高层建筑平面设计范文

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1.标准层的相关概念

在建筑水平与垂直系统中,有由大多数相同的楼层重叠起来的空间,这些空间的建筑、结构、设备等性质均相同,称之为标准层。建筑标准层的有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑设计的基本精髓,它揭示出多、高层建筑的实质构成。有效水平重叠,即无数个不同高度上的最佳水平面,以有效方式组织成大致轮廓相同并满足人们工作和生活需要的使用空间;合理垂直贯穿,即在这样若干个水平面之间,用一定形式、内容的垂直体以某种形式贯穿其中,垂直体通常包括电梯井、楼梯间和设备管道井以及结构支撑系统等内容构成水平面与水平面之间、水平面与地面之间的支撑和联系。截取这种水平面和垂直体交汇处的任一单元段,即得到所谓的标准层。

在高层中,建筑除了受竖向荷载作用外,还要考虑风力或地震力引起的水平荷载,这在很大程度上限制了标准层设计的自由度。高层建筑的竖向交通系统以电梯为主,楼梯只是一个消防疏散和短距离运输的辅助手段,这点对标准层平面布局的灵活性构成了极大影响。

2.标准层设计的基本原则

2.1.重复性原则

标准层的竖向积层,向空中发展是含有标准层建筑的固有属性。有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑标准层设计的基本精髓,揭示出高层建筑的实质构成。为此,重复性是标准层设计要遵守的最为基本原则。这种重复可从以下两方面来考虑:完全重复和部分重复。完全重复是最为常见和最简单的重复原则,即标准层平面的各项要素都完全一致,随着建筑的日新月异,完全机械式的重复所带来的空间单调、形式乏味被人们所重视,而部分重复原则在标准层的设计中表现了更为强大的优势。

2.2.高效性原则

高效、集约是现代社会发展的大趋势,针对标准层这样一个容纳丰富社会活动的场所来说,更加具有现实性,提高标准层空间的高效利用率、使用率等关系到整栋建筑的综合效益,充分发挥标准层高效性原则是现在以至将来标准层所必须遵守和充分重视的基本设计原则。

2.3.安全性原则

标准层的安全性原则主要指交通组织、消防疏散的安全性以及结构材料的坚固性。

(1)交通疏散的安全性由于标准层建筑面积一般都较大,使用功能复杂,各种设备管线繁多,人员密度大,人和各种物品的流动量大,引起火灾的潜在因素颇多。发生火灾时,将被火情围困人员迅速安全地疏散到地面安全地带是防火疏散设计的重要环节。疏散设计的原则是路线简单明了,便于人们在紧急时进行判断,同时提供从室内任何位置向两个方向疏散的可能性。

(2)结构材料的坚固性不同性质的建筑等级都有规定的使用年限,这种划分主要就是从建筑的结构、材料的耐久性来确定的。在合理的结构选型基础上,要保证建筑材料的可靠性,保证标准层的使用寿命。由于我国经济条件的制约,很多建筑不能完全按照规范的使用年限进行维修和拆除,所以,在标准层的结构选取、材料配比上要放宽限度,尽量为延长建筑的使用周期做出富余,这也是保障标准层安全性的重要一点。

2.4.经济性原则

标准层的经济性长期以来一直是设计者和投资者最为关心的问题,标准层形状的经济效益主要从长宽比予以考虑。相对来说,随着建筑层数、规模的增大,办公、商务等需要有较大进深的建筑更适合用点形的塔式;旅馆、住宅、医院等更适合用条形的板式,由于在大规模时进深受限,如果要采取塔式不得不采用内天井,而损失使用效率。在这种情况下,标准层长宽比较小(≤2)的宽板式高层得到了广泛的采用,如果利用得当常能有效地利用塔式和板式的长处,避开短处。

2.5.人本性原则

“以人为本”的设计理念已经成为当代建筑师创作的基本原则,是以人的基本生活、心理、行为和文化物质为出发点的设计。

(1)人性化建筑的目的就是为人服务,人性化是建筑的生命,在今

天智能化水平不断提高的背景下,强调人性化设计更有必要。标准层人本性设计就是要有利于人的身心健康。新一代建筑标准层空间布局更为灵活,空间设计的侧重点应向营造宽松舒适的工作、生活环境转变。在设计中“中庭空间”、“景观空间”、“交往空间”、“共享空间”的概念不断被采纳,并与功能空间相结合,为标准层人性化设计铺开道路。

