高層建筑設計存在的問題

王萌 馬素平

【摘要】加強對高層建筑設計存在的問題的研究，不僅能促進我國房屋建筑結構設計工作水平的提高，還能促進我國建筑行業的健康可持續發展。本文筆者對高層建筑設計存在的問題進行了探討，希望對相關從業人員具有借鑒意義。

【關鍵詞】高層建筑；設計；問題

前言： 高層建筑已經成為我國建筑業的主要設計結構，并且這種設計方式在今后的城市化進程中一定會有更加良好的發展態勢，但其發展過程中也必然要求設計質量不斷提高。

1 高層建筑設計的基本原則

1.1 高層建筑的結構設計原則

進行建筑設計工作時結構設計是最關鍵的環節，所以各種不同目標所依照的根本設計原則卻是大同小異的：第一，要考慮到建筑整體可以承受的最大負荷，有垂向及橫向負荷兩類，還要考慮可能發生的強風、地震等惡劣自然條件的影響；第二，要把握好高層建筑的高寬比，這樣可以提高高層建筑結構的穩定性；第三，要盡可能地使高層建筑的平面或里面的質量及剛度對稱和勻稱，這是為了保證建筑整體具有較好的穩定性；第四，要事先考慮狂風、地震、溫差、建筑地基沉降對建筑產生的不利影響，還要設計一系列平衡措施。

1.2 高層建筑的綜合設施設計原則

各個高層建筑的實際地理位置和附近建筑的影響都是有很大差異的，所以設計人員在開展結構設計工作時一定要考慮到建筑的實際地理環境：第一，設計好平面布局。在設計建筑的平面布局時必須以有關建設規定為依據，并在建筑周圍完善各種配套設備，例如能夠滿足居民需求的停車場、大型超市等。第二，建設高層建筑時不僅要滿足建筑的功能需求，還要使建筑每層的平面布局都有同一性，這樣能使建筑的電氣線路設計方案、取暖設備、管道設計及防火疏散出口等能夠大量的開展設計。第三，合理地確定高層建筑中電梯及樓梯的數量及位置，這樣才能確保生活工作的順利性以及逃生時的時效性。

2高層建筑設計常會出現的問題

高層建筑結構設計中出現的問題，對于建筑的可靠性有很大影響。首先是消防方面的問題，這就要考慮消防結構的設計。高層建筑在施工時有一定的繁瑣性與困難性，想要保證高層建筑結構功能復雜多樣，設計人員就要在功能結構設計方面進行規劃。首先在選用功能材料時，為避免或減少火災情況的發生，工作人員必須選擇合適且安全的材料，嚴禁易燃材料的使用。由于高層建筑自身特點，使得建筑間空氣流動性較低，風力較低層建筑更大，因此一旦發生火災后果將非常嚴重。除此之外，高層建筑的層數增多時，會延長火災發生時人員的疏散時間，從而加大了消防設計的難度。一般的消防設計，比如消防門，消防栓，防火墻等結構，在高層建筑結構中是不可或缺的，為了更好的完善建筑的消防結構設計，還要考慮火災產生的煙氣排出處理系統，煙氣的排放量直接影響到火災的蔓延情況。

其次是高層建筑結構設計中的抗震方面的問題。因為抗震結構的設計是整個高層建筑設計中較難實施且相對薄弱的部分，而高層建筑本身具有的復雜性，使得地震一旦發生，就會出現許多不確定因素的影響，和不和估量的破壞，因此建筑結構的設計人員在進行建筑結構設計過程中，絕對不能忽視地震發生所帶來的巨大破壞性，必須掌握一定的減震、避震的原理。不僅如此，設計人員在設計過程中必須對抗震參數進行精確的核算分析，確保抗震結構設計的數據無誤。高層建筑進行結構設計如忽略地震結構的重要性，將造成建筑結構在抗震設計方面失效，并且降低建筑結構的使用壽命，甚至威脅到高層建筑居民的人身安全和財產安全。

