探究高层建筑设计中的常见问题

2014-08-15易红伟身份证号码360312198205031530江西萍乡337000

江西建材 2014年24期

■易红伟 ■身份证号码:360312198205031530，江西萍乡 337000

1 高层建筑设计的原因和意义

随着国内人口的逐渐增多，城市化的进程在不断加快。我国有着人口众多，人均资源不足，土地数量有限的矛盾局面，在城市建筑建设中，必须要遵守稀土如金的原则，用更高层的建筑来做到节约土地资源，同时为人们提供充足的工作生活居住空间。同时高层地标性的建筑也为城市的相貌增添了魅力。越来越多的城市在发展过程中，对高层超高层的需求不断增加。建筑行业应该根据市场需求来调整发展方向，对高层建筑的需求需要设计师们不断开发研究出科学合理的设计方案。在满足人们对高层建筑实用性要求的同时，增强建筑在艺术上感官上的美感追求。同时利用高科技，新世纪，新工艺和新材料来建设使用周期长，对环境破坏小又与城市自然景观相匹配的现代高层建筑。

2 高层建筑设计的基本方法

2．1 剪力墙的设计

据有关部门的相关规定，在设计中需要充分考虑到各种具体的条件，必去剪力墙的受力特点和区别等等，合理的剪力墙及拥有分布均匀特点的墙体，其建筑的钢心和质心是在同一个地方的。目前来说，很多高层建筑剪力墙数量多分布广，为了确保工程的经济适用和安全性能，需要严格控制剪力墙的钢筋配置。

2．2 地基的基础设计

工程造价的决定性条件是地基的基础设计。所以地基的基础设计必须保证万无一失，步步惊心。高层建筑的基础结构设计人员要想确保有这完善的基础设计，要实施因地制宜政策，根据当地的条件和相关建筑政策调整设计内容。

2．3 荷载组合要求

采用点算程序化计算设计出地基承载力及各荷载组合的特点。当风荷载及地震效应导致高层住宅边角地方竖向作用力大时，如果短期荷载等同于永久荷载，边角的竖向结构就会偏大，而中间又是在原有的小值之上，地基墙体就会受力不均产生裂缝。组合地震作用及重力荷载时，应增大承载力，同时提高承载力的特征值在组合重力荷载和风荷载时。在设计时，设计人员要最大程度地降低地基变形和差异变形。

2．4 消防设计情况及其对策

高层建筑的外部尺度的规划是十分重要的。一般来说，高层建筑消防相关的供水系统主要由消防水池和自动喷水装置构成。消防水池主要是用于存储一定量的水源以供火灾放生的紧急使用，具体的设置位置和设置数量应该依据实际的情况和相关规定执行。而在实际中，常常会发现水池设置位置不当或水池点设置过多或过少等问题，这些都会造成实际的安全隐患，或者对于水资源的浪费。因此，消防水池的布局与数量，必须依据实际的建筑情况，进行合理规划。而自动喷水装置只要是指各楼层设置的灭火器及烟雾探测喷水器。这样的消防系统应该加大设置力度，力求做到每一层都有足够的数量。同时，还需要格外注意在地下室，楼梯拐角等容易忽略的死角位置设置足够的探测喷水器以避免意外的发生。

3 高层建筑基础设计中常见的问题

3．1 主梁有次梁处附加筋问题

基础结构设计当中，在梁下部的作用力点附以钢筋，做到集中荷载由另加的横向钢筋结构来承重。梁截面高度范围不同，加不加筋对于主梁来说选择也不同，当主次截面相差很大时，主梁就不用加钢筋了，因为荷载较小，没有必要。反而如果相差不大，次梁荷载相对来说较重，就需要添加附加钢筋来分担次梁的承重，实现安全性。针对箱、筏基础底板跳板的阳角问题，如果说底板的钢筋是双排并且两个方向同时有的话，阳角不能够决不允许添加辐射筋。

3．2 弹回再压缩设计

开挖基坑时，会有一部分基地反弹受到约束，那就是摩擦角范围内的坑边的基地。然而坑中心地基没有周围其他东西的影响，基土是可以实现反弹的，针对回弹部分，人工可以进行清除工作。不过并不是所有的坑基中心都需要人工清理，针对小基础的坑底，坑底约束力较大，回弹可忽略不计。

3．3 梁、板的计算跨度

梁板结构的意思是，用刚性支座代理梁，放在梁的中心线位置，这时候梁板就相当于截面板。如果梁是扁的的话，高度和厚度基本等同，长度和弯矩选择梁中心位置即可，同时加上两者的较大值配筋。

4 高层建筑设计的提升方法

4．1 环境因素

一个建筑是否与周围的环境相融合是很重要的，符合我国古代天时地利人才能和的思想。充分考虑当地的气象水文和地质因素，深入了解影响工程质量的各种环境因素，在做完调查研究工作之后再开展各项设计活动。水文地质是一个在设计中很容易忽视的部分，然而它的地位却不容撼动，地下水对岩层土层有着直接的重要影响，建筑物的稳定性和耐久性受到地下水文地质的影响比较大。尤其是高层住宅建筑，关乎到很多人的生命安全，更是要充分研究考察选址的地下水文和地质情况。

4．2 优化建筑位置及朝向设计

建筑选址是很重要的一个环节，需要考虑到城市其他设施的空间布局，把对城市的影响最大化。建筑物的位置选择和朝向设计是设计师要考虑的首要因素，人们的生存依赖于阳光，在明亮的环境中更有助于培养愉悦舒适的心情，在建筑设计时，依照当地的自然环境，让建筑物朝向光照时间长的方位，这样就可以减少用户在用光方面资源的消耗和浪费。提前设计好日影图，使建筑物最大程度上接受太阳的照射，以此来确定建筑物的位置和走向。由于我国大部分的地区都在北半球，因此建筑物坐北朝南的情况居多，建筑体南面的开窗要尽可能大，而其他防卫的窗户面积越小越好。减少热能的损耗，使得用户在不实用空调暖气等设施的情况下，也可享受怡人的温暖。

4．3 优化围护结构墙体设计

现代的高层建筑需要有通风，透光，保温三个最基本的条件要求。为了实现室内室外环境的完美统一，最大程度上降低对能源的消耗，在围护结构墙体设计方面，也需要建筑师大下功夫。一般来说可选用的产品主要有玻璃幕墙，高分子吸湿除潮材料等。在科学的基础之上选择墙体设计材料，减少了建筑成本，同时延长了高层建筑物的使用年限。