霍鑫

摘 要：以建筑規(guī)模來算，高層建筑在我國建筑總量中占比最大，而一般高層結(jié)構(gòu)都具有復雜性和多變性等特點，這也直接導致了高層建筑結(jié)構(gòu)設計工作成為了高層建筑的難點。

關鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設計；問題；對策

一、抗風結(jié)構(gòu)設計

（一）高層建筑對風振十分敏感，因此抗風壓成為了高層建筑結(jié)構(gòu)設計的重點任務之一。由于高層建筑本身樓層建筑較高，其對上層風的阻隔作用也就變得十分明顯，風由于高層建筑的阻擋，其空氣動力效應也將隨之改變，會產(chǎn)生對高層建筑的動力荷載。因此，風壓對高層建筑具有較高的危害性，如若風壓過大，也可能會直接導致高層建筑的主體結(jié)構(gòu)承受過大的動力荷載，而遭到損壞，甚至發(fā)生墻體裂縫、內(nèi)外裝飾物脫落等現(xiàn)象。

（二）解決方法

1.抗高壓風設計

高層建筑面臨的高風壓問題一直是高層建筑抗風設計的難點，由于高風壓的作用，風荷載將加大對高層建筑物的內(nèi)部構(gòu)件壓力，如果此壓力超出建筑物本身的設計范圍，加之與水平力的相互疊加必然對高層建筑產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。因此，高層建筑承受高壓分的部位一定要進行結(jié)構(gòu)加固設計，根據(jù)建筑物具體所在區(qū)域的高壓風作用特點，設計不同強度的鋼筋混凝土，增加高層建筑抗高壓風部位的風荷載承受能力。

2.基礎抗風設計

高層建筑抗風結(jié)構(gòu)設計，首先要做到的就是基礎結(jié)構(gòu)設計的穩(wěn)定性。主要在設計中著重注意兩個方面：一，采用配比級別較高的沙石進行回填，且回填的要做到密實，切記不可留有空隙，防止風壓的水平作用對高層建筑結(jié)構(gòu)的威脅；二，在高層建筑基礎持力層的底部一定要設置抗拔性錨桿，確保建筑整體具有足夠的抗拔強度。

3.耗能減振抗風設計

耗能減震系統(tǒng)是高層建筑抗風優(yōu)化設計中十分重要的部分，耗能減震系統(tǒng)最大程度上減少了風荷載對高層建筑的威脅，耗能減震系統(tǒng)主要就是由梁柱、樓板、支撐，以及剪力墻等構(gòu)件共同組成，耗能減震系統(tǒng)就是各個部件采用合理的設計方式，采用具有高粘彈性的材料連接在一起，從而起到綜合性耗能減振的結(jié)果。

二、抗震結(jié)構(gòu)設計

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)十分復雜，往往在高層建筑中，結(jié)構(gòu)設計人員無法全面的將抗震原理融入建筑結(jié)構(gòu)設計之中。同時地震具有非常發(fā)性，高層建筑往往在結(jié)構(gòu)設計上抗震數(shù)據(jù)分析簡便，抗震系數(shù)難以得到保障。如若高層建筑在結(jié)構(gòu)設計中不能夠?qū)⒌貐^(qū)地震特點融入總體規(guī)劃布局之中，并合理設計結(jié)構(gòu)局部，建筑物必將難以抵御地震危害，這對建筑物使用者造成的傷害也是巨大和難以挽回的。

（二）解決方法

1.剪力墻抗震設計

在剪力墻的設計中，要著重注意重點設計增加承重構(gòu)件的抗側(cè)力，必須要滿足對建筑物承載的耗能能力和持續(xù)性，從而提高各構(gòu)件的抗震能力。同時，剪力墻的截面設計也是抗震設計的重點所在：一方面，需要設計中確保剪力墻能夠與連續(xù)梁組組成具有較強延續(xù)性的結(jié)構(gòu)體系，從而確保樓板抗震剛度；另一方面，需要不斷提高剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)面的強度，從而對建筑物水平位移進行控制，防止建筑為因地震導致移位現(xiàn)象的發(fā)生。

2.地基抗震設計

高層建筑在地震中的破壞主要來源與地基沉降，如果高層建筑地基出現(xiàn)沉降，其結(jié)構(gòu)必然受到破壞。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，首先要對地基抗震進行針對性的設計。第一，要對建筑物得建筑平面進行簡化設計，盡量減少在陰角部位的布局，將高度不同和形狀不同的建筑物以棟為單位進行分割，從而提高地基的強度和剛度；第二，要將樁箱合理埋置在一定的深度，保持建筑物上部結(jié)構(gòu)和群樁受力的合理分布。

三、消防結(jié)構(gòu)設計

（一）高層建筑必然建筑規(guī)模龐大，因此其內(nèi)部結(jié)構(gòu)必然十分復雜，而為了滿足各種不同的結(jié)構(gòu)施工，必然采用各種各樣的功能性材料，其中高層建筑的大部分材料均具有可燃性，這就大大增加了高層建筑的火災發(fā)生可能性，也加重了火災發(fā)生后的滅火難度。同時由于上層空氣對流性較強，高空中的風力也十分強勁，一旦高層建筑發(fā)生火災，可燃性的建筑材料必然借助風勢越燒越大。此外，高層建筑的疏散線路必然處于垂直狀態(tài)，很難以將大量人員及時疏散至地面。再者高層建筑發(fā)生火災排煙也成為了一大難題，據(jù)相關統(tǒng)計顯示，煙熏的致亡率比直接火燒高出許多。這也為高層建筑消防結(jié)構(gòu)設計必須要嚴格把控，做到萬無一失提出了硬性要求。

（二）解決方法

1.安全疏散設計

高層建筑物安全疏散結(jié)構(gòu)的設計其主要困難，在于解決高層建筑的垂直疏散問題。由于高層建筑物的疏散屬于垂直狀態(tài)，而一旦發(fā)生火災，電梯又會緊急斷電而無法使用，因此樓梯也就成為了高層建筑的唯一安全疏散通道。所以樓梯必須要具有雙重疏散功能，首先能夠為樓內(nèi)人群提供快捷的疏散通道，其次還應當具備防煙防火功能，避免在疏散途中對疏散人群造成二次傷害。另外在高層建筑設計中，還應當充分考慮主要可燃物的性質(zhì)和具體數(shù)量，從而推斷出高層建筑一旦發(fā)生火災，火災的最大蔓延速度，通過此速度在樓梯間合理設置火災避難室，為無法及時撤離的人們提供避難場所。

2.防火間距設計

高層建筑的防火間距設計，應當根據(jù)每棟建筑物之間的相互間距設計，從每棟建筑物外圍最突出的可燃物邊緣作為計算始點，但是由于各個建筑物必然存在位置、功能、火災承受能力、可燃物多少等內(nèi)在特點，計算方式也可根據(jù)建筑物的具體情況靈活掌握。但是防火間距設計中，必須要最大限度的滿足建筑物防火安全要求，尤其是為建筑物排煙留出足夠間距。

四、結(jié)語

高層建筑的抗震、抗風和消防結(jié)構(gòu)的設計關系到整個建筑物的安全性和使用壽命，這三個方面也是高層建筑物設計的難點所在，如若存在設計隱患，其后果必然是災難性的。為了最大程度的消除高層建筑在抗震、抗風和消防結(jié)構(gòu)中的設計缺陷。

參考文獻：

[1]胡桂燕.關于高層建筑框架結(jié)構(gòu)設計中常見問題的分析[J].中國高新技術企業(yè).2008

[2]方浩波.高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的要點及問題[J].中華建設.2012.07