(2)可持续性对自然的渴望是人的本性,注重标准层生态化设计是

人本性的重要体现。要保持生态必然要做到节能,两者互为因果关系。可持续性建筑标准层设计是一项复杂系统工程,设计中要紧紧把握“注重效益、崇尚自然、尊重科学”三个生态建筑基本点。“注重效益”就是“建造房屋少用资源,使用房屋节约能源”,“崇尚自然”就是通过建筑设计和构造的处理手法,实现建筑标准层平面高效自然通风、自然采光、隔热和遮阳。“尊重科学”就是在可持续发展的框架下,采用现代科技手段,使建筑标准层的设计达到生态建筑的要求。

3.标准层的平面构成手法

3.1组合连接

组合连接简称组接,可分为硬连接和软连接,都是将相同或不同的若干个形状有序连成一体的构成方式。

3.2复合叠加

复合叠加是将相同或不同的几何平面采用“交集”相叠形成新的平面形式。如方形的叠加、圆形的叠加、方与圆的叠加等。采用这种方法,可在基本几何形体的基础上以复合方式衍生出多样化的建筑体形。

3.3网格旋转

这种组合方式往往是利用单一的几何形平面单元在平面构成网格上进行圆周式转动,以简单元素做平面进行立体构成的变形处理,可以打破简单形体重复的单调、乏味,获得非同一般的效果。也可将不同的形以几何中心为圆心进行多角度旋转。此种构成方式虽然平面形式简单,但逻辑性很强,对构件尺寸设计及施工的精度要求很高。这些处理都能产生光怪陆离的平面及立体形态。

3.4边角切割

边角切割是在完整基本几何形上做局部的简单剪切,是标准层构成及建筑造型上最为常用的手法之一,是在简单几何形平面基础上,用直线或曲线为“刀”对其进行切削,构成新的平面形式

3.5 多向扭曲

扭曲是将基础几何形标准层平面隔层按着某种规律进行不同角度的扭曲变异或在“力”的作用下整体变化,如矩形弯成弧形,扭成S形等,这些均可产生奇妙的新型平面空间关系和赋有雕塑感的建筑形象。

3.6 自由成形

自由成形就是适形的平面形式,是依据场地环境条件和造型上的需要,充分利用钢筋混凝土的可塑性,创造出与众不同的平面形式。复杂的基地形状,不规则的边缘条件,采用不规则图形设计的方式布置建筑,使建筑的体型与基地相呼应,是建筑师设计的基本手法。这种构成方式虽然不能有明显章法可循,但一定是有机的、整体的、符合形式美物质运动规律的。

4.各类建筑标准层设计

4.1居住类建筑以居住为使用主体的建筑标准层平面多以单元(住宅单元、客房单元)形式出现,各单元空间划分方式基本相同,规模大小差别不大,基本表现均质空间效果。建筑外观也呈均匀变化趋势,很少出现大面积体快及材质的对比处理

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一、高层住宅建筑的涵义

高层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的非单层厂房、仓库以及其他民用建筑。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得建筑视为高层建筑。中国《高规》（JGJ3-2010）1.0.2条规定10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑。

二、高层住宅建筑平面分类

高层住宅建筑平面分类：（1）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：板式住宅一同进深相比开间较长的住宅、点式住宅一同平面规模相比高度较高的住宅。（2）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。（3）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，不论采用的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。

三、高层住宅建筑平面设计中存在的问题

平面设计是高层住宅建筑设计中最为基础的工作。由于我国不同的地方区域，其人文条件、天气条件及地理环境都有着不同的特征，所以针对不同区域的住宅建筑，平面设计工作的出发点也有着显著的不同。南方区域为了保证更好的通风和散热，设计时通常都是采取十字型、双十字型或是井字型；而北方区域为了保证向阳和保温的需求，设计通常采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基础上，高层住宅建筑又多了一个“高”的特点，主要的交通工具就是垂直上下的电梯。另外，与多层建筑相比，高层住宅建筑在供水、供电、供气等方面的要求都要更高，加之其平面布局的规划工作更为复杂。因此，其设计也更容易出现问题。高层住宅建筑与多层住宅建筑相比，每个单元需要服务的户数要更多，所以在散热、采光以及通风等方面的效果就要差一些；同时，噪音污染以及视线干扰也是高层住宅建筑平面设计中存在的问题。

