高層建筑平面設計大全11篇

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1 高層建筑概述

1.1 高層建筑定義

高層建筑，超過一定高度和層數的多層建筑。在美國，24.6m或7層以上視為高層建筑；在日本，31m或8層及以上視為高層建筑；在英國，把等于或大于24.3m的建筑視為高層建筑。中國自2005年起規定超過10層的住宅建筑和超過24m高的其他民用建筑為高層建筑。

1.2高層建筑的分類

中國《民用建筑設計通則》（GB 50352―2005）將住宅建筑依層數劃分為：一層至三層為低層住宅，四層至六層為多層住宅，七層至九層為中高層住宅，十層及十層以上為高層住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者為單層和多層建筑，大于24m者為高層建筑（不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑）；建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。

建筑高度的計算：當為坡屋面時，應為建筑物室外設計地面到其檐口的高度；當為平屋面（包括有女兒墻的平屋面）時，應為建筑物室外設計地面到其屋面面層的高度；當同一座建筑物有多種屋面形式時，建筑高度應按上述方法分別計算后取其中最大值。局部突出屋頂的嘹望塔、冷卻塔、水箱間、微波天線間或設施、電梯機房、排風和排煙機房以及樓梯出口小間等，可不計入建筑高度內。

2 萬科大廈簡介

萬科大廈地處西安市西關正街南側，是一座包括了商業、辦公、賓館、住宅、車庫等功能于一體的現代化高層建筑。總建筑面積達到56246平方米，其中地上建筑面積49516平方米，地下建筑面積6730平方米。建筑總層數達32層，總高度達到98.6米。一層和二層為商業與公共用房部分；三層為辦公層；四到六層為賓館用房部分；七層以上為住宅部分；地下一二層為車庫。

3 高層住宅平面布局與功能設計探討

3.1臥室區域設計及原則

臥室區域主要包括家庭成員的臥室及附屬的浴廁區域，需要考慮的一是房間的安靜，二是好的朝向，三是浴廁的管道設備單元。若希望保持臥室的好朝向，我們所以必須要有取舍。將輔助房間放到北面，包括書房，必要的時候也需要犧牲一間臥室的南朝向換取起居室的日照。而就萬科大廈的這個三室兩廳一廚一衛的戶型來說它的臥室區域設計就不

臥室與浴廁區域連接的緊密程度，主要取決于家庭單位的大小和平面條件。在供1―2人小家庭居住的平面布局中，浴室和廁所通常可由公共活動區域直接通達：在面積較大的住宅平面中，單獨的臥室區域與浴室聯系越緊密，浴廁就越遠離入口區域，勢必造成獨立的管道設備單元。

3.1.2設計手法

兩間以上的臥室相互連接，形成較為獨立的區域，通常位于起居區的后部，遠離人口，這是住宅平面設計中常用的手段，有利于動靜分離，并自然形成白天與夜間活動的分隔。臥室可以一宇排開、房門直接開向公共區域，也可以相對設置、房門通過共用前區聯系公共區域，或是所有房門開向一條內走道。以此聯系私密區與公共區。

由于不同家庭成員的臥室總是采取就近原則布置，反而提供了另一種靈活性，即與人口區域相聯的獨立臥室猶如一套附加的單元，與其他臥室隔著起居區域相對而立。這個臥室可以被用作兒童房、客房、工作室等，無論喧嘩或是夜間使用，都不會對主臥室造成太大影響。這問臥室還可以結合入口的洗手區及衛生間布置，有三間臥室以上的住宅平面尤其適臺臥室區域的再分隔。

3.2起居區域設計

開放的起居區域主要包括起居室、餐廳、進廳、工作或娛樂區域，空間如陽臺等。起居區域的組織方式主要考慮的是房間的進深、朝向以及使用功能便利等。貫穿式起居的好處在于不僅使起居區域有均勻的日照，而且便利了組團轉角處整理平面的布局。

一般情況下，人們并不愿意展示未經整理的廚房，開放式的廚房僅在沒有工作壓力的情況下才受人歡迎：同時由于中餐的烹飪方式帶來大量的油煙，直接對外的開窗以及與其他功能區域的分隔門受到使用者的歡迎，這種平面多用于面積較大的戶型。

就餐區域功能退化，縮小至廚房的一個區域，而起居室則擁有了更為完整和開闊的視覺空間。此種布局多用于2人家庭住宅中，居住者有職業無小孩，做飯只是出于興趣愛好偶爾為之，對起居區需求更大：還有一種情況是高層住宅結構造成了廚房面積過大，結合就餐區可以達到更高的面積利用率。

這種組合形式在滿足中式廚房對油煙隔離的要求的同時，廚房后部的就餐區設置在平面中自然采光最弱的區域，借助客廳及廚房兩個方向的間接采光達到照明目的。在高層住宅中，有限的外墻勢必造成內部采光的匾乏，此種平面以其采光及封閉廚房特有的優勢得到了最廣泛的應用。

3.3交通區域設計

高層住宅平面的交通聯系包括兩部分，一是聯系高層內部住戶與室外空間以及各住戶之間的交通形式，戶內交通與住宅單元的平面布局的關系，主要體現在流線組織方面。高層住宅相對于多層住宅而言，交通區域需要得到更多的重視。設計師很容易把注意力集中到住宅的使用功能上，而對它們之間的流線組織輕描淡寫，以至于交通面積過大造成浪費，或是穿越式交通破壞房間完整形態等。戶間交通主要指住戶從室外到進入戶門前這段流線，它包含有室內外空間過渡、垂直交通聯系、水平交通聯系等部分。

3.3.1戶內交通

3.3.1.1內走道式

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在對私人區域進行設計時，要注意的就是必須保證用戶的生活質量，這就要求設計師必須合理分配空間，將睡眠、餐飲等區域合理安排，避免出現互相干擾的情況，當然還要重視各個區域的使用功能是否發揮到極致。

(1)起居廳。起居廳通常用來會客、家庭會談及娛樂等活動，像狹長、異型類的設計不宜采用，寬敞明亮的設計會好一點。起居廳設計的需要處理好交通的問題，它主要要處理的就是戶門、廚衛臥室門以及活動區劃分的關系，應盡量避免通道面積大、房門過多現象。其空間設計還需要考慮家具的擺放，根據室內活動和功能性進行擺放，力求落落大方，精致簡潔。而且，要注意的是交通線不應貫穿起居廳的中心，門戶位置也最好偏向角落或墻端，這樣就可以有適當的空間布置家居，形成較為獨立的空間。

(2)臥室。對臥室的設計主要是要為住戶提供一個良好的休息環境，就要避免內外部對臥室造成任何的干擾，應盡量選在平面深處，如果可以的話，衣柜和更衣室的空間也要保留。

(3)廚房。廚房就是用來存儲、烹調食物的地方，一般有存儲、洗滌和烹飪三個區域。廚房一般可以稱作是家庭中心，在社會發展中也越來越重視廚房，對廚房的位置、面積等進行更加合理的設計，可以為效率的提高、時間的節約等提供很大的便利。廚房的主要設備一般就是灶臺、洗滌槽和操作臺，這三者通常會形成工作三角形，面積不超過兩平米，而其他的設備根據需求來自行放置即可。而現在時展迅速，家庭電器的更新換代也變的快速起來，家庭的電氣化程度也越來越高，設計時還需要考慮水管、電線、煤氣管道等等的走線，還要給這些預留專用空間才可以。

(4)餐廳。餐廳時一戶住宅的核心地方，在餐廳的時間是人們就餐、放松儲能的時間，因而對餐廳的設計需要格外關注。餐廳家具的擺放和布置需要符合人們的活動空間需求，也是平面設計的依靠。餐廳在住宅中的位置，除了一些具備餐廳功能的空間外，那些獨立的餐廳大多數應該在客廳和廚房之間，這樣可以避免互相干擾的現象，而且在餐廳和客廳共處一地時，可以用一些類似矮柜的隔斷來隔開形成兩個空間，存在各自的獨立性就行，也并非一定分開，只要餐廳緊鄰廚房即可。

(5)衛生間。衛生間一般有廁所、浴室、化妝、存儲和洗滌等組成，在一定程度上具有私密性，所以衛生間最好不要正對客廳等較為開放的地方。衛生間的面積一般根據設備的大小、數量以及人體活動所需的空間來確定的，而且它需要一定的采光通風面積，如果缺少通風條件的，就需要裝置通風設備，門下最好留有20毫米左右的高度進風。衛生間是用水較多的地方，因而排水是十分重要的。設計時應格外注意以排為主，防為輔，其地面應低于一般高度25毫米左右，放置積水外流，還要設計好，避免潮氣滲透。(6)陽臺。陽臺在人們的生活中有著十分重要的地位，因為它直接接觸到室外，與客廳連接的陽臺，可以延伸客廳空間。陽臺可以根據戶主不同的喜好來設計成一個多樣化的空間，面積雖然小但可以進行綠化、休息、觀景等行為，如果有條件的話，可以設計多個陽臺、或陽臺面積較大，露天的也可以，設計成私人的空中小花園，讓生活變得更加多姿多彩。

