高层建筑防火安全隐患的问题及应对策略论文
在各领域中，许多人都写过论文吧，论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。你知道论文怎样才能写的好吗？下面是我收集整理的高层建筑防火安全隐患的问题及应对策略论文，欢迎大家分享。
摘要：
随着城市化的发展进程，高层建筑呈现出蓬勃发展的态势，为缓解交通拥堵的压力，以及给人们出行带来便利，建筑物的高度越来越高，而在高层建筑施工中建筑的安全隐患问题是当前人们普遍关注的热点问题。为更好地解决这一问题，本文将对高层建筑安全隐患进行整理，分析具体解决此类问题的措施，以供参考。
关键词：
建筑;问题;防火设计;
引言：
目前，随着城市人口数量的剧增，人口密度不断增加，高层建筑的出现迎合了时代发展的需要，解决了城市用地紧张的问题。但因高层建筑带来的火灾问题也在逐年上升，这一定程度上，阻碍了城市的健康发展，对人们的生命财产安全带来了负面影响。因此，如何采取有效措施，降低火灾的频发程度，是防止建筑火灾隐患的关键。
一、高层建筑防火安全隐患问题
（一）人口密度大，人员疏散有一定难度
在高层建筑施工设计中，由于建筑高度较高，所以居住用户的人数也较多，若遇到火灾问题，现在第一时间内实现人员的疏散难度较大。其主要原因不仅仅是人数较多，同时疏散的距离也相对较远，若想将人员快速送到安全区域困难较大。通过相关调查研究表明，在相关的消防队伍测试中，经验丰富的消防队员若想从离地150米的高空到地面的时间要长达15分钟。而烟气和火源传播蔓延的速度却很快，同时在人员疏散的过程与烟气和火源的传播方向是相互对立的，这也给人员疏散带来一定难度[1]。
（二）管井数量多，容易引发烟囱效应
普遍的高层建筑施工中，所采用的装饰装修材料都具有一定的易燃易爆的属性，当火灾出现时，极容易通过井管进行速度传播，如楼梯通道、排烟道、电梯井道等等，这些井管容易出现烟囱效应，对建筑防火带来难度。
（三）高层建筑结构因素影响
从高层建筑的结构上看，其与一般性的建筑相比更为复杂，因此，救援的难度也相对较大。尤其是近些年玻璃幕墙在高层建筑施工的普遍应用和推广，给建筑的防火安全带来极大的影响。若火灾来临时，玻璃幕墙因碰撞或温度过高产生破碎现象，则容易在建筑内的人员带来严重的危险，同时玻璃幕墙的增多也给建筑的消防供水带来了难度。
（四）火灾扑救难度较大
高层建筑在面临火灾风险时，消防队伍所应用的灭火器具往往无法送达建筑火灾高度，这给火灾的扑救带来极大的难度。火灾现场高热的辐射烟雾能迅速蔓延，同时高处空气流通较快，消防队员难以及时切断火灾源头、当火势蔓延速度加快后，建筑内的水源供给就难以满足实际需要，需要消防车通过室外补给的方式进行灭火，而消防用水的耐压程度往往无法送到满足高层建筑灭火的需要。而此时若高层建筑未安装消防电梯，则消防队伍就要戴好防护面具，采取从走步梯的方式进行灭火，不但消耗了大量体力，同时还会与建筑内部疏散人员形成对流延误救火时间[2]，使消防队伍人员不能第一时间到达火灾现场进行火情扑救。
（五）高层建筑的功能相对复杂
从高层建筑的功能上看，为满足人们日益增长的功能需求，建筑功能已经逐步向复杂化趋势发展，电气组件和设备较多，进而增加了火灾发生的几率，尤其是遇到管理不当的问题时，极易引发火灾。特别是那些面积较大的综合高层建筑，一旦引发火灾，其后果不堪设想。
二、如何有效解决高层建筑的安全隐患问题
（一）做好施工阶段的防火设计
高层建筑的结构相对复杂，因此在建筑的设计阶段尤其要注意建筑的防火问题。首先，要在设计环节中加强对施工图纸的复查和责任划定与倒查机制的建立，保证施工设计与相关的消防制度要求相一致。同时，作为消防安保部门还要做好高层建筑消防施工的验收和审核，重点审核内容要遵照相关的消防制度展开，对于开发商以及施工个人的篡改消防施工设计内容的'行为进行严厉惩处。此外，在建筑材料的选择上加强重视，如采用的隔离墙应具备加强的防火性能，进而提升建筑的整体防火性能，当火灾发生时，不会导致建筑内的人员因过于慌乱，错失逃生的机会。同时在逃离通道电梯设置也要把控整体的安全性，确保人员的顺利逃生[3]。
（二）组建火灾自救组织
在建筑火灾发生时，若想顺利地实现建筑内部人员的疏散，单独依靠消防队伍的救助显然不切实际。因此，要做好火灾发生时的自救方案制定，在具体方案制定上应该参照相关的规定。首先，考虑到建筑物的高度来制定专属的消防设计方案，内容要根据相关的防火设计规定执行，只要符合规定内容的，均可进行采纳和借鉴。同时也可以参考其他高层建筑的防火设计方案来制定自身的方案。其次，应由建筑住户与物业结合建立火灾应急队伍，在火灾来临时，帮助建筑内的人员进行自救，同时因其更了解建筑内的构造和地形，也可以在消防队伍赶到后帮助消防队员进行现场的营救。