四、高层住宅建筑平面设计的分析

1、高层住宅建筑私人区域的平面设计工作。对高层住宅建筑的私人区域进行平面设计时，要充分的保证用户的生活质量，故需要对功能进行合理的分区。为了防止出现互相干扰的现象，应合理的划分睡眠、餐饮以及活动等区域。同时，在私人区域中还必须重视卫生间的干湿功能分区的设计工作，充分保证其使用性能。（1）卧室的设计。为了保证此区域的住户有一个良好的休息环境，设计时要防止内外部的环境对屋内造成干扰，故卧室位置应尽量选择在平面的深处。另外，如果卧室空间面积充足，还应该留出衣柜以及更衣室的空间。（2）厨房的设计。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。（3）卫生间的设计。对卫生间进行平面设计时，我们应知道其是由明厕和暗厕的分别的，顾名思义两者的区别就是前者是直接采光的。在我国的南方区域，本身的天气条件就是湿热的，如果再加上暗厕的效果就会给人带来不好影响，从而引起一定的问题。所以在实际的设计工作中，我们应尽量避免设计暗厕，而对于一些确实没有外窗的暗厕，最关键的问题就是串味和通风的问题，要想解决这个问题，设计时就要铺设变压式排气管道，并且在其入口处还应加装一个防火止回阀。（4）阳台的设计。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。（5）餐厅的设计。餐厅是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。

2、公共区域的设计。高层住宅建筑平面设计中的一楼大堂入口处应该进行人性化的设计，即设计时要充分的考虑到居住用户的行为需求，比如：为了保证残疾人和婴儿车的顺利通行，以及为了方便用户搬运物品，可以在入口处设置坡道。对大堂的内部进行设计时，应注意三个方面的工作内容：一是采暖的设计，此点北方尤为必要；二是电梯厅的通风设计和采光设计；三是信报箱的设计工作。

3、电梯。高层住宅建筑中公共区域最主要的就是电梯，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，每栋楼最好是安装两部电梯，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。在设计时需要注意，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。

五.结束语

综上所述，高层住宅建筑平面设计要求布局合理、功能齐全，交通面积要最少，使用面积要最大，使有限的面积，发挥其最大的效益。此外，平面设计是决定住宅建筑的体量和体形以及体现其建筑特性的关键，所以对平面设计的分析具有重要的意义。

参考文献：

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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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在现代建筑设计理念中，住宅建筑始终是与实用经济原则紧密相联的，平面和外观都不能脱离功能而独立存在。建筑、结构、技术三者之间联系紧密，并有着相互促动的效果。科学的结构形式、先进的节能技术，都会为平面设计开启崭新的创作思路，重要的是为提高平面使用效率提供了可能性。

二、高层建筑平面分类

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。

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。

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。

三、高层住宅平面布局与功能设计分析与研究

1、卧室区域设计

①设计基本原则。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、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。

3、交通区域设计

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。

4、高层住宅平面布局

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。

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。对于面宽小于进深长度的实例，通常情况下正面仅有二开间宽度，进深可达 15m，用于双侧采光或三侧采光的单元式条形住宅中。

④ 四室户及以上户型。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，较中小户型面言有无可比拟的优势。

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1．高层住宅建筑平面设计原则

高层住宅建筑平面设计时，应该遵循以下原则：一、布局合理、功能齐全；二、房间齐备、尺度适宜；三、交通面积少、使用面积大，即充分利用有限的面积，实现效益的最大化。四、平面规整，利于结构设计，降低造价。[1]

住宅建筑的体量、体形以及相关特性是由平面设计决定的，由此可见，平面设计的重要性。

2．高层住宅建筑平面设计现状及问题

在住宅设计中，平面设计是基本。我国南方、北方由于地理位置、气候条件、人文背景的不同，各自的住宅平面设计的出发点存在一定的差异。北方地区常采用蛙式、蝶式平面，以满足保温、向阳的需求；南方地区多采用井字形、十字型、双十字型平面，以满足散热、通风的需求。

