高层建筑平面设计大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇高层建筑平面设计范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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1 高层建筑概述

1.1 高层建筑定义

高层建筑，超过一定高度和层数的多层建筑。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m的建筑视为高层建筑。中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24m高的其他民用建筑为高层建筑。

1.2高层建筑的分类

中国《民用建筑设计通则》（GB 50352―2005）将住宅建筑依层数划分为：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑（不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑）；建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。

建筑高度的计算：当为坡屋面时，应为建筑物室外设计地面到其檐口的高度；当为平屋面（包括有女儿墙的平屋面）时，应为建筑物室外设计地面到其屋面面层的高度；当同一座建筑物有多种屋面形式时，建筑高度应按上述方法分别计算后取其中最大值。局部突出屋顶的嘹望塔、冷却塔、水箱间、微波天线间或设施、电梯机房、排风和排烟机房以及楼梯出口小间等，可不计入建筑高度内。

2 万科大厦简介

万科大厦地处西安市西关正街南侧，是一座包括了商业、办公、宾馆、住宅、车库等功能于一体的现代化高层建筑。总建筑面积达到56246平方米，其中地上建筑面积49516平方米，地下建筑面积6730平方米。建筑总层数达32层，总高度达到98.6米。一层和二层为商业与公共用房部分；三层为办公层；四到六层为宾馆用房部分；七层以上为住宅部分；地下一二层为车库。

3 高层住宅平面布局与功能设计探讨

3.1卧室区域设计及原则

卧室区域主要包括家庭成员的卧室及附属的浴厕区域，需要考虑的一是房间的安静，二是好的朝向，三是浴厕的管道设备单元。若希望保持卧室的好朝向，我们所以必须要有取舍。将辅助房间放到北面，包括书房，必要的时候也需要牺牲一间卧室的南朝向换取起居室的日照。而就万科大厦的这个三室两厅一厨一卫的户型来说它的卧室区域设计就不

卧室与浴厕区域连接的紧密程度，主要取决于家庭单位的大小和平面条件。在供1―2人小家庭居住的平面布局中，浴室和厕所通常可由公共活动区域直接通达：在面积较大的住宅平面中，单独的卧室区域与浴室联系越紧密，浴厕就越远离入口区域，势必造成独立的管道设备单元。

3.1.2设计手法

两间以上的卧室相互连接，形成较为独立的区域，通常位于起居区的后部，远离人口，这是住宅平面设计中常用的手段，有利于动静分离，并自然形成白天与夜间活动的分隔。卧室可以一宇排开、房门直接开向公共区域，也可以相对设置、房门通过共用前区联系公共区域，或是所有房门开向一条内走道。以此联系私密区与公共区。

由于不同家庭成员的卧室总是采取就近原则布置，反而提供了另一种灵活性，即与人口区域相联的独立卧室犹如一套附加的单元，与其他卧室隔着起居区域相对而立。这个卧室可以被用作儿童房、客房、工作室等，无论喧哗或是夜间使用，都不会对主卧室造成太大影响。这问卧室还可以结合入口的洗手区及卫生间布置，有三间卧室以上的住宅平面尤其适台卧室区域的再分隔。

3.2起居区域设计

开放的起居区域主要包括起居室、餐厅、进厅、工作或娱乐区域，空间如阳台等。起居区域的组织方式主要考虑的是房间的进深、朝向以及使用功能便利等。贯穿式起居的好处在于不仅使起居区域有均匀的日照，而且便利了组团转角处整理平面的布局。

一般情况下，人们并不愿意展示未经整理的厨房，开放式的厨房仅在没有工作压力的情况下才受人欢迎：同时由于中餐的烹饪方式带来大量的油烟，直接对外的开窗以及与其他功能区域的分隔门受到使用者的欢迎，这种平面多用于面积较大的户型。

就餐区域功能退化，缩小至厨房的一个区域，而起居室则拥有了更为完整和开阔的视觉空间。此种布局多用于2人家庭住宅中，居住者有职业无小孩，做饭只是出于兴趣爱好偶尔为之，对起居区需求更大：还有一种情况是高层住宅结构造成了厨房面积过大，结合就餐区可以达到更高的面积利用率。

这种组合形式在满足中式厨房对油烟隔离的要求的同时，厨房后部的就餐区设置在平面中自然采光最弱的区域，借助客厅及厨房两个方向的间接采光达到照明目的。在高层住宅中，有限的外墙势必造成内部采光的匾乏，此种平面以其采光及封闭厨房特有的优势得到了最广泛的应用。

3.3交通区域设计

高层住宅平面的交通联系包括两部分，一是联系高层内部住户与室外空间以及各住户之间的交通形式，户内交通与住宅单元的平面布局的关系，主要体现在流线组织方面。高层住宅相对于多层住宅而言，交通区域需要得到更多的重视。设计师很容易把注意力集中到住宅的使用功能上，而对它们之间的流线组织轻描淡写，以至于交通面积过大造成浪费，或是穿越式交通破坏房间完整形态等。户间交通主要指住户从室外到进入户门前这段流线，它包含有室内外空间过渡、垂直交通联系、水平交通联系等部分。

3.3.1户内交通

3.3.1.1内走道式

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在对私人区域进行设计时，要注意的就是必须保证用户的生活质量，这就要求设计师必须合理分配空间，将睡眠、餐饮等区域合理安排，避免出现互相干扰的情况，当然还要重视各个区域的使用功能是否发挥到极致。

(1)起居厅。起居厅通常用来会客、家庭会谈及娱乐等活动，像狭长、异型类的设计不宜采用，宽敞明亮的设计会好一点。起居厅设计的需要处理好交通的问题，它主要要处理的就是户门、厨卫卧室门以及活动区划分的关系，应尽量避免通道面积大、房门过多现象。其空间设计还需要考虑家具的摆放，根据室内活动和功能性进行摆放，力求落落大方，精致简洁。而且，要注意的是交通线不应贯穿起居厅的中心，门户位置也最好偏向角落或墙端，这样就可以有适当的空间布置家居，形成较为独立的空间。

(2)卧室。对卧室的设计主要是要为住户提供一个良好的休息环境，就要避免内外部对卧室造成任何的干扰，应尽量选在平面深处，如果可以的话，衣柜和更衣室的空间也要保留。

(3)厨房。厨房就是用来存储、烹调食物的地方，一般有存储、洗涤和烹饪三个区域。厨房一般可以称作是家庭中心，在社会发展中也越来越重视厨房，对厨房的位置、面积等进行更加合理的设计，可以为效率的提高、时间的节约等提供很大的便利。厨房的主要设备一般就是灶台、洗涤槽和操作台，这三者通常会形成工作三角形，面积不超过两平米，而其他的设备根据需求来自行放置即可。而现在时展迅速，家庭电器的更新换代也变的快速起来，家庭的电气化程度也越来越高，设计时还需要考虑水管、电线、煤气管道等等的走线，还要给这些预留专用空间才可以。

(4)餐厅。餐厅时一户住宅的核心地方，在餐厅的时间是人们就餐、放松储能的时间，因而对餐厅的设计需要格外关注。餐厅家具的摆放和布置需要符合人们的活动空间需求，也是平面设计的依靠。餐厅在住宅中的位置，除了一些具备餐厅功能的空间外，那些独立的餐厅大多数应该在客厅和厨房之间，这样可以避免互相干扰的现象，而且在餐厅和客厅共处一地时，可以用一些类似矮柜的隔断来隔开形成两个空间，存在各自的独立性就行，也并非一定分开，只要餐厅紧邻厨房即可。

(5)卫生间。卫生间一般有厕所、浴室、化妆、存储和洗涤等组成，在一定程度上具有私密性，所以卫生间最好不要正对客厅等较为开放的地方。卫生间的面积一般根据设备的大小、数量以及人体活动所需的空间来确定的，而且它需要一定的采光通风面积，如果缺少通风条件的，就需要装置通风设备，门下最好留有20毫米左右的高度进风。卫生间是用水较多的地方，因而排水是十分重要的。设计时应格外注意以排为主，防为辅，其地面应低于一般高度25毫米左右，放置积水外流，还要设计好，避免潮气渗透。(6)阳台。阳台在人们的生活中有着十分重要的地位，因为它直接接触到室外，与客厅连接的阳台，可以延伸客厅空间。阳台可以根据户主不同的喜好来设计成一个多样化的空间，面积虽然小但可以进行绿化、休息、观景等行为，如果有条件的话，可以设计多个阳台、或阳台面积较大，露天的也可以，设计成私人的空中小花园，让生活变得更加多姿多彩。