地基的選擇。在高層建筑結構設計中的抗震設計還要考慮到地基合理的選擇問題。地基的選擇應該要根據建筑的需求選擇土況較好的地帶，如果沒有非常適合的，那就退而求次選擇地基土質相對下能夠穩定安全的地基。千萬不要將地基選在靠近河岸或者是容易在下雨時就發生泥石流、滑坡或者是坍塌等情況的事故地帶，在選擇時還要注意，不要在一個高層建筑結構設計中選擇兩種不同土質的地基，這樣結構的設計問題不能進行合適的協調。

最后是抗風結構設計，在高層建筑的設計中，自然風是不可避免的影響，因此高層建筑的結構設計不得不重視抗風性能。設計人員在進行高層建筑的結構設計時，一定要了解建筑材料的抗壓性，尤其是風壓帶來的載荷。因為高層建筑的樓層較高，雖然可以起到擋風的作用，但當建筑周圍的氣流發生變化時，建筑間會產生風洞效應，嚴重時可能導致旁邊高層建筑的主體結構破壞、玻璃幕墻因強烈振動破裂、外部掛件掉落和建筑墻體毀壞的現象。這對于高層建筑結構的穩定性以及居住者的人生安全是非常不利的。

3 高層建筑設計問題的解決方法

對于以上高層建筑產生的問題，針對消防方面，首先要優化消防結構的設計。為確保建筑居民的人身財產安全，消防設計理念以防為主，也可以設置消防應急措施，確保最大程度的消防安全。消防設計中防火間距很重要，一定要根據相關規范要求進行合理設置。還要根據建筑所在地的地形條件進行設計，以提高該高層建筑與環境的協調性。為了避免火災發生時產生的人員疏散問題，一定要設置合理的疏散通道、防煙區和緊急避難場所。一要考慮防火墻、防火門和防排煙設備的設計，設計有效合理并且安全可靠的消防結構，以降低高層建筑的破壞程度，保證居住者的人身財產安全。

對于地震方面的設計，主要是要優化抗震結構。抗震問題，在高層建筑結構設計中的地位是不可小覷的。高層建筑本身的高度，使得其建筑要求較高，要優化設計建筑結構的構件位置，使得結構壓力均勻分給每個構件，不會出現承壓不均而導致地震時的嚴重破壞。對于非結構構件也要考慮其材料的安全性能。高層建筑的地震結構設計，最重要的是對地基的選擇與設計，地基是建筑的根本，一旦發生破壞，上部結構將無所依靠。因此在進行結構設計時，必須重視地基的設計，優化其抗震能力，設計出既節省材料又安全可靠的地基。以確保建筑物有足夠的強度和剛度抵抗地震的危害。在確保地基的強度后，還要考慮剪應力的問題，采取強柱弱梁、加強梁柱節點抗震構造措施、設置抗震墻等措施來抵抗水平剪力。建筑物在此基礎上還要考慮對稱性和穩定性，盡量減少地震災難的影響。

最后是抗風方面的問題，對策是優化抗風結構。抗風結構設計要綜合考慮多種因素，確保建筑物的抗風能力。抗風結構中對其結構進行基礎的設計時要保證在風荷載作用下的穩定性。確保地基穩固的重要性不僅在抗震中有所體現，對抗風載也起到重要作用。減振體系在高層建筑中的應用受到廣泛歡迎，減震系統可以減少風荷載對建筑物的影響，減振系統的選材將起到巨大作用，因為有些阻尼材料的應用將大大提高高層建筑的抗風能力。要嚴格按照規范設計抗風結構，采取措施減小風力在建筑物上的疊加和增強，優化結構設計，以減小普遍且危害頗多的風壓破壞，為建筑物的安全性能提供安全保證。

4結語

綜上所述，進行高層建筑的設計工作時，設計人員一定要嚴格根據有關設計規定進行，還要全面地考慮其他各種因素的影響，這樣可以大大提高建筑的實用性、功能性、經濟性和美觀性，還能大大地提高結構設計人員的自身工作水平。做好上述工作，不僅能促進我國房屋建筑結構設計工作水平的提高，還能促進我國建筑行業的健康可持續發展。

參考文獻

[1] 周世航.淺談高層建筑結構設計存在問題及解決對策[J].廣西城鎮建設，2013，（5）.

[2]陶忠，張耀春，韓林海，王光遠.關于高層建筑結構選型設計的初步探討[J].哈爾濱建筑大學學報.2013（1）.