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内容摘要： 现代社会的发展，高层建筑越来越呈现出形式多样、功能复杂的特点，高层建筑的广泛使用也给防火和消防安全带来了隐患和威胁。文章首先介绍了高层建筑的结构特点，并在此基础上分析了高层建筑的防火设计，如高层建筑总体防火设计，高层建筑单体的防火设计，以及消防设备的配置、消防中心的设计等。希望对后续研究有所启发和帮助。
关 键 词： 高层建筑；结构特点；防火设计；
Abstract：Development of modern society, the high-rise buildings has increasingly presented a variety of forms, and complex functions, extensive use of high-rise buildings to fire prevention and fire safety to bring potential problems and threats. The article first introduces the structural characteristics of high-rise building fire safety design of high-rise buildings, and on this basis, such as the configuration of the overall fire safety design of high-rise buildings, high-rise building fire safety design of the monomer, as well as fire equipment, fire-centered design. Hope to inspire and help the follow-up study.
Key words: high-rise buildings; structural features; fire protection design;
中图分类号：S762.3+3 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
随着人口数量的激增，建筑行业的迅速发展，在有限的土地资源条件下，满足社会需要，高层建筑以势如破竹之势出现在城市的每一寸土地。随着高层建筑所呈现出的形式多样性、功能复杂性的特征。高层建筑的设计仅仅满足功能使用性和结构安全性已经不能适应现代社会的需要。还需要能紧急状况发生时（火灾等）能将人们及时疏散到安全区域，最大程度上保障人民生命和财产安全。因此，在高层建筑设计中，建筑设计人员还需要对高层建筑防火设计进行综合、全面的考虑。
一、高层建筑的结构特点
与低层、多层建筑结构相比，高层建筑结构设计中结构专业在其中所占的比例更为重要。选用的结构体系，直接影响到整个建筑的设计，机电配制的设置甚至还会影响到后期施工。高层建筑的结构特点：设计需要考虑的主要因素——水平力， 设计主要控制指标——侧移，更高的设计要求——抗震性能，重视减轻高层建筑自重以及轴向变形等。在高层建筑中，竖向荷载通常情况下上是定值，风荷载和地震作用等水平荷载的数值会因为结构动力性而发生较大的变化。与竖向荷载想比较水平荷载对结构设计起到了决定性的作用。随着高层建筑高度的增加，新型材料的应用，侧向位移随之迅速增加。目前，侧向位移已经成为高层建筑结构设计的一个关键因素。结构设计中侧向位移必须被控制在某一限度内，结构设计中侧向位移一旦超过这个限度就会造成建筑物填充墙或建筑装饰开裂、损坏，机电设备管道损坏，电梯不能正常运行，建筑主体结构出现大裂缝，甚至倒塌等事故，直接影响到人们的生命和财产安全。同时对于抗震设防的高层建筑，结构设计过程中选用具有良好的抗震性能的结构也是必不可少的。相同的地基条件下，减轻高层建筑自重在原有预算下修建更多的层数，实现土地资源更有效的利用，这在软弱土层有突出的经济效益。同时建筑的地震效应与建筑的重量成正比，减轻高层建筑的自重也是一个行之有效的增强建筑结构抗震性能的办法。采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，在水平荷载作用下，表现出刚度小、水平侧移大的特点，水平侧移呈剪切型（如图1所示），这种变形随着建筑的高度增加会变得越严重。房屋很高的情况下，变形的差异随之达到较大的数值，变形较大引起的后果相当于连续梁中间支座沉陷，进而造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
图1 框架结构变形特种
二、高层建筑的防火设计
预防为主，防消结合是高层建筑的防火设计的指导方针和设计原则。通过对高层建筑发生火灾的特点归纳与分析，立足自救，做好高层建筑防火设计才是防治火灾的有效方法。高层建筑的防火设计要从建筑总体防火设计，建筑单体防火设计以及消防设备配置、消防中心设计等几个方面入手。
首先，高层建筑总体防火设计。在高层建筑设计中，应根据建筑的功能需求， 尽量布置环形消防通道（具体工程设计中，消防通道应根据实际用地情况进行设计。设环形车道确有困难时，可沿高层建筑的两个长边设置消防车道等），环形消防通道距高层建筑外墙宜不小于5m，车道宽度不得小于4m，同時必须保证消防车道的安全畅通，不得任意堆放杂物与停放车辆。在满足高层建筑性质的要求的前提下，还应设置1~2个与城市道路相连的出入口。除此之外，高层建筑总体规划还必须保证建筑物之间有足够的防火间距（详见表1）。建筑物之间保留足够的防火间距目的有两个方面，一是为了满足消防车灭火操作的要求，保证消防车灭火操作有足够的空间；二是为了防止火势蔓延，进而危及到相邻建筑物。
