城市高層建筑房屋建設(shè)施工中存在的問題與改進(jìn)策略分析

城市高層建筑房屋建設(shè)施工中存在的問題與改進(jìn)策略分析摘要：相對于多層建筑而言，高層建筑最突出的特征就是豎向荷載較大，且水平荷載源于風(fēng)作用區(qū)。高層建筑架構(gòu)設(shè)計存在的重大問題，它由高度所導(dǎo)致，例如高層建筑側(cè)向位移質(zhì)量問題，此外，還存在著高度和受力角度的關(guān)系問題。針對目前大型高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的一些問題，有必要提出如下辦法，也就是通過對風(fēng)荷載效應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化、增強抗震設(shè)計能力、增強耐火設(shè)計能力、合理布置建筑結(jié)構(gòu)平面，并對建筑構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化選型，以提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能力和效益。關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗風(fēng)能力；抗震性；超高壓力引言在我國社會經(jīng)濟水平快速發(fā)展的背景下，人們的生活水平越來越高了，人們對于各種建筑物的要求也越來越高。在這種時代背景下，我國建筑行業(yè)具有很大的發(fā)展前景，經(jīng)濟水平提高，城市化導(dǎo)致用地緊張，使城市中的高層建筑不斷增多。然而，一個高層建筑的設(shè)計與施工卻是一個十分巨大且又十分繁雜的項目，不但要耗費很多人力，財力，且會造成大量環(huán)境污染。為了實現(xiàn)我國“碳中和”的發(fā)展目標(biāo)，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，環(huán)境友好型社會，高層建筑建造技術(shù)需要升級優(yōu)化，追求在達(dá)到節(jié)能減排的同時，還能夠確保建造效率以及建造質(zhì)量等施工技術(shù)。一、高層建筑設(shè)計的主要特點和原則目前高層建筑設(shè)計須滿足各項業(yè)務(wù)需求，于是，建筑的設(shè)計高度被不斷地刷新著。一方面高樓大廈結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜；另一方面應(yīng)符合建造者對設(shè)計的審美要求。與多層建筑相比，大型高層建筑承受著相對較大壓力。由于高空高層建筑不斷升高，平面及垂直壓力亦隨之增加。因此，當(dāng)施工完成，還要研究施工地區(qū)周邊環(huán)境，如風(fēng)，地形等、地質(zhì)條件等等，由于這些條件會給大型高層建筑帶來荷載。因此，大中型高層建筑設(shè)計必須滿足其技術(shù)特點及施工要求。一，工程設(shè)計方法是否科學(xué)，那么，設(shè)計圖是否科學(xué)，最后，對設(shè)計進(jìn)行了分析。以上3個條件為大型高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)遵循的首要規(guī)范。大中型高層建筑結(jié)構(gòu)是由各種各樣的建筑結(jié)構(gòu)類型組成。同為大中型高層建筑設(shè)計中，應(yīng)盡可能采用多種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)。建筑體系和構(gòu)造類型是否合理，需要對高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，一定要滿足合理性和經(jīng)濟效益這兩個最高要求。因此，目前高樓建筑物架構(gòu)設(shè)計對于工程師提出了更高專業(yè)性需求，并請施工方和建設(shè)方進(jìn)行綜合技術(shù)交流和探討。