高层建筑设计常见问题分析

摘要：随着城市人口的不断增多，越来越多的高层建筑工程拔地而起，然而在建筑结构设计过程中还存在一些技术性问题，制约着我国建筑工程事业的发展。基于此，本文就高层建筑设计常见的问题进行分析与研究。

关键词：高层建筑；设计

中图分类号：TU97文献标识码： A

引言

建筑工程和人们的生产生活有着密切联系，优化建筑结构设计，使建筑结构设计达到人们生产生活功能性需求，是现代建筑工程领域值得研究的重要课题。现代建筑结构设计要本着经济性、适用性的原则，融合现代先进建筑技术，结合建筑工程实际情况，达到建筑结构设计安全、可靠性，这是现代建筑结构设计领域的发展目标，也是亟待解决的现实问题。然而就我国现行建筑结构设计领域还存在着一些问题，针对问题提出可行性的建筑结构设计方法及措施具有极为重要的意义。

一、高层建筑设计的基本原则

（一）高层建筑的结构设计原则

高层建筑结构的设计是一个融合多学科、多领域的复杂科学问题。针对高层建筑功能性、美观性、经济性、综合性等具体实现目标，设计人员应制定不同的机构设计方案。但是，结构设计作为高层建筑设计的核心内容，其设计过程遵循根本设计原则大致相同:

1.充分考虑高层建筑所承载的垂向负荷和横向负荷，以及其可能遇到风力和地震应力等各项不可抗力;

2.严格控制高层建筑高宽比例，以保证其结构稳定性及美观性。

3.高层建筑的平面或立面的质量和刚度应尽量保持对称和匀称，使整体结构中不存在薄弱环节。

4.提前考虑风力、地震、温度变化或基础沉降对建筑结构带来的影响，并制订相应的平衡措施。

（二）高层建筑的综合设施设计原则

每一个高层建筑所出的地理环境及其周围建筑的影响都是各不相同的，这也就需要设计人员在进行结构设计时需结合实际条件综合考虑:1.建筑平面布局:整体建筑结构平面布局应严格遵守建筑间距（防火间距、采光间距）标准，并在周边配套设施中配置有足够空间的停车场等设施。

2.在满足高层建筑对于所需功能的要求外，应该保证建筑各层的平面布局具有一致性，以满足高层建筑的电气线路规划、取暖装备、而告终设计管线和防火疏散措施可以批量进行设计。

3.科学规划高层建筑的电梯、楼梯的数量和位置，以保证正常的生活工作秩序以及危险发生时的逃生效率。

4.高层建筑所需的各项建筑材料类型、配置等对于风力、温度变化以及震动具有一定的抵抗能力。

5.在满足高层建筑的使用性之后，高层建筑在设计过成中还应考虑周围建筑的设计风格以及自身的美观效果。

二、高层建筑中的建筑设计问题及其对策

（一）结构总体布置问题

高层建筑结构的总体布置主要包括对高层建筑的高度、平面、立面和体型等方面进行选择，确保总体布置能够完全满足建筑、施工和结构的具体要求。同时还要对建筑使用功能进行充分的考虑，确保各项服务设施、开间、进深、层数、层高以及平面关系和体型等都能够满足使用功能的需求。对于使用过程中的便利性、经济和美学需求也要进行考虑。另外还要确保后期的维护费用具有较好的经济性。在选择先进的施工技术，提高工业化程序，有效地实现对工程造价的控制。高层建筑结构设计与其他工程存在着很大的不同，所以需要将结构体系进行确定，确定了结构体系后，则需要将总体布置与建筑设计有效地进行结合，确保高层建筑的造型和传力路线具有合理性。高层建筑中，建筑物的布局和结构直接影响着建筑物的动力性能，所以在高层建筑设计时就需要对地震、房屋体型、结构体系和刚度等进行全面的分析设计。

（二）建设的高度问题

目前我国对于高层建筑混凝土结构开始向超高层方向发展，对于高层建筑的高度，我国的根据当前我国的经济发展水平和施工技术水平进行了全面的规定，但在实际设计中出现许多超高度的情况。国家并不提倡超过高度限制的高层建筑，因为在高度不断升高的情况下，对建筑整体的抗震性能会带来一定的影响，一旦发生地震，对超高层建筑具有较大的危害性。特别是在建筑不断升高的情况下，建筑会有更多的质变发生，使建筑本身各项性能受到较大的影响，不利于建筑的安全性。