（三）火灾发生时的防火设计
在高层建筑施工设计中，对于建筑物彼此之间的空间距离有着明确的规定，这对于与高层建筑的防火性能提升起到至关重要的作用。当单独一个建筑物发生火灾后，不会对周遭其他建筑物造成影响，同时也能为自身内部人员的疏散提供便利。因高层建筑主要集中在城市街道繁华的地区，往往交通较为便利，这就要求在建筑施工过程中还要注意周边车道的防火设计，这是不容忽视的要点。其次，在火灾发生时，要保持冷静，可将建筑内部人员进行分流，在火灾不太严重时，首选电梯进行疏散，因电梯的疏散速度高于楼梯，所以在火灾蔓延速度不高时，可选用电梯。此外，高层建筑的顶端也是疏散人员的主要场所，楼顶可以作为直升机救援的主要场所[4]。
（四）火灾照明灯与疏散指示标牌设计
当火灾来临时，往往会出现断电的现象，这一定程度上给高层建筑的人员疏散带来难度，因此，要求在高层建筑的防火设计中，注意穿插专门的照明灯，并规定此类照明灯平时不予使用，只在火灾来临时点亮。同时，在防火设计中，还要注重疏散指示标牌的建立，这将为停电后的人员疏散起到指示作用。而为将事故照明灯与指示标牌发挥其应用的作用。在设立时应注意将其设立在人员密集的地方，如楼道口、电梯间隔处等等。同时安装的地点周围不能有其他易燃品的出现，避免火势蔓延烧毁此类标识和指示灯。此外，还要设立单独的供电系统，保证其电源的稳定性。
（五）消防电梯的设计
能够在火灾发生时，对火灾的火源进行扑灭，降低火势，延缓火灾蔓延速度，减少人员损伤的主要力量是消防队伍。所以消防队伍集合并到达火灾现场的速度就显得尤为重要。高层建筑的主要特点是整体建筑的高度较高，若只依靠步梯攀爬的方式进行火灾救援显然会错失救火的最佳时间。因此，设计并投用专业的消防电梯是十分必要的，其在一定程度上能提升救火的整体效率。在设计此类电梯时，应注意在电梯井壁的材料应用上，保持机房的隔墙耐火程度应不少于两小时，并在井道的顶端设置排烟系统[5]。
（六）火灾预防制度的制定
除了上述设计的要点外，我们还应该做好火灾预防制度的设计。并由建筑的物业主管部门对高层建筑的业主定期进行防火知识的普及和教育。具体制度中应包含如何正确的使用电器和火源，如何避免火灾隐患，当火灾到来时，应具备哪些素质，如何正确的逃生和等待救援等内容。同时，还要进行定期的消防管理，对于建筑内部现有的消防用品以及设施进行试验检查，确保设施的完整性、可靠性。除了一些居住型的高层建筑外，一些综合性的商业建筑楼梯，如商超、百货等大型建筑也需要加强防火设计，如通过设置消防栓、灭火器，烟雾警示器等等。此外，各类餐饮部门也应该做好废水的处理和收集，因此类用户排污废水中，油脂的含量较高，极易引发火灾，因此，处理好此类废水工作显得尤为重要，应避免此类废水靠近废水，提升综合高层建筑楼梯的消防能力。
（七）自动警报系统的设计
高层建筑的住户总量大，种类也不尽相同。有居家型、商户型、餐饮型、办公型等等，若想在第一时间知道火灾发生现状，必须要安装自动警报系统。这也是高层建筑防火安全设置中最基础的一部分。因此，应该配备专人进行警报系统的维护，以备火灾来临时，警报系统能发挥其应有的作用。
（八）提高建筑结构的耐火等级
高层建筑结构施工中，应根据业主的实际需要，选择适宜的结构材料。尤其是对于人口密度较大的建筑结构施工中，所采用的吊顶以及装饰用品材料，应具备耐火性能和隔热性能。如轻钢龙骨装饰材料，同时在材料进场之前应经过耐火隔热的相关测试，在确保测试合格后方可投入使用，对于一些原有木结构建筑以及一些耐火隔热性能较低的钢架结构建筑，或已经在装饰施工环节投入可燃吊顶的高层建筑施工，需要进行改建施工，其目的是提高此类建筑的耐火隔热性能。如在钢结构建筑的钢架支撑上涂上防火涂料，或者贴敷隔热材料等方式，提升钢结构建筑的防火性能。再如在紧急疏散楼道间的墙面上，应有防火涂料。对于一些酒店的客房装饰中，窗帘、床上用品外罩包裹上都可以采用防燃、阻燃的材料。再如一些高层综合体建筑中所采用的地毯，应有防燃、阻燃材料，并按照国家的消防技术规范的相关规定制定建筑防火分区，在火灾出现时，能实现防火分隔的目的，能有限降低火势的蔓延，保障建筑物内人员的安全。
三、结语
总而言之，高层建筑若发生火灾，其蔓延速度极快，并且疏散难度较大，威胁住户的人身安全。因此，应从源头把控，加强施工设计环节的防火设计功能，提升建筑结构的耐火性能，并组织建筑内部人员展开防火自救，当火灾发生时避免慌乱，根据指示标志和照明灯的指示方向找到正确的逃生通道路线，提升高层建筑的消防能力，正确解决火灾隐患的发生。
参考文献
