浅谈高层建筑设计

李呈远 江西省土木建筑设计院有限公司，江西 南昌 330038

城市空间不仅可以给城市生产和生活带来活动场地、环境，它还节省了城市土地面积，使绿化面积变得更加广阔，同时也为城市创造了更多的空间，使城市景观变得更加多姿多彩。然而随着城市化的快速发展，人口的不断增长，建筑用地的紧张，与此同时，在城市规划中，对于建筑用地的要求越来越严格，如何才能高效的，集约的利用好有限的土地，已经成为城市发展中不可避免的问题之一，而高层建筑的应运而生正是人们解决这一问题的重要举措。然而，高层建筑的设计在保证高层建筑的可靠性，安全性，长久性上始终扮演着重要的角色。

1 高层建筑设计的原则

1.1 场地适应性原则

场地适应性原则主要指的是高层建筑的地基承载能力和其防震能力能够符合建筑的整体需要。

1.2 空间整体原则

高层建筑的设计不是一个单一的结构体系，而是由许多子结构与若干的组成部件构成的一个整体的空间结构体系。只有这些子结构与部件能够协同与配合，才能保证整个建筑的空间整体性与其整体的稳定性。而一个结构的整体抗震能力与其各自的子结构与部件的刚度，强度，受力状态分不开。

1.3 功能适应性原则

高层建筑的设计因其功能不同，一般具有不同的功能空间特征。因此分别具有不同的结构体系模式，它们相互之间的空间布置也会有很大差别。要求不同的内部空间特征与不同的结构相适应。

1.4 高度合理性原则

建筑结构的结构体系不同，其力学特征与整体性能也不尽相同，不同的结构体系有其各自能够适应的的高度范围，在其合适的高度范围内，才能使得整体的综合性能得以发挥。

1.5 施工方便性原则

建筑设计的施工方便性原则指的是建筑设计的不同将会影响甚至决定着施工的工艺，难度，施工工期乃至施工质量。

2 高层建筑设计的特点

2.1 结构延性

高层建筑不同于普通建筑，高层建筑柔性更好，当它受到外界环境影响时，更容易产生变形的现象。因此，在高层建筑的设计中就要充分考虑高层建筑的延性问题，把建筑结构延性作为重要的设计指标进行结构设计，保证在高层建筑进入塑性变形阶段后变形能力仍然良好，以防止楼层的坍塌，保证建筑的安全性和稳定性。

2.2 水平载荷

高层建筑不同于普通建筑，高层建筑结构设计要充分考虑水平载荷和竖向载荷的影响。水平载荷的考虑是为了使高层建筑在遭遇侧向力时能够保持建筑的平衡性和稳定性，因此，水平载荷的作用不容忽视。通常来说，竖向载荷是一个定值，而水平载荷会随着结构动力特性的不同而浮动变化。

2.3 轴向变形

建筑结构在外力作用下会产生位移，包括轴向变形、剪切变形和弯曲现象。高层建筑与普通建筑不同，其建筑轴力相对较大，因此轴向变形就会更加显著，而轴向变形会影响到建筑结构的内力，因此在建筑结构设计中轴向变形不容忽视。

3 高层建筑设计的常见问题与对策

3.1 在高层建筑中设计的作用

高层建筑一般都设置在城市中的商业区，也就是比较繁华的地段，这些地段由于交通系统比较庞杂，而高层建筑要承载这些街道交通的压力，因此在设计中，高层建筑应当考虑其交通因素，因而要限制建筑的高度与层数。除此以外，在城市的规划设计中要对这些重要的交通通道进行扩宽，增强其通行能力。就目前国内外的抗震研究成果而言，结构弹塑性的分析会是抗震设计中的一项重要项目。然而结构的弹塑性分析不仅较复杂，而且其计算方法与具体的应用在各个国家也不尽相同，就抗震设计而言，建筑的立体与平面设计应当对称而且规整。建筑的刚度变化以及质量分布也应当均匀。

3.2 高层建筑的设计要点

3.2.1 高层建筑的设计规范

高层建筑的设计规范有两种不同的形式，即推荐性的与强制性的，现在在许多的发达国家，多采用的是推荐性的设计规范，由于结构的工程各有其自身的特点，设计人员在设计时不可能完全依照规范，而是以规范为指导，根据自己的理论知识以及经验判断，因此在推荐性的规范下，设计人员应当负全部责任。在我国，更多的是采取强制性的规范，设计人员首先要做的就是依照法律，按规范设计，如果设计人员不遵循相关的规范，所有设计的后果将由设计人员承担，这同时也造成了一个后果，就是许多设计人员在建筑出现事故时，以设计规范来推脱自己的责任。强制性的规范有其不足之处，就是设计人员无法灵活的去适应设计中出现的各种情况。设计人员很难处理设计中出现的复杂问题。

3.2.2 高层建筑设计中的安全问题

高层建筑的安全问题涉及到防火、抗风、消防、配电、安全通道、电梯等很多方面。为了确保高层建筑运行安全，要建立健全的安保体系，引进专业的人才进行安全设计与维护，对各个环节制定严格规范的安全手册与标准并严格执行。此外，也要加强对高层建筑业主、租户的宣传教育，建立相互监督管理机制以及各种突发事件的处理机制。

3.2.3 高层建筑设计中的垃圾处理问题

高层建筑中由于其设计在城市的繁华地段，往往人口密度也很大，这就会造成在短期内产生大量的生活垃圾。在这样的背景下，这就需要高层建筑的设计者有针对性地设计出垃圾通道，使用户可以通过垃圾通道很方便地把垃圾送进统一的收集间内进行集中处理。这需要一定的技术条件。当然，如果建筑中没有设计逐层的垃圾通道，也可以由大楼物业安排保洁人员进行逐户收集再集中运出。这种方法看似简单，其实会增加很多的人力成本，同时对高层建筑的管理也提出了更高的要求。因此建议采用垃圾通道的垃圾处理办法。

3.2.4 高层建筑设计中的排烟问题

排烟问题也是高层建筑设计中的的一个重大问题，排烟不畅往往会伴随着高层火灾事故，而且由于烟气窒息或是中毒而造成人员伤亡事故也是时有发生。其主要原因是，很多高层建筑在设计中为了提高使用面积，将居住用电梯与消防电梯合二为一。一些不具备自然排风条件的楼梯间也没有采取在入口处设计阳台或凹廊促进排烟的安全措施，同时，很多高层建筑中的防火门经常性的处于关闭状态。这些都是造成排烟不畅的主要原因。

4 结束语

在高层建筑的设计中，要充分考虑各方面的因素，以人为本，结合人们的需要，最大限度的满足人们使用的需求，在考虑到高层建筑外部造型的同时，也要考虑到其在安全性与垃圾处理及排烟的问题。在我国现有的体制下，也要求设计人员在设计时，不仅要遵循相关的设计原则，更要严格的要求自己，肩负起责任，灵活的运用规范，提升自己的专业知识与理论水平，不断掌握更为合理的结构计算方法。为我国的高层建筑的建设作出自己的贡献。

［1］王政文.高层建筑设计与城市空间.山西建筑，2009，35(21).

［2］翁婵琼.关于现代高层建筑设计研究分析.［M］.城市建设理论研究(电子版)，2012(14).