高層建筑設(shè)計常見問題淺談

盧剛智

（中迪西南工程設(shè)計院有限公司 四川成都 610000）

1 引言

隨著國內(nèi)城市化進程的不斷加快，城市建筑用地面積越來越緊張，因而高層建筑的數(shù)量與規(guī)模也在不斷擴大。但是，由于受到技術(shù)、工藝以及設(shè)計等因素的限制，導(dǎo)致了高層建筑的安全性與耐久性得不到有效保證，建筑功能得不到有效發(fā)揮。因而，要提高高層建筑設(shè)計的質(zhì)量與效果，改善高層建筑的使用性能。

2 高層建筑設(shè)計的原則分析

2.1 提高方案設(shè)計的科學(xué)性與合理性

在進行高層建筑設(shè)計工作時，首先要對建筑結(jié)構(gòu)的形式和結(jié)構(gòu)體系設(shè)計引起重視。在充分利用有限資金的基礎(chǔ)上，盡可能的提高施工資源的利用效率，改善結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。一方面，要確保結(jié)構(gòu)傳力簡單、明確。另一方面，在建筑結(jié)構(gòu)單元相類似的情況下，最好選用同一種建筑結(jié)構(gòu)體系。通過進行方案比選，選擇最佳的高層建筑設(shè)計方案。這一過程中，要對建筑工程的建筑材料、施工技術(shù)以及設(shè)計需求等因素進行綜合性的考慮。

2.2 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量

我國國土面積廣闊，不同地區(qū)的高層建筑設(shè)計需要根據(jù)本地區(qū)的具體狀況做出優(yōu)化設(shè)計。具體設(shè)計工作中，要對建筑所處地區(qū)的地質(zhì)地形條件以及人為影響因素進行綜合考究，做好高層建筑設(shè)計的綜合考量。尤其在進行基礎(chǔ)設(shè)計工作時，要對高層建筑的荷載狀況、上部結(jié)構(gòu)類型等要素進行深入分析，加強對建筑荷載的分布狀況的研究，從而改善基礎(chǔ)設(shè)計的質(zhì)量，提高高層建筑的實用性、安全性。

2.3提高計算簡圖設(shè)計的合理性

要想提高高層建筑設(shè)計的安全效果，就要對建筑結(jié)構(gòu)各項計算數(shù)據(jù)進行精確把控，注重計算簡圖的設(shè)計質(zhì)量。①可以采用合理可行的構(gòu)造措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性。②要處理好節(jié)點問題，降低計算中出現(xiàn)的誤差。

3 高層建筑設(shè)計常見問題的研究

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計中的高度問題

部分建筑單位為了提高高層建筑的施工效益，經(jīng)常會在設(shè)計高度的基礎(chǔ)上提高建筑高度，這樣一來將導(dǎo)致擬建項目在建筑高度方面與規(guī)范相悖。此外，隨著建筑高度的不斷增加，將導(dǎo)致高層建筑的豎向負(fù)荷顯著提高，如果豎向荷載超過了建筑的地基極限承載力，將會對建筑的安全性與耐久性造成影響。同時，建筑的抗風(fēng)性、抗震性以及抵御自然地質(zhì)災(zāi)害的能力也將大打折扣。因而，建筑審查部門對于高層建筑的高度有著嚴(yán)格的審查制度，并且在高層建筑的抗震性能方面也有著嚴(yán)格的要求與規(guī)定。審查過程中，一旦發(fā)現(xiàn)隨意增加建筑高度的問題，要進行嚴(yán)厲的處罰，以此來對這種不良行為進行有效的遏制。

3.2 平面設(shè)計問題

在進行高層建筑的平面布局與設(shè)計時，通過做好規(guī)劃工作能夠顯著提高建筑平面設(shè)計質(zhì)量，改善建筑工程的節(jié)能效果。比如：設(shè)計工作中通過將樓梯、設(shè)備房以及電梯等構(gòu)造設(shè)置于高層建筑的南側(cè)或西側(cè)位置，可以降低對日照的阻擋。同時，通過改善高層建筑的套型、進深指標(biāo)，也可以提高空間利用率，進而起到良好的節(jié)能效果。現(xiàn)階段，在進行住宅式高層建筑的設(shè)計工作時，通過設(shè)立陽臺這一室內(nèi)外過渡空間，能夠顯著改善建筑的立面效果，并且在一些季風(fēng)性氣候區(qū)，陽臺能夠起到很好的明顯的熱季遮陽、通風(fēng)等作用，改善室內(nèi)外的熱交換條件。這樣一來，在冬季可以降低室內(nèi)的熱量散失、夏季能夠起到很好的調(diào)溫作用。

3.3 防火設(shè)計問題

隨著高層建筑數(shù)量與體量的不斷增加，顯著的解決了城市人口密度增加與土地資源匱乏之間的矛盾。但是，隨著建筑高度的不斷增加，防火問題變得越來越重要，高層建筑給消防救援問題增加了難度。為降低火災(zāi)問題造成的傷亡與損失，設(shè)計工作中要對消防、疏散問題引起足夠的重視。

