探討高層建筑設(shè)計存在的幾個問題

1.上海利恩建筑規(guī)劃設(shè)計事務(wù)所（有限合伙）嘉興分所 314000；

2.上海利恩建筑規(guī)劃設(shè)計事務(wù)所（有限合伙）嘉興分所 314000

摘要：隨著我國的經(jīng)濟不斷的發(fā)展，人們的整體生活水平得到了不斷的提高，其整體的消費水平也在不斷的上升，其中人們對住房的的消費也在呈現(xiàn)出明顯的上漲趨勢，這樣也就對相關(guān)住宅的整體設(shè)計要求也就變得越來越高了。高層建筑是隨著時代發(fā)展要求應(yīng)運而生的，已成為衡量現(xiàn)代社會城市綜合力、生態(tài)文明的一個重要標(biāo)志。高層建筑在減輕城市住房壓力的同時，勢必也帶來了一定的安全隱患，所以合理的建筑設(shè)計就顯得尤為重要。本文結(jié)合工作經(jīng)驗對高層建筑設(shè)計存在問題進行了探討。

關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑設(shè)計；問題；策略

一、高層建筑設(shè)計存在問題分析

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的高度問題

由于部分建筑施工單位片面追求經(jīng)濟利益的最大化，私自在建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的原有高度基礎(chǔ)上加大建筑高度，已達(dá)到所賺取利潤最大化的目的，從而導(dǎo)致一些高層建筑存在高度超標(biāo)問題。由于高度的增高，增加了建筑結(jié)構(gòu)的垂向負(fù)荷，超過了原有的地基所能承受的應(yīng)力，導(dǎo)致建筑存在抗風(fēng)力、惡劣天氣以及地震等自然災(zāi)害能力差等一系列問題，嚴(yán)重危害建筑使用者的安全。因此，國家相關(guān)監(jiān)督審查部門應(yīng)該加強對于高層建筑高度的審查力度，健全建筑設(shè)計抗震規(guī)范和高度規(guī)范，加大對于私自增加設(shè)計高度的施工方的懲罰力度，保障高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2、高層建筑的嵌固端確定問題

高層建筑結(jié)構(gòu)的嵌固端的確定對結(jié)構(gòu)設(shè)計整體計算結(jié)果的真實性和準(zhǔn)確性有很大的影響，因此正確選取結(jié)構(gòu)嵌固端的設(shè)置位置，并使其做到與高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震性相協(xié)調(diào)，是高層建筑設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。在合理確定嵌固端位置這個問題上，建筑施工方通常忽視了嵌固端的放置帶來的一系列次生問題，如嵌固端樓板的設(shè)計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計算時嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問題。因此，在確定嵌固端的位置時，應(yīng)該綜合考慮多方面的因素，從而對嵌固端的位置做出最優(yōu)設(shè)置，避免由于嵌固端的錯誤放置帶來的一些施工安全隱患。

3、高層建筑設(shè)計中的抗震問題

（1）抗震構(gòu)造柱布置不當(dāng)。如外墻轉(zhuǎn)角處，大廳四角未設(shè)構(gòu)造柱或構(gòu)造柱不成對設(shè)置；以構(gòu)造柱代替磚墻承重；山墻與縱墻交接處不設(shè)抗震構(gòu)造柱；過多設(shè)置抗震構(gòu)造柱等。

（2）結(jié)構(gòu)的平面布置。外形不規(guī)則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質(zhì)心偏心大，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度不均勻、不對稱，平面長度過長等。

4、高層建筑防火安全問題

（1）高層建筑墻體防火材料的耐火強度和阻燃性。高層墻體的使用材料必須具有足夠的耐火強度和阻燃性，才能保證發(fā)生火災(zāi)時墻體結(jié)構(gòu)具有足夠的抗火能力和防火分區(qū)能力，從而將火災(zāi)控制在最小的影響范圍。

（2）建筑整體布局應(yīng)該暢通、安全。高層建筑必須配置有能夠保證一定人流量的樓梯設(shè)施，從而保證火災(zāi)發(fā)生，電梯不能使用時，建筑內(nèi)所有人員可以流暢的從該樓梯進行逃生。

（3）做好建筑物室內(nèi)、外消防給水系統(tǒng)的設(shè)計，保證火災(zāi)發(fā)生時，配備有足夠的消防用水量以及滅火設(shè)備所需的水壓。

5、高層建筑防雷擊的問題

在防雷系統(tǒng)設(shè)計問題上，通常按照“綜合治理，整體防御，突出重點，多重保護”的原則，充分依據(jù)高層建筑自己的建筑結(jié)構(gòu)特點以及周邊配套設(shè)施，對高層建筑的頂端以及其它易受雷擊位置裝配避雷針或避雷網(wǎng)等有效設(shè)施，并輔以鋼筋混凝土這一接地裝置，將雷電對建筑的安全威脅降到最低。