1．2公共区域的设计

(1)大堂。大堂的设计应具有人性化，这就需要充分考虑住户的需求，比如残疾人士和婴幼儿的专用通道，或者局部的搬运工作，这些等等都可以在入口的地方设计出一定的坡道。在其内部，注意的就是一是采暖设计，如果在北方，就需要尤其重视;二是电梯的通风和采光空间设计;最后就是，信报箱的设计位置、大小等等。

(2)电梯。高层建筑中，公共区域最主要的就要数电梯了，因为它是贯通楼层上下的一个主要交通工具，关系着人们的日常的生活，因而对电梯的设计也就要格外的关注和研究。每栋楼最好安装两部电梯，且布置紧凑一点更为方便，在消防的角度看来如果分离较远不是很好，而且就会很容易忽略另一台电梯，紧凑设计令住户在等电梯时更方便操作。在设计时要注意，电梯的大门不要直对住宅的门户，要注意保护住户的隐私。同时，还要保证消防电梯和客梯的组合模式，进而提高电梯的使用效率。

(3)垃圾收集。高层建筑中，每一层的公共空间都应该留有一定的垃圾收容区域，面积要求不需太大，一个垃圾桶的大小即可，但最好放置在距离货梯附近的地方，这样方便清洁工作人员在工作时的清理，省下较多的人力和物力。

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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

中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：

引言：住宅平面设计的一般要求是功能要齐全。布局要合理、尺度要适宜、房间要齐备、交通面积最小化、联系要方便、使用面积最大化，力图用有限的面积取得最大的效益，特别是对于高层建筑设计来说，应该力求平面规整，方便结构设计，节省造价。此外，平面设计在体现建筑特性，决定体形和体量方面发挥着关键性的作用。笔者在接触到的一些高层住宅建筑平面设计中看到一些不合理的地方，在此基础上提出部分问题来探讨，以期提高我们的高层住宅设计水准。

一、 高层住宅建筑结构设计

相较于低层或多层住宅平面设计来说，高层住宅平面设计比较独特。低层或高层的住宅平面受到结构的制约较少，其自由发挥和创作的空间较大。但对于高层来说，存在过多的制约条件，难度较大。若从建筑专业的本身考虑，疏散和消防的问题比较多，此外结构对其制约较大，若是不能合理地设计结构，就会增加不必要的投资，因此在高层的平面设计中不能照搬低层的平面设计理念。我们在过去借鉴香港的经验，将平面设计成井形，如果每个突出端住一户的话，一层可住最多8户，这样做的合理性在于：可在每个房间布置明窗，可以在不显眼的凹天井内布置上下水管线，拥有紧凑的平面布局，住户朝向不同而面积大小一致。此外这种设计的好处在于其稳定性好，结构合理，造价便宜，有利于投资，对廉租屋和廉价房或低收入家庭来说好处较大，但其缺点也是比较明显的，那就是居室日照不均，导致个别住户难以见到太阳，深圳和香港地区由于日照强度大，因此受到的影响较小，但越往北移这个问题就越突出，不能不加以重视。后来在内地为了解决这个问题，相应地采取了一定的演变和改进措施，不过却走入了一个误区，那就是把高层的平面设计当作低层来做，结构的伸长和加宽很随意，仿佛可以不受任何制约，甚至不考虑结构的可能性。有时将要增添的房间随意地设置咋尖角上，随着房间数的增多就显得零碎和不规整。有时仅仅为了使某个房间的尺度较为合适，而打乱纵横墙，导致墙体很少在一条直线上对齐。

从结构设计的角度考虑，平面规则有利于节省造价，有利于结构设计和设柱布梁。若是一定要结构满足某些奇形怪状的建筑要求，那么结构设计就要冒一定的风险，或者采取一些加强措施，或者突破一点规范，无论如何都会使造价增加，当然这些要求在客观上也会促进结构设计向前发展。不过建筑设计如果符合结构的基本要求，那么其结构肯定合理，因此才有人说一个好的建筑师，首先应该是一个好的结构师，许多成功的建筑都拥有合理的结构，可是当前我们所面临的实际情况是，既要是结构师又要是建筑师肯定很难，不过懂一些基本的结构常识对于建筑师来说还是很有必要的。就目前来看，只有在工作中不断学习，多看结构专业的图纸，多听结构设计师的意见，虚心学习，才能逐渐积累，厚积薄发，就能逐步完善起来。

二、 高层住宅建筑的风向调节

在设计时要充分利用自然风，并组织好风的流向，除了应该对大环境的对流风和穿堂风加以注意外，还应该注意一些细节。除了采光和交通功能外，一个房间的门窗布局应该充分考虑风的流域和流向，力求避免短路现象。当窗和门各自设在对面或者是房间对角线上时就能获得室内最好的通风效果，通风效果与这两者间的距离大小成负相关，若是两者相互紧挨着就形成短路，房间内其他场所成为了没有风吹过的死角，通风效果最差，由此可见，我们应该极力避免门窗紧靠现象。

此外阳台的窗和门的开启方向应该与夏季的主导方向形成相迎的关系，若是门窗扇开向迎风面就能起到导风板的作用，通过将风导向室内从而改善室内的通风环境。然而在设计时玩玩只考虑大的方面而忽略了这些细节，例如为了省事将洞口大小一样的门窗在形式上也做成完全一样，没有考虑到要在门窗扇的开启方向上进行微调，把风导向室内。有时会遇到这种情况，站在门窗边明明能感觉到风从旁边吹过，但就是不能吹进室内，其根本原因在于门窗扇的开启方向有问题，前者和后者的区别在于一个是挡风向，一个是迎风向，如果在设计时考虑到这个小问题，就会使住户受益匪浅。由此可见，当开启的平开窗是单扇时，应对其开向迎风面加以注意。总之，无论墙面朝向如何，其门窗的开启扇要开向迎风面，才能充分利用自然风，使室内的空气环境得到改善。

三、 高层住宅建筑的门窗设计

近年来高层建筑的玻璃和窗扇坠落砸伤人和车的事故时有发生，究其原因主要是由于安装、施工等质量问题或者维护力度不够造成的。因此，我们无论是在门窗的监理、施工和设计等各个方面都要进行严格把关，应该把安全放在首位，绝不能杜绝麻痹疏忽。

外窗为了使用上的方便，一般是平开窗向外开，其窗扇并不占用室内空间，室内人员活动也不受到阻碍，在凸窗中作一扇内开窗在实际应用中并无多大妨碍。一些老民宅在过去为了防御的坚固，也经常外内开外门窗。现在外窗一般都向外开，这是为了使用上的方便。最近遇到的一个工程项目，为了保证安全而把高层的外窗都设计成内开的平开窗，据了解这是当地的规定。此外对于推拉窗来说，在具有不占用室内外空间的优点之外也具有较大的安全事故隐患，其有效通风面积也较少，尤其是对于高层建筑来说更是如此。由此可见，我们在设计推拉窗时应该慎重，努力做好安全措施。

四、 高层住宅建筑的采光

采光效果的好坏主要取决于光线能否直射，当光线拐弯时采光效果就要大打折扣，这主要是由光的粒子性原理决定的。在过去，为了有效遮挡光线很多洗照片的暗房都会设计两到三道拐弯的挡墙，以期防止在冲洗照片和底片的时候被曝光，因此我们在考虑房间的采光效果时应该保证窗户的正前方应该面对蓝天，而不能被任何墙板所遮挡。如果在凹天井或者狭缝中，面向对面墙开窗时采光效果最差。

有的设计在凹天井的两侧设置次要的房间，其采光效果很差而且越靠里越差，即使是厕所也不尽如人意，而面对蓝天开窗的最里面的房间其光线就好很多，不过不是很均匀，而且距离窗位越远的地方就越暗，这主要和光线的直射和漫射原理有关，因此，各个地方都对凹天井的宽深尺度作了严格而明确的规定。

此外，有些设计将个别房间的窗户设计成既不能直接开向他人的外墙面，又不能开向蓝天，而是要采取拐弯的方式通过自家房间采光，其采光效果非常差，导致房间几乎成为了暗室，这种情况下开了窗户和没开是没有区别的，在图面上不能看出这类问题的不良效果，因此是最容易被忽略的一种，只有实地体验，亲身经历，才能深刻感受到。

五、 结论

近30年来我们的高层住在建筑设计已经取得了辉煌的成绩，但笔者通过亲身体验和具体接触却发现，在某些地方还是存在一些不能令人满意的问题，为了提高我们的住宅设计水平，促进高层住宅建筑事业的发展，而提出了一些典型问题供大家一起探讨，以期能起到抛砖引玉的效果。

参考文献

[1] 何辉. 高层住宅建筑立面形象设计浅析[J]. 山西建筑, 2010,(05) .