1．2公共區域的設計

(1)大堂。大堂的設計應具有人性化，這就需要充分考慮住戶的需求，比如殘疾人士和嬰幼兒的專用通道，或者局部的搬運工作，這些等等都可以在入口的地方設計出一定的坡道。在其內部，注意的就是一是采暖設計，如果在北方，就需要尤其重視;二是電梯的通風和采光空間設計;最后就是，信報箱的設計位置、大小等等。

(2)電梯。高層建筑中，公共區域最主要的就要數電梯了，因為它是貫通樓層上下的一個主要交通工具，關系著人們的日常的生活，因而對電梯的設計也就要格外的關注和研究。每棟樓最好安裝兩部電梯，且布置緊湊一點更為方便，在消防的角度看來如果分離較遠不是很好，而且就會很容易忽略另一臺電梯，緊湊設計令住戶在等電梯時更方便操作。在設計時要注意，電梯的大門不要直對住宅的門戶，要注意保護住戶的隱私。同時，還要保證消防電梯和客梯的組合模式，進而提高電梯的使用效率。

(3)垃圾收集。高層建筑中，每一層的公共空間都應該留有一定的垃圾收容區域，面積要求不需太大，一個垃圾桶的大小即可，但最好放置在距離貨梯附近的地方，這樣方便清潔工作人員在工作時的清理，省下較多的人力和物力。

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【 abstract 】 for nearly 30 years, high-rise residential buildings made rapid progress in graphic design outstanding achievements. The author combined with years practical engineering experience, the design of the contact with the existing problems in their own opinions, so as to give our design work a view to play a valuable role, improve the high-rise residential buildings plane design level.

【 key words 】 high-rise residential; The plane design; Structure design

中圖分類號： S611 文獻標識碼：A 文章編號：

引言：住宅平面設計的一般要求是功能要齊全。布局要合理、尺度要適宜、房間要齊備、交通面積最小化、聯系要方便、使用面積最大化，力圖用有限的面積取得最大的效益，特別是對于高層建筑設計來說，應該力求平面規整，方便結構設計，節省造價。此外，平面設計在體現建筑特性，決定體形和體量方面發揮著關鍵性的作用。筆者在接觸到的一些高層住宅建筑平面設計中看到一些不合理的地方，在此基礎上提出部分問題來探討，以期提高我們的高層住宅設計水準。

一、 高層住宅建筑結構設計

相較于低層或多層住宅平面設計來說，高層住宅平面設計比較獨特。低層或高層的住宅平面受到結構的制約較少，其自由發揮和創作的空間較大。但對于高層來說，存在過多的制約條件，難度較大。若從建筑專業的本身考慮，疏散和消防的問題比較多，此外結構對其制約較大，若是不能合理地設計結構，就會增加不必要的投資，因此在高層的平面設計中不能照搬低層的平面設計理念。我們在過去借鑒香港的經驗，將平面設計成井形，如果每個突出端住一戶的話，一層可住最多8戶，這樣做的合理性在于：可在每個房間布置明窗，可以在不顯眼的凹天井內布置上下水管線，擁有緊湊的平面布局，住戶朝向不同而面積大小一致。此外這種設計的好處在于其穩定性好，結構合理，造價便宜，有利于投資，對廉租屋和廉價房或低收入家庭來說好處較大，但其缺點也是比較明顯的，那就是居室日照不均，導致個別住戶難以見到太陽，深圳和香港地區由于日照強度大，因此受到的影響較小，但越往北移這個問題就越突出，不能不加以重視。后來在內地為了解決這個問題，相應地采取了一定的演變和改進措施，不過卻走入了一個誤區，那就是把高層的平面設計當作低層來做，結構的伸長和加寬很隨意，仿佛可以不受任何制約，甚至不考慮結構的可能性。有時將要增添的房間隨意地設置咋尖角上，隨著房間數的增多就顯得零碎和不規整。有時僅僅為了使某個房間的尺度較為合適，而打亂縱橫墻，導致墻體很少在一條直線上對齊。

從結構設計的角度考慮，平面規則有利于節省造價，有利于結構設計和設柱布梁。若是一定要結構滿足某些奇形怪狀的建筑要求，那么結構設計就要冒一定的風險，或者采取一些加強措施，或者突破一點規范，無論如何都會使造價增加，當然這些要求在客觀上也會促進結構設計向前發展。不過建筑設計如果符合結構的基本要求，那么其結構肯定合理，因此才有人說一個好的建筑師，首先應該是一個好的結構師，許多成功的建筑都擁有合理的結構，可是當前我們所面臨的實際情況是，既要是結構師又要是建筑師肯定很難，不過懂一些基本的結構常識對于建筑師來說還是很有必要的。就目前來看，只有在工作中不斷學習，多看結構專業的圖紙，多聽結構設計師的意見，虛心學習，才能逐漸積累，厚積薄發，就能逐步完善起來。

二、 高層住宅建筑的風向調節

在設計時要充分利用自然風，并組織好風的流向，除了應該對大環境的對流風和穿堂風加以注意外，還應該注意一些細節。除了采光和交通功能外，一個房間的門窗布局應該充分考慮風的流域和流向，力求避免短路現象。當窗和門各自設在對面或者是房間對角線上時就能獲得室內最好的通風效果，通風效果與這兩者間的距離大小成負相關，若是兩者相互緊挨著就形成短路，房間內其他場所成為了沒有風吹過的死角，通風效果最差，由此可見，我們應該極力避免門窗緊靠現象。

此外陽臺的窗和門的開啟方向應該與夏季的主導方向形成相迎的關系，若是門窗扇開向迎風面就能起到導風板的作用，通過將風導向室內從而改善室內的通風環境。然而在設計時玩玩只考慮大的方面而忽略了這些細節，例如為了省事將洞口大小一樣的門窗在形式上也做成完全一樣，沒有考慮到要在門窗扇的開啟方向上進行微調，把風導向室內。有時會遇到這種情況，站在門窗邊明明能感覺到風從旁邊吹過，但就是不能吹進室內，其根本原因在于門窗扇的開啟方向有問題，前者和后者的區別在于一個是擋風向，一個是迎風向，如果在設計時考慮到這個小問題，就會使住戶受益匪淺。由此可見，當開啟的平開窗是單扇時，應對其開向迎風面加以注意。總之，無論墻面朝向如何，其門窗的開啟扇要開向迎風面，才能充分利用自然風，使室內的空氣環境得到改善。

三、 高層住宅建筑的門窗設計

近年來高層建筑的玻璃和窗扇墜落砸傷人和車的事故時有發生，究其原因主要是由于安裝、施工等質量問題或者維護力度不夠造成的。因此，我們無論是在門窗的監理、施工和設計等各個方面都要進行嚴格把關，應該把安全放在首位，絕不能杜絕麻痹疏忽。

外窗為了使用上的方便，一般是平開窗向外開，其窗扇并不占用室內空間，室內人員活動也不受到阻礙，在凸窗中作一扇內開窗在實際應用中并無多大妨礙。一些老民宅在過去為了防御的堅固，也經常外內開外門窗。現在外窗一般都向外開，這是為了使用上的方便。最近遇到的一個工程項目，為了保證安全而把高層的外窗都設計成內開的平開窗，據了解這是當地的規定。此外對于推拉窗來說，在具有不占用室內外空間的優點之外也具有較大的安全事故隱患，其有效通風面積也較少，尤其是對于高層建筑來說更是如此。由此可見，我們在設計推拉窗時應該慎重，努力做好安全措施。

四、 高層住宅建筑的采光

采光效果的好壞主要取決于光線能否直射，當光線拐彎時采光效果就要大打折扣，這主要是由光的粒子性原理決定的。在過去，為了有效遮擋光線很多洗照片的暗房都會設計兩到三道拐彎的擋墻，以期防止在沖洗照片和底片的時候被曝光，因此我們在考慮房間的采光效果時應該保證窗戶的正前方應該面對藍天，而不能被任何墻板所遮擋。如果在凹天井或者狹縫中，面向對面墻開窗時采光效果最差。

有的設計在凹天井的兩側設置次要的房間，其采光效果很差而且越靠里越差，即使是廁所也不盡如人意，而面對藍天開窗的最里面的房間其光線就好很多，不過不是很均勻，而且距離窗位越遠的地方就越暗，這主要和光線的直射和漫射原理有關，因此，各個地方都對凹天井的寬深尺度作了嚴格而明確的規定。

此外，有些設計將個別房間的窗戶設計成既不能直接開向他人的外墻面，又不能開向藍天，而是要采取拐彎的方式通過自家房間采光，其采光效果非常差，導致房間幾乎成為了暗室，這種情況下開了窗戶和沒開是沒有區別的，在圖面上不能看出這類問題的不良效果，因此是最容易被忽略的一種，只有實地體驗，親身經歷，才能深刻感受到。

五、 結論

近30年來我們的高層住在建筑設計已經取得了輝煌的成績，但筆者通過親身體驗和具體接觸卻發現，在某些地方還是存在一些不能令人滿意的問題，為了提高我們的住宅設計水平，促進高層住宅建筑事業的發展，而提出了一些典型問題供大家一起探討，以期能起到拋磚引玉的效果。

參考文獻

[1] 何輝. 高層住宅建筑立面形象設計淺析[J]. 山西建筑, 2010,(05) .

