浅谈高层建筑工程设计中常见问题

浅谈高层建筑工程设计中常见问题

高华

关键词：高层建筑;工程设计;问题分析

前言：近些年，随着建筑事业的快速发展，为最大限度地利用土地资源，房屋建筑已经由以前的低层、多层向着高层方向不断发展。为满足人们生活的需要，房屋结构形式变得越来越复杂，建筑结构设计还需要使建筑具有一定的抗震和抗风能力，以实现建筑物安全性的需要。因此，对高层建筑结构设计相关问题进行探讨具有重要意义。

1.高层建筑工程设计中存在的问题

1.1高层建筑设计施工超高引起的受力不均匀问题

超高问题主要是指建筑单位不遵守相关的制度规范，过分加高建筑物的高度，以实现自身的盈利的最大化。超高问题已经成为实际建筑结构设计中的常见问题，严重影响建筑物的结构稳定性。且随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的的受力不均匀，使其使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。如果遇到强风、地震等严重自然灾害，极易发生倒塌、断裂，严重影响了人们的生命和财产安全。

1.2高层建筑中消防、抗震等结构的设计问题

高层建筑存在结构复杂、功能需求多样的特点，会导致其消防结构设计相对更为复杂。且高层建筑中使用的材料多为可燃性材料，具有风力大、空气流动强的特点，给高层建筑的火灾情况带来了一定的隐患，一旦出现火灾则很可能造成更为严重的灾害。且高层建筑楼层较多，在对其结构设计的过程中也都将其设计为垂直形态，而在这中形态之中一旦发生火灾，那么对居民疏散则需要更多的时间，这也为高层建筑的消防问题带来了威胁。我国是一个地震多发的国家，若是建筑抗争结构设计不到位，在地震发生过程中存在诸多不确定的因素，若没有对当地震发生时如何有效地进行避震以及其可能带来的破坏性进行足够的考虑没有对高层建筑的相关抗震数据较为精确的分析，且不能够根据地震发生原理为依据进行相应的设计，则很有可能由于高层建筑抗震性能的不足而存在一定的安全隐患。

1.3高层建筑中嵌固端的设置问题

嵌固端即固定端，在进行位置设置的过程中要严格避免构件在该位置的位移。嵌固端是高层建筑结构设计中的重要组成部分，在实际位置过程中存在部分不足。。现代高层建筑一般都选择将嵌固端的位置建设在多层地下室，这种做法存在极大安全隐患，很难实现预期效果。且嵌固端上下层刚度比例设计不科学，它是判断嵌固端设计是否科学合理的一个重要指标。同时嵌固端设计和抗震缝隙处理设计时可能出现相互矛盾的现象。分析可知当前嵌固端设计过程中存在设计问题和计算准确性不高的问题。。

2.高层建筑工程设计问题的相关解决对策

2.1科学解决结构受力不均匀问题

高层建筑结构存在着的超高问题在我国的建筑规范中有着严格的规定。针对高层建筑的超高问题，在新规范中限制的高度规定分层次进行了仔细分化和规定，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。对于实际工程设计中建筑结构存在高层超高问题的，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等反复进行验证。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响，也能督促建筑工程设计时充分考虑到超高方面的问题并进行解决。且能确保结构体系受力明确，传力简单。如果高层建筑处于地震区，那么应力需要平面和竖向的规则。需要满足地理条件，工程设计需求，施工条件，材料等众多因素，在各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，并确定结构的方案。

2.2优化消防、抗震结构设计

在高层建筑结构的设计中注意防火很关键。防火间距要合理，设计人员在进行设计时，要按照相关规定进行操作，精确地测出建筑物之间的实际距离。同时设计要因地制宜，防火结构要符合实际的地形情况。还有安全疏散通道的设计应该采取垂直结构设计，并尽量多设计几条，以利于慌乱人群的疏散。安全疏散通道中也一定要设计防烟区，避免烟雾将疏散的人群呛晕。设计人员可以使用分隔式的设计，可以更好地控制火势和烟雾的蔓延。抗震性能直接决定了建筑物的安全性能，选择场地时要避开危险地带，避免将同一结构单元的基础设置于性质截然不同的地基上，还要充分考虑到不同土层差异运动的影响，并使用局部深基础，使整个建筑物的基础落在同一上层上。若是地基是软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施，基础应加强其整体性和刚性。

2.3科学合理设置嵌固端

高层建筑结构设计嵌固端的设置在一般情况下配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置，结构工程设计人员应该充分考虑嵌固端设置会可能带来的问题。嵌固端上层和下层的刚度比，嵌固端上层和下层的抗震的等级是否一致，高层建筑的整体计算时是否充分考虑到了嵌固端的设置，位置是否和高层建筑结构抗震缝隙设置协调等，都需要经过工程设计人员来进行分析考虑。高层建筑的新规范中对高层建筑结构的规则性做出了很多限制和标准，为避免后期施工设计阶段的改动，嵌固端的设置必须严格遵循规范的限制条件。

3.结语：当今高层建筑已成为建筑工程发展的主要趋势，高层建筑的质量成为人们广泛关注的焦点。且高层建筑结构设计作为一个复杂性、技术性、综合性的工作，对于高层建筑的发展有着重要的指导意义，直接关系到建筑物的质量和使用寿命。在实际工作中，当前我国高层建筑结构设计存在短肢剪力墙设置不合理、建筑设计超高、嵌固端设计不合理等问题，设计人员要对此问题给予高度注意，采取有效的解决措施，以实现建筑质量的提升。

参考文献:

[1]赵海峰.高层建筑结构设计的问题分析及对策研究[J].江西建材,2016(22):10+15.

[2]潘峰.高层建筑结构设计的问题分析及对策探讨[J].江西建材,2017(15):62+69.

附：作者简介

作者简介：高华，性别：女，出生年月：1979年10月17日。现住址：哈尔滨市南岗区。毕业院校：第一学历：黑龙江建筑职业技术学院，专业：建筑设计技术，；第二学历：哈尔滨工业大学，专业：建筑学，现职称：建筑学专业建筑师（中级）。2003年07月参加工作。2015年05月至现在黑龙江省金源房地产开发集团有限公司任土建工程师。现档案存于黑龙江省人才中心。