高層建筑平面設計8篇

時間:2023-05-28 08:21:22

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篇1

【關鍵詞】高層住宅建筑;平面;分類;設計;問題;方法

一、高層住宅建筑的涵義

高層建筑一般指的是建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24m的非單層廠房、倉庫以及其他民用建筑。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得建筑視為高層建筑。中國《高規》(JGJ3-2010)1.0.2條規定10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其他高層民用建筑混凝土結構為高層建筑。

二、高層住宅建筑平面分類

高層住宅建筑平面分類:(1)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:板式住宅一同進深相比開間較長的住宅、點式住宅一同平面規模相比高度較高的住宅。(2)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。(3)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,不論采用的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。

三、高層住宅建筑平面設計中存在的問題

平面設計是高層住宅建筑設計中最為基礎的工作。由于我國不同的地方區域,其人文條件、天氣條件及地理環境都有著不同的特征,所以針對不同區域的住宅建筑,平面設計工作的出發點也有著顯著的不同。南方區域為了保證更好的通風和散熱,設計時通常都是采取十字型、雙十字型或是井字型;而北方區域為了保證向陽和保溫的需求,設計通常采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基礎上,高層住宅建筑又多了一個“高”的特點,主要的交通工具就是垂直上下的電梯。另外,與多層建筑相比,高層住宅建筑在供水、供電、供氣等方面的要求都要更高,加之其平面布局的規劃工作更為復雜。因此,其設計也更容易出現問題。高層住宅建筑與多層住宅建筑相比,每個單元需要服務的戶數要更多,所以在散熱、采光以及通風等方面的效果就要差一些;同時,噪音污染以及視線干擾也是高層住宅建筑平面設計中存在的問題。

四、高層住宅建筑平面設計的分析

1、高層住宅建筑私人區域的平面設計工作。對高層住宅建筑的私人區域進行平面設計時,要充分的保證用戶的生活質量,故需要對功能進行合理的分區。為了防止出現互相干擾的現象,應合理的劃分睡眠、餐飲以及活動等區域。同時,在私人區域中還必須重視衛生間的干濕功能分區的設計工作,充分保證其使用性能。(1)臥室的設計。為了保證此區域的住戶有一個良好的休息環境,設計時要防止內外部的環境對屋內造成干擾,故臥室位置應盡量選擇在平面的深處。另外,如果臥室空間面積充足,還應該留出衣柜以及更衣室的空間。(2)廚房的設計。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。(3)衛生間的設計。對衛生間進行平面設計時,我們應知道其是由明廁和暗廁的分別的,顧名思義兩者的區別就是前者是直接采光的。在我國的南方區域,本身的天氣條件就是濕熱的,如果再加上暗廁的效果就會給人帶來不好影響,從而引起一定的問題。所以在實際的設計工作中,我們應盡量避免設計暗廁,而對于一些確實沒有外窗的暗廁,最關鍵的問題就是串味和通風的問題,要想解決這個問題,設計時就要鋪設變壓式排氣管道,并且在其入口處還應加裝一個防火止回閥。(4)陽臺的設計。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。(5)餐廳的設計。餐廳是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。

2、公共區域的設計。高層住宅建筑平面設計中的一樓大堂入口處應該進行人性化的設計,即設計時要充分的考慮到居住用戶的行為需求,比如:為了保證殘疾人和嬰兒車的順利通行,以及為了方便用戶搬運物品,可以在入口處設置坡道。對大堂的內部進行設計時,應注意三個方面的工作內容:一是采暖的設計,此點北方尤為必要;二是電梯廳的通風設計和采光設計;三是信報箱的設計工作。

3、電梯。高層住宅建筑中公共區域最主要的就是電梯,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,每棟樓最好是安裝兩部電梯,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。在設計時需要注意,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。

五.結束語

綜上所述,高層住宅建筑平面設計要求布局合理、功能齊全,交通面積要最少,使用面積要最大,使有限的面積,發揮其最大的效益。此外,平面設計是決定住宅建筑的體量和體形以及體現其建筑特性的關鍵,所以對平面設計的分析具有重要的意義。

參考文獻:

[1]陳建華.淺析高層住宅建筑的平面設計[J].中國房地產業(理論版),2012(08)

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關鍵詞:高層住宅建筑 平面設計 面臨問題及設計方法

中圖分類號:TU241 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(b)-0055-01

1 高層住宅建筑平面設計的原則

通常情況下,在對高層住宅建筑進行平面設計的過程時我們應主要遵循四大設計原則:首先是建筑的布局必須合理,功能應較為齊全;其次是房間的類型要齊全并且各尺寸應適中;然后是為了充分的保證使用用戶的經濟效益,應充分的利用有效的面積,即設計時要盡量保證有較少的交通面積,較多的使用面積;最后則是要保證平面的規整性,這樣也更有利于后續的結構設計工作,降低了工程的整體成本。由于住宅建筑平面設計的質量對于建筑整體的體形、體量以及其他很多特性都是有著至關重要的影響的,因此我們必須充分的認識到平面設計工作的重要性。

2 高層住宅建筑平面設計中存在的問題

在一個高層住宅建筑工程的所有設計工作中,平面設計工作應是最基礎的工作。由于我國不同地方區域的天氣條件、地理環境以及人文條件都是存在了較大的差異的,因此不同區域住宅建筑平面設計工作的出發點也是有著顯著的不同的,南方區域為了保證更好的散熱和通風,設計時通常都是采取十字型、雙十字型或是井字型的;而北方區域則要保證向陽和保溫的需求,因此其設計時就采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基礎上,高層住宅建筑又多了一個“高”的特點,因此其主要的交通工具就是垂直上下的電梯。另外與多層建筑相比,高層住宅建筑在供電、供水、供氣等方面的要求都是更高的,并且其平面布局的規劃工作也更為復雜,因此其設計時也更容易出現問題。與多層住宅建筑相比,高層住宅建筑每個單元需要服務的戶數肯定是要更多的,因此高層住宅建筑在散熱、采光以及通風等方面的效果就要差一些,而噪音污染以及視線干擾也是高層住宅建筑平面設計中存在的問題。