[2] 范澤斌. 試論高層住宅建筑設計的新特點[J]. 科技信息, 2010,(11) .

[3] 王煒,徐建品. 淺析高層住宅空間的人性化設計[J]. 作家, 2010,(08) .

[4] 安明明. 電腦印前工藝與平面設計教學的關系和作用[J]. 英才高職論壇, 2009,(03) .

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前言

在高層建筑蓬勃發展的形式下，高層標準層的重要性越來越引起廣泛重視，針對高層建筑標準層的研究也正在悄然興起，對高層建筑標準層設計的要求也更加貼近時展步伐，對其進行的探討是很有實際意義的。

1 高層建筑平面分類

1.1 高層住宅的上部住戶，日常出入完全要依賴電梯，根據電梯的位置、消防樓梯的位置和形式，以及水平交通走廊的有無和形式，住宅被分為單元式、獨立式、走廊式和組合式。對于一般的家庭型住宅，不論采用何種形式都可以滿足要求 ； 超高層住宅由于在結構上追求合理性和確保容積率的必要性，所以尋求簡潔緊湊的平面。在交通方面，中央核心筒式、面對中庭的廊式比較多。

1.2 根據平面的形狀，不同的住宅平面布局可以歸結于以下的基本形式：板式住宅 -- 同進深相比開間較長的住宅、點式住宅 -- 同平面規模相比高度較高的住宅。

1.3 根據住戶形式，不同的住宅平面布局可以歸結于以下的基本形式：面層住宅，是指所有的住宅功能位于同一平面層上；雙平面層或多平面層住宅，是指所有的住宅功能位于不同平面層上。

2 高層住宅平面布局與功能設計

2.1 臥室區域設計

2.1.1 設計基本原則。臥室區域主要包括家庭成員的臥室及附屬的浴廁區域，需要考慮的一是房間的安靜，二是好的朝向，三是浴廁的管道設備單元。若希望保持臥室的好朝向，我們所以必須要有取舍。將輔助房間放到北面，包括書房，必要的時候也需要犧牲一間臥室的南朝向換取起居室的日照。臥室與浴廁區域連接的緊密程度，主要取決于家庭單位的大小和平面條件。

2.1.2 設計手法。兩間以上的臥室相互連接，形成較為獨立的區域，通常位于起居區的后部，遠離入口，這是住宅平面設計中常用的手段，有利于動靜分離，并自然形成白天與夜間活動的分隔。臥室可以一字排開、房門直接開向公共區域，也可以相對設置、房門通過共用前區聯系公共區域，或是所有房門開向一條內走道，以此聯系私密區與公共區。由于不同家庭成員的臥室總是采取就近原則布置，反而提供了另一種靈活性，即與入口區域相聯的獨立臥室猶如一套附加的單元，與其他臥室隔著起居區域相對而立。這個臥室可以被用作兒童房、客房、工作室等，無論喧嘩或是夜間使用，都不會對主臥室造成太大影響。這間臥室還可以結合入口的洗手區及衛生間布置，有三間臥室以上的住宅平面尤其適合臥室區域的再分隔。

2.2 起居區域設計

開放的起居區域主要包括起居室、餐廳、進廳、工作或娛樂區域，空間如陽臺等。起居區域的組織方式主要考慮的是房間的進深、朝向以及使用功能便利等。貫穿式起居的好處在于不僅使起居區域有均勻的日照，而且便利了組團轉角處平面的布局。一般情況下，人們并不愿意展示未經整理的廚房，開放式的廚房僅在沒有工作壓力的情況下才受人歡迎 : 同時由于中餐的烹飪方式帶來大量的油煙，直接對外的開窗以及與其他功能區域的分隔門受到使用者的歡迎，這種平面多用于面積較大的戶型。就餐區域功能退化，縮小至廚房的一個區域，而起居室則擁有了更為完整和開闊的視覺空間。此種布局多用于 2 人家庭住宅中，居住者有職業無小孩，做飯只是出于興趣愛好偶爾為之，對起居區需求更大；還有一種情況是高層住宅結構造成了廚房面積過大，結合就餐區可以達到更高的面積利用率。這種組合形式在滿足中式廚房對油煙隔離的要求的同時，廚房后部的就餐區設置在平面中自然采光最弱的區域，借助客廳及廚房兩個方向的間接采光達到照明目的。在高層住宅中，有限的外墻勢必造成內部采光的匾乏，此種平面以其采光及封閉廚房特有的優勢得到了最廣泛的應用。

2.3 交通區域設計

2.3.1 戶內交通。一是內走道式，內走道式—交通空間脫離房間獨立存在的平面形式，早期的內走道為所有房間的連系通道，起居室、餐廳均為獨立封閉房間。現在起居區域開放，使得內走道更多的應用于臥室區，因此此種布局主要適用于雙朝向開間多的板式高層。二是包廂式，包廂式—公共性的生活區域同時也是內部交通的結合區域，由此通達各個獨立的房間的平面形式。三是入口分流式，入口分流式—通過入口區將主要居室分離，一部分朝南，一部分朝北，所有用水房間都集中在居住性能最差的中央區段，從而使各居室都有與戶外的接觸面。

2.3.2 戶間交通。在高層住宅中，可使用的戶間交通聯系方式有單元式、獨立點式、廊式、組合式等。我們需要以基礎調查的資料為依據，明晰居住者的生活意象，并根據高層住宅的高度、結構性能、經濟性等條件來選擇不同的交通組織方式。由于高層住宅的垂直交通以電梯為主、樓梯為輔，在建筑高度為 24m 的范圍內，消防云梯可以起到第二條逃生通道的作用；超過 24m并且低于 32m 的時候，可利用安全樓梯間進行疏散；超過這個建筑高度則必須安裝第二座電梯。在小高層住宅中，單元式住宅形式較為普遍，住宅平面的設計很大程度上繼續沿用多層住宅的設計手法；12 層以上的住宅則更多的選用獨立點式或廊式等連接方式；超高層住宅為了追求結構合理性和確保容積率，以獨立點式及面向中庭的廊式較多。

3 高層住宅平面布局與戶型設計

3.1 一室戶戶型，一室戶通常是指 65m2以下，具有一間臥室的戶型。由于高層住宅電梯井及設備間分攤面積較大，一室戶的建筑面積相對多層住宅而言略高，可以達到 70m2。由于一室戶住宅僅供單身漢或年輕夫妻居住，起居室與臥室的私密性在程度上相當，所以不需要象其他戶型一樣加以分隔。各區域緊密結合成一個寬敞的空間整體，可以大大改善小住宅的空間質量。一室戶平面設計的基本原則是食寢分離。通常情況下，起居與就餐結合成起居就餐區，而當面積低于 40m2時，多采取將起居與睡臥結合、餐桌并入廚房、廚房簡化為開放式烹調臺等方式，達到面積的緊縮化。

3.2 二室戶戶型，二室戶通常是 70-90m2的，具有兩間臥室的戶型。二室戶較一室戶而言，是面積緊縮型家庭住宅的代表，它提供了更為靈活的居住形式，滿足了2-4人居住的可能性.由于居住人數的增多，各自需要獨立的私密空間，分戶門成為必須。衛生間視需求可與廚房分離，服務于臥室區域。在面積較為寬裕的情況下，餐廳從起居室中脫離出來，靠近廚房，形成餐廚區域。兩室套由于面積緊湊，多用于塔式高層住宅中，僅有個別高標準住宅使用單元式交通聯系。

3.3 三室戶戶型，三室戶通常是指 90-160m2、具有三間臥室的戶型。三室戶是當今國內家庭住宅的主流戶型，滿足了最廣泛的 3 口之家居住需求。在功能方面，除主臥、次臥外增加了書房（ 客房 ），根據需要還可增設主衛，餐廳的地位有所上升，一般與客廳有明確的空間分隔，臥室數量增多，可進行臥室區域再劃分等。

3.4 四室戶及以上戶型，本文主要介紹 160m2以上的，具有四間臥室以上的超大戶型。若是所有房間置于同一平面層，過大的單元面積勢必影響到標準層的布置，將二者合并考慮是比較理想的解決辦法，如果所有房間分布在不同平面層，則可大大縮減單元占地面積以及室內流線，較中小戶型而言有無可比擬的優勢。

4 結語

隨著當今社會科學技術和文化經濟的不斷飛速發展，高層建筑已經成為了一種非常常見的建筑結構形式，對于高層建筑標準層的設計要求也更高了。以上主要就高層建筑的平面設計問題，作出了深入的分析。

