探究高層建筑設(shè)計中的常見問題

■易紅偉 ■身份證號碼:360312198205031530，江西 萍鄉(xiāng) 337000

1 高層建筑設(shè)計的原因和意義

隨著國內(nèi)人口的逐漸增多，城市化的進程在不斷加快。我國有著人口眾多，人均資源不足，土地數(shù)量有限的矛盾局面，在城市建筑建設(shè)中，必須要遵守稀土如金的原則，用更高層的建筑來做到節(jié)約土地資源，同時為人們提供充足的工作生活居住空間。同時高層地標(biāo)性的建筑也為城市的相貌增添了魅力。越來越多的城市在發(fā)展過程中，對高層超高層的需求不斷增加。建筑行業(yè)應(yīng)該根據(jù)市場需求來調(diào)整發(fā)展方向，對高層建筑的需求需要設(shè)計師們不斷開發(fā)研究出科學(xué)合理的設(shè)計方案。在滿足人們對高層建筑實用性要求的同時，增強建筑在藝術(shù)上感官上的美感追求。同時利用高科技，新世紀(jì)，新工藝和新材料來建設(shè)使用周期長，對環(huán)境破壞小又與城市自然景觀相匹配的現(xiàn)代高層建筑。

2 高層建筑設(shè)計的基本方法

2．1 剪力墻的設(shè)計

據(jù)有關(guān)部門的相關(guān)規(guī)定，在設(shè)計中需要充分考慮到各種具體的條件，必去剪力墻的受力特點和區(qū)別等等，合理的剪力墻及擁有分布均勻特點的墻體，其建筑的鋼心和質(zhì)心是在同一個地方的。目前來說，很多高層建筑剪力墻數(shù)量多分布廣，為了確保工程的經(jīng)濟適用和安全性能，需要嚴格控制剪力墻的鋼筋配置。

2．2 地基的基礎(chǔ)設(shè)計

工程造價的決定性條件是地基的基礎(chǔ)設(shè)計。所以地基的基礎(chǔ)設(shè)計必須保證萬無一失，步步驚心。高層建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要想確保有這完善的基礎(chǔ)設(shè)計，要實施因地制宜政策，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件和相關(guān)建筑政策調(diào)整設(shè)計內(nèi)容。

2．3 荷載組合要求

采用點算程序化計算設(shè)計出地基承載力及各荷載組合的特點。當(dāng)風(fēng)荷載及地震效應(yīng)導(dǎo)致高層住宅邊角地方豎向作用力大時，如果短期荷載等同于永久荷載，邊角的豎向結(jié)構(gòu)就會偏大，而中間又是在原有的小值之上，地基墻體就會受力不均產(chǎn)生裂縫。組合地震作用及重力荷載時，應(yīng)增大承載力，同時提高承載力的特征值在組合重力荷載和風(fēng)荷載時。在設(shè)計時，設(shè)計人員要最大程度地降低地基變形和差異變形。

2．4 消防設(shè)計情況及其對策

高層建筑的外部尺度的規(guī)劃是十分重要的。一般來說，高層建筑消防相關(guān)的供水系統(tǒng)主要由消防水池和自動噴水裝置構(gòu)成。消防水池主要是用于存儲一定量的水源以供火災(zāi)放生的緊急使用，具體的設(shè)置位置和設(shè)置數(shù)量應(yīng)該依據(jù)實際的情況和相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。而在實際中，常常會發(fā)現(xiàn)水池設(shè)置位置不當(dāng)或水池點設(shè)置過多或過少等問題，這些都會造成實際的安全隱患，或者對于水資源的浪費。因此，消防水池的布局與數(shù)量，必須依據(jù)實際的建筑情況，進行合理規(guī)劃。而自動噴水裝置只要是指各樓層設(shè)置的滅火器及煙霧探測噴水器。這樣的消防系統(tǒng)應(yīng)該加大設(shè)置力度，力求做到每一層都有足夠的數(shù)量。同時，還需要格外注意在地下室，樓梯拐角等容易忽略的死角位置設(shè)置足夠的探測噴水器以避免意外的發(fā)生。

3 高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計中常見的問題

3．1 主梁有次梁處附加筋問題

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，在梁下部的作用力點附以鋼筋，做到集中荷載由另加的橫向鋼筋結(jié)構(gòu)來承重。梁截面高度范圍不同，加不加筋對于主梁來說選擇也不同，當(dāng)主次截面相差很大時，主梁就不用加鋼筋了，因為荷載較小，沒有必要。反而如果相差不大，次梁荷載相對來說較重，就需要添加附加鋼筋來分擔(dān)次梁的承重，實現(xiàn)安全性。針對箱、筏基礎(chǔ)底板跳板的陽角問題，如果說底板的鋼筋是雙排并且兩個方向同時有的話，陽角不能夠決不允許添加輻射筋。