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2010年中国高层建筑已达近10万幢，其中100米以上的超高层建筑1154幢。近年来，全国各地高层建筑火灾不断发生：2007年8月14日，上海环球金融中心从18层到83层5个着火点同时燃烧，成为史上高层建筑最高火灾；2007年12月12日，浙江温州温富大厦发生火灾，21人不幸丧生火海；2009年2月9日，北京市朝阳区东三环中央电视台新址园区在建的附属文化中心大楼工地发生火灾等等。由于高层建筑楼层高，功能复杂，设备繁多，一旦发生火灾，将给扑救工作和人员疏散带来了极大的困难，极易造成重大的经济损失和人员伤亡。就当前消防装备发展来看，要成功的扑救一起高层建筑火灾难度较大。为此，高层建筑的火灾扑救和高层人员的疏散已成为迫在眉睫的研究课题。
一、高层建筑的火灾特点及其危害性
（一）火灾蔓延途径多，易形成立体火灾。由于高层建筑的电梯井、电缆井、管道井多，火灾发生后易形成“烟囱”效应，建筑高度越高，“烟囱”效应越明显，易造成烟、火迅速向上蔓延。同时，由于水平通风管道多，其烟和火容易沿吊顶夹缝、走道、管道等向水平方向扩散。因而高层建筑火灾一旦失控，极易形成立体火灾。
（二）人员疏散困难，易造成群死群伤。高层建筑由于结构复杂，功能多样，人员密集。发生火灾时，一方面由于人员密集，疏散通道少或者不熟悉，内部人员自己疏散时因高温、烟气充斥整个建筑物内，能见度较低，往往因拥挤而导致踩死、踩伤事故，甚至有人因惊慌而跳楼。加之在一般情况下被困人员在浓烟中停留4-5min就有死亡的危险，因而高层建筑火灾极易造成人员窒息、中毒死亡，造成群死群伤。
（三）火灾荷载大，易形成大面积燃烧火灾。高层建筑由于其种类繁多，有住宅楼、宾馆、商场等综合楼，其功能多样，可燃装饰材料多。据统计，一般住宅楼的火灾荷载密度可达35-60kg/㎡，高级旅馆可达45-60kg/㎡，因此，高层建筑室内一旦发生火灾，极易在较短的时间内形成大面积火灾。
（四）建筑高度高，扑救难度大。一方面，高层建筑发生火灾时，往往登高车达不到着火楼层的高度，主要靠室内楼梯或消防电梯登楼灭火。由于楼层高、器材多，灭火救援人员攀登一定高度后，体力严重下降，一定程度上会影响灭火战斗救援行动；另一方面，火灾发生后，一般整个高层建筑都停电，加之火灾时产生的浓烟大，室内能见度降低，也严重影响灭火战斗救援行动。
（五）指挥难度大，协同配合意识不强。高层建筑体积庞大，通讯死角、盲区角较多，加上火场环境嘈杂，火场内部与外部联络容易出现通讯不畅，往往造成火场上的命令无法及时传达，现场指挥难度较大。
（六）楼上坠落物多，影响灭火作战行动。高层建筑燃烧范围大、火势猛烈时，外墙和内部平顶的采光玻璃、广告牌、空调辅机等会受热坠落，尤其是玻璃坠落下来会刺破水带、危及人员和车辆器材的安全，灭火过程中产生的“飞行尖刀”严重威胁着消防官兵的`作战行动和作战进程。
二、高层建筑火灾的处置及人员疏散对策
（一）加强第一出动力量的调集
高层建筑发生火灾，蔓延速度快，易形成高空间的立体燃烧，因此，高层建筑火灾的扑救加强第一出动力量调集显得及为重要，笔者认为高层建筑火灾第一出动力量调集应立足于能够满足控制火灾发展蔓延和适应立体作战的需要，要着重考虑以下几个因素：
1、考虑高层建筑火灾易形成立体燃烧，扑救火灾主要依靠使用高层建筑内固定消防设施的因素，第一到场力量调集的消防车辆，应以大功率、大吨位的水罐炮车辆和中高压泵消防车辆为主。
2、考虑高层建筑火灾人员疏散和灭火的需求，第一出动力量除调集责任区执勤中队和普通执勤中队外，还应一次性调出特勤中队和登高、排烟、照明、抢险救援等特勤车辆到达现场。
3、考虑高层建筑火灾现场情况复杂、维持秩序和疏散灭火的需要，在调集消防力量到达现场的同时还应调集公安、交警、供水、供电、医疗、救护和其他社会力量到达现场。
（二）重点做好人员疏散与营救
救高层建筑火灾，营救和疏散人员是一项重要而又艰巨的任务，消防人员必须牢固树立“救人第一”的指导思想，及时地进行疏散营救，避免和减少人员伤亡，应根据现场具体情况有针对性的采取以下措施： 1、利用广播指导疏散。高层建筑一般都设有事故广播系统，当发生火灾时消防人员应利用广播系统，指导被困人员有秩序的撤离火灾现场。
2、利用疏散楼梯、消防电梯等向地面竖向疏散。疏散时按疏散楼梯、避难桥、室内疏散舷梯、扒梯等顺序先后选择使用，这些疏设备安全可靠，疏散量大。
3、房间、走道、大厅的水平疏散。向远离起火点的疏散楼梯或避难器具设置处疏散，阻止被困人员进入袋形走道，优先疏散引导妇女、老人、儿童和残疾人到阳台、疏散楼梯、避难器具设置处。
4、利用救助用器具营救、疏散。现场条件允许，情况紧急时可采用救生袋、救生梯、救生气垫、绳索等救助器具，全面实施营救，疏散被困人员。
（三）积极优先使用好高层建筑固定消防设施