（三）结构的刚度问题

在对高层建筑刚度设计时，由于设计人员理念的不同，所以在设计上也存在一定的差异，这就导致结构在设计过程中存在着较大的经济指标差异。高层建筑的抗震性能受其抗侧移刚度影响较大，在土地较好岩基埋深较浅的地区，基础多以桩基为主，这样整体建筑的持力层就会落在微化的岩层当中，地基具有较好的稳定性和强度，这种情况下在对抗需刚度进行设计时就可以稍微低一些，其控制标准可以以结构极限变形能力为主。在进行结构刚度设计时，确保其在符合变形限值的情况下，结构刚度尽可能设计得要小，这样对于抗震性和减少共振的发生具有极其重要的作用。

（四）在对高层建筑刚度设计时，由于设计人员理念的不同，所以在设计上也存在一定的差异，这就导致结构在设计过程中存在着较大的经济指标差异。高层建筑的抗震性能受其抗侧移刚度影响较大，在土地较好岩基埋深较浅的地区，基础多以桩基为主，这样整体建筑的持力层就会落在微化的岩层当中，地基具有较好的稳定性和强度，这种情况下在对抗需刚度进行设计时就可以稍微低一些，其控制标准可以以结构极限变形能力为主。在进行结构刚度设计时，确保其在符合变形限值的情况下，结构刚度尽可能设计得要小，这样对于抗震性和减少共振的发生具有极其重要的作用。

（五）高层建筑结构体系和材料问题

1.合理安排结构体系

一般来说，在进行高层建筑工程建设的时候，结构体系的合理安排是至关重要的，整个结构的抗震、抗风性能关乎到整个建筑结构体系的安全性能和稳定性能。因此，这要求整个建筑结构体系必须要具备足够的强度和整个建筑体系结构的变形能力。在选择材料的时候，要选择质量好，具备一定承重能力和变形能力的材料。在进行结构设计的时候，要结合整个建筑物的实际情况，保留一定的分散杠杆和一定的变形空间。

2.选用合理的建筑材料

在建筑材料的选用方面，要选用与一般平层和景观设计的材料，既要重合，也有独特的要求。首先，在选取材料的原则上要遵循建筑材料选材标准，确保所选材料的稳定性、密闭性、防潮性，保证建筑物的整体质量能够达到相关的规定；其次，由于自然灾害对建筑物的威胁是致命性的，尤其是类似地震这样的大型不可逆性自然灾害。因此，在高层建筑进行选材时要格外注意所选材料的抗震性能。例如目前市面上常见的混凝土式的建筑材料结构体系，在地震等突发性震动的应变上就有很大的印象，因此，要注意因地制宜，选择抗震性能更强的钢钎混凝土或者建筑钢材等。

（六）高层建筑设计中的安全问题

1.防火问题。高层建筑物防火问题对于其设计内容来讲极为重要，设计师们一定要严肃看待高层防火问题，保障居住人员的安全。首先，高层建筑物的布局要简单，确保出现火灾时能够迅速疏通人员，保证安全通道的通畅性，采光一定要好，紧急照明设备一定要随时保证其使用性；其次，要合理规划防火分区，使楼道内的消防设施和紧急通道的分布科学、合理，考虑到楼房内所有住户的安全问题。

2.电气问题，高层建筑物的电气问题大概能够归为以下三点：第一，消防电源与供电问题，要求高层家住的供电来源要有很多种，以便出现突发事件时能够马上解决消防设备的供电问题；第二，紧急照明问题，当高层建筑发生火灾时，要确保紧急照明装置的使用情况处于正常阶段；第三，电梯安装问题，电梯的位置设计一定要综合考虑高层建筑物内的各种因素，既不能因为其运行影响住户的休息和生活，降低生活舒适度，更要尽可能的承担最大负载量，以满足住户日常需求。

结束语

近年来随着高层建筑发展的速度不断加快，对结构设计提出了更高的要求，这就需要结构设计人员需要不断的强化自身技术水平的提升，具有高度的责任心，加强自身实践经验的积累，能够在实际设计工作中对每一道设计工序都能够做到有效的处理，对存在的问题进行全方位的考虑，确保高层建筑各项性能都能达到相关规范的要求，确保其具有良好的安全性和稳定性。

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