3.4 抗震問題

近幾年來，我國地震等自然災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重的威脅到居民的生命與財產(chǎn)安全。此外，泥石流、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，也給山區(qū)人民造成了極大的威脅。因而，在進行高層建筑設(shè)計工作時，要提高高層建筑的抗震效果。一般來說，抗震設(shè)計工作中的問題主要表現(xiàn)為以下幾點：①抗震構(gòu)造柱的位置設(shè)計缺乏合理性。一些高層建筑在墻體轉(zhuǎn)角位置處、四角位置處，并沒有按照要求設(shè)立構(gòu)造柱，設(shè)計工作中也不注重對稱設(shè)計，進而導(dǎo)致了磚墻的承載能力大大降低。②在進行縱墻的設(shè)計時，并沒有在連接處設(shè)立抗震構(gòu)造柱，平面布局中不注重對稱設(shè)計，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)存在著較大的凹凸形變。

4 高層建筑設(shè)計常見問題的解決措施

4.1 過高問題的解決

為解決建筑過高問題，應(yīng)從以下幾個方面著手進行：①對于國家建筑監(jiān)管部門而言，要加大對高層建筑高度方面的審查與監(jiān)督，尤其要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計中的設(shè)計高度審查，只有審核工作通過之后才能開展施工。②可以通過改善高層建筑結(jié)構(gòu)嵌固端的受力狀況來改善建筑的受力性能對嵌固端的具體位置進行合理的選定，同時確保嵌固端的位置滿足結(jié)構(gòu)抗震方面的要求。比如在進行嵌固端樓板以及剛度比的設(shè)計時，要保證設(shè)計工作的合理性，并且要保證上下樓層具有相同的抗震等級。

4.2 高層建筑的防火設(shè)計

一方面，在進行高層建筑的安全出口設(shè)計時，要對建筑的塔樓、裙房以及地下結(jié)構(gòu)、地上部分等位置的出口進行分開設(shè)計。對于高層建筑中設(shè)置的封閉樓梯，一定要具備良好的通風(fēng)條件，必要時可以設(shè)置排煙通風(fēng)設(shè)施。根據(jù)建筑的具體情況確定防火等級，確保火災(zāi)發(fā)生時建筑中的人群能夠安全及時的疏散。由于不同建筑中的人員密集程度不同，因而在進行安全出口數(shù)量的設(shè)計時，要能確保建筑中的人員與物資能夠及時的進行疏散。另一方面，建筑物內(nèi)部要嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)立火災(zāi)標(biāo)識。為確保火災(zāi)發(fā)生時建筑內(nèi)部能夠滿足照明要求，應(yīng)該在建筑內(nèi)部進行事故照明設(shè)施的安裝。此外，要在高層建筑的樓梯間以及各室內(nèi)安裝火災(zāi)報警裝置，并設(shè)立相應(yīng)的火災(zāi)廣播，確保火災(zāi)發(fā)生時可以正確引導(dǎo)居民進行逃離。另外，高層建筑可以根據(jù)自身建筑狀況設(shè)立相應(yīng)的消防電梯，保證火災(zāi)出現(xiàn)后消防人員能夠及時通過樓梯到達火災(zāi)現(xiàn)場。規(guī)范規(guī)定，當(dāng)建筑的高度達到了32m，不管是高層廠房、倉庫，還是公共建筑、住在小區(qū)，都要在建筑的適當(dāng)位置設(shè)計消防電梯。

4.3 提高高層建筑的防雷效果

由于高層建筑的總體高度較高，因而經(jīng)常受到雷擊的威脅，因而有必要加強高層建筑防雷設(shè)計水平，提高建筑的抗雷擊能力。具體來說，防雷擊設(shè)計要嚴(yán)格遵循“整體防御、突出重點、多重保護”的重要原則，同時要在建筑的高處以及易受雷擊的地方嚴(yán)格按照規(guī)范進行避雷針、避雷網(wǎng)的安裝。此外，還可以利用鋼筋混凝土接地的方式來提高建筑防雷效果。

4.4 平面設(shè)計問題的解決措施

①要合理選擇選擇高層建筑的朝向。朝向問題一直是高層建筑設(shè)計工作中的一個重大問題。由于建筑朝向直接影響到建筑內(nèi)外空氣滲透以及熱量傳遞問題，通過選擇合理的朝向，能夠降低熱量損耗，進而提高建筑的節(jié)能與環(huán)保效果。具體設(shè)計工作中，要對當(dāng)?shù)氐娜照諣顩r以及太陽輻射條件進行綜合考慮，在參考設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上合理確定建筑的朝向。②在平面設(shè)計工作中，還要考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、人文環(huán)境等因素，通過改善平面布局狀況、使用新型節(jié)能環(huán)保材料以及新工藝、新技術(shù)等措施，來提高建筑的光照、通風(fēng)狀況。此外，平面設(shè)計工作中，要合理選取平面布局方案，注重結(jié)構(gòu)的對稱分布，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

5 結(jié)束語

高層建筑的施工建設(shè)，有效的緩解了城市用地緊張的問題，為人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利。在進行高層建筑設(shè)計工作時，要本著安全、實用、環(huán)保等基本原則，對影響設(shè)計的諸多因素進行綜合考慮，提高高層建筑的適用性、安全性與耐久性，改善建筑的平面布局與抗震、防火效果，確保建筑的使用功能得到充分的發(fā)揮。