建筑結(jié)構(gòu)圖的繪制也應(yīng)做到合理，并且直接關(guān)系著高層建筑結(jié)構(gòu)計算公式和結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。確保所計算的偏差值不會超過合理范圍，為了保證建筑物構(gòu)件安全。最后通過選擇適當(dāng)?shù)募軜?gòu)設(shè)計軟件進(jìn)行設(shè)計，嚴(yán)格劃分輸入輸出數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)輸出的范圍，為了減少由于人為造成數(shù)據(jù)處理錯誤。二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題（一）抗風(fēng)設(shè)計每一座大，中型高層建筑均須充分考慮抗風(fēng)問題，特別是風(fēng)級較大的地區(qū)、強風(fēng)天氣較為活躍地區(qū)，易對大中型高層建筑總體設(shè)計產(chǎn)生干擾。和高層建筑相比，高層建筑的樓梯層很多，易變風(fēng)向。建筑設(shè)計受到玻璃幕墻，鋼柱體系等因素的影響，使得高層建筑設(shè)計強度降低。對建筑內(nèi)風(fēng)量進(jìn)行了合理調(diào)控，會出現(xiàn)風(fēng)作用在高層建筑外墻上、基礎(chǔ)構(gòu)件以及裝飾等功能，從而使高層建筑整體效能下降。（二）抗震設(shè)計存在的問題抗震設(shè)計難題在建筑工程設(shè)計中具有一定的難度。針對中國各地區(qū)建筑受地震和其他自然災(zāi)害影響頻率較高、概率與等級相差甚遠(yuǎn)，因此，各地區(qū)防震建筑設(shè)計都要考慮到。地震和其他天然或不可抗力因素亦各不相同。一些工程設(shè)計人員對建筑物進(jìn)行初步設(shè)計時，不能及時將工程設(shè)計對象區(qū)域抗震數(shù)據(jù)分類總結(jié)，因而不能滿足大，中型高層建筑初步設(shè)計抗震設(shè)防烈度要求，將導(dǎo)致大中型高層建筑在初步設(shè)計時無法達(dá)到要求進(jìn)行耐震設(shè)計。（三）消防設(shè)計問題防火設(shè)計就是為了確保高層建筑有失火危險而必須具備的一種建筑條件。大型高層建筑火災(zāi)事故處置及緊急響應(yīng)等，在目前主要高層建筑安全問題中，這是一個難點和重點。大高層建筑的高度，是城市中主要的常規(guī)滅火設(shè)備的搶險能力。高層建筑一旦引發(fā)火災(zāi)，就會給人財物和高層建筑自身造成嚴(yán)重的威脅。因此國家對于高層建筑消防設(shè)計工作提出明確的要求，對建筑物構(gòu)造內(nèi)消防通道和消防設(shè)施布置作出具體規(guī)定。但是部分建筑設(shè)計人員并沒有很好地保留國內(nèi)高層建筑工程設(shè)計消防要求，嚴(yán)重地影響建筑總體功能。（四）扭轉(zhuǎn)問題扭轉(zhuǎn)問題還是影響建筑設(shè)計性能最為重要的技術(shù)原因。在大中型高層建筑工程的設(shè)計當(dāng)中，通過對大，中型高層建筑幾何中心進(jìn)行合理布置、結(jié)構(gòu)強度中心與構(gòu)造重心的關(guān)系，三個中心合一，便可以將高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最大化。然而，因為在高層建筑實際設(shè)計作業(yè)中，它不僅要滿足建筑設(shè)計的各種功能需求，還必須與建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基造型相結(jié)合，所形成的三合一建筑物，結(jié)構(gòu)設(shè)計效果很難達(dá)到，所以，大型高層建筑架構(gòu)設(shè)計結(jié)果的穩(wěn)定性也會受到很大的影響。（五）超高和應(yīng)力問題建筑設(shè)計超高問題是非常重要的。有些建筑物無法根據(jù)建筑物真實標(biāo)高設(shè)計，進(jìn)而影響到住宅的整體質(zhì)量。因此一定要重視建筑物標(biāo)高及建筑物高度問題，預(yù)防在后期施工時出現(xiàn)各種隱患。