[2] 范泽斌. 试论高层住宅建筑设计的新特点[J]. 科技信息, 2010,(11) .

[3] 王炜,徐建品. 浅析高层住宅空间的人性化设计[J]. 作家, 2010,(08) .

[4] 安明明. 电脑印前工艺与平面设计教学的关系和作用[J]. 英才高职论坛, 2009,(03) .

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前言

在高层建筑蓬勃发展的形式下，高层标准层的重要性越来越引起广泛重视，针对高层建筑标准层的研究也正在悄然兴起，对高层建筑标准层设计的要求也更加贴近时展步伐，对其进行的探讨是很有实际意义的。

1 高层建筑平面分类

1.1 高层住宅的上部住户，日常出入完全要依赖电梯，根据电梯的位置、消防楼梯的位置和形式，以及水平交通走廊的有无和形式，住宅被分为单元式、独立式、走廊式和组合式。对于一般的家庭型住宅，不论采用何种形式都可以满足要求 ； 超高层住宅由于在结构上追求合理性和确保容积率的必要性，所以寻求简洁紧凑的平面。在交通方面，中央核心筒式、面对中庭的廊式比较多。

1.2 根据平面的形状，不同的住宅平面布局可以归结于以下的基本形式：板式住宅 -- 同进深相比开间较长的住宅、点式住宅 -- 同平面规模相比高度较高的住宅。

1.3 根据住户形式，不同的住宅平面布局可以归结于以下的基本形式：面层住宅，是指所有的住宅功能位于同一平面层上；双平面层或多平面层住宅，是指所有的住宅功能位于不同平面层上。

2 高层住宅平面布局与功能设计

2.1 卧室区域设计

2.1.1 设计基本原则。卧室区域主要包括家庭成员的卧室及附属的浴厕区域，需要考虑的一是房间的安静，二是好的朝向，三是浴厕的管道设备单元。若希望保持卧室的好朝向，我们所以必须要有取舍。将辅助房间放到北面，包括书房，必要的时候也需要牺牲一间卧室的南朝向换取起居室的日照。卧室与浴厕区域连接的紧密程度，主要取决于家庭单位的大小和平面条件。

2.1.2 设计手法。两间以上的卧室相互连接，形成较为独立的区域，通常位于起居区的后部，远离入口，这是住宅平面设计中常用的手段，有利于动静分离，并自然形成白天与夜间活动的分隔。卧室可以一字排开、房门直接开向公共区域，也可以相对设置、房门通过共用前区联系公共区域，或是所有房门开向一条内走道，以此联系私密区与公共区。由于不同家庭成员的卧室总是采取就近原则布置，反而提供了另一种灵活性，即与入口区域相联的独立卧室犹如一套附加的单元，与其他卧室隔着起居区域相对而立。这个卧室可以被用作儿童房、客房、工作室等，无论喧哗或是夜间使用，都不会对主卧室造成太大影响。这间卧室还可以结合入口的洗手区及卫生间布置，有三间卧室以上的住宅平面尤其适合卧室区域的再分隔。

2.2 起居区域设计

开放的起居区域主要包括起居室、餐厅、进厅、工作或娱乐区域，空间如阳台等。起居区域的组织方式主要考虑的是房间的进深、朝向以及使用功能便利等。贯穿式起居的好处在于不仅使起居区域有均匀的日照，而且便利了组团转角处平面的布局。一般情况下，人们并不愿意展示未经整理的厨房，开放式的厨房仅在没有工作压力的情况下才受人欢迎 : 同时由于中餐的烹饪方式带来大量的油烟，直接对外的开窗以及与其他功能区域的分隔门受到使用者的欢迎，这种平面多用于面积较大的户型。就餐区域功能退化，缩小至厨房的一个区域，而起居室则拥有了更为完整和开阔的视觉空间。此种布局多用于 2 人家庭住宅中，居住者有职业无小孩，做饭只是出于兴趣爱好偶尔为之，对起居区需求更大；还有一种情况是高层住宅结构造成了厨房面积过大，结合就餐区可以达到更高的面积利用率。这种组合形式在满足中式厨房对油烟隔离的要求的同时，厨房后部的就餐区设置在平面中自然采光最弱的区域，借助客厅及厨房两个方向的间接采光达到照明目的。在高层住宅中，有限的外墙势必造成内部采光的匾乏，此种平面以其采光及封闭厨房特有的优势得到了最广泛的应用。

2.3 交通区域设计

2.3.1 户内交通。一是内走道式，内走道式—交通空间脱离房间独立存在的平面形式，早期的内走道为所有房间的连系通道，起居室、餐厅均为独立封闭房间。现在起居区域开放，使得内走道更多的应用于卧室区，因此此种布局主要适用于双朝向开间多的板式高层。二是包厢式，包厢式—公共性的生活区域同时也是内部交通的结合区域，由此通达各个独立的房间的平面形式。三是入口分流式，入口分流式—通过入口区将主要居室分离，一部分朝南，一部分朝北，所有用水房间都集中在居住性能最差的中央区段，从而使各居室都有与户外的接触面。

2.3.2 户间交通。在高层住宅中，可使用的户间交通联系方式有单元式、独立点式、廊式、组合式等。我们需要以基础调查的资料为依据，明晰居住者的生活意象，并根据高层住宅的高度、结构性能、经济性等条件来选择不同的交通组织方式。由于高层住宅的垂直交通以电梯为主、楼梯为辅，在建筑高度为 24m 的范围内，消防云梯可以起到第二条逃生通道的作用；超过 24m并且低于 32m 的时候，可利用安全楼梯间进行疏散；超过这个建筑高度则必须安装第二座电梯。在小高层住宅中，单元式住宅形式较为普遍，住宅平面的设计很大程度上继续沿用多层住宅的设计手法；12 层以上的住宅则更多的选用独立点式或廊式等连接方式；超高层住宅为了追求结构合理性和确保容积率，以独立点式及面向中庭的廊式较多。

3 高层住宅平面布局与户型设计

3.1 一室户户型，一室户通常是指 65m2以下，具有一间卧室的户型。由于高层住宅电梯井及设备间分摊面积较大，一室户的建筑面积相对多层住宅而言略高，可以达到 70m2。由于一室户住宅仅供单身汉或年轻夫妻居住，起居室与卧室的私密性在程度上相当，所以不需要象其他户型一样加以分隔。各区域紧密结合成一个宽敞的空间整体，可以大大改善小住宅的空间质量。一室户平面设计的基本原则是食寝分离。通常情况下，起居与就餐结合成起居就餐区，而当面积低于 40m2时，多采取将起居与睡卧结合、餐桌并入厨房、厨房简化为开放式烹调台等方式，达到面积的紧缩化。

3.2 二室户户型，二室户通常是 70-90m2的，具有两间卧室的户型。二室户较一室户而言，是面积紧缩型家庭住宅的代表，它提供了更为灵活的居住形式，满足了2-4人居住的可能性.由于居住人数的增多，各自需要独立的私密空间，分户门成为必须。卫生间视需求可与厨房分离，服务于卧室区域。在面积较为宽裕的情况下，餐厅从起居室中脱离出来，靠近厨房，形成餐厨区域。两室套由于面积紧凑，多用于塔式高层住宅中，仅有个别高标准住宅使用单元式交通联系。

3.3 三室户户型，三室户通常是指 90-160m2、具有三间卧室的户型。三室户是当今国内家庭住宅的主流户型，满足了最广泛的 3 口之家居住需求。在功能方面，除主卧、次卧外增加了书房（ 客房 ），根据需要还可增设主卫，餐厅的地位有所上升，一般与客厅有明确的空间分隔，卧室数量增多，可进行卧室区域再划分等。

3.4 四室户及以上户型，本文主要介绍 160m2以上的，具有四间卧室以上的超大户型。若是所有房间置于同一平面层，过大的单元面积势必影响到标准层的布置，将二者合并考虑是比较理想的解决办法，如果所有房间分布在不同平面层，则可大大缩减单元占地面积以及室内流线，较中小户型而言有无可比拟的优势。

4 结语

随着当今社会科学技术和文化经济的不断飞速发展，高层建筑已经成为了一种非常常见的建筑结构形式，对于高层建筑标准层的设计要求也更高了。以上主要就高层建筑的平面设计问题，作出了深入的分析。

篇（5）

前言

高层建筑结构设计中,平面布置规则性是必须仔细考虑的因素,由于不规则平面布置结构使其平面质量中心同刚度中心不重合,使结构绕刚心发生扭转,导致同层构件同一方向上产生不同位移,严重时导致结构整体破坏,所以在结构设计中,必须对结构平面布置不规则扭转问题提起足够重视。