高层建筑都设有较为完备的固定消防设施，火灾中应充分有效的使用固定消防设施进行火灾扑救。
1、消防控制室，高层建筑的消防控制室一般都设在底层一楼，高层建筑发生火灾后，到达现场的第一出动力量应指派熟悉操作人员到达消防控制室，通过控制室的火灾自动警系统，初步了解和把握火灾楼层部位，把握固定消防设施是否可以正常工作。
2、水泵接合器及室外消防栓。高层建筑为了满足火灾情况下火场用水的需要，按设计规范要求，都设有水泵接合器和室外消防栓系统，以便发生火灾时保障火场用水。
3、室内消防栓系统。高层建筑火灾的扑救，主要是依靠固定消防设施进行扑救，在启动消防水泵后，或利用消防车连接水泵接合器向室内消防栓管网供水后，消防人员可以利用室内消火栓系统，直接实施分层灭火、防止蔓延、驱散排烟和掩护人员疏散等活动。
4、自动喷淋设施。高层建筑一般都设有自动喷淋系统，尤其是在避难层，自动喷淋系统设置要求较高，按设计要求，当火灾发生时，温度达到60℃—70℃，自动喷淋系统自动作用喷水灭火和阻止火势蔓延，根据火灾需要，也可以在着火层上层或着火层下层采用人工方式使自动喷淋系统动作，以达到阻止火灾发展蔓延的需要。
（四）火场指挥与通讯
扑救高层建筑火灾，要投入大量的人员和装备，必须加强组织指挥，成立精干高效的火场指挥部及前沿指挥部，搞好多兵种、多部门的协同作战。
1、成立由政府、公安、消防、武警、驻军、供水、供电、卫生、通讯等部门参加的火场指挥部，并将前沿指挥部设置着火层以下二层，以便于及时了解收集火场情况，调整力量部署，视火情况变化随机指挥。
2、及时调集支援力量，当高层建筑发生火灾时，要准确及时查明火场情况，并根据不断发展变化的实际，及时调集支援力量，当本地区力量不足时，及时向上级告，请救险支援。
3、组织精干力量，搞好内部侦察，高层建筑火灾内部情况不明，需进行内部侦察时，要组织精干力量，佩戴好个人防护装备，深入内部进行侦察，侦察时要2—3人一组，做好撤离标志，必要时水枪掩护，确保安全。
4、前线指挥部应在查明收集把握火场情况的同时，及时提出灭火救援方案，为火场指挥部当好参谋。
5、切实加强安全保障，高层建筑登高救人灭火具有难度大、险情多的特点，要佩戴好个人防护装备，防止中毒、坠落、砸伤、触电、烧伤等事故的发生。
火场通讯联络应建立在依靠三级组网，有线、无线、GIS等系统为主的通讯方式，必要时可事先约定联络暗号，以人工方式联络，确保火场通讯联络需要。
三、结语
总之，预防和扑救高层建筑火灾还是当今的一个消防难题，在建高层建筑的预防工作，必须遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，针对在建高层建筑发生火灾的特点，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理，从源头上预防火灾，做到防患于未然。
高层建筑结构设计常见问题与对策论文
在高层建筑结构设计方面，我国起步较晚，近几年来，各大城市才不断出现了一些高层建筑，甚至超高层建筑，这些建筑的结构设计非常重要，决定着建筑的使用质量与寿命，业主的需求不断增加，也给设计人员提出了更多的要求。针对在高层建筑结构设计中的问题，需要进行一一解决，才能真正实现高质量建筑投入运行。
1 高层建筑结构设计特点
高层建筑结构设计中水平力是决定性因素。水平荷载在高层建筑结构中的稳定性贡献非常大。与普通建筑相似，高层建筑结构在竖向的荷载多以重力表示，但在水平荷载方面，高层建筑与普通建筑有着极大的不同，高层建筑的自重与荷载在竖向构件可以产生一定的轴力与弯矩，在建筑结构的稳定性方面起着决定性的作用。
在高层建筑结构设计中需要严格控制好侧移指标。当建筑的高度不断增加，水平荷载下的结构侧向移动将会不断被放大，对高层建筑的稳定性造成威胁，同时也会对人的生活舒适度造成一定的影响，所以需要保持侧移能够控制在一定的范围之内，这成为结构设计的核心元素。
高层建筑结构的设计对于抗震设计要求已经明显提高，随着近几年来地震现象不断频繁，任何一个等级的偏差都有可能会造成稳定性破坏；当高层建筑的竖向荷载不断增大时，柱内的轴向严重，连续梁弯矩变化让支座处的负弯矩减小，从而对预制构件的下料长度造成影响。所以在高层建筑设计时需要注意轴向变形问题； 要通过一定的措施，确保建筑结构具有相当的延性，当高层建筑物遇到危险时，避免出现倒塌的问题，如果没有延性设计，将会对使用效率产生危害。
2 高层建筑结构设计原则
2. 1 合理计算简图
首先要保证计算简图合理，简图对结构有着决定性作用。为了确保计算简图的安全，需要采用相应的构造方法，除了要在钢节点与铰节点进行关注外，还需要不断减小计算误差，把计算简图控制在一定的范围之内（ 见图 1 -2） .