3 高層住宅建筑平面設計的方法

3.1 私人區域的平面設計工作

在對私人區域進行平面設計時,要充分的保證使用用戶的生活質量,所以需要對功能進行合理的分區,合理的劃分睡眠、餐飲以及活動等區域,防止它們出現互相干擾的現象,同時還必須重視私人區域中衛生間的干濕功能分區的設計工作,充分的保證其使用性能。(1)臥室的設計。對此區域的設計就是要充分的保證住戶有一個良好的休息環境,所以設計時就要防止內部和外部的環境對屋內造成干擾,而在位置上臥室應盡量選擇在平面的深處。另外,如果臥室空間面積是足夠的話,還是留有衣柜以及更衣室的空間。(2)廚房的設計。對廚房進行平面設計時,應將其設計在入戶門附近的位置處,這樣就能最大限度的降低不必要的人力浪費,同時也縮短了日常用品以及食物的運輸時間。廚房平面設計工作中最重要的問題應是油煙的處理問題,因此我們建議應選擇質量優異的排煙設備,并科學的鋪設排煙管道。最后就是平面設計時還要考慮到廚具以及廚電設備的擺放問題,應以使用方面和安全可靠為設計原則。(3)衛生間的設計。對衛生間進行平面設計時,我們應知道其是由明廁和暗廁的分別的,顧名思義兩者的區別就是前者是直接采光的。在我國的南方區域,本身的天氣條件就是濕熱的,如果再加上暗廁的效果就會給人帶來不好影響,從而引起一定的問題。所以在實際的設計工作中,我們應盡量避免設計暗廁,而對于一些確實沒有外窗的暗廁,最關鍵的問題就是串味和通風的問題,要想解決這個問題,設計時就要鋪設變壓式排氣管道,并且在其入口處還應加裝一個防火止回閥。

3.2 公共區域的平面設計工作

(1)垃圾收集空間的設計。在高層住宅建筑的每一層樓的公共空間內,都是要有一個特定的區域作為垃圾收集空間的。這個區域的面積要求不需要很大,還是應能夠放下一個中型的垃圾桶,而在選擇垃圾桶擺放的位置時應盡量選擇在貨梯附近,這樣在運輸垃圾以及清理垃圾時,就能省下很多的人力和物力。(2)一樓大堂的設計。在大堂的入口處應進行人性化的設計,即設計時要考慮到居住用戶的行為需求,如為了保證殘疾人以及嬰兒車的順利通行,并且方便局面搬運物品,就可以在入口處設置坡道。在對大堂的內部進行設計時,應注意以下3個方面的工作:首先是采暖的設計,因為北方冬天的氣溫很低,所以在北方尤其需要;其次是電梯廳的通風設計和采光設計;最后則是信報箱的設計工作。(3)電梯的設計。高層住宅建筑公共區域的最重要的組成部分就是電梯的部分,因為為其直接關系著居住用戶的日常生活,因此平面設計時也應對其進行重點的研究。在高層的公共建筑中,電梯時最主要的垂直交通工具,因此每棟樓的設置都應至少兩臺電梯。在對電梯進行平面設計時,應排緊并緊湊布置,因此這樣居民在等電梯時,觀察和操作就都更為方便了。電梯是一類整個建筑用戶都能共享使用的交通工具,是絕不允許單獨霸占使用的。對電梯進行設計時,應盡量避免出現居住用戶房間的大門直接面對電梯大門的情況。另外從消防的角度考慮,不應將兩臺電梯遠離設置,這樣人們在選擇電梯時就會很容易忽略遠離的那一臺電梯。同時設計電梯時還應保證消防電梯和客梯的組合模式,從而提高電梯的使用效率。如一個30多層的住宅建筑類型,通常情況下每臺電梯都只為30戶左右服務,這類電梯的服務水平已經是很高的了。

通過以上的論述,我們對高層住宅建筑平面設計的原則、高層住宅建筑平面設計中存在的問題以及高層住宅建筑平面設計的方法3個方面的內容進行了詳細的分析和探討。在對高層住宅建筑進行平面設計時,我們應認真的分析并研究其平面設計中存在的主要問題,同時將其分為公共區域以及平面區域兩個部分進行設計和研究,研究出科學合理并且實用有效的設計建議和改善對策,從而真正的提高我國高層住宅建筑平面設計的水平,促進我國建筑行業的健康發展。

參考文獻

[1] 陳建華.淺析高層住宅建筑的平面設計[J].中國房地產業,2012(8).

[2] 徐建品.淺析高層住宅建筑空間的人性化設計[J].作家,2010(8).

[3] 于春杰.高層住宅建筑平面設計相關問題的探討[J].城市建設理論研究,2012(16).

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關鍵詞:高層住宅建筑 平面設計 類型 問題 設計策略

一、高層住宅建筑分析

1、高層住宅建筑的類型。高層住宅主要指建筑高度大于27M以上的住宅,這些用戶基本需要依靠電梯來解決垂直交通的問題,這樣的高層住宅建筑的類型主要可以分為兩大類:以樓層劃分建筑類型和按照建筑布局劃分的建筑類型。住在高層建筑的高層用戶基于需求因素考慮必須得重視電梯、安全樓梯的設計。為了提高建筑面積的利用率,高層建筑靠上的部位側重于密集型的戶型設計,同樣,筒狀的建筑結構設計也運用的較為普遍。第二類主要特點為建筑布局的差異化,這種差異化會給建筑布局的功能性產生較大的影響,因此,在進行高層住宅類型的選擇時需做好全面的分析與市場評估。

