探討高層建筑設(shè)計(jì)存在的幾個(gè)問題

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

摘要：隨著我國的經(jīng)濟(jì)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(fèi)水平也在不斷的上升，其中人們對(duì)住房的的消費(fèi)也在呈現(xiàn)出明顯的上漲趨勢，這樣也就對(duì)相關(guān)住宅的整體設(shè)計(jì)要求也就變得越來越高了。高層建筑是隨著時(shí)代發(fā)展要求應(yīng)運(yùn)而生的，已成為衡量現(xiàn)代社會(huì)城市綜合力、生態(tài)文明的一個(gè)重要標(biāo)志。高層建筑在減輕城市住房壓力的同時(shí)，勢必也帶來了一定的安全隱患，所以合理的建筑設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)存在問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑設(shè)計(jì)；問題；策略

一、高層建筑設(shè)計(jì)存在問題分析

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的高度問題

由于部分建筑施工單位片面追求經(jīng)濟(jì)利益的最大化，私自在建筑設(shè)計(jì)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(qiáng)對(duì)于高層建筑高度的審查力度，健全建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范和高度規(guī)范，加大對(duì)于私自增加設(shè)計(jì)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(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體計(jì)算結(jié)果的真實(shí)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(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在合理確定嵌固端位置這個(gè)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(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)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(shí)，應(yīng)該綜合考慮多方面的因素，從而對(duì)嵌固端的位置做出最優(yōu)設(shè)置，避免由于嵌固端的錯(cuò)誤放置帶來的一些施工安全隱患。

3、高層建筑設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)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(duì)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(qiáng)度和阻燃性。高層墻體的使用材料必須具有足夠的耐火強(qiáng)度和阻燃性，才能保證發(fā)生火災(zāi)時(shí)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(shí)，建筑內(nèi)所有人員可以流暢的從該樓梯進(jìn)行逃生。

（3）做好建筑物室內(nèi)、外消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)，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(jì)問題上，通常按照“綜合治理，整體防御，突出重點(diǎn)，多重保護(hù)”的原則，充分依據(jù)高層建筑自己的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及周邊配套設(shè)施，對(duì)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(duì)建筑的安全威脅降到最低。

二、提高高層建筑設(shè)計(jì)的措施

1、結(jié)構(gòu)的超高處理

高層建筑設(shè)計(jì)中，要充分考慮到結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的高度進(jìn)行限制，當(dāng)前新規(guī)范中新增了與A 級(jí)高度處理辦法不同的B 級(jí)高度。因此，在建筑具體實(shí)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(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)，防止自然災(zāi)害對(duì)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(jì)

（1）夯實(shí)地基，增強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。采用級(jí)配比較高的砂石回填地基；在基礎(chǔ)持力層的底部設(shè)置抗拔錨桿確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗拔強(qiáng)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(jì)的基礎(chǔ)上，采用粘彈性比較強(qiáng)的阻尼材料，提高其耗能減振的作用。

（3）對(duì)高風(fēng)壓區(qū)域進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，通過采用強(qiáng)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(jì)

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

（2）強(qiáng)化地基的抗震設(shè)計(jì)。地基的沉降是地震發(fā)生時(shí)，建筑物破壞最直接的表現(xiàn)，如何有針對(duì)性的對(duì)地基進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)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(qiáng)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(diǎn)在同一水平線上。

（3）剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。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(jì)的重點(diǎn)在于：一方面要通過與連續(xù)梁組成延續(xù)性較強(qiáng)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(qiáng)度，最大限度控制建筑物的水平位移范圍。

4、消防設(shè)計(jì)

（1）建筑物間的防火間距的設(shè)計(jì)。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(shí)，也應(yīng)將相鄰墻設(shè)計(jì)為無窗、無陽臺(tái)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(jì)也要因地制宜。

（2）安全疏散結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)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(duì)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(jì)，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(jì)方式是樓板的垂直設(shè)計(jì)、防火墻和單元墻的水平設(shè)計(jì)，以及防火門和煙霧排放設(shè)備等的設(shè)計(jì)，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(shí)間。

5、短肢剪力墻設(shè)置

在新規(guī)范中，對(duì)短肢剪力墻定義為墻肢截面高厚比為5：8的墻，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的運(yùn)用有很多的限制因素。所以，在高層建筑設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)人員要特別關(guān)注嵌固端的位置，簡化設(shè)計(jì)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(jì)的重點(diǎn)，應(yīng)本著“整體防御、綜合治理、多重保護(hù)、突出重點(diǎn)”的原則，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做好防雷工作。高層建筑的頂端是防雷設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，可以安裝避雷針、避雷網(wǎng)或者避雷帶等。同時(shí)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(jì)是對(duì)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(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)關(guān)系到人們的滿意度問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李波，胡文靜.高層建筑設(shè)計(jì)常見問題及應(yīng)對(duì)策略研究[J].江西建材.2014（07）

[2]周世航.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題及解決對(duì)策[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè).2013（05）

[3]魏國，李楠.高層建筑設(shè)計(jì)存在的問題[J].價(jià)值工程.2011（06）