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前言

高層建筑結構設計中,平面布置規則性是必須仔細考慮的因素,由于不規則平面布置結構使其平面質量中心同剛度中心不重合,使結構繞剛心發生扭轉,導致同層構件同一方向上產生不同位移,嚴重時導致結構整體破壞,所以在結構設計中,必須對結構平面布置不規則扭轉問題提起足夠重視。

一、關于平面不規則結構的定義

1、若干規范關于平面不規則結構的定義

關于結構規則與否的定義及規定,不同國家的標準出發點是不相同的。歐洲規范比較定量地規定了規則結構的指標,如表1所示[3]。美國規范和澳大利亞規范卻從相反的角度定義了結構的規則性,即不規則結構的量化指標,如表2所示。

類型 定義

平面

規則

準則 建筑結構在平面內沿兩正交方向上側向剛度和質量分布接近對稱

平面輪廓簡潔緊湊,即無諸如H,L,X等形狀,總的凹角或單一方向凹

入尺寸不超過對應方向建筑總外部平面尺寸的25%

樓板平面內剛度同豎向結構的側向剛度相比足夠大,以致于樓板變形

對豎向結構構件間力的分配影響很小

在采用基底剪力法給出地震力的情況下,加上偶然偏心,任一樓層沿

地震作用方向的位移不超過平均樓層位移的20%

表1規則結構的準則

2、不對稱與不規則之間的關系

如前所述,關于不規則結構的定義,目前為止尚無明確嚴格的定義。但不對稱結構較為嚴格意義上的定義為,結構自由振動的某一振型同時出現平動與扭轉振型,即平動與扭轉振型耦聯,對應的平動振型方向因子及扭轉振型方向因子均不為零時,即為不對稱結構。從結構分析和設計的要求出發,以對稱與不對稱結構分類,實際的工程意義似乎不大,因為客觀上存在的大量不對稱但經過結構布置調整的建筑,其振動特性仍與對稱結構類似,可以歸入規則結構,而其余的則歸入不規則結構。我國規范規定了平面不規則的三種類型,凡符合至少其中任意一條的結構均為不規則結構的范疇。需要指出的是,扭轉不規則的定義是在剛性樓蓋假定的前提條件下得出的。換句話說,即便是不對稱結構, 但由于其不對稱性較弱,算得的扭轉位移比小于規定值1.2時,仍可歸為規則結構。由此可見,不對稱結構規則與否,不僅與其形狀的對稱性強弱有關,而且與其質量分布和剛度分布密切相關。也就是說,結構的對稱性是一個綜合的概念,包含平面形狀的對稱,質量、剛度的對稱等,這些因素決定了結構的規則性問題。而這正好與前述若干規范關于不規則結構的定義實質是一致的。更為嚴格或更為科學的說法應該采用規則與不規則的說法,而不是對稱、不對稱的概念。

非規則類

型和定義 美國規范 澳大利亞規范

扭轉非規

則性―――當

橫隔板為

非柔性時 當垂直于某軸線結構物一端的最

大層偏移大于結構物二端層偏移

平均的1.2倍時,則應考慮扭轉的

非規則性。在計算端最大層偏移

時,要考慮偶然扭矩的影響 當結構的重心與剛心之間

的距離大于沿地震力作用

方向結構尺寸的10%時

則應考慮扭轉的非規則性

凹角 結構物的平面外形及其抗倒向力

體系具有凹角,且凹角兩邊的突出

部分均大于該方向結構物平面尺

寸的15% 同上

橫隔板

不連續 橫隔板突然不連續或剛度變化,包

括挖去的或開口的面積大于橫隔

板毛面積50%或某樓層到相鄰層

的橫隔板有效剛度的變化大于50% 同上

平面

外分支 側向力路線不連續,例如,垂直單

元的平面外分支 同上

不平

行的體系 垂直抗側力單元與抗側力體系的

主正交軸不平行也不對稱 同上

表2結構的平面非規則性

二、關于扭轉效應產生的原因分析

1、外來干擾。地震波通過地面時的運動是極其復雜的,各點的周期和相位是不同的。由于地面質點間運動的差別,可使地面的每一部分不僅產生平動分量,而且也產生轉動分量,這種轉動分量迫使結構產生扭轉振動和扭轉效應,而不論結構對稱與否。

2、建筑結構自身的特性。在一般的結構抗震分析中,通常是將建筑結構簡化成平面模型,分別在其兩個主軸方向進行計算嚴格來說,這樣的分析方法只適用于質量中心和剛度中心相重合且在一條直線上的四平八穩、莊重對稱的建筑結構。而對體型多樣化、質量中心和剛度中心不重合的不規則結構顯然是不適用的。這主要是因為地震時作用在質量中心的慣性力將對剛度中心產生扭轉力矩,迫使結構產生扭轉耦聯的空間振動。

三、關于扭轉效應的控制

1、有關扭轉不規則的相關討論

為了控制結構的扭轉效應,我國《建筑抗震設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》均規定了結構的位移比限值后者同時還給出了周期比的控制指標。文獻[4]指出了規范判別結構扭轉不規則的位移比計算方法―――完全平方和的不盡合理之處,相應給出了三種補充計算方法,并通過實例驗證了補充方法的可靠性和有效性。文獻[5]詳細分析了耦聯反應及相對偏心距、平動周期與扭振周期的比值對扭轉效應的影響,但它采用的是一階振型,沒有考慮高階振型的影響。文獻[6]指出:國內外有關抗震規范均未提到結構各樓層在地震作用下產生的樓層(構件)扭轉角度對豎向構件造成扭轉所帶來的不利影響,也沒有提出層間扭轉角的限值及如何控制的措施。文中給出了扭轉位移比與層間扭轉角的關系、樓層扭轉角的計算方法、豎向構件的扭矩計算方法以及抗扭計算。文獻[7]指出了《規范》及《規程》中關于扭轉不規則判別界限存在的問題,提出用樓層轉角來反映框架結構及框剪、剪力墻結構的扭轉不規則實際狀況,并給出了各自作為判別扭轉不規則界限的樓層轉角值。需要指出的是,文中給出樓層轉角界限值時沒有考慮樓層層高的變化及剪力墻厚度的變化所帶來的影響。

2、扭轉效應的控制方法及措施

篇（6）

中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著高層建筑物的增多，關于高層建筑消防安全的話題，開始成為社會關注的話題。下面將高層建筑總平面消防設計的兩個要點，即防火間距和消防通道布局進行探討。

關于防火間距的設計

強調防火間距的設計，主要是為確保一座建筑物著火后，不會蔓延到相鄰的建筑物。要根據相關的標準，對建筑物的防火間距進行合理布局和設置，防止火災蔓延的同時，確保土地得到合理利用，更為人員疏散、消防人員的救援和滅火提供有利條件，并且能夠減少火災建筑對鄰近建筑強輻射熱和煙氣的影響。

1．充分考慮影響防火間距的因素

影響防火間距的因素眾多，如熱輻射、熱對流、風向、風速、相鄰建筑物的高度、室內消防設施情況、撲救情況等。

(1)熱輻射。從眾多火災案例中，我們可以發現影響防火間距的主要因素就是輻射熱，在火焰溫度達到最高數值的情況下，輻射強度和危險程度成正比。以磚混結構的建筑物起火為例，在起火窗口會向外輻射熱量，其熱量大約是火災總發熱量的1．8％左右。因此，控制熱輻射才能減少火災的危險程度。

(2)熱對流。在沒有風的情況下，熱氣流的溫度在離開窗口以后，將會大大的減弱，所以熱對流對相鄰建筑物的影響不是很大，一般不會構成太大的威脅。

(3)建筑物外墻門窗洞口的面積。事實證明，如果建筑物夕嘴開口面積較大時，那么如果發生火災，在同等條件下，由于通風好、燃燒快、火焰溫度高，熱輻射將會大大得到增強，直接導致相鄰建筑物接受的熱輻射大大提升，這就使得相鄰建筑物起火的可能性大大提高。

(4)建筑物的可燃物種類和數量。不同的可燃物種類，其燃燒火焰的溫度也不同。比如汽油、苯、丙酮等易燃液體，其燃燒速度和發熱量都遠比木材快，比木材強。

(5)風速。風速對火災的影響很大，其能夠讓火災在短時間內快速蔓延。如果是露天火災，那么風能夠讓燃燒的炭粒和碎片等在瞬間飛到數十米遠的地方，這就對火災的撲救帶來一定的難度，也對相鄰建筑物的威脅大大增強。

(6)相鄰建筑物的高度。在正常情況下，著火時較高的建筑物，對較低的建筑物威脅較小，反之，則較大。尤其是在火焰穿出房頂、屋頂承重構件毀壞塌落的情況下，威脅更大。

(7)建筑物內消防設施水平。在高層消防設計中，將火災控制在初期極為重要。因此，如果能夠在建筑物內設有較為先進的火災自動報警裝置，包括其他完善的消防設施，能夠對火災的擴大做出有效的抑制，可以將火災撲滅在初期階段。

2、考慮防火間距不足時的應變措施

在高層建筑總平面設計的過程中，需要根據相關的消防安全準則，對防火間距進行認真研究，確保其能夠達到國家規范規定的要求。如果因為工程原因，無法做到這一點，那么就需要采取相關的應對措施：

