探究高層建筑設計中的常見問題

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

1 高層建筑設計的原因和意義

隨著國內人口的逐漸增多，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，土地數量有限的矛盾局面，在城市建筑建設中，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)應該根據市場需求來調整發(fā)展方向，對高層建筑的需求需要設計師們不斷開發(fā)研究出科學合理的設計方案。在滿足人們對高層建筑實用性要求的同時，增強建筑在藝術上感官上的美感追求。同時利用高科技，新世紀，新工藝和新材料來建設使用周期長，對環(huán)境破壞小又與城市自然景觀相匹配的現代高層建筑。

2 高層建筑設計的基本方法

2．1 剪力墻的設計

據有關部門的相關規(guī)定，在設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，其建筑的鋼心和質心是在同一個地方的。目前來說，很多高層建筑剪力墻數量多分布廣，為了確保工程的經濟適用和安全性能，需要嚴格控制剪力墻的鋼筋配置。

2．2 地基的基礎設計

工程造價的決定性條件是地基的基礎設計。所以地基的基礎設計必須保證萬無一失，步步驚心。高層建筑的基礎結構設計人員要想確保有這完善的基礎設計，要實施因地制宜政策，根據當地的條件和相關建筑政策調整設計內容。

2．3 荷載組合要求

采用點算程序化計算設計出地基承載力及各荷載組合的特點。當風荷載及地震效應導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，邊角的豎向結構就會偏大，而中間又是在原有的小值之上，地基墻體就會受力不均產生裂縫。組合地震作用及重力荷載時，應增大承載力，同時提高承載力的特征值在組合重力荷載和風荷載時。在設計時，設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，高層建筑消防相關的供水系統(tǒng)主要由消防水池和自動噴水裝置構成。消防水池主要是用于存儲一定量的水源以供火災放生的緊急使用，具體的設置位置和設置數量應該依據實際的情況和相關規(guī)定執(zhí)行。而在實際中，常常會發(fā)現水池設置位置不當或水池點設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量，必須依據實際的建筑情況，進行合理規(guī)劃。而自動噴水裝置只要是指各樓層設置的滅火器及煙霧探測噴水器。這樣的消防系統(tǒng)應該加大設置力度，力求做到每一層都有足夠的數量。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 高層建筑基礎設計中常見的問題

3．1 主梁有次梁處附加筋問題

基礎結構設計當中，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構來承重。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次梁的承重，實現安全性。針對箱、筏基礎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

梁板結構的意思是，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。充分考慮當地的氣象水文和地質因素，深入了解影響工程質量的各種環(huán)境因素，在做完調查研究工作之后再開展各項設計活動。水文地質是一個在設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的影響比較大。尤其是高層住宅建筑，關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情況。

4．2 優(yōu)化建筑位置及朝向設計

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計是設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，在建筑設計時，依照當地的自然環(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暖氣等設施的情況下，也可享受怡人的溫暖。

4．3 優(yōu)化圍護結構墻體設計

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

4．4 運用當代科學技術的新設計

當前，低碳式高層建筑設計主要運用的設計手法有以下幾種，如利用物聯網，數字化技術，仿生學特色來發(fā)展建筑行業(yè)的低碳式理念。這些新理論新技術的應用，提高了高層建筑設計理念，確保建筑物的質量和效果。

5 結語

高層建筑設計直接關系到建筑物的質量，不管是針對造價來說還是建筑物最終的質量安全來講，而選擇結構選型具有復雜性，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，服務于高層建筑的選型。設計高層住宅時，充分考慮實用，美觀，經濟，安全四大要素，服務于廣大人民群眾。

［1］譚德華．對高層住宅建筑基礎結構設計的探討［J］．建筑遺產，2013(21)．

［2］林衍．淺析高層建筑結構設計中的基礎設計［J］．中國新技術新產品，2012(09)．