大型高層建筑內(nèi)部構(gòu)造受到多種外力作用影響較深，故而在大中型高層建筑施工中，一定要充分考慮到大中型高層建筑各方面因素。由于興建大，中型高層建筑使用的大型機械較多，高層建筑負(fù)荷將大打折扣。在進(jìn)行其他設(shè)計時，如對建筑原材料的質(zhì)量認(rèn)識不清，會造成高層建筑的承重超負(fù)荷，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全和工程質(zhì)量出現(xiàn)問題。三、高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中出現(xiàn)的問題及改善措施（一）優(yōu)化抗風(fēng)荷載在大，中型高層建筑的工程設(shè)計中，分析了大，中型高層建筑設(shè)計區(qū)天然氣象特征及其地理、對水文及其他諸要素應(yīng)進(jìn)行比較全面地統(tǒng)計分析，并且充分考慮了高層建筑物抗風(fēng)荷載強度。要求高層建筑抗風(fēng)荷載水平須在大型高層建筑地，結(jié)構(gòu)部分施工安裝。大，中型高層建筑工程設(shè)計時，對建筑部分工程條件應(yīng)進(jìn)行有限度的考慮。在大中型高層建筑工程的設(shè)計當(dāng)中，通過提高所采用原料的質(zhì)量和等級，為了提高建筑承載層抗壓強度。大型高層建筑施工時，一定要提高砂石及原料的品味，還需改進(jìn)結(jié)構(gòu)，為了提高整體結(jié)構(gòu)安全性。也是建筑設(shè)計中，還要通過優(yōu)化周邊建筑輪廓及投影區(qū)域設(shè)置，配合地區(qū)總體布置得當(dāng)。此外，還要通過周邊綠化及附屬建筑來提高風(fēng)向及風(fēng)荷載的設(shè)計，為了減少高層建筑在強風(fēng)荷載作用下受到的影響和沖擊。（二）提高抗震設(shè)計水平通過對高層建筑整體承載能力的提高，它能有效地抵消高層建筑空間結(jié)構(gòu)中地面振動所產(chǎn)生的效應(yīng)。承重框架結(jié)構(gòu)，通常為雙框架剪力墻設(shè)計。該結(jié)構(gòu)遭遇地動或者強烈振動后，由于從下部結(jié)構(gòu)中傳導(dǎo)的振動能被減力墻所破壞，所以，框架結(jié)構(gòu)還會給建筑帶來一些影響。對于高層建筑支撐結(jié)構(gòu)來說，可以在最大程度上保證高層建筑整體安全性。它要求大樓整體建筑強度符合設(shè)計要求，特別對自然災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)的高層建筑更是如此，則需要提高抗震強度水平。合適建筑強度可以減少位移發(fā)生，避免對建筑物的破壞。另外通過對某些部件的布局，還可以提高高層建筑結(jié)構(gòu)中力的平順性。當(dāng)零件排列好后，可以將水平結(jié)構(gòu)鋪設(shè)到里面，通過合理布設(shè)防側(cè)和向力施工等措施，組成高層建筑整體保護分布構(gòu)造，合理降低地域沖擊的損害。（三）提高消防設(shè)計能力大中型高層建筑安全防火方案，是建筑設(shè)計是否合理，驗收是否合格的依據(jù)。由于大，中型高層建筑在消防上有較大的需求，因此，大中型高層建筑對安全消防設(shè)施的要求將更加苛刻。首先，根據(jù)建筑要求，對火災(zāi)逃生路徑進(jìn)行合理的設(shè)計，為火災(zāi)發(fā)生后應(yīng)急避難和救援打開了必要的通道。不同高度建筑所需要出火通道的位置是不一樣的，要盡量留出走火通道。在火災(zāi)逃生的設(shè)計方案上，防煙點的設(shè)置應(yīng)科學(xué)，避免煙霧對人體安全和健康造成危害。就建筑環(huán)境而言，房子一定要留有合適的縫隙，為了有效地避免火勢在住宅內(nèi)蔓延，以免火勢暴發(fā)。因此高層建筑建筑物內(nèi)高度測量一定要準(zhǔn)確和逼真，建筑物內(nèi)的安全高度可以用度量房屋外部邊緣的方法度量出來。