2. 2 基础设计选择
其次，在进行基础设计时，要充分了解高层建筑所在的地质条件，另外对高层建筑的结构类型与荷载分布分析要全面，根据施工条件以及邻近相互影响进行综合考究，在全面了解基础信息的前提下进行科学合理的基础方案确定。基础方案中，地基的潜力将发挥最大的作用，需要提前进行地基检测。
2. 3 结构方案选择
合理的结构方案需要达到高层建筑结构设计的总体要求，并尽可能达到经济的目的。在相同的结构单元中，使用相同的结构体系，根据地理条件、工程要求、施工因素综合确定结构选择，从而制定出最佳方案。
3 高层建筑结构设计中的问题分析与改善方向
3. 1 建筑结构超高
一些城市为了进行评比，在楼宇的高度上不断进行更新，仿佛楼层越高，城市的地位就更靠前。但建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定，无论是多高的建筑物，都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题，建筑物规范将会进行限定，不断细化规则，与时俱进，这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题，在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题，不断进行论证，避免对工程的'造价与工期造成影响。
3. 2 短肢剪力墙的设置
随着我国高层建筑结构设计的不断深入，对短肢剪剪力墙的设置问题更加关注。目前我国的相关建筑规范已经对它进行了充分严格的定义，并对其使用进行了限制。短肢剪力墙主要是指建筑物墙肢截面的高厚度在 5 - 8 左右的情况，根据经验表明，在高层建筑结构设计中人尽可能使用些种结构墙，所以在建筑设计时，要尽可能地避免。
3. 3 嵌固端设置
高层建筑的嵌固端在二层以上的地下室顶板上，同时也有可能会设计到人防顶板上，嵌固端设置时，结构设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提前判断与预测，比如楼板的设计、上下层的刚度要求等等，这些问题都有可能在后来的设计中做出更改，造成不必要的损失与安全隐患。
3. 4 结构规则性问题规则性问题
在目前的高层建筑结构设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对结构嵌固端上下层的刚度进行了规定，现代建筑不宜采用严重不规则的设计方案。不规则的设计将对建筑的竖向荷载计算产生偏差，不易估计，有可能会存在安全风险。但是在目前的高层建筑结构设计中，仍然会存在着这一问题，对建筑的整体质量造成了一定的影响。为了避免图纸在后续施工过程中进行变更，所以结构设计者要对结构设计中的规则性问题进行提前分析，遵守相关的规范规则，提高整体质量。
3. 5 消防结构设计
高层建筑结构本身的特点非常明显，它的功能复杂性决定着建筑结构在设计时非常复杂，需要选用不同的建筑功能材料。传统建筑中所选用的材料多为可燃性材料，这种材料无形中增加了高层建筑火灾的发性频率，更不易进行救火。高层建筑间空气流动强，风力非常大，如果发生高层火灾事故，救援难度可想而知。在传统高层建筑结构设计时，把火灾线路设计成垂直形态，建筑人员在进行火灾疏散时将花费更多的时间，对人身财产安全造成了更大的延误。在消防结构设计中，也需要对排烟结构设计，这对于高层建筑的安全性设计有着重要的意义。在设计中要保证烟气能够有效排出，避免在火灾发生时不利情况的蔓延。
3. 6 抗风结构设计
在高层建筑设计中，抗风性研究非常重要。在进行设计建造时，要注意抗风压性，对有效的设计非常重要。随着高层建筑的高度不断增加，结构本身对风起着扰动作用与阻隔作用，不利于风量的及时移动，在风速较大时，会对静止的高层建筑产生振动效果，从而造成一定的动力荷载力，将会对其稳定性造成威胁，甚至有可能会导致主体结构受到破坏，导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量受到影响的危险。
4 高层建筑结构设计策略总结
在高层建筑结构设计时要注重设计原则，合理选择基础条件与结构设计方案，对高层的消防结构、抗震结构、抗风结构设计进行优化。
在消防结构设计方面，要设计合适的防火间距，对建筑物间的距离进行精确计算，根据地形条件设计合理的防火结构设计，增加疏散通道设计，采用分隔式进行设计，控制烟雾与火势的蔓延； 在抗震结构设计方面，要合理规划建筑结构的构件位置，发挥不同的构承载功能，对地基进行抗震设计，简化建筑平面，分割高度差异，提高建筑物的刚率与强度，实现地基的稳固性，另外需要注重对剪力墙的设计，控制位移，对简体结构进行抗震设计，确保结构的完整性与对称性； 在抗风结构设计优化中，首先要进行基础设计，选择级配高的砂石，在结构义部使用抗拔锚杆，稳定地基，在高层建筑结构中增加耗能减振系统设计，通过多种元素的综合，使用强粘弹性的阻尼材料，解决好水平力、风荷载造成的荷载叠加问题，对受力高压区进行加固处理，精确计算建筑物的风荷载与承载力。
5 结语
在高层建筑结构设计时，应该对超高、抗震、抗风、消防、规则性、嵌固端设置等问题进行充分认识，提前结合地质条件与基础条件对各个影响因素进行分析，不断进行优化设计，确保高层建筑结构本身的稳定性，提高使用寿命与质量。结构设计不是孤立存在的，而是与其他的设计相辅相承。结合目前经验所发现的问题进行优化，避免对质量造成影响。随着我国专家学者对高层建筑结构设计研究的不断深入，结构设计将更加完善，促进我国城市建设水平的提高。
参考文献
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浅谈高层建筑抗震设计措施
为了减轻地震所造成的损害，高层建筑的抗震能力必须得到有效的提高，那么，高层建筑抗震设计措施是?