(1)改變建筑物內的生產或使用性質，盡可能減少建筑物的火災危險性；根據相關標準，適當的改變房屋部分的耐火性能，以便能夠提高建筑物的耐火等級。

(2)適當調整生產廠房的部分工藝流程和庫房儲存物品的數量；盡可能的改變部分構件的耐火性能和燃燒性能。

(3)根據建筑設計和消防安全準則，把普通的建筑物外墻，調整為有防火能力的墻，比如在門窗的設計上，可以采取防火門窗的設計。

(4)在不影響建筑結構和建筑安全的情況下，可以適當拆除部分占地面積小、耐火等級低、使用價值低的、影響新建建筑物安全的相鄰建筑。

(5)設置獨立的室外防火墻等。

二、消防車道的設計

消防車道的設計，對消防安全意義重大。當火災發生后，消防車需要迅速抵達現場并進行撲救。而高層建筑的平面布置、空間造型和使用功能往往復雜多樣，防礙消防車的進入，進而給消防撲救帶來不便。

因此，在整個高層建筑的總平面消防設計中，為了能夠確保消防車輛能夠迅速、有效的靠近高層建筑，展開有效的撲救行動，高層建筑周圍，應設環形消防車道，環形消防車道至少兩個地方與其它車道相連。當設環形車道有困難時，可沿高層建筑的兩個長邊設置消防車道，當建筑的沿街長度超過150米或總長度超過220米時，應在適中位置設置穿越建筑的消防車道。消防車道可利用交通道路； 消防車道應盡量避免與鐵路平交，如必須平交時，設備用車道，間距不宜小于一列火車長； 消防車道下的管溝和暗溝應能承受大型消防車壓力；消防車道距建筑物外墻宜大于5m，防止建筑物構件火災時塌落影響消防車作業；消防車道與高層建筑之間，不應設置妨礙登高消防車操作的樹木、架空管線等。

1．考慮消防通道的設計

對消防通道的設計，需要具體問題具體分析，如果是面積大、使用功能多、建筑長度大的高層建筑，比如、L形、U形等建筑形態，如果其沿街長度超過150m或總長度超過220m時，那么就必須要在適當的位置，設置穿過高層建筑，能夠順利進入后院的消防車道。消防車道的寬度不應小于3.5m（4m），道路上空遇有管架、棧橋等障礙物時，凈高不小于4m；同時，為了日常使用方便和消防人員快速便捷地進入建筑內院救火，還需要從設計上重點考慮，設置設連通街道和內院的人行通道，當然通道之間的距離絕不能超過80m。

2．考慮消防水源地的消防車道

一般而言，在發生火災后，高層建筑高位消防水箱的水只夠供水10min，而消防車內的水，也無法維持很長的時間。而在高層建筑中，一旦發生火災，就需要較長時間的給水，因此必須考慮這樣的一個問題，即一旦火災進入旺盛，如何保證持續供水？那么就需要盡可能的在高層建筑附近的消防水池或天然水源(如，江、、湖、水渠等)設消防車道。

3．盡頭式回車場目前，高層建筑無處不在，這就需要引進一些大型消防車，必須在消防總平設計上進行充分考慮，如考慮大型消防車救火的區域，也就是要從實際情況出發，設計消車道路，同時還需要注意設置盡頭式消防車回車場。正常而言，回車場的面積應不小于15m×15m；對于大型消防車，回車場不宜小于18mX 18m。

4．消防車工作空間

云梯車等登高車輛，滅火時要靠近建筑物。城市規劃及建筑設計時，應考慮云梯車作業用的空間，使云梯車能夠接近建筑主體。為此，高層建筑的主體周圍，最少要求有一長邊或周邊長度的1／4且不小于一個長邊長度，不應布置高度大于5m，進深大于4m的裙房建筑，建筑物的正面廣場不應設成坡地；也不應設架空電線等；建筑物的底層不應設長的突出物。如下圖1所示：

為了便于云梯車的使用，高層建筑與其鄰近建筑物之間應保持一定距離。消防車道與高層建筑的間距不小于5m，消防車與建筑物之間的寬度。如下圖2所示，其中B值可根消防車參數確定。

三、結語

總之，隨著高層建筑的不斷增加，以及消防安全隱憂的出現，就需要高層建筑設計人員，能夠在確保建筑質量的同時，盡可能的完善消防設計，確保建筑的消防結構、消防設施到達到相關的消防安全標準，確保人們生命財產的安全。

參考文獻：

篇（7）

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

1 工程概況

某建筑工程，建筑面積11457.2m2，地下1層，地上21層，建筑總高度66.24m，地下層1～地上層3為商業廣場，層高3.6m，層4～21為住宅，層高3.0m。地下層1至地上層2近似為矩形平面，外輪廓尺寸約為25.8m×24.1m，層4以上樓層平面局部收進成“凸”形平面。

工程采用框架-剪力墻結構，存在平面不規則、扭轉不規則、樓板不連續、豎向體型收進等抗震不利因素，為不規則高層建筑，須進行抗震設防專項審查。合理布置剪力墻以減弱結構的不規則程度，緩解豎向剛度突變部位和平面薄弱環節在地震作用下應力和變形的集中程度，對薄弱部分進行中震不屈服分析并采取適當的抗震構造措施，提高結構在強烈地震作用下的抗震性能。

2 結構和構件設計

2.1 結構形式

工程設計利用樓、電梯間設置核心筒，在框架柱內嵌入剪力墻形成框架-剪力墻結構，該結構形式在較好地滿足下部商場和上部住宅建筑功能的同時，保證了結構豎向抗側力構件的連續，具有良好的抗側剛度和抗扭性能。

2.2 結構平、立面布置

核心筒剪力墻布置時，縱、橫向剪力墻力求均勻對稱并互為翼墻，并保證筒體角部墻肢的完整性，提高核心筒的抗震性能。通過優化調整建筑物周邊剪力墻墻肢長度和厚度，實現結構質量中心和剛度中心的接近或重合，減小結構的扭轉效應。

2.3 地下室設計

地下室頂板作為上部結構的嵌固部位，板厚為180mm，樓面鋼筋雙層雙向配置，配筋率為0.25%。地下層1柱的配筋按《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)(簡稱抗規)第6.1.14的規定加強。

2.4 上部結構主要構件設計

(1)剪力墻的設計

核心筒周邊和結構剪力墻厚度從下往上分別為350，300，250，200mm，對應的剪力墻端柱及框架柱的截面尺寸分別為700，600，500mm，混凝土強度等級分別為C40，C35，C30。

(2)框架梁、暗梁和次梁的設計

嵌入框架柱之間的剪力墻在樓面位置設暗梁，暗梁寬度為墻寬，高度取墻寬的兩倍且不小于600mm，該暗梁參與結構整體計算并按框架梁計算配筋。核心筒區域剪力墻設邊框暗梁，寬度為墻寬，高度為墻寬的兩倍，該暗梁按抗震構造配筋。

(3)樓板設計

豎向體型突變部位及上下1層的樓板厚度分別為150，130mm，雙層雙向配筋，配筋率取計算值且不小于0.25%。

3 結構計算參數

該工程設計使用年限50年，抗震設防烈度為8度、第三組，設計基本地震加速度值0．2g，抗震設防類別為丙類，建筑場地類別為Ⅱ類，特征周期為0.45s，多遇地震影響系數最大值0.16，罕遇地震影響系數最大值0.9，抗震等級為一級。50年重現期基本風壓0.30kN/m2，地面粗糙度B類。樓面恒荷載按實際計算:活荷載臥室、起居室樓面2.0kN/m2，樓梯間及前室3.5kN/m2，電梯機房7.0kN/m2，衛生間2.0kN/m2，廚房2.0kN/m2，陽臺2.5kN/m2，上人屋面2.0kN/m2，不上人屋面0.5kN/m2。

4 結構的不規則情況和設計措施

4.1 樓板不連續

為提高樓板削弱區域抗震性能，豎向體型突變部位的樓板在該區域的厚度取180mm，其他樓層的板厚在該區域分別增加30mm，該薄弱區域樓板鋼筋采用雙層雙向通長設置，配筋率不小于0.30%。樓板邊緣設扁梁，扁梁上部縱筋直錨入樓板內，錨固長度按照抗震要求確定。

4.2 凸凹不規則

本工程層4～21平面凸出長度為11.3m，大于平面突出方向結構總長度(22m)的51.4%，按照高規判別為凸凹不規則。結構設計時對平面尺寸突變位置的樓板厚度和配筋進行加強。

4.3 豎向體型收進

(1)豎向體型收進的判別

因建筑使用功能變化，本工程層4以上結構平面部分收進，體型收進位置的高度為11.1m，為建筑總高度的17%，接近高規第3.5.5條20%的限值。收進后的平面寬度為12.7m，為下部樓層對應寬度的49.6%。按照高規第3.5.5條收進后的平面尺寸不宜小于下部樓層平面尺寸75%的規定，本工程為結構豎向不規則。