2、高層住宅平面設計應遵循的原則。首先,功能分區合理,睡眠、活動、就餐等功能區域明確,還要注意干濕分區、動靜分區,減少相互干擾而又分區思路清晰才能提升住宅品質;其次,隔音設計。對于臥室和書房而言,保障其使用期間的安靜是非常必要的,而這兩個空間的人員流動一般較少,需遠離客廳和餐廳。而客衛、客廳及門廳部位可設計為開放式,在進行門窗部位的設計時需考慮到空氣流通性等因素,必要時可以采用隔斷的方式來滿足用戶的使用需求。

二、高層住宅平面設計中存在的問題

在一個高層住宅工程的所有設計工作中,平面設計工作應是最基礎的工作。由于我國不同地區的自然條件、地理環境以及人文條件都是存在了較大的差異的,因此不同區域住宅建筑平面設計工作的出發點也是有著顯著的不同的,南方區域為了保證更好的散熱和通風,設計時通常都是采取采取蝶式平面或是蛙式平面;而北方區域則要保證向陽和保溫的需求,因此其設計時就采取十字型、雙十字型或是井字型的。在此基礎上,高層住宅又多了一個“高”的特點,因此其主要的交通工具就是垂直上下的電梯。和多層建筑相比,高層住宅在供電、供水、供氣等方面的要求都是更高的,并且其平面布局的規劃工作也更為復雜,因此其設計時也更容易出現問題。與多層住宅建筑相比,高層住宅每個單元需要服務的戶數肯定是要更多的,因此高層住宅在散熱、采光以及通風等方面的效果就要差一些,而噪音污染以及視線干擾也是高層住宅平面設計中存在的問題。

三、高層住宅平面布局與功能設計探討

1、臥室區域設計

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。這就需要我們要有取舍。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。在小戶型的平面布局中,浴室和廁所通常可由公共活動區域直接通達;在大戶型的住宅平面中,主臥的功能性、舒適性在設計中應著重考慮,主臥一般設置在平面最深處,這樣可以以給主人一個安靜的休息環境,但是浴廁遠離入口區域,勢必要增加獨立的管道設備單元。

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,即與入口區域相連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、廚房、起居區域設計

我們一般不愿意展示未經整理的廚房,開放式的廚房對于中餐的烹飪方式不太適用,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。起居室則擁有了更為完整和開闊的視覺空間。此種布局在小戶型中,居住者人數不多,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、交通區域設計

3.1戶內交通

3.1.1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。

3.1.2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。

3.1.3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。

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27m的范圍內,消防云梯可以起到第二條逃生通道的作用;超過27m并且低于54m的時候,可利用安全樓梯間和出屋面樓梯進行疏散;超過這個建筑高度則必須安裝第二座樓梯。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。

總結:住宅是人們生活中的重要場所,因此在具體的平面設計中,需要考慮到居住的舒適度、便利性及實用性,尊重用戶的個人喜好進行建筑結構的調整,在遵循其既定的設計原則之后可以從細節上進行完善。值得注意的是,設計師需對當前高層住宅設計中存在的普遍問題進行全面的分析,避免在個人的設計中出現類似問題。突出主次,做到公共區域視野開闊、空氣流通,私人區域獨立、安靜,促進我國高層住宅設計事業的全面發展。

參考文獻:

[1]姬長文.住宅總平面及戶型分布設計思路探討[J].科技創新導報.2011(03)

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【關鍵詞】高層住宅建筑;平面設計;私人區域;公共區域

1.高層住宅建筑平面設計原則

高層住宅建筑平面設計時,應該遵循以下原則:一、布局合理、功能齊全;二、房間齊備、尺度適宜;三、交通面積少、使用面積大,即充分利用有限的面積,實現效益的最大化。四、平面規整,利于結構設計,降低造價。[1]

住宅建筑的體量、體形以及相關特性是由平面設計決定的,由此可見,平面設計的重要性。

2.高層住宅建筑平面設計現狀及問題

在住宅設計中,平面設計是基本。我國南方、北方由于地理位置、氣候條件、人文背景的不同,各自的住宅平面設計的出發點存在一定的差異。北方地區常采用蛙式、蝶式平面,以滿足保溫、向陽的需求;南方地區多采用井字形、十字型、雙十字型平面,以滿足散熱、通風的需求。

同多層住宅建筑相比,高層住宅建筑多了一個特點,那就是“高”,正是由于這個特點,電梯成了垂直上下的主要交通工具。另外高層住宅建筑在水、氣、電的供應方面,在防火、防震、人員疏散的安全方面,均比多層住宅建筑的要求高。尤其需要指出的是,高層住宅建筑平面設計中平面布局的規劃相比多層建筑更加復雜,處理起來更加費時、費力、易出錯,所以需要重點關注。高層住宅建筑每個單元服務的戶數遠高于多層住宅建筑每個單元服務的戶數,因此前者在通風、散熱、采光等方面的效果比后者差上許多。另外,視線干擾、噪音污染也是高層住宅建筑的突出問題。[2]

3.私人區域的平面設計

3.1 合理分區

在私人區域,要進行合理的功能分區。對就餐、活動、睡眠的各自區域進行合理劃分,避免相互干擾,影響生活品質。值得一提的是衛生間應該做到干濕分區,并防止兩區的相互影響,影響其使用功能。

3.2 各分區的設計

3.2.1 廚房的設計

為方便食材和日常用品的運輸,減少不必要的人力浪費,在平面設計時,應將廚房位置放在入戶門附近。油煙處理問題是廚房設計時應該重點關注的問題,選用功能良好的排煙設備,合理的鋪設排煙管道,是解決這個問題的關鍵。另外,還需要考慮廚房電器以及廚具的擺放問題,要以安全可靠、取用方便為原則。

3.2.2 臥室的設計

為了盡可能地避免內、外部的各種影響(視覺、噪聲污染等),營造一個良好的休息環境,在位置上,臥室應該設在平面的深處。在空間允許的條件下,應該預留衣柜的空間甚至更衣間的空間。[3]