摘要 ：随着经济的不断发展，城市不断壮大，促进了建筑行业的发展。但我国人口众多，城市用地不足，高层建筑逐渐成为了城市建设的主导。高层建筑的抗震设计是设计者需要重点关注和解决的问题。和其他自然灾害不一样，地震是很难做到提前预防。到目前为止，在世界范围内，地震的预测是公认的难题。高层建筑的抗震设计已经成为了业内人士急需要解决的问题。文章通过对高层建筑抗震性能的理论研究，提出了在前期施工和设计时所需要注意的问题，并给出了具体的防范措施，希望能得到同行的认可和指教，切实可行的落实到设计修建当中。
关键词：高层建筑;抗震设计;形体;构件布置
为了减轻地震所造成的损害，高层建筑的抗震能力必须得到有效的提高。但由于地震发生的突然性以及不确定性，因此在高层建筑的抗震设计不能只依赖理论的计算，更多的应该结合以往灾害发生的原因和前人总结的抗震理念。以此实现小震不坏、中震可修、大震不倒的基本理念，尽可能的降低地震所造成的人员伤亡和经济损失，给广大人民群众一个舒心的生活环境。
1我国地震的特点
基于构造地震的活动特点，和特殊的自然条件和地形、社会条件以及历史因素，我国的地震灾害主要有以下特点：①地震的频率较高。我国地处世界两大地震带-环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇处，有非常明显的地震活动性，光记录在案七级以上的地震就有十多起，5级以下的地震一年发生上千起;②灾情较为严重。我国大陆的地震震源一般都比较浅，大都在地壳内部10～25km，破坏力可想而知。超过五级的地震，在我国就会造成大量的房屋倒塌和人员的伤亡;③伴有很严重的次生灾害。我国地势西高东低，呈阶梯状分布，地势复杂多样，丘陵、山地、平原、盆地、高原均有分布。地震的直接灾害，常常会引起火灾、水灾、滑坡、泥石流、台风、海啸，由于震后人员的安置比较集中，密度较大，加之震后医疗设备的不齐全，卫生环境跟不上，很容易导致大规模疫情的传播，给人们身体和心理上造成多重的伤害，远比地震的直接损害要更为严重;④成灾面积广，地震波及范围大，发生一次规模较大的地震，它有可能波及震中周围几百或者上千公里之内的地界。如我国2008年5月12号发生的汶川地震，除了黑龙江和辽宁，其他省份均有明显的震感，最远波及到了3000km之外的曼谷，可想而知它的威力之大、范围之广;⑤地震灾害呈一定的周期，目前我国处于地震高发时期，可能会维持到下个世纪初，因此一定要提前做好预防，加强建筑的抗震能力。
2建筑形体及构件布置的规则性对高层抗震的影响
2.1平面不规则
平面不规则的类型主要分为扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续。《规范》规定：建筑及其抗侧力结构平面布置宜规则、对称并具有良好的整体性。层间的布置、划分属于建筑平面的布置。内墙结构的布置、可活动的空间面积、楼梯与通道的布置位置、竹子间的距离大小、楼层间的变化布置等。如果在建筑平面时，墙体不对称布置，柱子与墙体不协调、不对称分布，在平面上将会造成建筑结构质量与刚度不协调、不对称分布，在地震时使建筑物发生扭转地震作用。有的建筑物的电梯井筒的刚度很大，却被布置在建筑平面的一侧或角部，发生地震时，使得靠电梯井筒一侧建筑物破坏严重，这是由于地震作用的主要部分被电梯井筒很大的抗侧力刚度吸引了，此典型震害的一例就是1972年的南美洲那瓜高十五层的.中央银行大厦。因为部分建筑物在布置平面时一侧墙少，一侧墙多，内隔墙中断或不对称，所以在地震发生时，地震力传递受阻和刚度发生突变等，这些都表明平面布置影响结构抗震很明显。
2.2竖向不规则
竖向不规则的类型分为侧向刚度不规则、竖向抗侧力构建不连续、楼层承载力突变。《规范》规定：建筑的竖向剖面宜规则，竖向抗侧力构建的材料强度和截面尺寸宜自上而下逐渐增大，防止抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。根据《规范》的要求对建筑的的突变限度和高度进行限制，避免产生竖向不规则类型，使竖向分布刚度和质量比较均匀，防止产生突变，避免产生薄弱和扭转。
3框剪结构中剪力墙受力特征
框剪结构中能够影响结构刚度的因素有很多，诸如剪力墙的界面尺寸、数量、位置以及它自身的形状等，其中对结构刚度影响最深的是刚度理论。在框剪结构中，结构的刚度和刚度分布是由剪力墙布置的位置和数量决定的。《高层规程》将高层建筑分为两级，即高层建筑(A级)，超限高层建筑(B级)，对应于不同的抗震设计等级，不同结构有不同的适用高度。框剪结构中，发挥最大作用的是剪力墙。剪力墙是抗侧力构件，采用这种结构时应在两个主轴外侧布置剪力墙，从而形成双向侧力体系。框架结构体系是利用梁柱组成的纵横两个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理比较方便。主要缺点是是横向刚度小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构性构件(如隔墙，装饰等)破坏进而影响使用。在非地震区，框架结构一般不超过15层。框架结构的内力分析通常是用计算机进行精确分析。框架剪力墙结构也称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同时又有足够的剪力墙，有相当大的侧向刚度(剪力墙的侧向刚度大就是指在水平荷载(风荷载和水平地震力)的作用下抵抗变形能力强)。