一、关于平面不规则结构的定义

1、若干规范关于平面不规则结构的定义

关于结构规则与否的定义及规定,不同国家的标准出发点是不相同的。欧洲规范比较定量地规定了规则结构的指标,如表1所示[3]。美国规范和澳大利亚规范却从相反的角度定义了结构的规则性,即不规则结构的量化指标,如表2所示。

类型 定义

平面

规则

准则 建筑结构在平面内沿两正交方向上侧向刚度和质量分布接近对称

平面轮廓简洁紧凑,即无诸如H,L,X等形状,总的凹角或单一方向凹

入尺寸不超过对应方向建筑总外部平面尺寸的25%

楼板平面内刚度同竖向结构的侧向刚度相比足够大,以致于楼板变形

对竖向结构构件间力的分配影响很小

在采用基底剪力法给出地震力的情况下,加上偶然偏心,任一楼层沿

地震作用方向的位移不超过平均楼层位移的20%

表1规则结构的准则

2、不对称与不规则之间的关系

如前所述,关于不规则结构的定义,目前为止尚无明确严格的定义。但不对称结构较为严格意义上的定义为,结构自由振动的某一振型同时出现平动与扭转振型,即平动与扭转振型耦联,对应的平动振型方向因子及扭转振型方向因子均不为零时,即为不对称结构。从结构分析和设计的要求出发,以对称与不对称结构分类,实际的工程意义似乎不大,因为客观上存在的大量不对称但经过结构布置调整的建筑,其振动特性仍与对称结构类似,可以归入规则结构,而其余的则归入不规则结构。我国规范规定了平面不规则的三种类型,凡符合至少其中任意一条的结构均为不规则结构的范畴。需要指出的是,扭转不规则的定义是在刚性楼盖假定的前提条件下得出的。换句话说,即便是不对称结构, 但由于其不对称性较弱,算得的扭转位移比小于规定值1.2时,仍可归为规则结构。由此可见,不对称结构规则与否,不仅与其形状的对称性强弱有关,而且与其质量分布和刚度分布密切相关。也就是说,结构的对称性是一个综合的概念,包含平面形状的对称,质量、刚度的对称等,这些因素决定了结构的规则性问题。而这正好与前述若干规范关于不规则结构的定义实质是一致的。更为严格或更为科学的说法应该采用规则与不规则的说法,而不是对称、不对称的概念。

非规则类

型和定义 美国规范 澳大利亚规范

扭转非规

则性―――当

横隔板为

非柔性时 当垂直于某轴线结构物一端的最

大层偏移大于结构物二端层偏移

平均的1.2倍时,则应考虑扭转的

非规则性。在计算端最大层偏移

时,要考虑偶然扭矩的影响 当结构的重心与刚心之间

的距离大于沿地震力作用

方向结构尺寸的10%时

则应考虑扭转的非规则性

凹角 结构物的平面外形及其抗倒向力

体系具有凹角,且凹角两边的突出

部分均大于该方向结构物平面尺

寸的15% 同上

横隔板

不连续 横隔板突然不连续或刚度变化,包

括挖去的或开口的面积大于横隔

板毛面积50%或某楼层到相邻层

的横隔板有效刚度的变化大于50% 同上

平面

外分支 侧向力路线不连续,例如,垂直单

元的平面外分支 同上

不平

行的体系 垂直抗侧力单元与抗侧力体系的

主正交轴不平行也不对称 同上

表2结构的平面非规则性

二、关于扭转效应产生的原因分析

1、外来干扰。地震波通过地面时的运动是极其复杂的,各点的周期和相位是不同的。由于地面质点间运动的差别,可使地面的每一部分不仅产生平动分量,而且也产生转动分量,这种转动分量迫使结构产生扭转振动和扭转效应,而不论结构对称与否。

2、建筑结构自身的特性。在一般的结构抗震分析中,通常是将建筑结构简化成平面模型,分别在其两个主轴方向进行计算严格来说,这样的分析方法只适用于质量中心和刚度中心相重合且在一条直线上的四平八稳、庄重对称的建筑结构。而对体型多样化、质量中心和刚度中心不重合的不规则结构显然是不适用的。这主要是因为地震时作用在质量中心的惯性力将对刚度中心产生扭转力矩,迫使结构产生扭转耦联的空间振动。

三、关于扭转效应的控制

1、有关扭转不规则的相关讨论

为了控制结构的扭转效应,我国《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》均规定了结构的位移比限值后者同时还给出了周期比的控制指标。文献[4]指出了规范判别结构扭转不规则的位移比计算方法―――完全平方和的不尽合理之处,相应给出了三种补充计算方法,并通过实例验证了补充方法的可靠性和有效性。文献[5]详细分析了耦联反应及相对偏心距、平动周期与扭振周期的比值对扭转效应的影响,但它采用的是一阶振型,没有考虑高阶振型的影响。文献[6]指出:国内外有关抗震规范均未提到结构各楼层在地震作用下产生的楼层(构件)扭转角度对竖向构件造成扭转所带来的不利影响,也没有提出层间扭转角的限值及如何控制的措施。文中给出了扭转位移比与层间扭转角的关系、楼层扭转角的计算方法、竖向构件的扭矩计算方法以及抗扭计算。文献[7]指出了《规范》及《规程》中关于扭转不规则判别界限存在的问题,提出用楼层转角来反映框架结构及框剪、剪力墙结构的扭转不规则实际状况,并给出了各自作为判别扭转不规则界限的楼层转角值。需要指出的是,文中给出楼层转角界限值时没有考虑楼层层高的变化及剪力墙厚度的变化所带来的影响。

2、扭转效应的控制方法及措施

篇（6）

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

随着高层建筑物的增多，关于高层建筑消防安全的话题，开始成为社会关注的话题。下面将高层建筑总平面消防设计的两个要点，即防火间距和消防通道布局进行探讨。

关于防火间距的设计

强调防火间距的设计，主要是为确保一座建筑物着火后，不会蔓延到相邻的建筑物。要根据相关的标准，对建筑物的防火间距进行合理布局和设置，防止火灾蔓延的同时，确保土地得到合理利用，更为人员疏散、消防人员的救援和灭火提供有利条件，并且能够减少火灾建筑对邻近建筑强辐射热和烟气的影响。

1．充分考虑影响防火间距的因素

影响防火间距的因素众多，如热辐射、热对流、风向、风速、相邻建筑物的高度、室内消防设施情况、扑救情况等。

(1)热辐射。从众多火灾案例中，我们可以发现影响防火间距的主要因素就是辐射热，在火焰温度达到最高数值的情况下，辐射强度和危险程度成正比。以砖混结构的建筑物起火为例，在起火窗口会向外辐射热量，其热量大约是火灾总发热量的1．8％左右。因此，控制热辐射才能减少火灾的危险程度。

(2)热对流。在没有风的情况下，热气流的温度在离开窗口以后，将会大大的减弱，所以热对流对相邻建筑物的影响不是很大，一般不会构成太大的威胁。

(3)建筑物外墙门窗洞口的面积。事实证明，如果建筑物夕嘴开口面积较大时，那么如果发生火灾，在同等条件下，由于通风好、燃烧快、火焰温度高，热辐射将会大大得到增强，直接导致相邻建筑物接受的热辐射大大提升，这就使得相邻建筑物起火的可能性大大提高。

(4)建筑物的可燃物种类和数量。不同的可燃物种类，其燃烧火焰的温度也不同。比如汽油、苯、丙酮等易燃液体，其燃烧速度和发热量都远比木材快，比木材强。

(5)风速。风速对火灾的影响很大，其能够让火灾在短时间内快速蔓延。如果是露天火灾，那么风能够让燃烧的炭粒和碎片等在瞬间飞到数十米远的地方，这就对火灾的扑救带来一定的难度，也对相邻建筑物的威胁大大增强。

(6)相邻建筑物的高度。在正常情况下，着火时较高的建筑物，对较低的建筑物威胁较小，反之，则较大。尤其是在火焰穿出房顶、屋顶承重构件毁坏塌落的情况下，威胁更大。

(7)建筑物内消防设施水平。在高层消防设计中，将火灾控制在初期极为重要。因此，如果能够在建筑物内设有较为先进的火灾自动报警装置，包括其他完善的消防设施，能够对火灾的扩大做出有效的抑制，可以将火灾扑灭在初期阶段。

2、考虑防火间距不足时的应变措施

在高层建筑总平面设计的过程中，需要根据相关的消防安全准则，对防火间距进行认真研究，确保其能够达到国家规范规定的要求。如果因为工程原因，无法做到这一点，那么就需要采取相关的应对措施：