3.2.3 陽臺的設計

陽臺是現代建筑重要的組成部分,陽臺的功能有:通風換氣、曬物、納涼等。陽臺的類型有:封閉陽臺、不封閉陽臺。陽臺的存在,還能方便用戶與大自然之間的交流,這一點對于緩解心理壓力、放松心情,有一定的積極作用。

在進行陽臺設計時,要考慮以下三個因素:一、用戶的喜好;二、與周圍環境的契合度;三、陽臺功能的實現。

3.2.4 衛生間的設計

衛生間有明廁和暗廁之分,兩者的區別是前者直接采光,后者則不是。在南方,濕熱的氣候條件再加上暗廁本身給人的不良感覺,容易引發很多問題,所以在實際的衛生間設計過程中,應該盡量避免暗廁。假若某戶內部衛生間數量較多,將每一個衛生間都明窗設計是有很大難度的,但仍然需要盡最大努力,避免暗廁所,可采用的方法有:一、于外墻處,多做點凹天井;二、集中或優化過多的廁所;三、其他地方做出些犧牲來彌補;四、將最不重要的房間設計成暗廁(一定要注重照明和抽風的設計)。對于無外窗的暗廁,要重點解決通風、串味的問題,可以鋪設變壓式排氣管道來解決,且在高層排氣管道口安裝防火止回閥。[4]

3.3 一些細節上的處理

對私人區域進行平面設計時,還應考慮裝修問題、家具放置問題以及管道問題。平面設計和裝修設計的有機融合,更容易實現戶型整體設計上的完美統一。家具的合理放置可以有效地調整房間尺寸,實用之余還能增添親和力。廚房與衛生間的上下水管道在設計的時候應該充分考慮兩個問題:一、集中布置;二、噪音控制(在室內的PVC管應有消音措施)。

4.公共區域的平面設計

4.1 底層大堂的設計

入口處要人性化設計,即充分考慮各種人群的實際需要,比如設置坡道,方便住戶搬運物品,同時滿足嬰兒車、殘疾人通行的需要。大堂內部設計時,需要做好如下三個方面的設計:一、采暖的設計(如北方冬季氣溫較低,該設計就很有必要);二、信報箱的設計。三、電梯廳的通風采光設計。

4.2 垃圾收集空間的設計

高層住宅建筑每一層都應該在公共空間劃出一定的區域作為垃圾收集空間,該區域并不需要太大,能放下一個中型垃圾桶即可。垃圾桶最好放置在貨梯附近,這樣清理時可以節省一定的人力物力。

4.3 電梯的設計

電梯是高層住宅建筑重要的組成部分,和用戶的日常生活密切相關,所以本文對電梯的設計給予重點研究。

“民用建筑設計通則”指出,將電梯作為主要垂直交通工具的高層公共建筑,每棟樓不得設置少于兩臺的電梯。電梯規劃設計時,最好并排緊湊布置,方便觀望、聯控。用戶很容易同時觀察多臺電梯,并根據需要選擇呼梯鍵。

在電梯的設計中,經常會把一梯兩戶中的兩臺電梯設置在疏散樓梯的兩側,三者成一字型排列;又或者兩臺電梯面對面,且與樓梯成品字型排列。這樣做的好處是,兩戶對稱,無論在設計方面,還是在售樓方面都很便利。

電梯屬于共享的交通工具,不可以獨自霸占使用,另外住戶的大門通常情況忌諱直接正對人多的場所,這一點在電梯設計時應該注意。站在消防的角度,兩臺電梯全都直接開向前室是不對的,電梯數量本來就不多,而且遠離設置,這樣會嚴重影響使用效率(人們在候梯時,關注一臺電梯時,很容易忽略側邊遠離或者背后的那一臺)。[5]

電梯數量有限時,應該設置在一起,電梯數量充足時,也應按組設置,最忌諱單打一的情況(消防電梯、貨梯除外)。

為了將電梯的使用效率最大化,高層住宅建筑電梯設計中,盡量實現消防電梯和客梯的組合。對于三十多層一梯兩戶的類型,在主要入口的區域設置兩臺電梯,每臺電梯一般情況下只為三十戶左右提供服務,這已經是很高水平的電梯服務水準。若在剪刀梯的另外一側再設計一臺供傭人使用的電梯,好像有些多余,如果同時當作消防電梯使用,則需要對電梯的載重進行重新設計。倘若剪刀梯在±0.00 層設置成單跑梯下地下室,則需要在梯間一側做一個平步段直達剪刀梯背后的消防電梯,如果剪刀梯到±0.00 后還一直繼續下行,消防員在處理火災時,不得不繞梯外一圈,之后才能到達消防電梯處,這對于救火搶險是十分不利的。在讓消防人員走“后門”即在建筑物的后面設置消防車道,由會給管理帶來很多的麻煩。綜上所述,消防電梯最好還是設在前面,至于后面客梯的載重量可以設計的小一點,專供搬東西用。

5.結語

高層住宅建筑平面設計涉及的問題比較多,有些問題至今懸而未決。

本文將高層住宅建筑平面設計分為兩大部分(私人區域的平面設計、公共區域的平面設計)進行研究,提出了一些合理化的建議,旨在促進高層住宅建筑平面設計水平的不斷提高。

參考文獻:

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

[2]譚玉階. 高層住宅建筑平面設計之我見[J]. 深圳土木與建筑, 2009, (04) .

[3]孫雪梅. 基于以人為本的住宅平面設計分析[J]. 現代物業(上旬刊), 2011,(06) .