框架结构的缺点是侧向刚度小，当层次较多时，全产生过大的侧移，易引起非结构性构件破坏而影响使用，但它具有平面布局灵活，可形成较大建筑空间的优点，为了保留这个优点，同时又提高其侧向刚度，便产生了框架剪力墙结构。这个结构主要特点是在保留框架结构优点的基础上由于增设了抵抗剪力的剪力墙，从而地增加了其侧身刚度，在这个结构体系中剪力墙承担了80%的以上的水平荷载，而其中的框架仅承担了约20%，这与框架结构中不管什么方向的荷载均由框架全部承担的情况是不同的。当建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别、基底类别等均相同的情况下，对框架结构中的框架要求要比框剪结构中框架的要求等级要高得多。框架结构的特点：建筑平面布置灵活，外墙立面设计也较为灵活，其变形特点为剪切变形和弯曲变形组合起来的剪切型变形，框架结构构件类型少，易于标准化，定型化，在材料变形性能良好的时候，可以建造到30层，一般情况下15～20层为好。剪力墙结构的特点：整体性能好，刚度大，在水平作用下侧向变形小，承载力要求也比较容易满足，其侧向变形为弯曲型，但是由于剪力墙的间距不能过大，所以其平面布置不够灵活。为了克服其缺点，会使用框支剪力墙结构，跳层剪力墙结构。
4高宽比对结构的整体抗震及经济指标的影响
4.1整体抗震
所谓建筑结构的动力作用就是地震作用，这不仅与地震强烈程度有关，而且很大的关系在于其本身的动力特性，剪重比和基底剪力是衡量结构地震反应的两个常用指标。高规推荐的高宽比是以6为界限，取高宽比以6的基底剪力为参考值的两种结构，得出结构基地剪力在高宽比变化时，相对高宽比为6时的相对值(见图1)。高宽比在增大时，结构基底剪力大约呈线性增大，结构受的地震力随高度增大成比例增大，且剪力端结构增长速度比较快。结构重力载荷和水平地震作用之比在逐步增大，起初，下滑成都比较快，随后变化就较稳定，显示了在结构周期加长时，结构更柔，地震反应减小的优点(见图2)。
4.2经济指标
若仅从结构安全角度看，目前高规中在实际设计工作中可以放宽高宽比限制。根据以往的工程经验，当建筑高度增加时会出现两方面的变化。一方面，高宽比比较大时，结构侧移将会随之发生变化，呈正向关系增大，与此同时，抗倾覆能力和整体稳定性则会受到负面影响，呈现下降趋势;另一方面，水平荷载将会短时间出现变化，迅速增大。在水平荷载作用时，建筑顶部位移同倾覆力矩呈现正相关。具体而言，建筑物顶部位移越大，倾覆力矩越大，反之亦然，高度四次方成正比，同宽度成反比。为了使结构刚度、抗倾覆能力和稳定性足够，需要增大结构构件的尺寸，材料用量也会随之增大，结构经济性更差。
5提高高层建筑抗震性能的具体措施
在高层建筑的建造中，不仅要满足材料的强度、硬度等要求，还应使其具有较好的延展性，并在指定的部位具有屈服区域。具体分为以下方面：①提高高层建筑地基的稳定性和其短柱的抗压能力。提高剪跨比，从而减小短柱的截面积，提高抗震性能。其主要方法是采用等级较高的混凝土材料并与其他可提高材料延展性的方法相结合，运用于实际施工中，提高抗震性能;②采用性能更为优良的混凝土-钢管混凝土柱来做建筑的整体结构，有于钢管内部的混凝土一直处于受压状态，其相对应的压应变及抗压强度都得到了很大的提升，解决一般混凝土延展性不好的问题;③设计之初要进行全面的分析。高层建筑结构的模型在建设前能适当的进行简化，但是其整体受力和关键部位的受力是绝对要在模型上体现出来的，构件的参数及恢复力模型的选择，应该符合我国结构构件的主要性能和结构特点，不能一味的抄袭已有的外国行业参数。根据地震等级的不同来选择与之相对应的弹塑性状态，要从结构的位移、承载力、抗压力、屈服度、阻尼比等数据进行全面的分析和讨论，正确的运用到实际的施工中去。
6结束语
随着经济的不断发展，城市建设日益繁荣，越来越多的高楼大厦拔地而起，给人们带来便利和美的享受的同时，建筑行业更应该关注的是高层建筑的抗震性能。自然灾害的发生总是那么的残酷无情而且毫无征兆。要想更好的建设国家，就必须做到提前预防，在建筑本身做文章，提高其抗震性能和应对各种自然灾害的能力。只有这样才能让人们在面对强大的天灾面前有足够的反应时间，才能真正的享受城市所带来的便利。
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高层建筑中的问题和解决对策论文
摘要: 随着社会的全面发展，高层建筑在整个建筑体系中所占比例日益的增加。为了避免建筑结构设计中的失误对工程质量造成重大的影响，不仅需要对高层建筑中结构设计的各种问题进行分析，还要采取相应的措施进行全面优化。
关键词: 结构设计;高层建筑;问题;对策分析
一、高层建筑结构设计中存在的问题
近年来，随着人们生活水平不断提高以及建筑设计技术的发展，高层建筑结构的设计也在不断提升，就当前的设计情况而言，在对高层建筑结构进行设计的过程中还存在着许多的问题，这样会使得高层建筑结构的建设质量以及设计质量很难得到保证。首先，需要对高层建筑结构中存在的设计问题进行分析，并且针对这些问题进行有效的解决。
1．1设计的中间过程的把握