同多层住宅建筑相比，高层住宅建筑多了一个特点，那就是“高”，正是由于这个特点，电梯成了垂直上下的主要交通工具。另外高层住宅建筑在水、气、电的供应方面，在防火、防震、人员疏散的安全方面，均比多层住宅建筑的要求高。尤其需要指出的是，高层住宅建筑平面设计中平面布局的规划相比多层建筑更加复杂，处理起来更加费时、费力、易出错，所以需要重点关注。高层住宅建筑每个单元服务的户数远高于多层住宅建筑每个单元服务的户数，因此前者在通风、散热、采光等方面的效果比后者差上许多。另外，视线干扰、噪音污染也是高层住宅建筑的突出问题。[2]

3．私人区域的平面设计

3.1 合理分区

在私人区域，要进行合理的功能分区。对就餐、活动、睡眠的各自区域进行合理划分，避免相互干扰，影响生活品质。值得一提的是卫生间应该做到干湿分区，并防止两区的相互影响，影响其使用功能。

3.2 各分区的设计

3.2.1 厨房的设计

为方便食材和日常用品的运输，减少不必要的人力浪费，在平面设计时，应将厨房位置放在入户门附近。油烟处理问题是厨房设计时应该重点关注的问题，选用功能良好的排烟设备，合理的铺设排烟管道，是解决这个问题的关键。另外，还需要考虑厨房电器以及厨具的摆放问题，要以安全可靠、取用方便为原则。

3.2.2 卧室的设计

为了尽可能地避免内、外部的各种影响（视觉、噪声污染等），营造一个良好的休息环境，在位置上，卧室应该设在平面的深处。在空间允许的条件下，应该预留衣柜的空间甚至更衣间的空间。[3]

3.2.3 阳台的设计

阳台是现代建筑重要的组成部分，阳台的功能有：通风换气、晒物、纳凉等。阳台的类型有：封闭阳台、不封闭阳台。阳台的存在，还能方便用户与大自然之间的交流，这一点对于缓解心理压力、放松心情，有一定的积极作用。

在进行阳台设计时，要考虑以下三个因素：一、用户的喜好；二、与周围环境的契合度；三、阳台功能的实现。

3.2.4 卫生间的设计

卫生间有明厕和暗厕之分，两者的区别是前者直接采光，后者则不是。在南方，湿热的气候条件再加上暗厕本身给人的不良感觉，容易引发很多问题，所以在实际的卫生间设计过程中，应该尽量避免暗厕。假若某户内部卫生间数量较多，将每一个卫生间都明窗设计是有很大难度的，但仍然需要尽最大努力，避免暗厕所，可采用的方法有：一、于外墙处，多做点凹天井；二、集中或优化过多的厕所；三、其他地方做出些牺牲来弥补；四、将最不重要的房间设计成暗厕（一定要注重照明和抽风的设计）。对于无外窗的暗厕，要重点解决通风、串味的问题，可以铺设变压式排气管道来解决，且在高层排气管道口安装防火止回阀。[4]

3.3 一些细节上的处理

对私人区域进行平面设计时，还应考虑装修问题、家具放置问题以及管道问题。平面设计和装修设计的有机融合，更容易实现户型整体设计上的完美统一。家具的合理放置可以有效地调整房间尺寸，实用之余还能增添亲和力。厨房与卫生间的上下水管道在设计的时候应该充分考虑两个问题：一、集中布置；二、噪音控制（在室内的PVC管应有消音措施）。

4．公共区域的平面设计

4.1 底层大堂的设计

入口处要人性化设计，即充分考虑各种人群的实际需要，比如设置坡道，方便住户搬运物品，同时满足婴儿车、残疾人通行的需要。大堂内部设计时，需要做好如下三个方面的设计：一、采暖的设计（如北方冬季气温较低，该设计就很有必要）；二、信报箱的设计。三、电梯厅的通风采光设计。

4.2 垃圾收集空间的设计

高层住宅建筑每一层都应该在公共空间划出一定的区域作为垃圾收集空间，该区域并不需要太大，能放下一个中型垃圾桶即可。垃圾桶最好放置在货梯附近，这样清理时可以节省一定的人力物力。

4.3 电梯的设计

电梯是高层住宅建筑重要的组成部分，和用户的日常生活密切相关，所以本文对电梯的设计给予重点研究。

“民用建筑设计通则”指出，将电梯作为主要垂直交通工具的高层公共建筑，每栋楼不得设置少于两台的电梯。电梯规划设计时，最好并排紧凑布置，方便观望、联控。用户很容易同时观察多台电梯，并根据需要选择呼梯键。

