浅谈高层民用建筑设计

程叶

摘要：高层建筑结构设计合理与否，直接关系到建筑使用功能的发挥，并且还与建筑安全性、耐久性有着密切的关联。然而受到一些因素的影响，使得高层建筑结构中常常会出现各种问题，从而导致结构设计质量下降。基于此点，本文从高层建筑结构设计中存在的问题分析入手，提出解决高层建筑结构设计问题的有效对策。

关键词：民用建筑;高层;设计

引言

随着城市化建设进程的不断加快，近年来，建筑的设计开始逐渐趋于功能多元化发展。同时，基于我国基本国情，高层建筑的建设力度大幅度增加，促使我国各城市中的可规划空间越来越多，有效推进了我国的城市规划进程。高层建筑的结构设计质量，可对其整体安全性以及功能起到决定性影响，确保相关各环节设计的质量有助于促进高层建筑更好的发展。

1高层建筑结构体系介绍

1.1框架剪力墙结构介绍

框架剪力墙由两方面结构体系组成，分别是框架和剪力墙。然而这种结构体系最明显的承力特征是：框架受到的是竖直方向的荷载，相应的剪力墙承受的则是沿水平方向的荷载。因此在实际应用中，剪力墙应该平均放置在建筑物的四周以及竖直方向受力比较大和水平方向形态变化较大的地方。除此之外，由于这个结构是以框架结构作为主体系，以剪力墙结构作为辅佐体系，因此这个结构的体系较多的用于25层的大楼建筑。

1.2剪力墙结构介绍

剪力墙结构中的框架结构里的梁柱可以使用钢筋混凝土类型的土墙板来替换，这样可以承受由于各种的荷载所引起的作用力，对于控制结构水平方向的作用力也有显著提高，承担竖直方向和水平方向作用力的结构也可以用钢筋混凝土墙板来代替。由于剪力墙是受到水平方向和竖直方向作用力的一起作用，所以通常用的是平面布置形式，还有剪力墙应该双向或多向布置。因为这个结构都是由剪力墙构成，所以它的刚度是比框架剪力墙结构好的，并且这个结构高度应该小于或者等于6，再加上应该考虑抵抗地震的因素。

2高层建筑结构设计要求

第一，舒适性。以提升用户的使用效果为目的，是建筑的设计宗旨。以高层住宅建筑来讲，用户的使用效果即为舒适性，所以在进行具体设计时，理应通过合理规划室内空间，积极完善及改良设计方案等方式，促使建筑用户可以体验到更高的舒适性。第二，经济性。时代不断进步，高层建筑的发展越来越好，数量越来越多，在对高层建筑结构实施设计的过程中，需要注重对建筑的平面体形以及建设区域等多种因素进行充分考量，有助于促使建筑的耐久性及安全性提升。同时，需要重视选择合理性以及经济性均较高的结构机制，有利于提升建筑的经济性。

3高层建筑结构设计中存在的问题

3.1高度超出限值

我国现行规范标准中，对高层建筑进行了明确定义，即层数≥10，高度>27m的建筑为高层建筑。而当建筑的高度超过100m时，则为超高层建筑。在此需要指出的一点是，高层建筑与超高层建筑的结构设计方面存在一定的差别，所以当高层建筑的高度超出限值时，必须按照超高层建筑的设计标准，对结构进行设计。但是，一些超高层建筑结构设计却按照高层建筑结构设计规范进行设计，以达到降低建筑工程成本的目的，获取更多的经济利益。在这种情况下，降低了建筑物的抗震能力和稳定性，尤其在遇到地震等自然灾害时，易出现建筑结构破坏，危及建筑安全。

3.2地基基础设计问题

高层建筑结构的地基基础设计常见以下问题：天然地基设计不合理，地基斜面坡度过大，影响混凝土振捣质量和地基结构的稳定性;地基基础设计未根据实际地质情况选择合适的基础类型，造成高层建筑物出现不均匀沉降;地基基础设计没有考虑到水对地基基础的影响，未能针对地下水位过高问题制定合理的防水设计方案，降低了地基基础稳定性和耐久性;建筑物地下室设计中没有合理设计底板配筋，易导致建筑物不均匀沉降，造成建筑物失稳。

3.3对高层建筑材料与结构的选用

从我国现阶段的建筑着手进行分析，一般的建筑使用的都是钢筋混凝土结构，对于一般高度的民用建筑，钢筋混凝土结构很容易的满足抗震和使用需要，但是建筑高度过高的话，钢筋混凝土就不能够满足高层建筑所需要的抗震强度。在现有的高层建筑当中特别是建筑高度150米以上的高层建筑在施工的过程中为了保证整体结构的稳定，施工人员经常会采取三层的支撑框钢架构的方法来进行施工作业。随着社会科技的发展进步，人们对于钢铁的处理能力是大大的提升，钢铁制品的形态种类也越来越多，世界的钢铁产量也在不断上升。因为这些原因，在我国现阶段的高层建筑的設计与施工当中，钢结构的使用率也是越来越高。在高层建筑中加入了钢结构这也使得我国的高层建筑的抗震性越来越好。

4高层民用建筑结构设计中普遍的问题与对策

4.1超高的对策

为了杜绝这种现象，新高规推出了一系列非常严格的措施，不止将高度定成了A级，并且还增添了B级的高度，于是我们可以看到在高层民用建筑的处理方法以及策略都有了很大程度的改进。但是如果想根本解决这个难题，那我们就应该在建筑结构设计的图纸的审核上加大难度，对这些高度的难题充分的重视起来，一旦发现超高的情况立即采取封锁施工地，最后再对于那些没有审核通过的建筑结构设计图纸，坚决实行回炉重造的手段，一定要坚决防患因为超高而形成的安全问题。

4.2高层结构规则性问题

在高层民用建筑结构设计的众多规则之中，基本上都有关于对高层民用建筑结构的规则性的制约，由此可见其地位的重要性。而若要根本性的解决建筑结构的固定端上下层面的刚度比等方面的问题，以及高层民用建筑选择设计图纸不规范等方面的难题，避免在之后的施工中由于设计的问题出现停工的情况，就必须要在制作图纸之初认真研究可行的结构规则性等各方面的事宜。

4.3合理设计地基基础

在高层建筑结构的地基基础设计中，设计人员要全面掌握场地的地质情况，综合分析地质条件，对地基基础设计进行优化，保证建筑结构的稳定性和安全性。一般情况下，可采用天然地基独立基础+防水板+抗浮锚杆的形式进行地基基础设计，并合理设计拉梁结构，准确计算基础配筋量，避免出现建筑失稳现象。在设计有地下室的高层建筑时，要采用褥垫处理方案设计不同持力层，防止因地下室底板出现大面积裂缝而影响地基基础的安全性。同时，设计人员还要根据地下水位的变化绘制包络图，针对地下水位过高的问题制定防水设计方案，确保防水设计方案符合地基基础结构的特点。

结束语

综上所述，高层建筑结构设计具有一定的复杂性，为确保结构设计质量，必须对其中存在的问题进行分析，并采取有效的方法和措施加以解决处理，只有这样，才能使设计出来的结构满足安全性、耐久性的需要，也才能延长高层建筑的使用寿命。

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（作者单位：深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司南京分公司）