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【關鍵詞】高層住宅;建筑平面設計;原則;問題;方法

建筑設計所涉及的問題不僅僅是某一個單獨的方面,而是相互聯系的、大規模的學科背景。建筑貫穿于城市發展的整個過程,隨著城市發展水平的不斷提高,建筑的建筑也逐漸趨向集中和大規模,并且還會涉及到其他的領域,比如:環境、人口等。所以現代的建筑學科也在不斷地細化,之前單獨的、集中型的建筑學已經不能適應時代的需求了。

1 高層住宅建筑平面設計的原則

住宅作為一種最常見的建筑類型,在我們的建筑設計中占了一個非常大的比重。而且目前高層住宅建筑不斷增多,其平面設計工作涉及的問題也越來越多。通常情況下,我們將高層住宅建筑的平面設計工作分為公共區域的平面設計和私人區域的平面設計,而要想有效地解決所存在的這些問題,就必須從高層住宅建筑的平面設計原則入手,弄清出現問題的原因并制定合理的解決方法,從而真正做好高層住宅建筑的平面設計工作。

通常情況下,在對高層住宅建筑進行平面設計的過程時我們應主要遵循四大設計原則:首先是建筑的布局必須合理,功能應較為齊全;其次是房間的類型要齊全并且各尺寸應適中;然后是為了充分保證用戶的經濟效益,應充分利用有效的面積,即設計時要盡量保證有較少的交通面積,較多的使用面積;最后則是要保證平面的規整性,這樣也更有利于后續的結構設計工作,降低了工程的整體成本。由于住宅建筑平面設計的質量對于建筑整體的體形、體量以及其他很多特性都是有著至關重要的影響的,因此我們必須充分認識到平面設計工作的重要性。

2 高層住宅建筑平面設計中存在的問題

在一個高層住宅建筑工程的所有設計工作中,平面設計工作應是最基礎的工作。由于我國不同地方區域的天氣條件、地理環境以及人文條件都是存在了較大的差異的,因此不同區域住宅建筑平面設計工作的出發點也是有著顯著的不同的,南方區域為了保證更好的散熱和通風,設計時通常都是采取十字型、雙十字型或是井字型的;而北方區域則要保證向陽和保溫的需求,因此其設計時就采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基礎上,高層住宅建筑又多了一個“高”的特點,因此其主要的交通工具就是垂直上下的電梯。另外與多層建筑相比,高層住宅建筑在供電、供水、供氣等方面的要求都是更高的,并且其平面布局的規劃工作也更為復雜,因此其設計時也更容易出現問題。與多層住宅建筑相比,高層住宅建筑每個單元需要服務的戶數肯定是要更多的,因此高層住宅建筑在散熱、采光以及通風等方面的效果就要差一些,而噪音污染以及視線干擾也是高層住宅建筑平面設計中存在的問題。

3 高層住宅建筑平面設計的方法

3.1 私人區域的平面設計工作

在對私人區域進行平面設計時,要充分的保證使用用戶的生活質量,所以需要對功能進行合理的分區,合理的劃分睡眠、餐飲以及活動等區域,防止它們出現互相干擾的現象,同時還必須重視私人區域中衛生間的干濕功能分區的設計工作,充分的保證其使用性能。

3.1.1 臥室的設計。對此區域的設計就是要充分的保證住戶有一個良好的休息環境,所以設計時就要防止內部和外部的環境對屋內造成干擾,而在位置上臥室應盡量選擇在平面的深處。另外,如果臥室空間面積是足夠的話,還是留有衣柜以及更衣室的空間。

3.1.2 廚房的設計。對廚房進行平面設計時,應將其設計在入戶門附近的位置處,這樣就能最大限度的降低不必要的人力浪費,同時也縮短了日常用品以及食物的運輸時間。廚房平面設計工作中最重要的問題應是油煙的處理問題,因此我們建議應選擇質量優異的排煙設備,并科學的鋪設排煙管道。最后就是平面設計時還要考慮到廚具以及廚電設備的擺放問題,應以使用方面和安全可靠為設計原則。

3.1.3 衛生間的設計。對衛生間進行平面設計時,我們應知道其是由明廁和暗廁的分別的,顧名思義兩者的區別就是前者是直接采光的。在我國的南方區域,本身的天氣條件就是濕熱的,如果再加上暗廁的效果就會給人帶來不好影響,從而引起一定的問題。所以在實際的設計工作中,我們應盡量避免設計暗廁,而對于一些確實沒有外窗的暗廁,最關鍵的問題就是串味和通風的問題,要想解決這個問題,設計時就要鋪設變壓式排氣管道,并且在其入口處還應加裝一個防火止回閥。

3.2 公共區域的平面設計工作

3.2.1 垃圾收集空間的設計。在高層住宅建筑的每一層樓的公共空間內,都是要有一個特定的區域作為垃圾收集空間的。這個區域的面積要求不需要很大,還是應能夠放下一個中型的垃圾桶,而在選擇垃圾桶擺放的位置時應盡量選擇在貨梯附近,這樣在運輸垃圾以及清理垃圾時,就能省下很多的人力和物力。

3.2.2 一樓大堂的設計。在大堂的入口處應進行人性化的設計,即設計時要考慮到居住用戶的行為需求,如為了保證殘疾人以及嬰兒車的順利通行,并且方便局面搬運物品,就可以在入口處設置坡道。在對大堂的內部進行設計時,應注意以下3個方面的工作:首先是采暖的設計,因為北方冬天的氣溫很低,所以在北方尤其需要;其次是電梯廳的通風設計和采光設計;最后則是信報箱的設計工作。

3.2.3 電梯的設計。高層住宅建筑公共區域的最重要的組成部分就是電梯的部分,因為為其直接關系著居住用戶的日常生活,因此平面設計時也應對其進行重點的研究。在高層的公共建筑中,電梯時最主要的垂直交通工具,因此每棟樓的設置都應至少兩臺電梯。在對電梯進行平面設計時,應排緊并緊湊布置,因此這樣居民在等電梯時,觀察和操作就都更為方便了。電梯是一類整個建筑用戶都能共享使用的交通工具,是絕不允許單獨霸占使用的。對電梯進行設計時,應盡量避免出現居住用戶房間的大門直接面對電梯大門的情況。另外從消防的角度考慮,不應將兩臺電梯遠離設置,這樣人們在選擇電梯時就會很容易忽略遠離的那一臺電梯。同時設計電梯時還應保證消防電梯和客梯的組合模式,從而提高電梯的使用效率。如一個30多層的住宅建筑類型,通常情況下每臺電梯都只為30戶左右服務,這類電梯的服務水平已經是很高的了。