（四）合理的建筑平面設(shè)計大中型高層建筑安全防火方案，是建筑設(shè)計是否合理，驗收是否合格的依據(jù)。而在當(dāng)下，因為需要建筑造型美觀獨特，因此，一些高級建筑物的設(shè)計，需要在設(shè)計高層建筑層面有不規(guī)則處，或建筑物整體不規(guī)則。建筑的建造給人們造成困擾。因此，建筑設(shè)計應(yīng)盡量選用正方形、規(guī)則的形狀，如長方形或者橢圓，從而增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計師結(jié)合實際施工區(qū)域施工環(huán)境，合理地設(shè)計建筑物的功能及高層建筑的形狀。（五）最優(yōu)架構(gòu)設(shè)計方案高層建筑設(shè)計工作繁重，時間較長。一旦發(fā)生問題，會給建筑物后期建設(shè)與運用帶來不利影響。因此高層建筑架構(gòu)設(shè)計是否合理是高層建筑架構(gòu)設(shè)計中的一項核心任務(wù)。所以，高層建筑的設(shè)計師們必須嚴(yán)格地依據(jù)國家及有關(guān)行業(yè)規(guī)章制度進(jìn)行方案設(shè)計與論證。確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中嚴(yán)格遵守建筑行業(yè)的操作規(guī)范，為了避免超高建造的麻煩。在進(jìn)行建筑物架構(gòu)設(shè)計的時候，一定要對現(xiàn)場的周邊環(huán)境，水文進(jìn)行分析、氣候變化因素等作了全面剖析，為了確定建筑物結(jié)構(gòu)總體設(shè)計方案，提高場地適應(yīng)施工環(huán)境能力。在大型高層建筑架構(gòu)設(shè)計時，延展性工程的設(shè)計應(yīng)充分進(jìn)行，通過對大高層建筑在預(yù)埋階段上，下剛度比，耐震等級等指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，為了提高建筑抗震能力。四、高層建筑施工管理中存在的問題2.1施工技術(shù)管理存在片面性高層建筑在施工過程中會有很多施工技術(shù)參與其中，只有各個專業(yè)施工技術(shù)協(xié)調(diào)一致，才能夠高效率地完成施工任務(wù)。在目前施工現(xiàn)場，施工技術(shù)管理仍存在片面化的狀況，僅僅運用固定的幾種專業(yè)知識，未從施工工程整體入手，對系統(tǒng)化專業(yè)技術(shù)進(jìn)行研究，致使在技術(shù)管理上受到過多的限制，由此帶來了系列施工問題。2.2高層建筑施工管理體系不完善建筑工程規(guī)模巨大，對它管理起來難度比較大，當(dāng)前，建筑工程施工中出現(xiàn)了分包的現(xiàn)象。而且施工企業(yè)還沒有建立起一整套管理機制，對每一個分包人員來說，建設(shè)期間無制可依，從各自利益出發(fā)，把分內(nèi)部分作業(yè)向外推進(jìn)。各個分包單位發(fā)生了互相扯皮的情況、推諉現(xiàn)象對確保高層建筑施工質(zhì)量有很大不利。2.3缺乏安全意識建筑工程規(guī)模巨大，對它管理起來難度比較大，當(dāng)前，建筑工程施工中出現(xiàn)了分包的現(xiàn)象。當(dāng)前，大部分施工企業(yè)以盈利為最大工作目標(biāo)，常常缺少一些安全意識，忽視施工現(xiàn)場安全，安全管理機制不健全，施工現(xiàn)場沒有配備安全管理人員。工程現(xiàn)場條件比較復(fù)雜，到處可見的有建筑材料，施工工具，如若缺乏安全意識，無法向工人宣導(dǎo)安全性。它所帶來的結(jié)果，從小處著手，極易使現(xiàn)場的施工工人被砸、磕傷乃至用釘子扎著等現(xiàn)象，在大處著眼，工人在施工作業(yè)過程中摔下樓梯，輕者摔傷、重者致死。也有些工人很可能發(fā)生觸電之類的事故，這些施工現(xiàn)場危險性因素將給施工人員生命安全帶來無法彌補的后果。與此同時，建筑工地安全事故也可能導(dǎo)致項目在社會上產(chǎn)生惡劣影響，影響了工程建設(shè)項目的正常建設(shè)，甚至工地停工。