表1高层民用建筑防火间距的设计规定
其次，高层建筑单体的防火设计。单体的防火设计要从建筑耐火等级、高层建筑防火和防烟分区以及安全疏散设计等几个方面进行。根据不同种类高层建筑对不同耐火等级的要求的规定，即《高层民用建筑防火规范》进行设计，确保建筑耐火等级满足该建筑的要求，从根本上降低火灾发生率，人员伤亡率，财产损失率，争取建筑物在火灾后基本保持完整，减少损失；高层建筑防火和防烟分区的设计在《高层民用建筑防火规范》中也有规定，针对建筑的类别合理进行防火、防烟分区，设有防烟分区的建筑不宜超过500m2，不应跨越防火分区，同时配备相应的自动灭火装置。设有自动灭火装置的防火分区建筑面积也要适当增大；安全疏散设计从某种意义上将是对高层建筑内人流组织的设计。高层建筑内安全疏散设施包括疏散楼梯、公共走道、门等主要设施。安全疏散设计是防火设计中比较重要的一个环节，它可以从以下几个方面进行设计：1）安全疏散路线及走道的布置设计要合理。安全疏散路线布置设计时应本着方便、简捷、安全、应急的原则，循着“着火部位或房间转移到公共走道再转移到疏散楼梯间，然后转到室内或其他安全地带”的路线进行设计。火灾一旦发生就要做到人员的完全疏散，为此走道的设计在满足建筑功能需求的基础上，尽可能的布置环形走道或无尽端房间的走道。这种走道设计作为平时的使用也是很方便的。2）安全疏散距离的合理确定。被疏散人员到达安全地段的长度被称为疏散距离。房内最远点到门口的距离以及门口到楼梯口的距离都属于安全疏散距离。安全疏散距离的合理确定根据《高层民用建筑防火规范》中的相关规定执行。3）疏散楼梯的设计。对于高层建筑而言，垂直疏散通道就是楼梯，电梯等在火灾发生时切不可作为疏散楼梯使用。疏散楼梯的形式很多，位置也很多变。设计时需要根据不仅要满足疏散楼梯的设计标准，还要满足建筑性质及规范要求，另外还得从美观、舒适的角度进行考虑和设计。
最后，消防设备、消防中心的设计要到位。一般认为，火灾在起火15~20分钟之后开始蔓延燃烧，火灾预警，自动灭火，消防栓，排烟系统以及应急照明等设施的设计应于建筑的性质、功能、规模相适应，切不可为减少成本而偷工少料，另外防火设备配置后需安排专人进行维护、管理和保养，做到定期检修、定期维护、定期更换。一旦火灾发生，确保高层建筑防火自救设备能够正常使用。
随着建筑行业的不断发展，高层建筑所呈现出的形式多样性、功能复杂性的特征。高层建筑的防火设计也随之需要完善和提高。当今世界，发生在高楼的火灾也一直没灭火部门认为是防火、灭火的关键和苦难所在。设计人员需要不断的加强消防安全知识的学习。以及业务能力的提升，从而提高自己的防火设计水平，通过科学、先进、使用的设计方法，设计出符合国家规定的，满足建筑本身功能并且经济、美观的建筑。
参考文献：
[1] 伍爱友,肖国清. 性能化设计方法在高层建筑防火设计中的应用[J]. 中国安全科学学报. 2006(01)；
[2] 万绍杰. 高层建筑防火设计应把握的几个要点[J]. 广西民族大学学报(自然科学版). 2007(S1) ；
[3] 于敬海,王莹,曲文超. 高层建筑风荷载干扰效应数值模拟研究[J]. 低温建筑技术. 2012(02)；
[4] 陈龙军. 多高层建筑结构计算的一般原则与简化假定[J]. 黑龙江科技信息. 2012(06)；
[5] 王飘飘,李永涛. 高层建筑结构考虑施工过程的受力性能研究[J]. 科技与企业. 2012(04)；
[6] 邱海军,倪国葳,秦春霞. 浅谈高层建筑混凝土结构设计[J]. 科技创新导报. 2010(05)。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关 键 词： 高层建筑；结构特点；防火设计；
Abstract：Development of modern society, the high-rise buildings has increasingly presented a variety of forms, and complex functions, extensive use of high-rise buildings to fire prevention and fire safety to bring potential problems and threats. The article first introduces the structural characteristics of high-rise building fire safety design of high-rise buildings, and on this basis, such as the configuration of the overall fire safety design of high-rise buildings, high-rise building fire safety design of the monomer, as well as fire equipment, fire-centered design. Hope to inspire and help the follow-up study.
