试析高层建筑设计常见问题

朱亮

摘要：我国城市化进程的不断加快促使了各种问题的产生，如人口密集、房价飞涨等，而高层建筑在缓解人口压力方面发挥着重要的作用。高层建筑已经成为我国建筑业的主要设计结构，在今后的城市化进程中一定会有更加良好的发展态势。文章主要阐述了高层建筑的设计原则，并分析了其中存在的一些普遍性问题。

关键词：高层建筑；建筑设计；常见问题；建筑业；设计结构

根据我国《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）对高层建筑的定义，凡是层数超过十层或高度超过24米的公共及综合性建筑都属于高层建筑。第一，高层建筑的飞速发展及城市化进程的飞速发展表明，高层建筑能够给企业和社会创造巨额的经济利益。高层建筑主要具有下述优势：广泛应用高层建筑可以占用较小的土地面积而建设更大的居住面积，能降低市政部门在建設方面的投入。第二，高层建筑的建设工期相对较短，能够显著减少施工用时。但是，将高层建筑和多层建筑比较可以发现，其在建筑总高度和楼层数方面都有了大幅度增大，这会使其建筑结构设计、建筑功能和建筑的经济可行性产生巨大的变化。所以，在进行高层建筑的设计工作时，必须解决好其中存在的诸多问题。

1 高层建筑设计的基本原则

1.1 高层建筑的结构设计原则

进行高层建筑结构设计工作时，要涉及到很多学科和领域，是具有较大难度的。高层建筑需要满足的目标是较多的，如功能性、美观性、实用性、综合性、经济性等，针对目标的差异应制定与其最适应的建设方案。并且，进行建筑设计工作时结构设计是最关键的环节，所以各种不同目标所依照的根本设计原则却是大同小异的：第一，要考虑到建筑整体可以承受的最大负荷，有垂向及横向负荷两类，还要考虑可能发生的强风、地震等恶劣自然条件的影响；第二，要把握好高层建筑的高宽比，这样可以提高高层建筑结构的稳定性；第三，要尽可能地使高层建筑的平面或里面的质量及刚度对称和匀称，这是为了保证建筑整体具有较好的稳定性；第四，要事先考虑狂风、地震、温差、建筑地基沉降对建筑产生的不利影响，还要设计一系列平衡措施。

1.2 高层建筑的综合设施设计原则

各个高层建筑的实际地理位置和附近建筑的影响都是有很大差异的，所以设计人员在开展结构设计工作时一定要考虑到建筑的实际地理环境：第一，设计好平面布局。在设计建筑的平面布局时必须以有关建设规定为依据，并在建筑周围完善各种配套设备，例如能够满足居民需求的停车场、大型超市等。第二，建设高层建筑时不仅要满足建筑的功能需求，还要使建筑每层的平面布局都有同一性，这样能使建筑的电气线路设计方案、取暖设备、管道设计及防火疏散出口等能够大量的开展设计。第三，合理地确定高层建筑中电梯及楼梯的数量及位置，这样才能确保生活工作的顺利性以及逃生时的时效性。第四，建设高层建筑中所使用的各种原材料、设备以及风力、温差和震动等有较强的抵抗能力。第五，建筑设计满足了人们的使用要求后，还要尽可能地提高建筑物的美观程度，并尽量体现建筑的自身特色。

2 高层建筑设计常见问题分析

2.1 高层建筑结构设计中的高度问题

有些建筑企业在进行高层建筑的施工时常常一味地追求企业利润的最大化，经常会随意地在设计高度基础上增加建筑的高度，盲目地将经济利益作为高层建筑施工的目标，最终会使建成的高层建筑高度不符合相关规定。同时，建筑高度的加大，势必使建筑结构所承受的垂向负荷增加，使其大于地基所能承受的最大负荷，建筑物便会出现抗风性弱、无法抵御恶劣天气及地震灾害等诸多问题，这会严重影响建筑物使用者的安全。所以，国家有关审查机构必须对高层建筑的高度进行严格的审查，并在抗震及建筑高度方面制定严格的规定，针对随意加大建筑高度的行为制定严厉的处罚措施，以遏制这种现象的产生。

2.2 高层建筑的嵌固端确定问题

建筑结构设计计算的可信度和准确度会受到高层建筑结构嵌固端的极大影响，所以要科学地确定结构嵌固端的具体位置，并保证它的位置与建筑整体的抗震性能相协调，这也是高层建筑设计工作中极其重要的内容。必须保证嵌固端位置的合理性，但建筑企业往往没有重视嵌固端位置可能产生的诸多不利影响，如嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题。因此，在设计嵌固端的具体位置时，一定要充分考虑各个因素，这样才能最科学地确定嵌固端的位置，防止因嵌固端位置的不合理而产生的施工隐患。

2.3 高层建筑设计中的抗震问题

研究我国地质情况发现，中国是较易发生地震的，再加之泥石流、山体滑坡、地面塌陷产生的概率也较大，因此，开展高层建筑的结构设计工作时，一定要把增强建筑的抗震能力作为最关键的工作。进行抗震设计时经常遭遇的困难有：首先，抗震构造柱的位置不合理。墙体的转角处，屋内的四角位置没有设立构造柱或者未对称设计；这样可以减小砖墙所承受的重量；山墙或纵墙的连接处没有建设抗震构造柱。其次，设计好结构的平面布局。不对称、无规律的平面布局，易产生较大的凹凸形变，即使是在相同的结构单元，结构的平面布局及刚度也不协调、平面的长度超过规定等。

2.4 高层建筑防火安全问题

现今我国高层建筑的高度日益加大，万一出现火灾事故，则会影响相当大的区域，甚至危害整体建筑，带来严重的经济损失，还可能影响工作人员的安全，因此解决好高层建筑建设中的防火问题也是极其重要的。

2.4.1 增强高层建筑墙体防火材料的耐火性及阻燃性。

建设高层建筑墙体所使用的材料只有一定耐火性及阻燃性，这样才能使高层建筑整体有较好的抗火性能，并使其具有抗火分期的作用，将火灾带来的恶劣影响降到最低。

2.4.2 要保证整个建筑的通畅性、安全性。

建设高层建筑时必须设置数量合理的人流量楼梯，这样可以在火灾发生、电梯故障时，楼梯内的工作人员能够迅速地从救生步梯中逃生。此外，楼道中还要安装一定数量的照明设备和逃生指示图，这样能避免逃生过程中发生踩踏等意外，保证所有人员都能安全撤离。

2.5 高层建筑防雷击的问题

高层建筑需要有较强的抵抗雷电的能力，所以在设计高层建筑施工方案时必须注意雷电因素对建筑产生的恶劣影响，特别是广州一带雷雨多发的地区。实际上，在设计建筑防雷系统时，一定要本着“综合治理，整体防御，突出重点，多重保护”的原则，要考虑到建筑周围设施和建筑其他易遭受雷击的地方安装避雷针或避雷网等防雷设备，还要安装钢筋混凝土来进行接地，把雷电对建筑的恶劣影响减到最小。

3 结语

现今，高层建筑已经成为我国建筑业的主要设计结构，并且这种设计方式在今后的城市化进程中一定会有更加良好的发展态势，但其发展过程中也必然要求设计质量不断提高。进行高层建筑的设计工作时，设计人员一定要严格根据有关设计规定进行，还要全面地考虑其他各种因素的影响，这样可以大大提高建筑的实用性、功能性、经济性和美观性，还能大大地提高结构设计人员的自身工作水平。做好上述工作，不仅能促进我国房屋建筑结构设计工作水平的提高，还能促进我国建筑行业的健康可持续发展。