浅谈高层建筑施工设计

毕艾嘉

摘要：随着高层建筑的快速发展，在材料使用、结构设计和施工方面都有了不断的改进，同时高层建筑的造型和功能也发生了很大的变化。高层建筑在发展的同时，问题也往往随之而来。目前，高层建筑设计面临着许多问题，包括：如何利用有限的材料进行建筑设计，如何使建筑功能和结构更加完善等。笔者从事高层建筑施工设计多年。

关键词：高层建筑施工；设计

一、高层建筑基础设计和选型条件

1.选择条件

目前，随着经济的进步，我国建筑业发展迅速，这对建筑工程的基础提出了更高的要求。在建筑工程的整体设计中，经常会出现地基强度不足、抗压抗震能力不强、沉降不均匀的情况，这就需要设计部门根据实际情况进行地基设计。地基处理的方法很多，每种方法都有自己的适应环境和适用范围。在施工中，要注意施工方法的局限性和优缺点。每一个工程都要从地基的实际情况、处理要求、技术难度、工程造价等方面综合考虑，确保地基处理以合理的方式进行。

基础设计应满足以下基本条件。首先，地基的荷载不能超过地基本身的承载力，以免地基土的剪力和稳定性不平衡。其次，要控制地面的变形，把变形控制在地基允许的范围内，控制地基对上部结构的破坏，或因此影响建筑物的功能使用。最后，要充分分析地基的强度、耐久性和刚度，确保地基能够适应高层建筑的结构。

2.基本设计

基础设计应由设计单位提出，由勘察单位进行现场水文地质勘察，并提供施工场地范围内的地质报告，分析论证土层和地质构造。相邻建筑物的勘察资料不能作为拟开工建筑物的勘察依据。对于软土地基，应进行地基加固，以防止因土质问题而变形。而且我们也不能靠大的基础截面来承担基础上层建筑的荷载，因为基础再大，相对于上层建筑来说，还是柔性的。因此，地基处理应结合基础选型进行设计。在选择基础时，应充分考虑建筑的整体布局、结构荷载、抗震能力和现场实际情况。基础和建筑结构应作为一个整体来设计。基础设计的形式要与上层建筑兼容、一致、协调，各部分既独立又互动，使各部分既能发挥应用作用，又能发挥共同作用。在地基的设计过程中要参考邻近建筑物的资料，根据邻近建筑物的勘察资料，分析对待建建筑物的干扰，主要是指新建筑建成后，邻近建筑物对地基产生的影响和后果，既是否影响新建建筑物的地基变形，是否影响新建建筑物功能上的使用，是否影响新建建筑的整体布局和施工进度。在设计过程中要结合实际情况进行周密的论证分析，确保建筑物设计的合理性，和地基的完整性，合理的对地基进行选型，确保工程的顺利展开。施工队伍的施工经验和技术水平也决定着地基基础建设的好与坏，考虑好这些客观条件，提出符合实际情况的设计方案可以快速、有效、安全的进行地基施工。

二、高层建筑的强度设计

在高层建筑中混凝土质量的好坏，既对结构物的安全，也对结构物的造价有很大影响，因此在高层建筑施工中我们必须对混凝土的施工质量有足够的重视。混凝土质量的主要指标之一是抗压强度，要控制好混凝土的强度应从以下几个方面入手：

1、配比的选定

工程开工前，一般均要按设计要求配制不同强度等级的混凝土，并都要到法定试验机构做级配试验，待级配报告出来后，根据级配做配合比试验（实验室配比），在实际施工时照此执行，级配要与现场施工过程中相符。对实验室配比结合原材料的含水量、含泥量进行施工配合比调整，以确保实验室配比的实际通用性。

2、正确按设计配合比施工

按施工配合比施工，首先要及时测定砂、石含水率，将设计配合比换算为施工配合比；其次，要用重量比，不要用体积比；最后，要及时检查原材料是否与设计用原材料相符。这要求供方提供两份同样材料，一份提供给实验室，一份给工地。工地收料人员应按样本收料，如来料与样本不符，应马上向上级汇报，及时更改配合比（材料不合格不收料除外）。

3、养护与强度评定

高层建筑多采用泵送混凝土。其强度比全湿养护28天，全湿养护3天，空气中养护28天，其比例为2：1.5：1。对大体积浇筑量大的混凝土应有养护方案，从养护开始至养护结束应有专人负责，养护方案中应从人员、水源、昼夜、覆盖等多方面措施进行考虑，不漏主要关键细节。按照《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107）规定，混凝土强度应分批进行检验评定。高层建筑由于施工周期、混凝土的浇筑、养护等气候条件相差大，混凝土试验值的离散性也较大，不能笼统地作为一批来评定，因此应分批，按条件基本相同的划为一批进行评定。

三、高层建筑设计所必需要注意的安全问题

1、防火的问题

总体布局要保证畅通安全。在楼道的设计上要保证人员的流动畅通，便于紧急情况时人员的疏散。有采光设施或者照明系统，使居住人员在疏散中能保证安全快速的撤离，从而避免发生踩踏等其他伤害。

合理进行防火分区。在高层建筑的楼道内消防器械、疏散通道必须合理的分区，做到在火灾发生时，可以及时的采用灭火措施和进行人员疏散。消火栓的位置应保证同层的任何部分都可以实现两个消防栓的水枪同时到达。

2、电气的问题

（1）消防电源与配电

高层建筑要求供电主要采用了以下三种方案：第一种是供电电源必须是来自于两个不同的发电厂，保证一个要是遇到问题或者突发事件无法正常工作时另一个也可以正常工作，从而确保建筑的正常运行；第二种是供电电源来自于两个不同的区域变电站；第三种是一个电源来自于区域变电所而另一个是自备的发电设备。目前在一般大多数设计中都是采用了第三种方案，经济合理。

（2）应急照明

应急照明就是指当高层发生火灾及其它灾害、故障时，导致正常照明系统中断而启用的照明，也称事故照明。应急照明的安装要体现出人性化的特点，应急照明主要安装在疏散楼梯、消防电梯前室、消防控制室、自备电源室、变配电室、消防水泵房、防排烟机房的墙面上或者顶棚上。当电源断电时，应该能清晰地看到。

（3）电梯

电梯在设计中要保证位置合理，让电梯在运行中的噪音不会打扰用户的正常生活。电梯的最大载荷也要根据居住结构作相应的调整，保证居住者平时出行上的方便和快捷。电梯在遇到紧急情况时要有方便快捷的方法使人迅速撤离。为了保证电梯正常而安全的运行，便于在发生事故的时候进行救人和灭火。

3、防雷击的问题

高层建筑防雷系统应该按照“综合治理，整体防御，突出重点，多重保护”的原则，充分利用高层建筑物的结构，做好防雷措施，进行防雷击问题上的治理。在高层建筑物的顶端以及其他容易受雷击的部位装设避雷针或者避雷带、避雷网。利用结构中的主钢筋作引下线，利用整个钢筋混凝土基础作接地装置。在建筑物周围用扁钢做避雷带。为了防止静电感应产生火花，建筑物内的金属物体和突出屋面的金属物均要接地。

四、结束语

总之，随着科学进步和社会经济的高速发展，势必有越来越多的高层建筑将林立于城市之中。这就对建筑施工设计工作提出了越来越高的要求。建筑工程施工设计工作质量目标的实现值得进一步研究和探讨。

参考文献：

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