五、加強高層建筑施工管理的相關(guān)措施（一）強化施工技術(shù)質(zhì)量控制在高層建筑的建設(shè)環(huán)節(jié)中，要求對每一道施工工序都要進(jìn)行精心安排和把控，與此同時，針對關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，施工技術(shù)的質(zhì)量控制也需不斷加強。搞好各工種，專業(yè)施工技術(shù)交叉銜接。加大對施工技術(shù)的培訓(xùn)，提升技術(shù)人員與施工人員施工水平，提升施工素養(yǎng)，加強施工人員掌握先進(jìn)工藝和先進(jìn)設(shè)備熟練度，最大程度地對施工技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制。（二）建立完善的施工管理體系因高層建筑工程量大，涉及的專業(yè)較多。工程施工期間，分包專業(yè)較多，單純依靠單一的部門，難以實現(xiàn)全面管理。故此就需要施工企業(yè)建立起一套完整的施工管理體系，綜合提升了建設(shè)過程質(zhì)量管理效率。具體操作時，所有的施工組織計劃都需嚴(yán)格執(zhí)行，強化各個環(huán)節(jié)組織領(lǐng)導(dǎo)。向有關(guān)管理人員進(jìn)行施工內(nèi)容交底，使之明確任務(wù)，主動與各類分包單位進(jìn)行交流和協(xié)調(diào)，如果在項目中碰到施工問題比較復(fù)雜，需要安排甲方單位、監(jiān)理單位和分包單位進(jìn)行了討論，一起解決這個問題。同時對管理責(zé)任進(jìn)行細(xì)化，落實在具體負(fù)責(zé)人身上。工程施工期間，真正做到獎罰分明，增強員工工作積極性。（三）加強安全意識，提高建筑施工安全性以切實提升施工現(xiàn)場安全性，要求有關(guān)企業(yè)管理者在安全施工中建立管理意識。建設(shè)前期準(zhǔn)備階段，有關(guān)建設(shè)參與者接受了安全建設(shè)培訓(xùn)，窮盡安全施工之意義。本文還結(jié)合有關(guān)事例，使有關(guān)建設(shè)參與者對安全生產(chǎn)施工規(guī)范要求有一個深刻的認(rèn)識。以促進(jìn)建筑行業(yè)平穩(wěn)良好地發(fā)展，我國已經(jīng)出臺了許多確保施工安全的對規(guī)，有效地減少不安全事故的發(fā)生幾率。在高層建筑的建設(shè)過程當(dāng)中，要求以施工人員生命安全為前提條件，鑒于此，如果受到施工條件或自然環(huán)境的影響，施工人員生命安全就會受到威脅，則有必要終止建設(shè)，尋找較好的解決方法。同時，建立安全管理制度，挑選具有安全管理專業(yè)水平職工，成立安全管理小組，認(rèn)真執(zhí)行和實施安全管理制度的各項內(nèi)容，施工現(xiàn)場實施科學(xué)安全管理措施等這一方面可以有效放置場地內(nèi)物資，本實用新型提高了施工現(xiàn)場空間利用率，在施工現(xiàn)場起了優(yōu)化作用。另一方面，有利于對施工現(xiàn)場施工人員進(jìn)行監(jiān)管，對他們的施工行為進(jìn)行量化管理，在很大程度上保證施工現(xiàn)場安全，穩(wěn)定狀況。六、結(jié)語高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在著很多限制因素，各階段設(shè)計缺陷或者不合理方案均會對大中型高層建筑整體構(gòu)造特點及容量造成不利影響。文章從大中型高層建筑設(shè)計的主要特點和規(guī)律入手，對大中型高層建筑設(shè)計中存在的主要問題進(jìn)行了概述，文中還給出了設(shè)計和優(yōu)化的具體方法。通過對高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計品質(zhì)進(jìn)行提升，進(jìn)一步加強高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，以期能夠促進(jìn)高層建筑工程設(shè)計技術(shù)水平以及建