(1)改变建筑物内的生产或使用性质，尽可能减少建筑物的火灾危险性；根据相关标准，适当的改变房屋部分的耐火性能，以便能够提高建筑物的耐火等级。

(2)适当调整生产厂房的部分工艺流程和库房储存物品的数量；尽可能的改变部分构件的耐火性能和燃烧性能。

(3)根据建筑设计和消防安全准则，把普通的建筑物外墙，调整为有防火能力的墙，比如在门窗的设计上，可以采取防火门窗的设计。

(4)在不影响建筑结构和建筑安全的情况下，可以适当拆除部分占地面积小、耐火等级低、使用价值低的、影响新建建筑物安全的相邻建筑。

(5)设置独立的室外防火墙等。

二、消防车道的设计

消防车道的设计，对消防安全意义重大。当火灾发生后，消防车需要迅速抵达现场并进行扑救。而高层建筑的平面布置、空间造型和使用功能往往复杂多样，防碍消防车的进入，进而给消防扑救带来不便。

因此，在整个高层建筑的总平面消防设计中，为了能够确保消防车辆能够迅速、有效的靠近高层建筑，展开有效的扑救行动，高层建筑周围，应设环形消防车道，环形消防车道至少两个地方与其它车道相连。当设环形车道有困难时，可沿高层建筑的两个长边设置消防车道，当建筑的沿街长度超过150米或总长度超过220米时，应在适中位置设置穿越建筑的消防车道。消防车道可利用交通道路； 消防车道应尽量避免与铁路平交，如必须平交时，设备用车道，间距不宜小于一列火车长； 消防车道下的管沟和暗沟应能承受大型消防车压力；消防车道距建筑物外墙宜大于5m，防止建筑物构件火灾时塌落影响消防车作业；消防车道与高层建筑之间，不应设置妨碍登高消防车操作的树木、架空管线等。

1．考虑消防通道的设计

对消防通道的设计，需要具体问题具体分析，如果是面积大、使用功能多、建筑长度大的高层建筑，比如、L形、U形等建筑形态，如果其沿街长度超过150m或总长度超过220m时，那么就必须要在适当的位置，设置穿过高层建筑，能够顺利进入后院的消防车道。消防车道的宽度不应小于3.5m（4m），道路上空遇有管架、栈桥等障碍物时，净高不小于4m；同时，为了日常使用方便和消防人员快速便捷地进入建筑内院救火，还需要从设计上重点考虑，设置设连通街道和内院的人行通道，当然通道之间的距离绝不能超过80m。

2．考虑消防水源地的消防车道

一般而言，在发生火灾后，高层建筑高位消防水箱的水只够供水10min，而消防车内的水，也无法维持很长的时间。而在高层建筑中，一旦发生火灾，就需要较长时间的给水，因此必须考虑这样的一个问题，即一旦火灾进入旺盛，如何保证持续供水？那么就需要尽可能的在高层建筑附近的消防水池或天然水源(如，江、、湖、水渠等)设消防车道。

3．尽头式回车场目前，高层建筑无处不在，这就需要引进一些大型消防车，必须在消防总平设计上进行充分考虑，如考虑大型消防车救火的区域，也就是要从实际情况出发，设计消车道路，同时还需要注意设置尽头式消防车回车场。正常而言，回车场的面积应不小于15m×15m；对于大型消防车，回车场不宜小于18mX 18m。

4．消防车工作空间

云梯车等登高车辆，灭火时要靠近建筑物。城市规划及建筑设计时，应考虑云梯车作业用的空间，使云梯车能够接近建筑主体。为此，高层建筑的主体周围，最少要求有一长边或周边长度的1／4且不小于一个长边长度，不应布置高度大于5m，进深大于4m的裙房建筑，建筑物的正面广场不应设成坡地；也不应设架空电线等；建筑物的底层不应设长的突出物。如下图1所示：

为了便于云梯车的使用，高层建筑与其邻近建筑物之间应保持一定距离。消防车道与高层建筑的间距不小于5m，消防车与建筑物之间的宽度。如下图2所示，其中B值可根消防车参数确定。

三、结语

总之，随着高层建筑的不断增加，以及消防安全隐忧的出现，就需要高层建筑设计人员，能够在确保建筑质量的同时，尽可能的完善消防设计，确保建筑的消防结构、消防设施到达到相关的消防安全标准，确保人们生命财产的安全。

参考文献：

篇（7）

中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

某建筑工程，建筑面积11457.2m2，地下1层，地上21层，建筑总高度66.24m，地下层1～地上层3为商业广场，层高3.6m，层4～21为住宅，层高3.0m。地下层1至地上层2近似为矩形平面，外轮廓尺寸约为25.8m×24.1m，层4以上楼层平面局部收进成“凸”形平面。

工程采用框架-剪力墙结构，存在平面不规则、扭转不规则、楼板不连续、竖向体型收进等抗震不利因素，为不规则高层建筑，须进行抗震设防专项审查。合理布置剪力墙以减弱结构的不规则程度，缓解竖向刚度突变部位和平面薄弱环节在地震作用下应力和变形的集中程度，对薄弱部分进行中震不屈服分析并采取适当的抗震构造措施，提高结构在强烈地震作用下的抗震性能。

2 结构和构件设计

2.1 结构形式

工程设计利用楼、电梯间设置核心筒，在框架柱内嵌入剪力墙形成框架-剪力墙结构，该结构形式在较好地满足下部商场和上部住宅建筑功能的同时，保证了结构竖向抗侧力构件的连续，具有良好的抗侧刚度和抗扭性能。

2.2 结构平、立面布置

核心筒剪力墙布置时，纵、横向剪力墙力求均匀对称并互为翼墙，并保证筒体角部墙肢的完整性，提高核心筒的抗震性能。通过优化调整建筑物周边剪力墙墙肢长度和厚度，实现结构质量中心和刚度中心的接近或重合，减小结构的扭转效应。

2.3 地下室设计

地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，板厚为180mm，楼面钢筋双层双向配置，配筋率为0.25%。地下层1柱的配筋按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(简称抗规)第6.1.14的规定加强。

2.4 上部结构主要构件设计

(1)剪力墙的设计

核心筒周边和结构剪力墙厚度从下往上分别为350，300，250，200mm，对应的剪力墙端柱及框架柱的截面尺寸分别为700，600，500mm，混凝土强度等级分别为C40，C35，C30。

(2)框架梁、暗梁和次梁的设计

嵌入框架柱之间的剪力墙在楼面位置设暗梁，暗梁宽度为墙宽，高度取墙宽的两倍且不小于600mm，该暗梁参与结构整体计算并按框架梁计算配筋。核心筒区域剪力墙设边框暗梁，宽度为墙宽，高度为墙宽的两倍，该暗梁按抗震构造配筋。

(3)楼板设计

竖向体型突变部位及上下1层的楼板厚度分别为150，130mm，双层双向配筋，配筋率取计算值且不小于0.25%。

3 结构计算参数

该工程设计使用年限50年，抗震设防烈度为7度、第一组，设计基本地震加速度值0．10g，抗震设防类别为丙类，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.35s，多遇地震影响系数最大值0.08，罕遇地震影响系数最大值0.50，抗震等级为二级。50年重现期基本风压0.50kN/m2，地面粗糙度B类。楼面恒荷载按实际计算:活荷载卧室、起居室楼面2.0kN/m2，楼梯间及前室3.5kN/m2，电梯机房7.0kN/m2，卫生间2.0kN/m2，厨房2.0kN/m2，阳台2.5kN/m2，上人屋面2.0kN/m2，不上人屋面0.5kN/m2。

4 结构的不规则情况和设计措施

4.1 楼板不连续

为提高楼板削弱区域抗震性能，竖向体型突变部位的楼板在该区域的厚度取180mm，其他楼层的板厚在该区域分别增加30mm，该薄弱区域楼板钢筋采用双层双向通长设置，配筋率不小于0.30%。楼板边缘设扁梁，扁梁上部纵筋直锚入楼板内，锚固长度按照抗震要求确定。

4.2 凸凹不规则

本工程层4～21平面凸出长度为11.3m，大于平面突出方向结构总长度(22m)的51.4%，按照高规判别为凸凹不规则。结构设计时对平面尺寸突变位置的楼板厚度和配筋进行加强。

4.3 竖向体型收进

(1)竖向体型收进的判别

因建筑使用功能变化，本工程层4以上结构平面部分收进，体型收进位置的高度为11.1m，为建筑总高度的17%，接近高规第3.5.5条20%的限值。收进后的平面宽度为12.7m，为下部楼层对应宽度的49.6%。按照高规第3.5.5条收进后的平面尺寸不宜小于下部楼层平面尺寸75%的规定，本工程为结构竖向不规则。

