低碳环保理念下的高层建筑结构设计探析

刘奕明

摘  要：该文主要对低碳环保相关概念进行分析，并且对低碳环保理念下高层建筑结构进行设计过程中需要注意的一些事项进行分析，主要从对材料进行合理选择、对建筑形体进行合理选择、对结构体系进行合理选择以及对自然资源进行充分应用等方面进行详细描述，重点对低碳环保理念下高层建筑结构设计原则进行分析，其目的就是要确保高层建筑结构设计朝着更好的方向发展下去，希望给相关人士提供一定的借鉴参考意义。

关键词：低碳环保理念下  高层建筑  结构设计  要点分析

中图分类号：TU972    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（b）-0174-02

在高层建筑当中主体结构主要就是对钢筋黑弩凝土结构进行应用，这样所需要的水泥以及石子等自然资源是非常多的，但是在对钢筋混凝土结构进行拆除过程中很难对这些材料进行回收再利用，并且也会对环境造成严重的污染。在低碳环保理念下对高层建筑结构进行有效设计，可以确保设计方案是非常经济性、实用性以及环保型的，并且在低碳环保理念下，可以对工程造价进行有效降低，将对周围环境造成的危害降低到最小，通过对新工艺以及新技术进行有效应用，可以很好地实现节能减排，确保高层建筑结构设计朝着更好的方向发展下去。

1  低碳环保理念的主要特征分析

低碳环保理念在高层建筑结构设计当中应用具体特征可以概括成以下几点。

（1）对资源能源进行有效节约：在进行设计过程中，主要以低碳环保作为设计指导，并且非常重视对新技术以及新工艺进行应用，比较常见的就是高层钢结构以及装配整体式高层混凝土结构，这样就可以对能源进行有效降低，并且在很大程度上也可以对环境进行保护。

（2）对新的环境进行营造：在对高层建筑结构进行施工过程中，通过对新技术以及新工艺进行应用，可以使得施工效率提高，如高层钢结构以及装配整体式高层混凝土结构，从而可以对施工周期进行有效缩短。

（3）将生活品质提升上去：在低碳环保理念下，可以对新型建筑结构设计产品进行应用，并且不断对新兴技术进行应用，从而可以对生活品质进行不断提升。

2  低碳环保理念下高层建筑结构设计的注意事项

2.1 对建筑材料进行合理选择

要想确保高层建筑的结构是非常好的，首先应该对材料进行很好的选择。所谓的合适，主要指的就是在低碳环保理念下，对材料的强度以及弹塑性引起足够的重视，如果料的强度以及弹塑性不是非常好的，高层建筑就很难达到防震相关要求，并且会消耗非常多的自然资源。其次还应该不断对外墙技术进行优化，外墙的主要任务就是对结构进行维护，高层建筑钢筋混凝土结构以及剪力墙结构，主要就是对质地比较轻的材料进行应用，但是材料的具体性质对外墙的使用寿命具有非常直接的影响，对于传统的保温材料而言，结构是非常复杂的，并且没有很好的抗震效果，因此在对外墙材料进行选择过程中不仅要确保其保温效果是非常好的，而且还应该很好地抵抗地震冲击。从以上分析中可以发现，在对材料进行选择过程中要确保其使用性能满足相关标准，而且还应该是低碳环保的。

2.2 选择合适的建筑形体

在高层建筑当中，建筑形体是非常重要的，如果建筑形体是非常大的，会消耗非常多的能量，因此应该对体形系数相对较小的平面形状进行选择，主要就是利用其小巧光滑的特点，从而可以对建筑物整体及局部的风压体型系数进行有效降低，使得结构体系布置是非常合理的，实现对资源的有效节约。

2.3 对自然资源进行充分应用

2.3.1 对太阳能进行运用

随着科学技术的不断发展，太阳能技术也正在不断创新与发展。对于太阳能，是用不尽的，而且也是一种非常清洁的能源。在绿色建筑的理念下，应该对这种能源进行充分利用，从目前情况上看，依据太阳能热水器的特性可以分成以下3种：闷晒式热水器、管板式热水器和真空式热水器。通过对这些方式进行有效应用，可以对已经存在的模式进行很好的促进，而且在具体的规划过程中通过与建筑进行有效结合，可以更好地对资源进行节约，并且在激烈的竞争中最大限度地对消费者的注意力进行吸引。

