻通常既承受重力又承受側(cè)向力。由于層高在50M以內(nèi)，綜合很多實(shí)例考慮，選擇框架結(jié)構(gòu)，這樣的版式塔樓可以有更靈活的內(nèi)部空間組織形式，并且結(jié)合采光方向，設(shè)置東西走向。并且由于地下停車場(chǎng)停車效率的考慮，采用8700mm*8700mm的柱網(wǎng)布置形式，這樣有利于空間的分割和合并