在电梯的设计中，经常会把一梯两户中的两台电梯设置在疏散楼梯的两侧，三者成一字型排列；又或者两台电梯面对面，且与楼梯成品字型排列。这样做的好处是，两户对称，无论在设计方面，还是在售楼方面都很便利。

电梯属于共享的交通工具，不可以独自霸占使用，另外住户的大门通常情况忌讳直接正对人多的场所，这一点在电梯设计时应该注意。站在消防的角度，两台电梯全都直接开向前室是不对的，电梯数量本来就不多，而且远离设置，这样会严重影响使用效率（人们在候梯时，关注一台电梯时，很容易忽略侧边远离或者背后的那一台）。[5]

电梯数量有限时，应该设置在一起，电梯数量充足时，也应按组设置，最忌讳单打一的情况（消防电梯、货梯除外）。

为了将电梯的使用效率最大化，高层住宅建筑电梯设计中，尽量实现消防电梯和客梯的组合。对于三十多层一梯两户的类型，在主要入口的区域设置两台电梯，每台电梯一般情况下只为三十户左右提供服务，这已经是很高水平的电梯服务水准。若在剪刀梯的另外一侧再设计一台供佣人使用的电梯，好像有些多余，如果同时当作消防电梯使用，则需要对电梯的载重进行重新设计。倘若剪刀梯在±0.00 层设置成单跑梯下地下室，则需要在梯间一侧做一个平步段直达剪刀梯背后的消防电梯，如果剪刀梯到±0.00 后还一直继续下行，消防员在处理火灾时，不得不绕梯外一圈，之后才能到达消防电梯处，这对于救火抢险是十分不利的。在让消防人员走“后门”即在建筑物的后面设置消防车道，由会给管理带来很多的麻烦。综上所述，消防电梯最好还是设在前面，至于后面客梯的载重量可以设计的小一点，专供搬东西用。

5．结语

高层住宅建筑平面设计涉及的问题比较多，有些问题至今悬而未决。

本文将高层住宅建筑平面设计分为两大部分（私人区域的平面设计、公共区域的平面设计）进行研究，提出了一些合理化的建议，旨在促进高层住宅建筑平面设计水平的不断提高。

参考文献：

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

[2]谭玉阶. 高层住宅建筑平面设计之我见[J]. 深圳土木与建筑, 2009, (04) .

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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

随着建筑行业的迅速发展，建筑高度也不断增加，建筑类型与功能也越来越复杂，人们的思想观念不断更新，出现了一批平面或立面不规则建筑。平面不规则建筑指的是扭转不规则、凹凸不规则以及楼板局部不连续。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。因此，如何遵循规范精神，对平面不规则建筑结构进行设计与计算分析，使结构的安全性得以保证，从而满足建筑的使用功能和安全，成为工程设计中必须解决的重要课题。

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 结构整体计算分析

3.1 结构计算参数

该工程设计使用年限50年，抗震设防烈度为8度、第三组，设计基本地震加速度值0．2g，抗震设防类别为丙类，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.45s，多遇地震影响系数最大值0.16，罕遇地震影响系数最大值0.9，抗震等级为一级。50年重现期基本风压0.30kN/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。

3.2 计算结果分析

结构整体分析采用SATWE(2010版)软件。

(1)振型数与周期比

结构计算振型数取15个，X向的有效质量系数98.66%，Y向的有效质量系数99.92%，满足高规第5.1.13规定。

结构第1振型为X向平动，第2振型为Y向平动，第3振型为扭转，T3/T1=0.7761，满足高规第3.4.5规定。前3阶振型周期结果见表1。

表1 SATWE整体分析的振型和周期

(2)风荷载和地震作用下的结构层间位移

风荷载和地震作用下的结构层间位移计算结果见表2，可见结果满足高规第3.7.3条的规定。

表2 风荷载和地震作用下结构层间位移角

(3)总质量和最小剪力系数

结构总质量为15104.859t。X向最小剪力系数5.09%，Y向最小剪力系数5.26%，满足抗规第5.2.5条最小剪力系数≥3.2%的规定。

(4)平面规则性分析

在双向地震作用和考虑偶然偏心的地震作用下最大弹性层间位移和楼层平均层间位移之比的最大值为1.32(X向)，1.16(Y向)，满足抗规第3.4.5条的规定。

(5)竖向规则性分析

结构各层侧向刚度与相邻上一层的侧向刚度比的范围为0.979～1.2833(X向)、1.0～1.3321(Y向)，满足高规第3.5.2条该值不宜小于0.9的要求。结构竖向无薄弱层。底部嵌固层(地下层1)与地上层1侧向刚度比为2.3465(X向)、2.3662(Y向)，满足高规第3.5.2条该值不宜小于1.5的要求。