在日常的设计中，设计人员通过辅助计算软件计算出来的结果对照着配筋，但在计算的结果上会有一定程度的放大，作为安全储备。尤其是面对高层建筑的时候，我们很难做到淡定。因为高层建筑和多层、低层比较的话，无论是从设计还是从施工和建造上来讲，都要复杂得多。所以很多时候，我们的设计人员在中间过程的很多环节由于过分谨慎，层层放大，导致最终的结果过大，严重不符合实际受力情况，造成极大浪费。
1．2过度优化的问题
随着高层建筑的越来越多，人们对于高层建筑也越来越熟悉，尤其是对于住宅建筑，结构形式相对于公共建筑来说，要简单些，也比较有规律性。所以一栋住宅从前期规划到最后建设完成，把其中的各个环节摸清弄懂，不难。另外住宅建筑具有可复制性，可参照性。因此拥有更好的经济指标就成了很多的建设方和设计单位追逐的目标，前者想要获取最少的投入，后者想借此获得更多的设计任务。设计优化本身是一件造福社会的事情，但如果这件事情对施工造成了困扰，则很有可能会造成安全隐患。
1．3建筑结构风荷载设计的问题
高层建筑是属于对风荷载比较敏感的建筑，风荷载对于高层建筑来讲，是很重要的荷载，但是现阶段对计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定，所以对于设计人员来讲，如何来确定风荷载的大小，这个应该引起足够重视。另外当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互距离较近时，会产生风力相互干扰的群体效应。但是目前高层建筑的结构设计过程中，结构建模都是以单个建筑物主体为单位，单独计算和分析，往往容易忽视群体效应的影响。
1．4高层建筑的结构抗震设计问题
高层建筑结构设计中最重要的环节就是抗震设计，但这也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节，由于高层建筑结构设计中的抗震设计较为复杂，需要对建筑结构体系、建筑基础形式、建筑高度、建筑材料等方面的问题进行综合考虑。在以汶川大地震为代表的几次大的'地震发生之后，人们对于地震以及其带来的危害有了全新的认识，也引起了足够的重视。但是抗震设计是基于抗震概念的设计，如果概念错误，再怎么认真设计，也无事于补。目前存在的主要问题是设计人员对于抗震概念设计的意识比较薄弱，只知道一味地遵循规范。
二、高层建筑结构设计对策
通过对高层建筑结构设计中存在的问题进行分析可知，高层建筑结构设计水平需要不断的提升，针对产生的问题，采取相应的对策，对于提升建筑结构设计水平，建筑结构设计控制的加强及建设质量具有重要意义。
2．1中间过程加强检查，最终结果安全储备
设计人员在设计的中间过程只要做到严格检查，不漏项，不缺项，在最终的计算结果的基础上适当放大，作为安全储备即可，既经济，又能做到心中有数。
2．2适当优化才是正道
走出优化误区，优化不是挑战设计和施工的极限。建筑结构设计是偏重于理论的工作，施工则是偏重于实际操作的工作，如果设计不断压缩施工的空间，结果可能会让很多构件和节点的结构功能无法实现，造成主体结构安全隐患，此为过犹不及。设计人员应该在理论和实际施工中寻找一个平衡点，让建筑功能完美体现。
2．3对高层建筑结构的风荷载合理取值
我们在对待风荷载这一重要荷载的时候，应该如何把握?首先应充分认识到高层建筑对于风荷载的特殊性，基于目前计算方法的局限性，我们对于高层建筑的基本风压应适当提高，确保其安全性。如何提高基本风压值，仍可由各结构设计规范，根据结构自身的特点作出规定，没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。至于如何处理风荷载群体效应的问题，我们可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数，避免由于漩涡的相互干扰，造成房屋某些部位的局部风压显著增大的现象。
2．4高层建筑结构抗震设计
在高层建筑的结构抗震方面，首先需要加强抗震的概念设计的培训。只有方向把握对了，我们才有可能设计出质量优良的产品。抗震设计主要包括三个方面，概念设计，抗震计算设计和构造设计。建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来，就是进行结构抗震设计时着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题(总体布置、结构体系、刚度分布和延性等)，并顾及关键部位的细节，力求消除结构中的薄弱环节，从根本上合理的保证结构的抗震性能。抗震设计的三个层次的内容是一个不可割裂的整体，忽略任何一部分，都可能造成抗震设计的失败。要使建筑物具有较好的抗震性能，首先应该从大的方面入手，做好概念设计，再结合计算设计，构造设计，才能得到一项较为满意的抗震设计结果。如果不重视概念设计而过分的相信仔细的计算，对结构抗震设计不仅没有必要，而且还可能在概念设计中出现不当甚至错误。
三、结语
结构设计在高层建筑中常常会暴露诸多的问题。为了能够让整体的设计效率得到相应的提升，需要结合其设计中的问题不断优化其整体的设计体系。加强抗震概念设计，严格把握中间过程，适当优化的同时还要做好风荷载设计以及抗震设计。只有这样，高层建筑结构设计才能朝着一个质量稳定的方向发展。
作者:杨明珠 单位:广州南方建筑设计研究院武汉分院
参考文献
［1］浅谈高层建筑设计［J］．居雪涛．科技创新与应用．2014(05)
［2］高层建筑设计中存在的问题与对策［J］．万艳红．四川水泥．2014(12)