3．2 彈回再壓縮設(shè)計

開挖基坑時，會有一部分基地反彈受到約束，那就是摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基地。然而坑中心地基沒有周圍其他東西的影響，基土是可以實現(xiàn)反彈的，針對回彈部分，人工可以進行清除工作。不過并不是所有的坑基中心都需要人工清理，針對小基礎(chǔ)的坑底，坑底約束力較大，回彈可忽略不計。

3．3 梁、板的計算跨度

梁板結(jié)構(gòu)的意思是，用剛性支座代理梁，放在梁的中心線位置，這時候梁板就相當(dāng)于截面板。如果梁是扁的的話，高度和厚度基本等同，長度和彎矩選擇梁中心位置即可，同時加上兩者的較大值配筋。

4 高層建筑設(shè)計的提升方法

4．1 環(huán)境因素

一個建筑是否與周圍的環(huán)境相融合是很重要的，符合我國古代天時地利人才能和的思想。充分考慮當(dāng)?shù)氐臍庀笏暮偷刭|(zhì)因素，深入了解影響工程質(zhì)量的各種環(huán)境因素，在做完調(diào)查研究工作之后再開展各項設(shè)計活動。水文地質(zhì)是一個在設(shè)計中很容易忽視的部分，然而它的地位卻不容撼動，地下水對巖層土層有著直接的重要影響，建筑物的穩(wěn)定性和耐久性受到地下水文地質(zhì)的影響比較大。尤其是高層住宅建筑，關(guān)乎到很多人的生命安全，更是要充分研究考察選址的地下水文和地質(zhì)情況。

4．2 優(yōu)化建筑位置及朝向設(shè)計

建筑選址是很重要的一個環(huán)節(jié)，需要考慮到城市其他設(shè)施的空間布局，把對城市的影響最大化。建筑物的位置選擇和朝向設(shè)計是設(shè)計師要考慮的首要因素，人們的生存依賴于陽光，在明亮的環(huán)境中更有助于培養(yǎng)愉悅舒適的心情，在建筑設(shè)計時，依照當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，讓建筑物朝向光照時間長的方位，這樣就可以減少用戶在用光方面資源的消耗和浪費。提前設(shè)計好日影圖，使建筑物最大程度上接受太陽的照射，以此來確定建筑物的位置和走向。由于我國大部分的地區(qū)都在北半球，因此建筑物坐北朝南的情況居多，建筑體南面的開窗要盡可能大，而其他防衛(wèi)的窗戶面積越小越好。減少熱能的損耗，使得用戶在不實用空調(diào)暖氣等設(shè)施的情況下，也可享受怡人的溫暖。

4．3 優(yōu)化圍護結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計

現(xiàn)代的高層建筑需要有通風(fēng)，透光，保溫三個最基本的條件要求。為了實現(xiàn)室內(nèi)室外環(huán)境的完美統(tǒng)一，最大程度上降低對能源的消耗，在圍護結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計方面，也需要建筑師大下功夫。一般來說可選用的產(chǎn)品主要有玻璃幕墻，高分子吸濕除潮材料等。在科學(xué)的基礎(chǔ)之上選擇墻體設(shè)計材料，減少了建筑成本，同時延長了高層建筑物的使用年限。

4．4 運用當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的新設(shè)計

當(dāng)前，低碳式高層建筑設(shè)計主要運用的設(shè)計手法有以下幾種，如利用物聯(lián)網(wǎng)，數(shù)字化技術(shù)，仿生學(xué)特色來發(fā)展建筑行業(yè)的低碳式理念。這些新理論新技術(shù)的應(yīng)用，提高了高層建筑設(shè)計理念，確保建筑物的質(zhì)量和效果。

5 結(jié)語

高層建筑設(shè)計直接關(guān)系到建筑物的質(zhì)量，不管是針對造價來說還是建筑物最終的質(zhì)量安全來講，而選擇結(jié)構(gòu)選型具有復(fù)雜性，要綜合考慮各種因素，最終做出合理選擇。不斷創(chuàng)新，逐漸形成一個體系，服務(wù)于高層建筑的選型。設(shè)計高層住宅時，充分考慮實用，美觀，經(jīng)濟，安全四大要素，服務(wù)于廣大人民群眾。

［1］譚德華．對高層住宅建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討［J］．建筑遺產(chǎn)，2013(21)．

［2］林衍．淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計［J］．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012(09)．