Key words: high-rise buildings; structural features; fire protection design;
中图分类号：S762.3+3 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
随着人口数量的激增，建筑行业的迅速发展，在有限的土地资源条件下，满足社会需要，高层建筑以势如破竹之势出现在城市的每一寸土地。随着高层建筑所呈现出的形式多样性、功能复杂性的特征。高层建筑的设计仅仅满足功能使用性和结构安全性已经不能适应现代社会的需要。还需要能紧急状况发生时（火灾等）能将人们及时疏散到安全区域，最大程度上保障人民生命和财产安全。因此，在高层建筑设计中，建筑设计人员还需要对高层建筑防火设计进行综合、全面的考虑。
一、高层建筑的结构特点
与低层、多层建筑结构相比，高层建筑结构设计中结构专业在其中所占的比例更为重要。选用的结构体系，直接影响到整个建筑的设计，机电配制的设置甚至还会影响到后期施工。高层建筑的结构特点：设计需要考虑的主要因素——水平力， 设计主要控制指标——侧移，更高的设计要求——抗震性能，重视减轻高层建筑自重以及轴向变形等。在高层建筑中，竖向荷载通常情况下上是定值，风荷载和地震作用等水平荷载的数值会因为结构动力性而发生较大的变化。与竖向荷载想比较水平荷载对结构设计起到了决定性的作用。随着高层建筑高度的增加，新型材料的应用，侧向位移随之迅速增加。目前，侧向位移已经成为高层建筑结构设计的一个关键因素。结构设计中侧向位移必须被控制在某一限度内，结构设计中侧向位移一旦超过这个限度就会造成建筑物填充墙或建筑装饰开裂、损坏，机电设备管道损坏，电梯不能正常运行，建筑主体结构出现大裂缝，甚至倒塌等事故，直接影响到人们的生命和财产安全。同时对于抗震设防的高层建筑，结构设计过程中选用具有良好的抗震性能的结构也是必不可少的。相同的地基条件下，减轻高层建筑自重在原有预算下修建更多的层数，实现土地资源更有效的利用，这在软弱土层有突出的经济效益。同时建筑的地震效应与建筑的重量成正比，减轻高层建筑的自重也是一个行之有效的增强建筑结构抗震性能的办法。采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，在水平荷载作用下，表现出刚度小、水平侧移大的特点，水平侧移呈剪切型（如图1所示），这种变形随着建筑的高度增加会变得越严重。房屋很高的情况下，变形的差异随之达到较大的数值，变形较大引起的后果相当于连续梁中间支座沉陷，进而造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
图1 框架结构变形特种
二、高层建筑的防火设计
预防为主，防消结合是高层建筑的防火设计的指导方针和设计原则。通过对高层建筑发生火灾的特点归纳与分析，立足自救，做好高层建筑防火设计才是防治火灾的有效方法。高层建筑的防火设计要从建筑总体防火设计，建筑单体防火设计以及消防设备配置、消防中心设计等几个方面入手。
首先，高层建筑总体防火设计。在高层建筑设计中，应根据建筑的功能需求， 尽量布置环形消防通道（具体工程设计中，消防通道应根据实际用地情况进行设计。设环形车道确有困难时，可沿高层建筑的两个长边设置消防车道等），环形消防通道距高层建筑外墙宜不小于5m，车道宽度不得小于4m，同時必须保证消防车道的安全畅通，不得任意堆放杂物与停放车辆。在满足高层建筑性质的要求的前提下，还应设置1~2个与城市道路相连的出入口。除此之外，高层建筑总体规划还必须保证建筑物之间有足够的防火间距（详见表1）。建筑物之间保留足够的防火间距目的有两个方面，一是为了满足消防车灭火操作的要求，保证消防车灭火操作有足够的空间；二是为了防止火势蔓延，进而危及到相邻建筑物。