2.3.2 对地热能进行应用

我国各种资源是非常丰富的，随着近些年不断对地熱资源进行应用，不仅降低对石油煤炭等不可再生能源的依赖程度，而且还可以对环境起到很好的保护作用。目前在对地下热水能进行应用过程中，主要方面就是北方供暖地区直接利用中低温地下热水来为建筑进行采暖以及我国的中低温地热水可以直接利用。通过对这项技术进行有效应用，可以对人们的生活形成非常大的便利，因此应该进行大力推广。

2.4 选择合适的结构体系

在低碳理念下，可以对结构体系进行合理的选择，比较常见的就是对钢结构装配式体系以及对钢筋混凝土装配式体系进行有效应用。随着社会经济的不断发展，钢结构体系在大型建筑结构体系中具有非常广泛的应用，但是钢结构在住宅当中的应用范围相对还是比较少的。对于钢结构体系而言，整体质量是比较小的，而且其抗震性能是非常好的，能够重复对材料进行应用，因此在低碳环保理念下有必要对其进行大面积推广，在对此结构体系进行应用之后，可以提升整个高层建筑的设计美感，更好地同大众口味和审美相符合。钢筋混凝土装配式体系在节能减排背景下已经让人们对此有非常清晰的认识，并且对于钢筋混凝土装配式体系而言，其抗震性能是非常好的，承重体系和非承重（围护体系）体系有较好的衔接，整体质量是比较小的，能够在很大程度上减少对环境的污染，并且具有非常快的施工速度。

3  低碳环保理念下的高层建筑结构设计原则及要点

3.1 高层建筑结构设计的经济性与合理性

之所以要对高层建筑进行设计，主要目的就是实现对土地资源的节约，并且也可以对空间资源进行有效节约，不仅保证人们的生存工作环境是非常舒适的，而且还可以对各种资源进行有效节约。之所以要进行建筑结构设计，主要就是为建筑架起骨架。当建筑方案是已经确定好的，在对结构方案进行设计时候首先应该确保其是非常安全的，通过对非常竞技合理的结构形式进行应用，可以更好地达到节能减排目的。在对结构进行设计过程中，通过不断对方案进行修改与完善，将施工成本降低到最小，从而可以保证环保理念能够在高层建筑结构设计中发挥应有的作用，通过对科学合理的设计方案进行应用，使得高层建筑结构设计更加合理有效。

3.2 合理利用概念设计

对高层建筑结构进行概念设计应该贯穿于整个设计过程，可以将其看成是结构分析与设计的灵魂所在，在对地震灾害以及工程经验进行充分结合之后，可以形成最基本的设计原则以及涉及思想，通过对建筑结构整体进行科学有效的布置，对构造进行准确确定。从这个角度上看，对高层建筑结构进行概念设计应该贯穿于整个设计过程，在对建筑方案进行制定过程中，可以对平面布置进行应用，并且在对场地进行选择过程中应该避开抗震不利的位置。在对建筑结构的体系以及材料进行选择过程中，对结构的承重能力应该进行充分考虑，并且还要确保其抗震性能是非常好的，通过对概念设计的计算结果进行分析，适当地做出调整。

3.3 做好高层建筑结构延性设计

高层建筑的延性对其抗震能力具有决定性作用。对于高层建筑延性而言，其结构延性主要包括材料延性、构件延性以及结构延性，主要指的就是高层建筑结构所使用的材料、构件以及变形能力。对于高层钢结构而言，其塑性是非常好的，同钢筋混凝土结构相比较，不管是水平抗震能力还是数值抗震能力都是非常好的，因此是一种非常好的结构延性体系，即使遇到非常强烈的地震也不会出现倒塌情况。但是不足之处在于造价非常高，因此在高层建筑当中还没有非常广泛的应用。隨着社会的不断发展，人们对高层建筑提出非常高的要求，这样在对高层建筑进行设计过程中使得设计变得非常复杂，如果其延性不是非常好的，结构变形就很难得到保证，这样当地震来临时就非常容易出现倒塌。

4  结语

从上面的叙述中可以发现，高层建筑不仅可以对土地资源进行节约，并且也可以对空间资源进行有效节约，不仅保证人们的生存工作环境是非常舒适的，而且还可以对各种资源进行有效节约。但是在对高层建筑结构进行设计过程中应该对低碳环保理念进行有效应用，在保证高层建筑是非常安全可靠前提下可以对新工艺或者是新技术进行应用，确保设计方案是非常经济性、实用性以及环保型的，并且在低碳环保理念下，可以对工程造价进行有效降低，将对周围环境造成的危害降低到最小。

参考文献

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