(6)下、上楼层抗剪承载力之比验算

本工程结构各楼层其上一楼层抗剪承载力与本楼层抗剪承载力的比值范围为0.900～1.340(X向)、0.900～1.330(Y向)，满足高规第3.5.3条关于A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层层间受剪承载力的80%的规定。

(7)结构整体稳定性分析

工程结构X向最小刚重比为10.08，Y向最小刚重比10.09，均大于1.4，建筑的整体稳定性满足高规第5.4.4条的要求。

(8)抗倾覆验算

Mr/Mov计算值见表3，结果满足高规第12.1.7条在重力荷载代表值与水平地震作用标准值作用下，高层建筑基础底面不宜出现零应力区的要求。

表3 Mr/Mov计算值

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

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1 高层建筑中不规则建筑的发展现状

随着我国科技技术水平的逐步提升，我国建筑行业也在不断的发展。随着城市的不断扩建，设计者们为了迎合城市建设的发展需求，他们已经逐步更新了自己以往建筑物必须要对称、规则的观念，他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑，如非对称、不规则的建筑结构物。随着人们的观念的转变，现如今大城市中出现了许许多多复杂体型和不规则的结构，这种趋势在某种程度上代表了我国建筑的发展方向。

2 某工程平面不规则构件设计及其设计措施

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。

2.1 结构和构件设计

2.1.1 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。

2.1.2 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。

2.1.3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。

结构总质量为15104.859t。X向最小剪力系数5.09%，Y向最小剪力系数5.26%，满足抗规第5.2.5条最小剪力系数≥3.2%的规定。

（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，配筋率取计算振型数与周期比。

振型数与周期比简单计算：结构计算振型数取15个，X向的有效质量系数98.66%，Y向的有效质量系数99.92%，满足高规第5.1.13规定。结构第1振型为X向平动，第2振型为Y向平动，第3振型为扭转，T3/T1=0.7761，满足高规第3.4.5规定。值且不小于0.25%。

2.2 结构的不规则情况和设计措施

2.2.1 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。

2.2.2 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。

2.2.3 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。

3 不规则高层建筑结构设计中应采取的措施

3.1 减小建筑结构的相对偏心距。

相关研究表明建筑结构的扭转效应与相对偏心距在一定程度上是成线性关系的，如果想要改善建筑结构的扭转效应，以及进一步的缩小楼层的位移比，则可以通过调整建筑结构的平面布置，进而使得建筑结构的质心和刚心可以更加的接近。实践工程中减小建筑结构偏心距的常用方法有：① 调整建筑结构平面的不规则性布置应该是在初步计算分析后才进行，通过初步计算的结果找到建筑结构的质心、刚心，同时需要做的便是通过相关数据以及实践经验比较准确的判断建筑结构的刚度分布，最后在适当的增减距质心较远的抗侧力构件。

3.2 调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比。

由相关研究表明：建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方的关系基本上是线性的关系，所以在设计建筑物时，可以考虑适当的减小建筑结构的周期。在做剪力墙时，则需要在合理的范围内尽量的加长或者增厚周边剪力墙，特别需要重视的是那些离刚心最远处的剪力墙。加大结构抗扭刚度的一般做法是在建筑结构边上设拉梁，同时缩小建筑结构的扭转周期，还可以通过增加周边连梁的刚度来实现。

3.3 提高周边抗扭构件抗剪力。

要保证建筑结构在强烈震动下依然安全，只靠调整结构布置是不够的。相关技术人员通过实验得到了如下的结论，即：当建筑结构处于非弹性时期时，对称的建筑结构受到双向水平地震作用便会随形态变化的而偏心。如果考虑建筑结构的抗震性能，则应该强化那些受抗扭效应制约构件的抗剪性能，以便使得建筑结构可以在强震作用下保持整体弹性状态。