二、提高高層建筑設(shè)計的措施

1、結(jié)構(gòu)的超高處理

高層建筑設(shè)計中，要充分考慮到結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范中對建筑結(jié)構(gòu)的高度進行限制，當(dāng)前新規(guī)范中新增了與A 級高度處理辦法不同的B 級高度。因此，在建筑具體實踐過程中，要充分考慮結(jié)構(gòu)的超高問題，防止由于建筑高度造成的建筑不穩(wěn)定性，防止建筑安全隱患的發(fā)生。要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體高度進行相應(yīng)的抗震設(shè)計，防止自然災(zāi)害對高層建筑的損害作用，充分保證高層建筑的穩(wěn)定性。

2、抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）夯實地基，增強基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。采用級配比較高的砂石回填地基；在基礎(chǔ)持力層的底部設(shè)置抗拔錨桿確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗拔強度。

（2）設(shè)置耗能減振系統(tǒng)，耗能減振系統(tǒng)由耗能支撐、剪力墻、梁柱、樓板等構(gòu)成，在結(jié)構(gòu)合理設(shè)計的基礎(chǔ)上，采用粘彈性比較強的阻尼材料，提高其耗能減振的作用。

（3）對高風(fēng)壓區(qū)域進行加固設(shè)計，通過采用強度較高的鋼筋混凝土，控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋含量等來提高建筑物的承載力和剛度，減緩或降低水平風(fēng)壓帶來的破壞。

3、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）合理布局抗側(cè)力構(gòu)件，增強建筑物的承載力和穩(wěn)定性。

（2）強化地基的抗震設(shè)計。地基的沉降是地震發(fā)生時，建筑物破壞最直接的表現(xiàn)，如何有針對性的對地基進行抗震設(shè)計是設(shè)計人員考慮的關(guān)鍵問題。常見的施工策略有，簡化建筑物的建筑平面，提高地基的剛度和強度；將樁箱埋置在一定的深度內(nèi)，確保群樁與上部結(jié)構(gòu)重點在同一水平線上。

（3）剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計。提高承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗側(cè)力，滿足承載力的延續(xù)性和耗能能力，有效地提高抗震效果。剪力墻截面設(shè)計的重點在于：一方面要通過與連續(xù)梁組成延續(xù)性較強的結(jié)構(gòu)體系，保證樓板的剛度；另一方面提高結(jié)構(gòu)側(cè)面的強度，最大限度控制建筑物的水平位移范圍。

4、消防設(shè)計

（1）建筑物間的防火間距的設(shè)計。如建筑棟與棟之間應(yīng)以滿足防火間距為優(yōu)先，確有困難時，也應(yīng)將相鄰墻設(shè)計為無窗、無陽臺的防火墻，以起到隔斷火災(zāi)的功能。由于建筑功能、建筑所處位置、火災(zāi)承受能力等差異性，消防結(jié)構(gòu)的設(shè)計也要因地制宜。

（2）安全疏散結(jié)構(gòu)的設(shè)計，如設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及樓梯疏散通道和推拉式玻璃窗等。這主要是出于對防排煙系統(tǒng)和雙向疏通功能的考慮。

（3）分隔結(jié)構(gòu)的設(shè)計，旨在將煙霧和火勢控制在一定的空間范圍內(nèi)，防止其繼續(xù)蔓延。通常采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式是樓板的垂直設(shè)計、防火墻和單元墻的水平設(shè)計，以及防火門和煙霧排放設(shè)備等的設(shè)計，主要是出于阻止火勢的蔓延和煙霧，為緊急疏散贏取更多的逃生時間。

5、短肢剪力墻設(shè)置

在新規(guī)范中，對短肢剪力墻定義為墻肢截面高厚比為5：8的墻，根據(jù)實際經(jīng)驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的運用有很多的限制因素。所以，在高層建筑設(shè)計過程中，就要最大限度地避免短肢剪力墻的使用，減少由于短肢剪力墻應(yīng)用帶來的一系列問題。一旦應(yīng)用到短肢剪力墻，就要根據(jù)高層建筑的應(yīng)用限制進行相應(yīng)處理，避免短肢剪力墻應(yīng)用不當(dāng)帶來的麻煩。

6、嵌固端的設(shè)置

高層建筑通常設(shè)有地下室和人防，所以，嵌固端可以設(shè)置在地下室或者人防的頂板上。因此，在高層建筑嵌固端設(shè)置過程中，設(shè)計人員要特別關(guān)注嵌固端的位置，簡化設(shè)計過程，防止嵌固端設(shè)置的一系列問題。

7、防雷擊措施

防雷擊問題也是高層建筑設(shè)計的重點，應(yīng)本著“整體防御、綜合治理、多重保護、突出重點”的原則，從結(jié)構(gòu)設(shè)計上做好防雷工作。高層建筑的頂端是防雷設(shè)計的重點，可以安裝避雷針、避雷網(wǎng)或者避雷帶等。同時要利用建筑中的鋼筋作接地裝置，建筑周圍也要做避雷帶，內(nèi)部金屬物體也要接地。

三、結(jié)束語：

總之，做好高層建筑的設(shè)計是對高層建筑的質(zhì)量和安全直接相關(guān)，關(guān)系到人們的生命和財產(chǎn)安全，同時關(guān)系到人們的滿意度問題。

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