(2)竖向体型收进建筑的抗震加强措施

结构薄弱层在多遇地震作用下的剪力设计值乘以1.25的增大系数。该楼层剪力墙的墙肢名义剪应力的控制和剪力墙水平抗剪钢筋的配置采用中震不屈服分析的计算剪力。在结构设计时上部收进楼层和相邻下部楼层对应位置剪力墙和框架柱的截面尺寸不变，混凝土强度等级不变，以减小两个楼层的抗侧移刚度和承载力的差异。在结构设计时竖向体型收进楼层及地上层4设置约束边缘构件，提高墙肢的抗震性能。对竖向体型突变部位及其上、下一层楼板的厚度和配筋采取加强措施。

4.4 扭转不规则

(1)扭转不规则的判别

在双向地震作用和考虑偶然偏心的地震作用下，本工程最大弹性层间位移和楼层的平均层间位移之比的最大值为1.32(X向)，1.16(Y向)，最大位移与层平均位移的比值为1.31(X向)，1.14(Y向)。按照抗规第3.4.5条判定为扭转不规则。

(2)扭转不规则的控制

为了减小结构的扭转效应，剪力墙的布置力求均匀对称，努力实现结构质量中心和刚度中心的接近或重合。并加强结构周边剪力墙的抗侧刚度，适当削弱核心筒的刚度，提高结构的抗扭性能。

本工程结构整体计算模型经过反复优化，结构质量中心和刚度中心的距离为0.01～0.07m(X向)、0.05～0.37m(Y向)，分别为对应方向建筑物边长的0.27%，1.50%。

本工程Tt/T1=0.7739，远小于规范0.9的限值要求，较好地控制了结构的扭转效应。

工程设计中严格控制楼层竖向构件最大的水平位移与该楼层水平位移平均值的比值，避免出现该比值大于1.4的情况。

4.5 转角窗

本工程层4～21在轴?和轴?的两个端头各有一个转角窗。转角窗的设置削弱了结构的抗扭性能，成为抗震薄弱环节，在强烈地震作用下易导致地震应力和变形的集中，造成结构的局部破坏。为提高结构的抗震性能，在转角窗的洞口两侧设置剪力墙并设端柱，端柱全高箍筋加密；转角处楼板局部加厚，并加强楼板钢筋的配置；洞口边缘的端柱之间设置暗梁贯穿楼板，并提高转角梁的抗扭承载力和抗弯承载力。

5 地震作用补充计算

5.1 中震不屈服分析

(1)计算参数的设置

为了合理布置剪力墙，保证结构体系具有良好的塑性耗能能力，避免主要受力构件出现脆性破坏，设计对剪力墙主要墙肢和连梁进行中震不屈服分析，地震影响系数最大值取0.45。

(2)中震不屈服分析结果

经过反复优化，本工程在中震作用下剪力墙和连梁名义剪应力没有出现超限情况，剪力墙施工缝抗滑移验算超限情况也比较少。但框架梁混凝土受压区相对高度超限和纵向钢筋配筋率超限的情况较多，剪力墙边缘构件纵向钢筋配筋率超限的情况也比较普遍。

5.2 弹性动力时程分析

为保证结构安全，设计采用弹性动力时程分析法进行多遇地震作用下的补充计算分析。弹性动力时程分析采用SATWE程序内置的特征周期Tg=0.35s对应的3组人工波和4组实测地震波进行结构分析，地震加速度时程曲线的最大值为70cm/s2，地震波按照双向输入，加速度最大值按主次方向1∶0.85的比例取值。

6 结语

对于现代城市日益涌现的造型新颖别具一格的平面不规则建筑，结构设计人员应细心分析各种情况，找出结构的重点和薄弱点，因势利导克服不利因素，使整个结构在平面和竖向合理地布置结构刚度避免和减少结构可能出现的薄弱部位。实践证明，本工程的设计措施是有效的，不仅提高了关键构件的塑性耗能能力，还较大地改善了整个结构的抗震性能，有效地保障了结构的安全。

篇（8）

中图分类号:TU972.3

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2010)05-0161-02

1　引言

结构设计规范明确要求,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应有良好的整体性,建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,不应采用严重不规则的结构方案,但随着我国经济实力和科学技术水平的提高,人们的思想观念不断更新,严格意义的规则建筑已经很难见到,取而代之的是大批新颖别致、标新立异、彰显个性的建筑物。各地大量涌现的现代建筑物几乎都是不规则或是严重不规则的,如希尔顿饭店、深圳发展中心、中央电视台等,都是不规则建筑的典型代表,它们的出现既给城市建筑带来了崭新的面貌,同时又给结构设计人员提出了严峻的挑战。如何遵循规范精神,对不规则建筑结构进行结构设计与计算分析,成为工程设计中必须解决的重要课题。

2　高层建筑结构平面不规则的主要形式特征分析

从现实的角度,综合高层建筑各种不规则的结构形式,主要表现在以下几个方面:

1)扭转不规则,考虑偶然偏心的情况下位移比大于1.2;

2)凸凹不规则。①平面狭长,在抗震设防烈度为6、7度时,平面长宽比大于6.0(8度抗震时大于5.0);②凹进尺寸太多,平面凹进一侧的尺寸大于相应投影方向总尺寸的0.35(8度时大干0.3);③凸出过细,凸出部分的长宽比大于2.0(8度时大于1.5);

3)楼板局部不连续,①楼板凯洞凹入后,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%;②开洞面积大于该层楼面面积的30%:③采用细腰形平面;④有较大的楼层错层(楼板错层小于梁高不算错层);⑤角部重叠,重叠面积小于较小一侧的25%;

4)侧向刚度不规则,①楼层侧向刚度小于相邻上部楼层的70%或其上相邻三层平均值的80%:②结构顶部取消部分墙、柱形成空旷房间:

5)竖向尺寸突变,①高层结构上部楼层收进部位到室外地面高度大于房屋高度的20%,上部楼层收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%:②高层结构上部楼层外挑,下部楼层的水平尺寸小于上部尺寸的90%,且水平外挑尺寸大于4m,

6)竖向抗侧力构件不连续,竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递:

7)楼层承载力突变,A级高层建筑的层间受剪承载力比小于0.8,B级高层小于0.75;

8)结构的周期比过大,A级高层建筑不应大于0.9,B级高层建筑和复杂高层建筑不应大于0.85:

9)复杂高层结构,带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。

3　工程项目实例概况

湖南某高层建筑是一集商业、酒店及办公楼为一体的综合性大楼,建筑层数地下2层,地上24层,其中底部裙房四层,结构体系为框架剪力墙结构,总建筑面积约45000m2,建筑高度94.3m,地下两层为车库层高为4.8和5.3m,首层为酒店大堂及商铺,层高8m,2至4层为酒店餐厅及辅助用房,层高4.8-6m,5至12层为洒店客房层高均为3.5m,12层以上为办公楼,层高均为3.5m。

本工程为丙类建筑,使用年限为50年,抗震设防烈度为6度,剪力墙及框架梁柱抗震等级为二级,基础设计等级为甲级,采用高强预应力管桩,工程结构整体计算采用中国建筑科学院开发的设计软件SATWE进行计算。

4　结构平面不规则情况分析及调整处理措施

该大楼特点是竖向功能变化较多,笔者针对不规则平面的结构特征及高层建筑的特征,从概念设计和计算设计两方面人手,综合分析各相关因素,提出适合于不规则平面特征的结构选型及结构布置方法。调整后结构裙房及标准层平面见图1。

4.1　建筑结构平面不规则情况分析

本工程平面体型为z字型,I/Bmax=0.56>0.35,属于平面不规则结构,竖向有立面缩进,同时层高相差较大。初步计算结果表明:结构在地震及风荷载作用下的位移角能满足规范要求,周期比为0.83

调整该楼的周期比和扭转位移比是结构设计的重点工作,由于该楼平面凸凹不规则,两个核心筒均处在两边,刚度极不均匀,质心与刚心偏差较大,在地震等外力作用下极易产生扭转破坏。周期比的控制与位移比的控制一样,周期比侧重控制的时侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,目的是抗侧力的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出现过大的扭转效应。

总之,控制周期比的目的就是使结构抗侧力构件布置得更合理、更均匀,并不是使结构更刚,当平动第一周期与扭转第一周期比较接近时,由于振动耦连的影响,结构的扭转效应会明显增大,但该楼的第二周期扭转因子达到0.34,可认为扭转刚度偏弱,同样需要调整,不能仅仅认为平动第一周期/扭转第一周期小于0.9就可以了,应同时考虑平动周期中的扭转因子,不然在大震情况下,结构可能第一周期就是扭转周期。

4.2　平面不规则情况调整处理措施

考虑到这个薄弱环节,对结构的竖向构件做如下的调整:

1)在结构的左上方和右下方各加一片较长的剪力墙,增强建筑周边结构构件的抗扭承载力,同时也将结构的刚心大大的推向左边;

2)在右下角的核心筒开洞,削弱该处的刚度,因为该处核心简偏心较大,这也使刚度中心向左边移:

3)取消左上部核心筒下面的一个小核心筒,削弱中部的刚度,同时将该核心筒的连梁做弱,使结构的剪力墙更均匀,对结构扭转位移比及周期比均有较大的好处。

首层层高8m,造成受剪承载力小于上层的80%,要解决抗剪承载力不足,主要就要

加大抗剪截面。或提高混凝土强度,采取的措施就是在首层以下的各层将柱截面均加大100mm,墙加厚50mm,混凝土强度加大一级,采取措施后,‘受剪承载力比在90%以上,能满足规范要求,本楼第四层初算为薄弱层,四层顶即裙房屋面,为此将裙房屋面梁截面加大,加厚屋面板,有效的避免了薄弱层。通过以上调整,该楼由5项不规则调整为2项不规则,即平面凸凹不规则,立面缩进不规则,避免了申报超限。调整前后结构裙房及标准层平面见图1。

4.3　调整前后的周期参数

从表1的数据来看,因为取消一个小核心筒,刚度有所减弱,但结构调整的后刚度明显比调整前均匀,抗扭刚度也得到加强。同时扭转位移比也得到明显改善,

(由于篇幅问题未全部列出)最大扭转位移比均小于1.20,属于规则结构,从一个平面明显不规则的结构通过合理的调整刚度也可以使其成为结构上的规则结构。

4.4　弹性时程分析

对于平面不规则高层建筑,按高规规定,应采用弹性时程分析法进行多遇地襞下的补充计算,本工程采用2条天然波和一条人工波,弹性动力时程分析结构表明,在多遇地震作用下的层间位移、角位移、总剪力、总弯矩均满足设计要求,见图2,CQC法是安全的,设计达到了预期的效果。

4.5　采取的抗震措施

针对工程的实际,综合分析各方面因素,采取的抗震技术措施主要有:

1)在建筑允许的情况下尽量加长加厚周边剪力墙,尤其是离刚心最远处,将刚心和质心偏心率调整到最小,减小扭转周期,将结构调整成扭转规则结构。

2)削弱核心筒连梁,采用弱连梁连接,使平动周期增大,增大平扭周期比。

3)控制墙柱轴压比,提高柱的纵筋配筋率和箍筋配筋率(特别是角部),纵筋配筋率均加大一级,柱箍筋全楼加密,角柱加芯柱,来提高结构竖向构件在大震中抵抗的变形能力。

4)在凹角处增设45°斜向钢筋,抵抗角区应力集中,加强薄弱处的板厚和配筋。

5)四层虽然可以不算规范上的薄弱层,但计算仍按薄弱层计算,其地震剪力应乘以1.15的增大系数,同时加强该层墙柱配筋,提高结构在大震中的抵抗变形的能力。

6)加强裙房上层,即五层的墙柱配筋,有效抵抗立面缩进后产生的鞭梢效应。

通过采取以上措施,使该平面不规则建筑在满足各项功能的前提下,结构更安全科学和合理。

5　结语

综上所述,对于现代城市日益涌现的造型新颖别具一格的不规则建筑,结构设计人员应细心分析各种情况,从概念设计人手。找出结构的重点和薄弱点,因势利导克服不利因素,使整个结构在平面和竖向合理地布置结构刚度,避免和减少结构可能出现的薄弱部位,同时加强薄弱部位的构造措施,使建筑物从一个貌似不规则的建筑调整成一个结构上的规则建筑,只要结构工程师认真分析,抓住重点,强化构造,不规则结构的设计问题是可以解决的。

参考文献:

[1]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[2]邓孝祥,张元坤,唐可,平面不规则高层结构的扭转分析与抗扭设计[J].广东土木与建筑,2006(1):3-6.

篇（9）

1 引言

在高层建筑设计的过程中，抗震设计一直是一个非常重要的环节，其设计的水平直接影响到了建筑工程自身的安全性，当前随着相关技术的发展，平面规则性超限技术在不断的发展和应用，这种技术的应用使得高层建筑抗震的质量和水平得到了非常显著的提升，所以对其进行全面的研究也有着十分积极的现实意义。

2 基于性能的结构抗震设计基本原理

基于性能的抗震设计在当前的建筑抗震设计当中发挥着十分重要的作用，同时其在很多国家都得到了非常广泛的应用，它是一种相对比较先进的设计思想，这种设计方法是上个世纪末由美国的专家学者提出的，但是这个概念本身并不是一个创新，在20世纪70年代的时候，波兰的学者就提出了和这种概念十分类似的观点，在很多地区和国家发生了地震之后，当地建筑物的损伤现象并不是十分的严重，这样也在很大程度上保证了人们的生命和财产安全，但是在经济方面却造成了非常严重的损失，所以为了可以更好的对这种现象予以控制，在实际的工作中，很多学者也逐渐的意识到建筑结构抗震性能设计的重要性和必要性，在研究的过程中所树立的目标就是借助抗震设计使得整个建筑结构的安全性和稳定性都得到较好的保证，对建筑物自身的破坏程度也要进行有效的控制，将生命和财产损失控制在一个相对较为合理的水平，只有通过结构自身的抗震设计，才能更好的保证以上目标的顺利实现。

目前，很多国内外的专家和学者对于基于性能的抗震设计工作的关注程度越来越高，在实际的工作中也对其进行了非常积极的研究，取得了非常好的成果，对于这种设计方法的研究不断的加深，但是在对其定义进行描述的过程中，很多学者都有自己的看法，因此还没有形成统一的定义，虽然他们之间存在着一定的差异，但是这些描述当中的基本思想是相同的，在设计的过程中必须要考虑到建筑结构在使用期限之内，如果遇到了不同程度的地震作用的时候，其要按照事先设定好的抗震标准、结构发生的变化和损坏程度对其进行设计，这样就使其在安全性、可靠性和经济性上能够达到一种相对较为平衡的状态。在开展性能设计的过程中，业主可以根据其实际的经济状况提出一个比较科学合理的性能指标，同时设计人员也可以按照工程的实际情况对其进行设定处理，这样也就给设计人员对各个因素全面深入的分析提供了非常好的条件，此外在这一过程中也要针对不同形式的建筑采取不同的措施，制定一个更加贴合实际的目标。综上所述，基于性能的抗震方法在我国的高层建筑抗震设计工作中还是存在着非常强的科学性和合理性的。

3 钢筋混凝土结构基于性能的抗震设计方法

3.1 基于性能抗震设计的基本步骤

基于性能的抗震设计在实际实行的过程中，必须要按照工程实际的情况对其进行处理，比如设防烈度、建筑的高度和建筑立面的形式等等。此外在这一过程中还要充分的考虑到业主对建筑抗震性能的实际需要，以及自身的经济水平，之后才能设定一个相对比较科学合理的目标，并按照其设计的基本步骤逐步操作。基于性能抗震设计的基本步骤流程图如图1所示。

3.2 超限高层结构抗震性能目标的设定和选用

建筑物的抗震性能目标通常就是指在设定了地震作用等级的条件下，结构自身的预期性能水平。不同标准下抗震性能目标和性能水准示意图如图2所示。

实际工程中的超限高层建筑可根据具体建筑的场地条件、设防烈度、建筑高度及建筑不规则及建筑超限程度，综合业主对建筑的建造成本、建筑重要性及震后损失、修复等方面的考虑，参考图2选择合适该超限工程的性能目标。

需要注意的是：建筑的超限程度对结构的延性变形能力会产生直接的影响，而结构的延性变形能力与其承载力要求成反比关系，即：结构及构件的承载力较高，对其延性变形能力要求则较低；结构及构件的承载力较低，对其延性变形能力的要求则较高。超限高层建筑结构抗震设计应根据建筑高度的超高情况及结构不规则程度，在考虑提高结构承载力和延性变形能力时，应注意两者的协调从而选择既合理又能保证结构安全抗震性能手段。

4 建立在我国设计规范上的基于性能设计方法

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》3.11条规定，结构抗震性能设计有两项主要工作：首先，对结构工程进行分析判别，确定其采用抗震性能设计方法的必要性。结构分析与判别主要包括对建筑方案的高度、结构类型、结构规则性、场地条件及抗震设防标准等方面进行分析，并以此作为抗震性能目标选用的主要依据。其次，综合考虑建筑物的设防烈度、场地条件、重要性、造价、震后损坏和修复难易程度等各项因素，作为选定合适的抗震性能目标的主要依据。对结构进行抗震性能设计时，对抗震性能目标的选用需十分谨慎，同时应作深入的分析论证。由于地震地面运动难以预测，对结构在强烈地震作用下的非线性分析计算的模型及参数选用等方面也存在经验因素，实际工程也缺少实际震害的验证，因此对结构抗震性能作出准确判断难度很大，对超高层建筑由于其自振周期较长及结构自身的复杂性和不规则性，对其抗震性能作出准确判断就更困难了。因此在性能目标选用时，考虑到地震作用的不确定性，性能目标选择时适宜偏于安全、保守。