4 結束語

通過以上的論述,我們對高層住宅建筑平面設計的原則、高層住宅建筑平面設計中存在的問題以及高層住宅建筑平面設計的方法3個方面的內容進行了詳細的分析和探討。在對高層住宅建筑進行平面設計時,我們應認真的分析并研究其平面設計中存在的主要問題,同時將其分為公共區域以及平面區域兩個部分進行設計和研究,研究出科學合理并且實用有效的設計建議和改善對策,從而真正的提高我國高層住宅建筑平面設計的水平,促進我國建筑行業的健康發展。

參考文獻:

[1] 陳建華.淺析高層住宅建筑的平面設計[J].中國房地產業,2013,(08).

[2] 徐建品.淺析高層住宅建筑空間的人性化設計[J].作家,2010,(10).

[3] 于春杰.高層住宅建筑平面設計相關問題的探討[J].理論研究,2012,(16).

篇6

關鍵詞:平面不規則;高層建筑;結構設計

對于建筑的結構設計,我國有相應的規范要求,要求建筑的平面布置需要具有規則性,相應的的結構之間需要存在一定的對稱關系,建筑的整體結構設計需要協調合理,不應該選用不規則的平面布置方案,這樣對于結構的整體的性能會造成不利的影響。但是新技術、新材料的不斷出現,科學技術的不斷創新,為平面不規則高層建筑的結構設計提供了技術保障,如今傳統的建筑規范要求已經漸漸不適用于當今的建筑需求。品面不規則建筑為城市建設添加了新的風貌。

一、高層建筑平面不規則結構設計問題

高層建筑會因為結構設計的不規則使得建筑結構產生一定的扭轉效應,當然外界不良因素對于建筑的影響也會造成結構發生相應的扭轉效應,外界不良因素的影響指的是例如建筑區域內發生地震,地震會對地面結構造成嚴重的影響,地面某部分結構會發生位移,存在的一定扭轉力就會使建筑結構產生扭轉效應。建筑結構本身也會導致這種不良現象的產生,以往的建筑結構設計時,會把建筑結構設計想象成一種平面的模型,這種設計方法只是適用于原來循規蹈矩的規則結構設計,在不規則結構設計中會存在很大的缺陷,因為不規則結構設計的建筑,建筑的質量中心和剛度中心所在位置很在一定的差距,并沒有相互的重合。在高層建筑品面不規則結構實際時,首先要考慮極限的扭轉效應,從而確定建筑需要控制扭轉力的額度,并且能對扭轉效應的周期指標有一定的了解,要嚴格的保證建筑可以擁有良好的抗扭轉性能,這樣才能更好地對周期進行控制,位移比的控制也應格外的注意,提升性能有效途徑就是提升建筑的質量和整體結構的剛度。

二、工程概述

某工程建筑面積11457.3O,共21層高66.12m,地下室1層~地上3層是商業廣場,層高3.6m,以上樓層為住宅區,層高3m。工程采用框架-剪力墻結構設計,采用平面不規則、扭矩不規則設計,合理的剪力墻能夠提高建筑的穩定性,需要對建筑結構設計中的薄弱部分采取抗震構造設計。工程在建筑中中分是用了電梯等,嵌入剪力墻,滿足下部商場和上部民用建筑的同時,保證構件的連續性。剪力墻在設計中,縱橫面力求平衡,提高抗震性能,為減小扭轉效應需要優化調整周邊潛力強長度以及寬度設計。地下室頂板厚180mm,采用了雙層雙向配置,配筋率0.25%。核心結構外力剪力墻厚度從上往下分別為200、250、300、350mm,相應的剪力墻截面尺寸為500、600、700mm。樓面設暗梁,寬度超過墻寬度至少600mm,按照框架梁計算配筋,剪力墻邊框的暗梁寬度與墻寬相等,高度是墻寬的兩倍。樓板豎向體型突出部位厚度為150mm,上下層樓板厚度為130mm,配筋率超過0.25%.

三、架構整體計算

該建筑工程使用年限為50年,抗震等級為8度、第三組,預計設計地震加速度數值設定為0.2,建筑場地特征周期為0.45s,一般地震影響系數不超過0.16,最大為0.9,屬于一級抗震等級,地面粗糙度為B類設計。樓面設計依照實際情況設定為居民樓2.0kN/O,樓梯間荷載圍為3.5kN/O,衛生間荷載為2.0kN/O,陽臺荷載為2.5kN/O,要求上人屋面荷載達到2.0kN/O。結構整體計算采用SATWE和PMSAP軟件計算,SATWE最大地震效應角度角為45.285度,PMSAP計算結果與之很接近,取15個結構計算振型,X向和Y向的有效質量系數分別設定為98.66%、99.92%,結構第一振型和第二陣型分別為X向平動、Y向平動,第三振型為扭轉。

荷載和地震作用下,滿足高規設定要求。建筑總質量為15104.541t,X向和Y向最小建立系數分別為5.09%、5.26%,大于3.2%,滿足規定要求。在雙向震動作用下,考慮到偶然偏心因素,最大彈性層間位移與樓間平均層間位移比為1.39:1.21,滿足要求。X向與Y向結構各層豎向層與層之間的剛度滿足高俅,結構豎向不存在薄弱層,地下室和一層X向和Y向的剛度比滿足要求。X向和Y向層與層之間抗剪承載力比值范圍分別在0.900~1.340、0.900~1.330,滿足要求。

