1高層建筑結(jié)構(gòu)受力問(wèn)題
建筑物底面對(duì)建筑物空間形態(tài)的水平方向和垂直方向的穩(wěn)定性都是十分重要的,由于建筑物是鋼筋水泥等重物的砌筑而成,因此結(jié)構(gòu)荷載必須能將其重量向下作用于地面,而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要檢測(cè)地基是否能承載所選擇的結(jié)構(gòu)體系中向下的作用力。因此,在建筑設(shè)計(jì)最初階段就需要對(duì)主要的承重墻和承重柱的分布和位置作出總體考量。豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)在低層、多層和高層建筑中設(shè)計(jì)基本原理都是一致的。豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素有兩個(gè):①較大的垂直荷載要求有較大的墻、柱或井筒;②側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。側(cè)向荷載與豎向的荷載相比,其對(duì)建筑物的效應(yīng)不是線性增加的,而隨建筑物的增高迅速增大。例如,在所有條件相同時(shí),在風(fēng)荷載作用下,建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比,而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比。在高層建筑中,不僅是抗剪,而更重要的是抵抗變形和整體抗彎,可見(jiàn),高層建筑在結(jié)構(gòu)受力性能方面比低層建筑更加復(fù)雜。圖1高層建筑結(jié)構(gòu)受側(cè)向荷載和豎向荷載示意(a)受風(fēng)荷載示意(+壓力,-吸力)(b)在風(fēng)荷載和重力荷載組合作用下結(jié)構(gòu)受力示意
2高層建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
高層建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)為了更好地滿足對(duì)大客流量和開(kāi)闊的視野空間的要求,通常在樓梯設(shè)計(jì)時(shí)是以寬大的敞開(kāi)樓梯來(lái)作為主要的客流通道,同時(shí),為了更好的滿足建筑防火方面的要求,高層建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要采用封閉的樓梯間或者是防煙樓梯間,如圖2。因此,在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候,設(shè)計(jì)人員通常采用防火卷簾來(lái)作為封閉方式,這樣能夠更好的達(dá)到防火方面的要求。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榱烁玫臐M足相關(guān)規(guī)范要求,同時(shí)確保樓梯的數(shù)量和形式滿足使用方面的要求,但是,這種設(shè)計(jì)方案是一種不可取的方式,在出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候,人員在疏散方面存在著一定的安全隱患。在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候還是存在著一個(gè)非常明顯問(wèn)題,就是地上層和地下層共用樓梯的問(wèn)題,在防火方面,為了避免在出現(xiàn)火災(zāi)的情況下建筑內(nèi)的人員由地上層進(jìn)入到地下層,不應(yīng)該出現(xiàn)共用樓梯的情況。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面要考慮的問(wèn)題非常多,因此,在樓梯設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地上和地下貫通的情況,這樣能夠在結(jié)構(gòu)上面更加便利,但是也是會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一定的安全隱患。在很多的高層建筑設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員對(duì)樓梯的設(shè)計(jì)方案并沒(méi)有得到很多施工人員的注意,同時(shí),在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)κ枭⑼ǖ赖膶挾纫泊嬖谥欢▎?wèn)題,疏散通道的寬度在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候通常是會(huì)受到疏散門(mén)的影響,因此,在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,要對(duì)防火審核非常重視。
3高層建筑中建筑設(shè)計(jì)的措施
3.1高層建筑整體設(shè)計(jì)探析
(1)主體設(shè)計(jì)。當(dāng)代高層建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)全新的要求就是實(shí)現(xiàn)建筑本身的生態(tài)節(jié)能,這就要求對(duì)建筑本身主體的裙房部分加強(qiáng)設(shè)計(jì),裙房的設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑周圍街道的人性化空間的創(chuàng)造等有很大影響。對(duì)裙房的設(shè)計(jì)不僅要注重人性化,更要注重形式的多樣性。(2)處理手法上的巧妙運(yùn)用。高層建筑的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)階段,高層建筑的塔樓設(shè)計(jì)并不能有很大的變化空間,但是可以從底層部分入手運(yùn)用一些巧妙地處理進(jìn)行空間上的拓展,通常都是采用入口縮進(jìn)和底層架空等手段進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.2高層建筑中的分類建筑設(shè)計(jì)探析
(1)底層入口設(shè)計(jì)。底層入口相對(duì)來(lái)說(shuō)很重要,在北方地區(qū),高層建筑的底層入口在設(shè)計(jì)上首先應(yīng)該避開(kāi)地域內(nèi)的冬季迎面風(fēng),保證冬季的底層溫度。而在我國(guó)的南方地區(qū),一定要保證底層入口設(shè)計(jì)的通風(fēng)散熱,因?yàn)槟戏降南募据^為炎熱,可采用局部或全部架空的方式避免對(duì)通風(fēng)的阻礙。
(2)建筑圍護(hù)設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)大部分人在高處都會(huì)有一定的恐懼心理,尤其在高層建筑上。在高層建筑的設(shè)計(jì)中一定要注重防護(hù)欄的設(shè)計(jì),良好而合理的設(shè)計(jì)可以在使用性上給人以安全感。
(3)服務(wù)設(shè)施設(shè)計(jì)。高層建筑在設(shè)計(jì)初期要充分考慮到建筑的服務(wù)設(shè)施,這對(duì)高層建筑的整體感覺(jué)非常重要。首先在底層入口處要設(shè)置值班室,方便對(duì)出入人員的管理,其中要配置先進(jìn)的夜間電梯緊急呼叫裝置以及公用電話等,外圍還要有特定的停車處和分戶信箱。
3.3高層建筑設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題探析
(1)高層建筑的防火問(wèn)題。防火問(wèn)題對(duì)于大多數(shù)建筑尤其是高層建筑來(lái)說(shuō)異常重要,建筑設(shè)計(jì)師要對(duì)防火問(wèn)題的設(shè)計(jì)進(jìn)行加強(qiáng)。
(2)電氣的問(wèn)題。高層建筑的電氣問(wèn)題主要分為三個(gè)方面,一是消防電源與配電問(wèn)題,要求供電電源來(lái)自不同發(fā)電廠或不同的區(qū)域變電站,以保證突發(fā)事件時(shí)供電及時(shí)解決。二是應(yīng)急照明問(wèn)題,高層建筑發(fā)生火災(zāi)或者其他突發(fā)狀況時(shí)事故照明要正常。三是高層建筑的電梯安裝問(wèn)題,電梯的位置設(shè)置要合理,電梯運(yùn)行過(guò)程中噪音不應(yīng)太大,且最大荷載量應(yīng)符合高層建筑的需要,方便快捷。
(3)防雷擊問(wèn)題。防雷擊問(wèn)題也是高層建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn),應(yīng)本著“整體防御、綜合治理、多重保護(hù)、突出重點(diǎn)”的原則,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做好防雷工作。高層建筑的頂端是防雷設(shè)計(jì)的重點(diǎn),可以安裝避雷針、避雷網(wǎng)或者避雷帶等。同時(shí)要利用建筑中的鋼筋作接地裝置,建筑周圍也要做避雷帶,內(nèi)部金屬物體也要接地。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和建筑領(lǐng)域的不斷拓展,高層建筑的設(shè)計(jì)問(wèn)題在建筑行業(yè)已越來(lái)越被重視,對(duì)其問(wèn)題的研究需要設(shè)計(jì)者和技術(shù)工作者不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和努力創(chuàng)新,使建筑設(shè)計(jì)日趨完善,保證高層建筑的質(zhì)量和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。