(2)豎向體型收進建筑的抗震加強措施

結構薄弱層在多遇地震作用下的剪力設計值乘以1.25的增大系數。該樓層剪力墻的墻肢名義剪應力的控制和剪力墻水平抗剪鋼筋的配置采用中震不屈服分析的計算剪力。在結構設計時上部收進樓層和相鄰下部樓層對應位置剪力墻和框架柱的截面尺寸不變，混凝土強度等級不變，以減小兩個樓層的抗側移剛度和承載力的差異。在結構設計時豎向體型收進樓層及地上層4設置約束邊緣構件，提高墻肢的抗震性能。對豎向體型突變部位及其上、下一層樓板的厚度和配筋采取加強措施。

4.4 扭轉不規則

(1)扭轉不規則的判別

在雙向地震作用和考慮偶然偏心的地震作用下，本工程最大彈性層間位移和樓層的平均層間位移之比的最大值為1.32(X向)，1.16(Y向)，最大位移與層平均位移的比值為1.31(X向)，1.14(Y向)。按照抗規第3.4.5條判定為扭轉不規則。

(2)扭轉不規則的控制

為了減小結構的扭轉效應，剪力墻的布置力求均勻對稱，努力實現結構質量中心和剛度中心的接近或重合。并加強結構周邊剪力墻的抗側剛度，適當削弱核心筒的剛度，提高結構的抗扭性能。

本工程結構整體計算模型經過反復優化，結構質量中心和剛度中心的距離為0.01～0.07m(X向)、0.05～0.37m(Y向)，分別為對應方向建筑物邊長的0.27%，1.50%。

本工程Tt/T1=0.7739，遠小于規范0.9的限值要求，較好地控制了結構的扭轉效應。

工程設計中嚴格控制樓層豎向構件最大的水平位移與該樓層水平位移平均值的比值，避免出現該比值大于1.4的情況。

4.5 轉角窗

本工程層4～21在軸?和軸?的兩個端頭各有一個轉角窗。轉角窗的設置削弱了結構的抗扭性能，成為抗震薄弱環節，在強烈地震作用下易導致地震應力和變形的集中，造成結構的局部破壞。為提高結構的抗震性能，在轉角窗的洞口兩側設置剪力墻并設端柱，端柱全高箍筋加密；轉角處樓板局部加厚，并加強樓板鋼筋的配置；洞口邊緣的端柱之間設置暗梁貫穿樓板，并提高轉角梁的抗扭承載力和抗彎承載力。

5 地震作用補充計算

5.1 中震不屈服分析

(1)計算參數的設置

為了合理布置剪力墻，保證結構體系具有良好的塑性耗能能力，避免主要受力構件出現脆性破壞，設計對剪力墻主要墻肢和連梁進行中震不屈服分析，地震影響系數最大值取0.45。

(2)中震不屈服分析結果

經過反復優化，本工程在中震作用下剪力墻和連梁名義剪應力沒有出現超限情況，剪力墻施工縫抗滑移驗算超限情況也比較少。但框架梁混凝土受壓區相對高度超限和縱向鋼筋配筋率超限的情況較多，剪力墻邊緣構件縱向鋼筋配筋率超限的情況也比較普遍。

5.2 彈性動力時程分析

為保證結構安全，設計采用彈性動力時程分析法進行多遇地震作用下的補充計算分析。彈性動力時程分析采用SATWE程序內置的特征周期Tg=0.45s對應的3組人工波和4組實測地震波進行結構分析，地震加速度時程曲線的最大值為70cm/s2，地震波按照雙向輸入，加速度最大值按主次方向1∶0.85的比例取值。

6 結語

對于現代城市日益涌現的造型新穎別具一格的平面不規則建筑，結構設計人員應細心分析各種情況，找出結構的重點和薄弱點，因勢利導克服不利因素，使整個結構在平面和豎向合理地布置結構剛度避免和減少結構可能出現的薄弱部位。實踐證明，本工程的設計措施是有效的，不僅提高了關鍵構件的塑性耗能能力，還較大地改善了整個結構的抗震性能，有效地保障了結構的安全。

篇（8）

中圖分類號:TU972.3

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2010)05-0161-02

1　引言

結構設計規范明確要求,建筑及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱,并應有良好的整體性,建筑的立面和豎向剖面宜規則,結構的側向剛度宜均勻變化,不應采用嚴重不規則的結構方案,但隨著我國經濟實力和科學技術水平的提高,人們的思想觀念不斷更新,嚴格意義的規則建筑已經很難見到,取而代之的是大批新穎別致、標新立異、彰顯個性的建筑物。各地大量涌現的現代建筑物幾乎都是不規則或是嚴重不規則的,如希爾頓飯店、深圳發展中心、中央電視臺等,都是不規則建筑的典型代表,它們的出現既給城市建筑帶來了嶄新的面貌,同時又給結構設計人員提出了嚴峻的挑戰。如何遵循規范精神,對不規則建筑結構進行結構設計與計算分析,成為工程設計中必須解決的重要課題。

2　高層建筑結構平面不規則的主要形式特征分析

從現實的角度,綜合高層建筑各種不規則的結構形式,主要表現在以下幾個方面:

1)扭轉不規則,考慮偶然偏心的情況下位移比大于1.2;

2)凸凹不規則。①平面狹長,在抗震設防烈度為6、7度時,平面長寬比大于6.0(8度抗震時大于5.0);②凹進尺寸太多,平面凹進一側的尺寸大于相應投影方向總尺寸的0.35(8度時大干0.3);③凸出過細,凸出部分的長寬比大于2.0(8度時大于1.5);

3)樓板局部不連續,①樓板凱洞凹入后,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%;②開洞面積大于該層樓面面積的30%:③采用細腰形平面;④有較大的樓層錯層(樓板錯層小于梁高不算錯層);⑤角部重疊,重疊面積小于較小一側的25%;

4)側向剛度不規則,①樓層側向剛度小于相鄰上部樓層的70%或其上相鄰三層平均值的80%:②結構頂部取消部分墻、柱形成空曠房間:

5)豎向尺寸突變,①高層結構上部樓層收進部位到室外地面高度大于房屋高度的20%,上部樓層收進的水平尺寸大于相鄰下一層的25%:②高層結構上部樓層外挑,下部樓層的水平尺寸小于上部尺寸的90%,且水平外挑尺寸大于4m,

6)豎向抗側力構件不連續,豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(梁、桁架等)向下傳遞:

7)樓層承載力突變,A級高層建筑的層間受剪承載力比小于0.8,B級高層小于0.75;

8)結構的周期比過大,A級高層建筑不應大于0.9,B級高層建筑和復雜高層建筑不應大于0.85:

9)復雜高層結構,帶轉換層的結構、帶加強層的結構、錯層結構、連體結構、多塔樓結構等。

3　工程項目實例概況

湖南某高層建筑是一集商業、酒店及辦公樓為一體的綜合性大樓,建筑層數地下2層,地上24層,其中底部裙房四層,結構體系為框架剪力墻結構,總建筑面積約45000m2,建筑高度94.3m,地下兩層為車庫層高為4.8和5.3m,首層為酒店大堂及商鋪,層高8m,2至4層為酒店餐廳及輔助用房,層高4.8-6m,5至12層為灑店客房層高均為3.5m,12層以上為辦公樓,層高均為3.5m。

本工程為丙類建筑,使用年限為50年,抗震設防烈度為6度,剪力墻及框架梁柱抗震等級為二級,基礎設計等級為甲級,采用高強預應力管樁,工程結構整體計算采用中國建筑科學院開發的設計軟件SATWE進行計算。

4　結構平面不規則情況分析及調整處理措施

該大樓特點是豎向功能變化較多,筆者針對不規則平面的結構特征及高層建筑的特征,從概念設計和計算設計兩方面人手,綜合分析各相關因素,提出適合于不規則平面特征的結構選型及結構布置方法。調整后結構裙房及標準層平面見圖1。

4.1　建筑結構平面不規則情況分析

本工程平面體型為z字型,I/Bmax=0.56>0.35,屬于平面不規則結構,豎向有立面縮進,同時層高相差較大。初步計算結果表明:結構在地震及風荷載作用下的位移角能滿足規范要求,周期比為0.83

調整該樓的周期比和扭轉位移比是結構設計的重點工作,由于該樓平面凸凹不規則,兩個核心筒均處在兩邊,剛度極不均勻,質心與剛心偏差較大,在地震等外力作用下極易產生扭轉破壞。周期比的控制與位移比的控制一樣,周期比側重控制的時側向剛度與扭轉剛度之間的相對關系,目的是抗側力的平面布置更有效、更合理,使結構不至于出現過大的扭轉效應。

總之,控制周期比的目的就是使結構抗側力構件布置得更合理、更均勻,并不是使結構更剛,當平動第一周期與扭轉第一周期比較接近時,由于振動耦連的影響,結構的扭轉效應會明顯增大,但該樓的第二周期扭轉因子達到0.34,可認為扭轉剛度偏弱,同樣需要調整,不能僅僅認為平動第一周期/扭轉第一周期小于0.9就可以了,應同時考慮平動周期中的扭轉因子,不然在大震情況下,結構可能第一周期就是扭轉周期。