结束语：地震灾害时有发生，不规则建筑结构却大量涌现，这对新时期背景下的高层建筑结构设计人员提出了更高的要求。建筑结构之所以分为规则结构和不规则结构，主要是因为不同的结构下，地震的作用受力特点和震害特点不同。引起不规则的因素比较复杂，对不规则的准确界定及具体指标仍然存在不足，不能完全依赖结构的规则性规范下的定量指标。设计人员要结合高层建筑设计采取针对性的措施，加强不规则的应用，提高高层建筑结构设计的安全有效性，为整个高层建筑工程质量奠定坚实的基础。

参考文献：

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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8度、第三组，设计基本地震加速度值0．2g，抗震设防类别为丙类，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.45s，多遇地震影响系数最大值0.16，罕遇地震影响系数最大值0.9，抗震等级为一级。50年重现期基本风压0.30kN/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=0.45s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。

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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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1、高层建筑各专业设计的协调

高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程，涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节，参与高层建筑设计的工程师都深深体会到，对于每个专业单独而言是最完美的设计，但结合在一起却不是优秀的设计。各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工，建成后也无法使用。“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分，高层建筑设计既是各个专业自我完善的过程，也是各个专业之间互相协调的过程。提高高层建筑设计质量，不但依赖于各个专业设计水平的提高，而且在很大程度上取决于“建筑、结构、设备”的协调。我们认为在方案设计、初步设计阶段一般应以建筑专业牵头进行各专业协调，在施工图设计阶段则应以结构专业为主进行各专业协调。高层建筑结构设计除了采用合理的结构体系，先进的计算技术外，大量的工作是搞好与其它专业的协调，以便保证结构计算简图的实现。

1.1高层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，而且结构受力合理。施工方便、造价经济。

(1)柱网和剪刀墙的布置要满足建筑平面功能要求。

(2)建筑平面开间进深要尽量统一，便于结构构件标准化。

(3)建筑体系变化不宜复杂。柱子剪力墙不能错位，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。

(4)楼梯间、电梯间不宜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。

(5)合理布置建筑平面，力求简单、规则、对称，使建筑平面质心、刚心尽量一致，防止在地震作用下引起建筑扭转效应。

(6)非承重构件要选用轻质材料，承重构件采用高强材料，以便减轻结构自重，降低设计荷载。

(7)旋转餐厅平面设计应与结构设计密切配合，共同确定平面布置、悬挑尺寸、旋转尺寸及层高等。高层建筑基础是整个结构设计中的重要部分。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1/8～1/12。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，基础型式的确定对地下室建筑平面设计及其它专业设计至关重要。

1.2 高层建筑结构设计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、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。

1.3 高层建筑结构设计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。

1.4高层建筑结构设计与电气专业设计的协调

电气专业的室内敷线，原则上应以导线在金属管中沿墙及楼板暗设，这对于预制装配整体框架、框架一剪力墙结构是很困难的。穿梁的垂直管道要在预制梁制作时预留孔道，并且梁宽和墙厚尽量一致，如不一致则要求墙的一侧与梁的侧面平齐，使穿梁管不露墙外。

高层建筑平面电梯井道的位置确定后，电梯机房位置也就确定下来，电梯机房内孔洞、预埋件较多，电梯机房荷载也比较大，因此应详细了解所选型号电梯土建条件并注意单台布置和多台布置的差别。由于电梯井道一般作为钢筋混凝土剪力墙，除承受竖向荷载外，还承受水平力作用，因此应校核洞口削弱后的强度。

2高层建筑基础沉降

高层建筑对地基基础要求严格，为了保证高层建筑整体稳定性，高层建筑基础沉降值和倾斜值控制在允许范围内。对于箱形基础和群桩基础，其整体倾斜值至今尚未有较好的计算方法，因此通过沉降观测了解高层建筑基础的整体倾斜就更重要了。

(1)在承受自重应力阶段，基础沉降量不大，沉降倾斜也不大，属于均匀沉降。附加应力阶段，基础沉降增加较快，沉降倾斜也比较明显。工程竣工后，基础沉降继续增加，沉降倾斜也继续变化。经过两年之久，基础沉降才稳定下来，沉降倾斜不再变化。可以看出：基础沉降倾斜由附加应力产生，附加应力值越大，沉降倾斜值越大。

