高层建筑结构设计中存在的问题及改进策略

2020-11-26周君

建材发展导向 2020年7期

周君

（天津中怡建筑规划设计有限公司，天津 300190）

1 高层建筑结构设计要点

1.1 舒适度和体验感

高层建筑是为人服务的，所以建筑设计要符合一个原则，即以人为本的核心理念。建筑不仅要安全合理，还要满足人们的需求和审美，使建筑更好地为人们服务。在高层建筑结构设计中，可以先对当前主流建筑群体进行简单的调查，推断出人们的需求和偏好，然后根据人们的需求和偏好进行建筑设计。

1.2 与时俱进

社会是随着时间的推移而逐渐发展的，建筑业也是如此，人们在不同的时期有不同的需求。对于高层建筑的设计，也必须与时俱进地进行创新，使高层建筑能够随时满足人们的生活需要。目前，具有代表性的结构设计概念属于概念设计范畴。运用概念设计方法对当前高层建筑进行设计，不仅可以提高建筑设计的规律性，而且可以保证建筑与建筑之间有作用力。应体现在建筑结构上，通过合理设计，促进高层建筑向科学可持续发展迈进。

1.3 计算荷载数据

与其他普通建筑相比，高层建筑在设计数据方面的要求更为严格，荷载是指结构或构件的内力和变形的外力。荷载数据的准确性直接影响到高层建筑的安全稳定，对于高层建筑，一般的自然荷载有风、雪、地震等不同的作用，以及结构自重、灰分荷载、车辆荷载、家具荷载等各种力的作用，影响着高层建筑的安全稳定。为了保证高层建筑的安全稳定，有必要对这些影响因素进行准确的数据分析。特别是一些因素有变数，如风荷载，楼层越高，建筑物承受的风荷载越大。因此，在设计高层建筑时，必须根据建筑高度考虑风荷载因素的影响，使高层建筑更加安全稳定。

2 设计高层建筑时存在的问题

2.1 抗震结构设计问题

我国大部分地区不位于地震带上，地震灾害发生的频率也不太高，但在高层建筑设计时，必须考虑地震因素。目前，地震仍是影响高层建筑的主要因素之一。高层建筑与高层建筑结构设计有一定的区别，但有些高层设计师将高层建筑等同于常规高层建筑，将常规高层建筑的设计模式应用于高层建筑，这必然会引起高层建筑的安全稳定问题。高层建筑结构具有承载复杂性。在高层建筑结构设计中，必须考虑这一因素，以保证高层建筑结构的安全。在此基础上，对高层建筑的抗震结构设计进行了改进。

2.2 消防设计问题

在一些高层建筑中，防火设计质量不高，忽视了关键问题，材料划分不清，导致易燃材料和不易燃材料防护措施雷同。如果出现问题，易燃物很难采取有效措施，也会导致火势蔓延，增加风险。二是高层建筑疏散出入口设计。无论发生什么灾害，重点疏散出入口设计仍存在缺陷。一旦发生火灾，切断电源，电梯不能使用。高层建筑用户如何逃生？这是高层建筑原设计应考虑的问题。对地下车库和地上建筑的排烟系统进行优化设计是十分必要的。在消防通道建设过程中，应预留较大的疏散空间，为人员逃生提供充分的条件。

2.3 抗风设计问题

在高层建筑设计中，风荷载是一个比较突出的问题。随着楼层的增加，风荷载的重量也随之增加，给高层建筑带来不稳定。目前，高层建筑设计普遍采用高层建筑的设计理念，导致高层建筑设计中不能考虑气动效应的特点。在风荷载作用下，安全隐患增大，超高层建筑风险增大。

3 如何优化高层建筑结构设计

3.1 加强抗震功能

建筑潜力必须建立在安全的基础上，才能为人们提供服务。因此，必须加强高层建筑的抗日功能，提高高层建筑的安全性。在高层建筑的设计中不仅要注意这一点，而且可以采用多种方法来提高高层建筑的抗日效果。例如可以采用钢结构，与混合结构相比，钢结构重量轻，可以减少地震对建筑物的破坏，提高高层建筑的安全性。根据相关规范和标准，高层建筑还可增设一定数量的钢筋作为支撑点，提高其支撑能力，以便更好地应对各种灾害。

3.2 提高消防设计水平

在高层建筑的设计中，必须注重对消防安全的分析，使消防结构的设计能够为整个建筑的安全提供服务。首先，对影响超高层建筑设计质量的因素进行了综合分析，即超高层建筑的所有设计均能符合国家设计规范，并能在合理合法的范围内进行设计。其次，重点加强对消防环节的分析，结合高层建筑的具体特点，设计完善的消防环节，确保超高层建筑的安全。最后，通过对高层建筑使用易燃材料的分析，对模拟火灾场景下的安全管理要求进行了评估和检查，全面落实了消防安全理念，实现了火灾的预防和控制工作，并保证各消防设计环节均在建筑排烟系统建设的要求范围内，促进高层建筑消防环节的优化。

3.3 加强抗风性设计

高层建筑最重要的考虑因素之一是抗风险。由于超高层建筑层高较大，受风的影响较大，将产生不同的风荷载。因此，在高层建筑的设计中，一定要把握建筑的抗风性，特别是高层建筑的顶部，要注意和重视，因为高层建筑的顶部是承受风压最大的地方，所以需要用其他方法来帮助建筑提高抗风性。通过加强梁柱或加固结构的设计，可以提高高层建筑的抗风性能。在设计初期，根据高层建筑的具体情况，结合当地最大风压指标，设计风压规范图，并对得到的数据进行分析，即可进行高层建筑的抗风设计。