4.2　平面不規則情況調整處理措施

考慮到這個薄弱環節,對結構的豎向構件做如下的調整:

1)在結構的左上方和右下方各加一片較長的剪力墻,增強建筑周邊結構構件的抗扭承載力,同時也將結構的剛心大大的推向左邊;

2)在右下角的核心筒開洞,削弱該處的剛度,因為該處核心簡偏心較大,這也使剛度中心向左邊移:

3)取消左上部核心筒下面的一個小核心筒,削弱中部的剛度,同時將該核心筒的連梁做弱,使結構的剪力墻更均勻,對結構扭轉位移比及周期比均有較大的好處。

首層層高8m,造成受剪承載力小于上層的80%,要解決抗剪承載力不足,主要就要

加大抗剪截面。或提高混凝土強度,采取的措施就是在首層以下的各層將柱截面均加大100mm,墻加厚50mm,混凝土強度加大一級,采取措施后,‘受剪承載力比在90%以上,能滿足規范要求,本樓第四層初算為薄弱層,四層頂即裙房屋面,為此將裙房屋面梁截面加大,加厚屋面板,有效的避免了薄弱層。通過以上調整,該樓由5項不規則調整為2項不規則,即平面凸凹不規則,立面縮進不規則,避免了申報超限。調整前后結構裙房及標準層平面見圖1。

4.3　調整前后的周期參數

從表1的數據來看,因為取消一個小核心筒,剛度有所減弱,但結構調整的后剛度明顯比調整前均勻,抗扭剛度也得到加強。同時扭轉位移比也得到明顯改善,

(由于篇幅問題未全部列出)最大扭轉位移比均小于1.20,屬于規則結構,從一個平面明顯不規則的結構通過合理的調整剛度也可以使其成為結構上的規則結構。

4.4　彈性時程分析

對于平面不規則高層建筑,按高規規定,應采用彈性時程分析法進行多遇地襞下的補充計算,本工程采用2條天然波和一條人工波,彈性動力時程分析結構表明,在多遇地震作用下的層間位移、角位移、總剪力、總彎矩均滿足設計要求,見圖2,CQC法是安全的,設計達到了預期的效果。

4.5　采取的抗震措施

針對工程的實際,綜合分析各方面因素,采取的抗震技術措施主要有:

1)在建筑允許的情況下盡量加長加厚周邊剪力墻,尤其是離剛心最遠處,將剛心和質心偏心率調整到最小,減小扭轉周期,將結構調整成扭轉規則結構。

2)削弱核心筒連梁,采用弱連梁連接,使平動周期增大,增大平扭周期比。

3)控制墻柱軸壓比,提高柱的縱筋配筋率和箍筋配筋率(特別是角部),縱筋配筋率均加大一級,柱箍筋全樓加密,角柱加芯柱,來提高結構豎向構件在大震中抵抗的變形能力。

4)在凹角處增設45°斜向鋼筋,抵抗角區應力集中,加強薄弱處的板厚和配筋。

5)四層雖然可以不算規范上的薄弱層,但計算仍按薄弱層計算,其地震剪力應乘以1.15的增大系數,同時加強該層墻柱配筋,提高結構在大震中的抵抗變形的能力。

6)加強裙房上層,即五層的墻柱配筋,有效抵抗立面縮進后產生的鞭梢效應。

通過采取以上措施,使該平面不規則建筑在滿足各項功能的前提下,結構更安全科學和合理。

5　結語

綜上所述,對于現代城市日益涌現的造型新穎別具一格的不規則建筑,結構設計人員應細心分析各種情況,從概念設計人手。找出結構的重點和薄弱點,因勢利導克服不利因素,使整個結構在平面和豎向合理地布置結構剛度,避免和減少結構可能出現的薄弱部位,同時加強薄弱部位的構造措施,使建筑物從一個貌似不規則的建筑調整成一個結構上的規則建筑,只要結構工程師認真分析,抓住重點,強化構造,不規則結構的設計問題是可以解決的。

參考文獻:

[1]JGJ3-2002,高層建筑混凝土結構技術規程[S].

[2]鄧孝祥,張元坤,唐可,平面不規則高層結構的扭轉分析與抗扭設計[J].廣東土木與建筑,2006(1):3-6.

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1 引言

在高層建筑設計的過程中，抗震設計一直是一個非常重要的環節，其設計的水平直接影響到了建筑工程自身的安全性，當前隨著相關技術的發展，平面規則性超限技術在不斷的發展和應用，這種技術的應用使得高層建筑抗震的質量和水平得到了非常顯著的提升，所以對其進行全面的研究也有著十分積極的現實意義。

2 基于性能的結構抗震設計基本原理

基于性能的抗震設計在當前的建筑抗震設計當中發揮著十分重要的作用，同時其在很多國家都得到了非常廣泛的應用，它是一種相對比較先進的設計思想，這種設計方法是上個世紀末由美國的專家學者提出的，但是這個概念本身并不是一個創新，在20世紀70年代的時候，波蘭的學者就提出了和這種概念十分類似的觀點，在很多地區和國家發生了地震之后，當地建筑物的損傷現象并不是十分的嚴重，這樣也在很大程度上保證了人們的生命和財產安全，但是在經濟方面卻造成了非常嚴重的損失，所以為了可以更好的對這種現象予以控制，在實際的工作中，很多學者也逐漸的意識到建筑結構抗震性能設計的重要性和必要性，在研究的過程中所樹立的目標就是借助抗震設計使得整個建筑結構的安全性和穩定性都得到較好的保證，對建筑物自身的破壞程度也要進行有效的控制，將生命和財產損失控制在一個相對較為合理的水平，只有通過結構自身的抗震設計，才能更好的保證以上目標的順利實現。

目前，很多國內外的專家和學者對于基于性能的抗震設計工作的關注程度越來越高，在實際的工作中也對其進行了非常積極的研究，取得了非常好的成果，對于這種設計方法的研究不斷的加深，但是在對其定義進行描述的過程中，很多學者都有自己的看法，因此還沒有形成統一的定義，雖然他們之間存在著一定的差異，但是這些描述當中的基本思想是相同的，在設計的過程中必須要考慮到建筑結構在使用期限之內，如果遇到了不同程度的地震作用的時候，其要按照事先設定好的抗震標準、結構發生的變化和損壞程度對其進行設計，這樣就使其在安全性、可靠性和經濟性上能夠達到一種相對較為平衡的狀態。在開展性能設計的過程中，業主可以根據其實際的經濟狀況提出一個比較科學合理的性能指標，同時設計人員也可以按照工程的實際情況對其進行設定處理，這樣也就給設計人員對各個因素全面深入的分析提供了非常好的條件，此外在這一過程中也要針對不同形式的建筑采取不同的措施，制定一個更加貼合實際的目標。綜上所述，基于性能的抗震方法在我國的高層建筑抗震設計工作中還是存在著非常強的科學性和合理性的。

3 鋼筋混凝土結構基于性能的抗震設計方法

3.1 基于性能抗震設計的基本步驟

基于性能的抗震設計在實際實行的過程中，必須要按照工程實際的情況對其進行處理，比如設防烈度、建筑的高度和建筑立面的形式等等。此外在這一過程中還要充分的考慮到業主對建筑抗震性能的實際需要，以及自身的經濟水平，之后才能設定一個相對比較科學合理的目標，并按照其設計的基本步驟逐步操作。基于性能抗震設計的基本步驟流程圖如圖1所示。

3.2 超限高層結構抗震性能目標的設定和選用

建筑物的抗震性能目標通常就是指在設定了地震作用等級的條件下，結構自身的預期性能水平。不同標準下抗震性能目標和性能水準示意圖如圖2所示。

實際工程中的超限高層建筑可根據具體建筑的場地條件、設防烈度、建筑高度及建筑不規則及建筑超限程度，綜合業主對建筑的建造成本、建筑重要性及震后損失、修復等方面的考慮，參考圖2選擇合適該超限工程的性能目標。

需要注意的是：建筑的超限程度對結構的延性變形能力會產生直接的影響，而結構的延性變形能力與其承載力要求成反比關系，即：結構及構件的承載力較高，對其延性變形能力要求則較低；結構及構件的承載力較低，對其延性變形能力的要求則較高。超限高層建筑結構抗震設計應根據建筑高度的超高情況及結構不規則程度，在考慮提高結構承載力和延性變形能力時，應注意兩者的協調從而選擇既合理又能保證結構安全抗震性能手段。