四、結構不規則設計措施

在此設計中為提高薄弱地區的抗扭性能,豎向體型突變部位厚度設定為1800mm,鋼筋設計采用雙層雙向通長設計,配筋率大于0.30%.工程在4~21層民用建筑的設計中平面凸出長度為11.3m,加強凸出位置的樓板厚度和配筋率。由于此建筑的上下層之間作用不同,因此在4層以上的平面結構部分收近高度11.1m,收進后的平面寬度為12.7m,滿足要求。

結構薄弱層在多遇地震情況下,剪力值設計乘與最大系數,樓層剪力墻的設計采用中震不屈服分析的計算剪力。相鄰兩層之間的框架柱與剪力墻的尺寸面積相等,所采用的混凝土等級相同。為減少結構的扭轉效應,剪力墻的布置要求均勻對稱,并在此基礎上加強周邊剪力墻的抗側剛度,經過計算本工程,X向和Y向的質量中心和剛度中心分距離別為0.01~0.07m、0.05~0.37m,對應的建筑物邊長分別為0.27%、1.50%。在工程設計中采用了轉角窗的設計,削弱了結構的抗扭性能,屬于薄弱環節設計,容易出現結構的局部破壞現象,在設計中,轉角窗的兩側設置剪力墻,加強樓板板筋的配置率,并在洞口邊緣的端柱之間設置暗梁,提高抗扭性能。在中震不屈服的設計中,為了提高建筑結構的塑性耗能能力,地震影響系數取最大值0.45,為了保證結構安全,設計采用彈性力時程分析法補充計算,內置特征周期為0.45s,地震加速度是程曲線最大為70cm/s2,加速度依照最大1:0.85取值。

五、抗震設計

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: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。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。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。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。

總結:根據以上內容本文首先講述了平面不規則高層建筑結構設計中存在的問題,然后根據相應的工程實例進行分析。我國建筑行業發展的速度很快,平面不規則高層建筑建設的數量越來越多,這是建筑設計者面臨的挑戰也是巨大的機遇,要嚴格的保證建筑的科學性、合理性,保證平面不規則高層建筑的各項性能都能夠滿足人們的使用需求。

參考文獻:

篇7

關鍵詞:平面不規則;結構;構件設計; 設計措施

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7度、第一組,設計基本地震加速度值0.10g,抗震設防類別為丙類,建筑場地類別為Ⅱ類,特征周期為0.35s,多遇地震影響系數最大值0.08,罕遇地震影響系數最大值0.50,抗震等級為二級。50年重現期基本風壓0.50kN/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=0.35s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。

參考文獻

篇8

關鍵詞:超限高層;空間結構振型分解法;抗震性能目標;彈塑性分析;構造措施

1.工程概況

某住宅綜合樓,地上32層,地下2層,標準層平面布置為L形(見圖1),總建筑面積為20680.800O。地上1層為商鋪,2層為社區健身中心,3~32層為住宅;結構主體高度為99.600米,高寬比為4.5。主樓地下1層為管道夾層,地下2層戰時為甲類核6級防空地下室,平時為戊類庫房;裙樓為地下1層車庫,板頂有2.100m的覆土。結構嵌固端的位置為主樓地下1層樓面(±0.000m)處;主樓地下2層樓面(-2.100m,裙樓頂板)與裙樓樓板連為一體(見圖2)。結構主體采用全現澆鋼筋混凝土剪力墻結構。

2.結構設計等級及設計參數(詳見表1)

3.結構主體設計

3.1結構平面規則性分析

根據建設單位對建筑造型、功能的要求及規劃場地的現狀,結構平面呈L型,屬于《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ 3--2010)第3.4.3條中圖3.4.3(c)類情況。

3.1.1根據《高規》表3.4.3的規定,可知:本建筑物平面中

(1)L/B=33.6m/13.4m=2.5

(2)l/Bmax=10.8m/24.2m=0.45>0.30,2≥[(L-b)/b=20.4m/13.2m=1.5]>1,(L-b)/L=20.4m/33.6m=0.61≥0.3,不滿足要求;

(3)l/b=10.8m/13.2m=0.8

3.1.2根據《高規》第3.4.6條中“有效樓板寬度不宜小于該層樓面寬度的50%”的規定及《建筑抗震設計規范》(GB 50011--2010)表3.4.3-1中第三種類型的定義和參考指標,本建筑平面中1-4~1-10/1G~1F部位,樓面總寬度為13.4m,總的開洞尺寸為4.45m+3.40m=7.85m,有效樓板寬度為13.4m-7.85m=5.55m,而5.55m /13.4m=41%

有上述兩條可知,建筑平面布置有不規則的情況,造成樓板平面內剛度降低,樓蓋整體性較差,對結構抗震產生不利影響。

3.2結構豎向規則性分析

本工程結構采用全現澆鋼筋混凝土剪力墻體系,建筑的豎向體型規則、均勻,無過大的外挑和收緊(見圖2)。為使結構的側向剛度按照下大上小的規律均勻變化,剪力墻截面尺寸等均沿豎向逐漸減少,混凝土強度等級也逐漸減少。

根據2010年版《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》及相關規范、規程的中的規定,本工程屬于平面一般不規則,豎向規則的結構體系。

4.基礎設計

根據場地的地層結構及物理力學性質,并結合上部結構的特點,綜合分析后采用整體性好的平板式筏型基礎。主體筏板的厚度為1.500m,地下二層的層面標高為-7.800m,基礎的埋深為9.300m,埋置深度為結構主體高度的1/10.7,大于1/15。

5.結構分析

5.1分析軟件及主要計算參數

根據《高規》第5.1.12條及《抗規》第3.6.6.3條的規定,本工程應采用不少于兩個的不同力學模型,并對其計算結果進行分析比較。

本工程因現場地形等建筑要求而造成平面一般不規則,根據上述現行規范的要求,采用中國建筑科學研究院PKPM CAD工程部編制的結構分析程序(高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件)SATWE(2010網絡版)進行結構分析,并采用PMSAP軟件進行補充分析,對計算結果進行對比。