结束语

基于性能的抗震设计是一个相对比较新颖的设计思想，当前，对这种方法的研究在不断的深入，而且很多研究已经有了非常好的成果，但是要想在工程中应用这些研究成果，还需要一定的时间，必须要保证这种技术处于非常成熟的状态之后，才能对其予以应用。

参考文献

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与空间扩展相适应的不同结构体系

从结构的整体受礼特点来看，在高层建筑中，结构构思必须突出地注意如何解决抵抗水平荷载的问题；在大跨建筑中，结构构思则必须着重地研究如何克服屋盖结构中可能产生的巨大弯距，以及由此而带俩的结构自重等问题。为了适应空间扩展由低层到超高层，由小跨到超大跨而带来的结构整体受力状况，受力特点的变化，结构传力系统不断地由低级形式向高级形式演进，发展。筒体体系是建筑彻的使用空间向垂直方向扩展后，适应其结构整体受力持点的合乎逻辑发展的必然结果。外简体常由间距1--3米的密排柱和墙梁联结组成，而内简体则直接利用电梯间、楼梯间、管道竖井或内柱等。简体组合形有多种变化。

高层结构的整体受力特点对建筑平面--空间布局的影响

为了有效地解决抵抗水平荷载的问题，高层建筑的平面一空间布局应体现以下一些设计原则：

高层建筑的平面安排应有利于抗测力结构的均匀布置，使抗例力结构的刚度中心接近十水平荷载的台力作用线，或者说，力求使建筑平面的刚度中心接近其质量中心，以减小水平荷载作用下所人生的扭矩。在一般情况下，风力或地震力在建筑物上的分布是比较均匀的，其合力作用线往往在建筑物的中部。如果抗侧力结构，如刚性井简、剪力墙等分布不均匀，那么，台力作用中心就会偏离抗侧力结构的刚度中心，而产生扭矩。因此，建筑物就会绕通过刚度中心的垂直轴线扭转，致使抗侧力结构处于更复杂的受力状态。对于框架——剪力墙体系来说，只有剪力墙的均匀布置，才能避免结构平面内出现刚性部分与柔性部分的显若差异，才能保证水平荷载按各垂直构件的刚度来进行分配，使剪力墙真正能承受绝大部分的水平行载。由此可见，在高层建筑中，简洁而对称的平面设计对于合理布置抗侧力结构是比较有利的。北京民族文化宫中部68米高的方形塔楼，结合平面设计呈中心对称和高塔造型坚挺有力的特点，在四个角上很匀称地布置了L形钢筋混凝土刚性墙。

出于建筑艺术方面的原因，高层建筑的平面设计有时也要突破简单规整的几何形式。赖特设计的著名的普赖斯塔楼(PriceTower)巧妙地将刚性墙体布置成风车形，使得空间和体形突破了简单几何形式的束缚。建筑师必须掌握按抗侧力结构布置的力学原则与建筑功能要求来综合考虑空间组合的基本技巧。

高层建筑的剖面设计应力求简化结构的传力路线，降低建筑物的重心，避免在竖向上抗侧力结构的刚度有较大的突变。如何布置太空间厅室是高层建筑剖面设计中的一个重要问题。在高层建筑的底层设置高大的厅室。如宴会厅、交谊厅、餐厅等，一方面会使结构传力复杂，要以断面尺寸很大的水平构件来承受上面各层的竖向荷载；另一方面，也会使建筑物重心上移，对高层结构抗倾覆不利。半层数很高而不宜采用一般框架结构体系时，底层大空间则又会与剪力墙、刚件筒体等的布置发生矛盾。因此，在这种情况下，一般都将大空间作脱开处理，使大厅空的结构布置与高层主体相对独立。运用这种手法可以取得体量对比，轮廓线丰富的建筑艺术效果。当厅室空间不是很大，而地段用地又紧，作单层脱开处理有困难时，也可以采用框支剪力墙结构(不考虑抗震设防)，即将底层部分做成框架。在高层建筑的项层设置大厅空间，其屋顶的水平承重结构比较容易解决。但当考虑抗震设防要求时，以不在顶层设置较大厅室而使剪力墙竖向贯通建筑全高为好。

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1.高层建筑的结构设计

随着我国建筑业的不断发展，高层建筑也如雨后春笋般的涌现。

建筑结构设计与建筑专业设计的协调高层建筑结构设计进行结构布置时，要与建筑平面设计密切配合，使高层建筑不但美观实用，而且要做到结构受力合理。

⑴建筑平面布置要合理，力求简单、规则、对称，防止在地震作用下引起建筑扭转效应。建筑平面开间进深要尽量统一，便于结构构件标准化。建筑体系变化不宜复杂，柱子剪刀墙不能错位，其截面不能明显缩小或取消，同一楼层楼面标高要尽量一致，不宜设计错层和局部夹层，防止短柱及剪力集中。楼梯间、电梯间不宣布置在受力复杂或应力容易集中的转角部位，如因需要无法满足上述要求时，必须采取加强结构措施。

⑵梁高对窗高的影响，尽量满足建筑需统一窗高的影响。建筑专业和结构专业应取得统一意见，单栋、整体均应统一考虑，由设计项目负责人协调。

⑶为了增强建筑物的整体稳定性，高层建筑基础埋深一般为总高度的1／8至1／12。为了充分利用这部分空间，高层建筑通常设地下室，作为设备层及其它辅助房间。高层建筑地下室设计时，首先，根据结构类型、工程地质及施工条件等因素选择基础型式，基础型式确定后，再进行地下室平面设计。建筑专业和其它专业要在满足结构设计基本要求的条件下进行各专业设计。

⑷同一楼层中，标高的突然变化处(尤其是有步级、跃式入口或平台花园交接处)应谨慎处理相关的梁、板构造和连接关系，各专业必须协调好大样的一致性。阳台封口梁的梁底标高、梁高是否各栋或区域性保持一致，以协调建筑立面效果，应与建筑专业协调确认。从受力角度、立面外观方面同时考虑，并注意梁底与板底的尺寸关系。注意建筑标高、结构标高的差异对工程的影响，应明晰立面标高、楼板标高、构架标高的两者区别，并力图使两专业在大样上的一致性，各专业大样应明晰这种专业的差异。

⑸当裙楼顶等部位出现不可避免的反梁或其他对设备专业造成冲突的结构做法时(如反梁上需开多个排水孔，且要考虑贴面的厚度影响)，结构专业应引导其他专业避免结构受力构件的损害和削弱。

2.建筑结构设计与不同专业的协调配合

⑴与给排水专业设计的协调

给排水专用房屋包括水泵房、消防水泵房、水箱间及水处理间。这些房间由于有设备及设备基础，荷载比一般房间大，特别是高位水箱间设在建筑顶部，荷载特别大，对结构设计十分不利。水泵间最好设置在地下室或半地下室内。给排水专用房间内管道较多，应注意预留孔洞，预埋件位置及尺寸，防止出现结构削弱部位。给排水管道直径粗，数量多，竖向管道应集中于管道井中，结构应对楼板孔洞局部加强。水平管道应避免穿过梁、盥由柱。对管道穿越剪力墙、简体、楼板处应进行强度验算，必要时采取加固措施。结构布置应为管网系统创造条件，避免管道绕梁绕柱，增加水阻力或满足不了水平管道坡降要求。高层建筑消火栓较多，消防水管较粗。为不影响建筑功能，常将消火栓、水管暗设于墙内，如果设在剪力墙内，则必须进行结构验算，防止局部削弱。

⑵与暖通专业设计的协调

高层建筑空调设备(风道、冷热水管、空调箱、空调机组等)通常与电梯、电梯厅、楼梯、电气间、卫生间集中布置在核心区，构成维持整个高层建筑活动机能的关键部分。在竖向布置上又与给排水、电气等集中布置在设备层。结构设计时应充分注意核心区及设备层的特点：①楼面负荷大，在内力分析及楼板设计时应考虑；②预埋管道附件多，注意局部荷载超过设计荷载：③设备层层高不同于标准层层高，而且应力集中，是抗震薄弱环节，要考虑抗震加固措施。

⑶与电气专业设计的协调