4 建立在我國設計規范上的基于性能設計方法

根據《高層建筑混凝土結構技術規程》3.11條規定，結構抗震性能設計有兩項主要工作：首先，對結構工程進行分析判別，確定其采用抗震性能設計方法的必要性。結構分析與判別主要包括對建筑方案的高度、結構類型、結構規則性、場地條件及抗震設防標準等方面進行分析，并以此作為抗震性能目標選用的主要依據。其次，綜合考慮建筑物的設防烈度、場地條件、重要性、造價、震后損壞和修復難易程度等各項因素，作為選定合適的抗震性能目標的主要依據。對結構進行抗震性能設計時，對抗震性能目標的選用需十分謹慎，同時應作深入的分析論證。由于地震地面運動難以預測，對結構在強烈地震作用下的非線性分析計算的模型及參數選用等方面也存在經驗因素，實際工程也缺少實際震害的驗證，因此對結構抗震性能作出準確判斷難度很大，對超高層建筑由于其自振周期較長及結構自身的復雜性和不規則性，對其抗震性能作出準確判斷就更困難了。因此在性能目標選用時，考慮到地震作用的不確定性，性能目標選擇時適宜偏于安全、保守。

結束語

基于性能的抗震設計是一個相對比較新穎的設計思想，當前，對這種方法的研究在不斷的深入，而且很多研究已經有了非常好的成果，但是要想在工程中應用這些研究成果，還需要一定的時間，必須要保證這種技術處于非常成熟的狀態之后，才能對其予以應用。

參考文獻

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與空間擴展相適應的不同結構體系

從結構的整體受禮特點來看，在高層建筑中，結構構思必須突出地注意如何解決抵抗水平荷載的問題；在大跨建筑中，結構構思則必須著重地研究如何克服屋蓋結構中可能產生的巨大彎距，以及由此而帶倆的結構自重等問題。為了適應空間擴展由低層到超高層，由小跨到超大跨而帶來的結構整體受力狀況，受力特點的變化，結構傳力系統不斷地由低級形式向高級形式演進，發展。筒體體系是建筑徹的使用空間向垂直方向擴展后，適應其結構整體受力持點的合乎邏輯發展的必然結果。外簡體常由間距1--3米的密排柱和墻梁聯結組成，而內簡體則直接利用電梯間、樓梯間、管道豎井或內柱等。簡體組合形有多種變化。

高層結構的整體受力特點對建筑平面--空間布局的影響

為了有效地解決抵抗水平荷載的問題，高層建筑的平面一空間布局應體現以下一些設計原則：

高層建筑的平面安排應有利于抗測力結構的均勻布置，使抗例力結構的剛度中心接近十水平荷載的臺力作用線，或者說，力求使建筑平面的剛度中心接近其質量中心，以減小水平荷載作用下所人生的扭矩。在一般情況下，風力或地震力在建筑物上的分布是比較均勻的，其合力作用線往往在建筑物的中部。如果抗側力結構，如剛性井簡、剪力墻等分布不均勻，那么，臺力作用中心就會偏離抗側力結構的剛度中心，而產生扭矩。因此，建筑物就會繞通過剛度中心的垂直軸線扭轉，致使抗側力結構處于更復雜的受力狀態。對于框架——剪力墻體系來說，只有剪力墻的均勻布置，才能避免結構平面內出現剛性部分與柔性部分的顯若差異，才能保證水平荷載按各垂直構件的剛度來進行分配，使剪力墻真正能承受絕大部分的水平行載。由此可見，在高層建筑中，簡潔而對稱的平面設計對于合理布置抗側力結構是比較有利的。北京民族文化宮中部68米高的方形塔樓，結合平面設計呈中心對稱和高塔造型堅挺有力的特點，在四個角上很勻稱地布置了L形鋼筋混凝土剛性墻。

出于建筑藝術方面的原因，高層建筑的平面設計有時也要突破簡單規整的幾何形式。賴特設計的著名的普賴斯塔樓(PriceTower)巧妙地將剛性墻體布置成風車形，使得空間和體形突破了簡單幾何形式的束縛。建筑師必須掌握按抗側力結構布置的力學原則與建筑功能要求來綜合考慮空間組合的基本技巧。

高層建筑的剖面設計應力求簡化結構的傳力路線，降低建筑物的重心，避免在豎向上抗側力結構的剛度有較大的突變。如何布置太空間廳室是高層建筑剖面設計中的一個重要問題。在高層建筑的底層設置高大的廳室。如宴會廳、交誼廳、餐廳等，一方面會使結構傳力復雜，要以斷面尺寸很大的水平構件來承受上面各層的豎向荷載；另一方面，也會使建筑物重心上移，對高層結構抗傾覆不利。半層數很高而不宜采用一般框架結構體系時，底層大空間則又會與剪力墻、剛件筒體等的布置發生矛盾。因此，在這種情況下，一般都將大空間作脫開處理，使大廳空的結構布置與高層主體相對獨立。運用這種手法可以取得體量對比，輪廓線豐富的建筑藝術效果。當廳室空間不是很大，而地段用地又緊，作單層脫開處理有困難時，也可以采用框支剪力墻結構(不考慮抗震設防)，即將底層部分做成框架。在高層建筑的項層設置大廳空間，其屋頂的水平承重結構比較容易解決。但當考慮抗震設防要求時，以不在頂層設置較大廳室而使剪力墻豎向貫通建筑全高為好。

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1.高層建筑的結構設計

隨著我國建筑業的不斷發展，高層建筑也如雨后春筍般的涌現。

建筑結構設計與建筑專業設計的協調高層建筑結構設計進行結構布置時，要與建筑平面設計密切配合，使高層建筑不但美觀實用，而且要做到結構受力合理。

⑴建筑平面布置要合理，力求簡單、規則、對稱，防止在地震作用下引起建筑扭轉效應。建筑平面開間進深要盡量統一，便于結構構件標準化。建筑體系變化不宜復雜，柱子剪刀墻不能錯位，其截面不能明顯縮小或取消，同一樓層樓面標高要盡量一致，不宜設計錯層和局部夾層，防止短柱及剪力集中。樓梯間、電梯間不宣布置在受力復雜或應力容易集中的轉角部位，如因需要無法滿足上述要求時，必須采取加強結構措施。

⑵梁高對窗高的影響，盡量滿足建筑需統一窗高的影響。建筑專業和結構專業應取得統一意見，單棟、整體均應統一考慮，由設計項目負責人協調。

⑶為了增強建筑物的整體穩定性，高層建筑基礎埋深一般為總高度的1／8至1／12。為了充分利用這部分空間，高層建筑通常設地下室，作為設備層及其它輔助房間。高層建筑地下室設計時，首先，根據結構類型、工程地質及施工條件等因素選擇基礎型式，基礎型式確定后，再進行地下室平面設計。建筑專業和其它專業要在滿足結構設計基本要求的條件下進行各專業設計。

⑷同一樓層中，標高的突然變化處(尤其是有步級、躍式入口或平臺花園交接處)應謹慎處理相關的梁、板構造和連接關系，各專業必須協調好大樣的一致性。陽臺封口梁的梁底標高、梁高是否各棟或區域性保持一致，以協調建筑立面效果，應與建筑專業協調確認。從受力角度、立面外觀方面同時考慮，并注意梁底與板底的尺寸關系。注意建筑標高、結構標高的差異對工程的影響，應明晰立面標高、樓板標高、構架標高的兩者區別，并力圖使兩專業在大樣上的一致性，各專業大樣應明晰這種專業的差異。

⑸當裙樓頂等部位出現不可避免的反梁或其他對設備專業造成沖突的結構做法時(如反梁上需開多個排水孔，且要考慮貼面的厚度影響)，結構專業應引導其他專業避免結構受力構件的損害和削弱。

2.建筑結構設計與不同專業的協調配合

⑴與給排水專業設計的協調

給排水專用房屋包括水泵房、消防水泵房、水箱間及水處理間。這些房間由于有設備及設備基礎，荷載比一般房間大，特別是高位水箱間設在建筑頂部，荷載特別大，對結構設計十分不利。水泵間最好設置在地下室或半地下室內。給排水專用房間內管道較多，應注意預留孔洞，預埋件位置及尺寸，防止出現結構削弱部位。給排水管道直徑粗，數量多，豎向管道應集中于管道井中，結構應對樓板孔洞局部加強。水平管道應避免穿過梁、盥由柱。對管道穿越剪力墻、簡體、樓板處應進行強度驗算，必要時采取加固措施。結構布置應為管網系統創造條件，避免管道繞梁繞柱，增加水阻力或滿足不了水平管道坡降要求。高層建筑消火栓較多，消防水管較粗。為不影響建筑功能，常將消火栓、水管暗設于墻內，如果設在剪力墻內，則必須進行結構驗算，防止局部削弱。

⑵與暖通專業設計的協調

高層建筑空調設備(風道、冷熱水管、空調箱、空調機組等)通常與電梯、電梯廳、樓梯、電氣間、衛生間集中布置在核心區，構成維持整個高層建筑活動機能的關鍵部分。在豎向布置上又與給排水、電氣等集中布置在設備層。結構設計時應充分注意核心區及設備層的特點：①樓面負荷大，在內力分析及樓板設計時應考慮；②預埋管道附件多，注意局部荷載超過設計荷載：③設備層層高不同于標準層層高，而且應力集中，是抗震薄弱環節，要考慮抗震加固措施。

⑶與電氣專業設計的協調