在以空間結構振型分解法進行計算時,計算振型數為18個,周期折減系數為0.95,考慮5%的偶然偏心和雙向水平地震作用。中梁剛度增大系數為2.00,梁端彎矩調幅系數為0.85,連梁剛度折減系數為0.55,梁扭矩折減系數為0.40。

5.2計算分析內容

計算分析主要包括以下幾方面:

(1)整體結構多遇地震及風荷載作用下的彈性分析

進行整體結構多遇地震及風荷載作用下的彈性分析,并對SATWE和PMSAP兩種軟件的結果進行對比,目的在于確定結構的構件尺寸,保證整體結構具備必要的承載力、合適的剛度、良好的變形能力和消耗地震能量的的能力,各項指標滿足規范的要求。

(2)整體機構的彈性時程分析

根據規范要求,對結構進行整體的彈性時程分析,與振型分解反應譜法的計算結果進行比較,以確保結構分析的全面性,保證結構受力安全可靠。

(3)罕遇地震作用下彈塑性靜力分析

5.3計算模型及基本假定

在使用SATWE和PMSAP程序進行分析時,均按照實際結構建立的準確的模型,包括屋面的構架。結構計算分析的過程中,考慮了以下的設計假定,以模擬結構真實的受力狀態:

(1)地下1層抗側剛度大于地上1層抗側剛度的2倍,計算時假定結構嵌固端在地下1層頂板處。

(2)結構整體的施工模擬,依照施工順序,分層加載。

(3)開洞較大的樓層洞口周邊樓板設置為彈性樓板。

5.4主要結構計算結果及分析

5.4.1多遇地震作用下的彈性分析

(1)周期等指標計算結果詳見表2:

(2)內力與位移計算結果詳見表3。

結果分析:

(1)計算結果表明,兩種軟件分析的結構周期基本接近,結構周期合理。

(2)結構具有良好的抗扭剛度,第一扭轉周期(T3)與第一平動周期(T1)的比值均小于0.90,滿足規范要求;剪重比均大于規范限值3.200%;剛重比均大于2.7;有效質量系數均大于規范限值90%。

(3)結構在兩個主軸方向的動力特征相近,第二平動周期(T2)與第一平動周期(T1)的比值不小于0.80。

(4)根據《高規》第3.7.3.1條,高度不大于150m的高層建筑,當采用剪力墻結構時,其樓層層間最大位移與層高之比Δu/h的限值為1/1000,計算結果均滿足要求。

(5)層間位移均符合規范、規程限值要求,平面扭轉規則。

(6)根據計算結果,剪力墻軸壓比最大值為0.46(0.47),滿足規范要求。

(7)結構計算的有效質量系數均大于90%,振型數已經選夠。

經比較:兩種程序的電算結果非常接近,各類參數反應出PMSAP模型僅僅比SATWE的剛度有所變化,是因為PMSAP開發了樓板用的多邊形樓板單元,計算時進入整體結構分析,嚴格考慮了樓層之間構件之間的耦合作用,使得結構整體剛度有所不同。但SATWE中考慮全樓彈性樓板時,也可以計算樓板平面內、外剛度,故計算結果相差甚微。

5.4.2整體機構的彈性時程結果分析計算結果

計算結果表明,彈性動力時程分析每條時程曲線計算所得結構底部剪力大于振型分解反應譜法計算結果的65%,七條時程分析曲線計算所得結構底部剪力的平均值大于振型分解反應譜法計算結果的80%,且振型分解反應譜法計算結果曲線均能包絡時程分析曲線的平均反應曲線。

5.4.3罕遇地震作用下的彈塑性靜力分析

與需求點對用的頂點位移為145.89mm,層間彈塑性位移角最大為1/229,小于規范限值1/120,滿足規范要求;該樓層在持續加載下變形平滑,具有充足的強度和變形能力安全儲備,可保證大震不倒。

6.本工程采取的結構抗震加強措施

根據結構平面不規則的情況,本工程采用了如下的抗震加強措施:

6.1構件布置在滿足建筑專業的要求下,采用將外邊緣梁加寬及加高的做法,增強結構的整體性和抗扭剛度(抗扭縱筋及箍筋沿梁長加密),較少地震作用下的扭轉效應。

6.2在外伸端及結構的細腰處均增加板厚,樓板配筋率適當增大以減少樓板較窄對結構抗震不利的影響,使外伸端與主體及細腰兩側結構能變形調諧。

6.3在二層層頂,擴大樓板加厚的部位,并采用雙層雙向配筋,使二層成為加強層,起套箍的作用,加強結構的整體性。

6.4在樓板有較大開洞的部位兩側采用雙層雙向配筋,以抵抗該部位的應力集中,增強其抵抗變形的能力。建筑平面有較大凹槽處設置拉梁,并且適當增大周邊梁板剛度(圖1陰影部分為加強區)。

6.5為了加強地下室梁、墻的協同工作,使一層的地震力通過地下室頂板很好的擴散至周邊的梁、墻上,增加了地下室頂現澆板的厚度,并采取雙層雙向配筋,每層每向配筋率不小于0.25%。

6.6在地下車庫的主裙樓間增設了沉降后澆帶,減小基礎的不均勻沉降對主體的影響。

6.7要求設備預留洞在管線安裝完畢后均用混凝土封堵,加強樓板的整體性。

7.總結

本工程為豎向規則,平面有兩項超限不規則的超限高層。依據《高規》要求進行了兩個不同程序軟件計算對比,計算結果無異常。各項重要指標的計算結果均滿足高規及抗震的相關要求。

7.1.1為體現抗震設防目標三水準(小震不壞,中震可修,大震不倒)的要求,本工程進行了在多遇地震(超越概率63%)下采用彈性反應譜法進行結構承載力及彈性側移驗算,可以滿足第一、第二水準的抗震要求;并進行了罕遇地震作用下的彈塑性靜力分析,達到了第三水準的要求。

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