表1高层民用建筑防火间距的设计规定
其次，高层建筑单体的防火设计。单体的防火设计要从建筑耐火等级、高层建筑防火和防烟分区以及安全疏散设计等几个方面进行。根据不同种类高层建筑对不同耐火等级的要求的规定，即《高层民用建筑防火规范》进行设计，确保建筑耐火等级满足该建筑的要求，从根本上降低火灾发生率，人员伤亡率，财产损失率，争取建筑物在火灾后基本保持完整，减少损失；高层建筑防火和防烟分区的设计在《高层民用建筑防火规范》中也有规定，针对建筑的类别合理进行防火、防烟分区，设有防烟分区的建筑不宜超过500m2，不应跨越防火分区，同时配备相应的自动灭火装置。设有自动灭火装置的防火分区建筑面积也要适当增大；安全疏散设计从某种意义上将是对高层建筑内人流组织的设计。高层建筑内安全疏散设施包括疏散楼梯、公共走道、门等主要设施。安全疏散设计是防火设计中比较重要的一个环节，它可以从以下几个方面进行设计：1）安全疏散路线及走道的布置设计要合理。安全疏散路线布置设计时应本着方便、简捷、安全、应急的原则，循着“着火部位或房间转移到公共走道再转移到疏散楼梯间，然后转到室内或其他安全地带”的路线进行设计。火灾一旦发生就要做到人员的完全疏散，为此走道的设计在满足建筑功能需求的基础上，尽可能的布置环形走道或无尽端房间的走道。这种走道设计作为平时的使用也是很方便的。2）安全疏散距离的合理确定。被疏散人员到达安全地段的长度被称为疏散距离。房内最远点到门口的距离以及门口到楼梯口的距离都属于安全疏散距离。安全疏散距离的合理确定根据《高层民用建筑防火规范》中的相关规定执行。3）疏散楼梯的设计。对于高层建筑而言，垂直疏散通道就是楼梯，电梯等在火灾发生时切不可作为疏散楼梯使用。疏散楼梯的形式很多，位置也很多变。设计时需要根据不仅要满足疏散楼梯的设计标准，还要满足建筑性质及规范要求，另外还得从美观、舒适的角度进行考虑和设计。
最后，消防设备、消防中心的设计要到位。一般认为，火灾在起火15~20分钟之后开始蔓延燃烧，火灾预警，自动灭火，消防栓，排烟系统以及应急照明等设施的设计应于建筑的性质、功能、规模相适应，切不可为减少成本而偷工少料，另外防火设备配置后需安排专人进行维护、管理和保养，做到定期检修、定期维护、定期更换。一旦火灾发生，确保高层建筑防火自救设备能够正常使用。
随着建筑行业的不断发展，高层建筑所呈现出的形式多样性、功能复杂性的特征。高层建筑的防火设计也随之需要完善和提高。当今世界，发生在高楼的火灾也一直没灭火部门认为是防火、灭火的关键和苦难所在。设计人员需要不断的加强消防安全知识的学习。以及业务能力的提升，从而提高自己的防火设计水平，通过科学、先进、使用的设计方法，设计出符合国家规定的，满足建筑本身功能并且经济、美观的建筑。
参考文献：
[1] 伍爱友,肖国清. 性能化设计方法在高层建筑防火设计中的应用[J]. 中国安全科学学报. 2006(01)；
[2] 万绍杰. 高层建筑防火设计应把握的几个要点[J]. 广西民族大学学报(自然科学版). 2007(S1) ；
[3] 于敬海,王莹,曲文超. 高层建筑风荷载干扰效应数值模拟研究[J]. 低温建筑技术. 2012(02)；
[4] 陈龙军. 多高层建筑结构计算的一般原则与简化假定[J]. 黑龙江科技信息. 2012(06)；
[5] 王飘飘,李永涛. 高层建筑结构考虑施工过程的受力性能研究[J]. 科技与企业. 2012(04)；
[6] 邱海军,倪国葳,秦春霞. 浅谈高层建筑混凝土结构设计[J]. 科技创新导报. 2010(05)。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。