(2)在承受自重应力阶段，整体弯曲值很小，属于均匀沉降。在附加应力阶段，整体弯曲才比较明显。可以看出：整体弯曲由附加应力产生，附加应力值越大，整体弯曲值越大。从观测结果看，整体弯曲实测值都比较小，通过计算得出：引起弯曲的弯矩值大大低于箱形承台混凝土的计算抵抗弯矩值。与基础应力测试结果一致，证实箱形承台内钢筋所受整体弯曲应力较小。

(3)地基变形不是直线，不论横向变形还是纵向变形，都是中部下凸的曲线，地基变形不均匀。地基变形的不均匀，会引起基础的不均匀下沉，使上部结构产生附加应力，引起结构内力的变化。因此，高层建筑结构分析应考虑上部结构、地基、基础的共同工作。

3 高层建筑基础应力测试

为了研究高层建筑结构的上部结构、地基、基础的共同工作，进行高层建筑基础应力测试十分必要。但是，目前我国进行高层建筑基础应力测试的工程很少，缺乏应力测试资料，不利于开展高层建筑结构上部结构、地基、基础共同工作的研究。

(1)钢筋计测试结果看，具有群桩基础的箱形承台，受整体弯曲影响很小，局部弯曲应力也不大。实测钢筋应力值均小于钢筋的抗拉强度计值。因此，具有群桩基础的箱形承台，可以不考虑整体弯曲的影响，按局部弯曲设计。钢筋计测试结果表明，箱形承台(包括箱形基础)增加附加隔墙是可行的。附加隔墙既可以降低顶板、底板计算跨度，又可以增加整体刚度。

(2)土压力盒测试结果看，具有群桩基础的箱形承台与桩间土之间的应力值均较小、与群桩基础的单桩反力相比，可以忽略不计。因此，对群桩基础箱形承台进行反力计算时，可以不考虑桩间土的作用。

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1.建筑体型抗震设计

建筑体型设计作为设计的重要环节之一，直接关系着建筑的布局和体量，对建筑物抗震能力有着很大的影响。现实中为追求建筑物外观的新异感，经常建造出经济性低而危险性高的建筑体型。建筑过程中建筑设计师注重建筑体型与建筑物抗震能力之间的关系，建筑的尺度和体量对建筑物的布局都存在着很大影响，它们（体量、尺度、布局、抗震性）是密切相关的。建筑物的抗震能力想要提高，在进行建筑体型抗震设计时，应科学、合理地设计建筑空间的体量大小、建筑高度、比例、对称性、转角、周边抗力、竖向收进与扩张的造型、建筑整体的均衡性等。

2.建筑立面抗震设计

建筑立面组成成分是大量的部件，比如有门窗、墙柱、阳台、檐口等等，它的设计就是合理确定部件的材料、比例关系和尺寸大小等。站在抗震的角度看，建筑立面具体设计要加强立面的比例、尺度、虚实、凹凸和对称性的规划，设计过程中应注意以下三个方面。（1）不能单独考虑一面的设计，要将正立面、侧立面和背立面保持协调、均衡和统一。（2）加强立面空间效果与立面各部件的均衡性和规划性。（3）在建筑结构和功能要求的基础上深化建筑空间的造型。

二、建筑平面抗震设计策略

良好的建筑平面设计是通过整体综合的考虑，能够有效地解决建筑美观、经济、安全和使用功能等方面问题。在抗震设计方面有诸多的影响因素，如建筑物的特征、结构布置、造型和建筑施工技术等。通常，建筑平面设计包括了单一房间平面设计和平面组合设计，单一房间平面设计就是针对房间的性状、面积和门窗位置的确定。平面组合设计是对各个房间、交通联系部分进行统筹规划。建筑平面组合形式多种多样，我们常见的有走道式、单元式、集中式和自由分隔式等，在具体的抗震设计中，设计者要根据时间情况选择合适的组合方式。

（1）走道式

走道式平面组合方式的各个使用空间要借助走道进行联系，它们之间没有直接的连通。具有各个分区功能明确、自由的特点，所以这种平面组合方式适用于办公楼、学校、医院等等建筑。走道式有利于抗震主要是在建筑布局规整、简单和空间分布均匀，另外楼层平面的刚度分布和质量分布也比较均匀。

（2）单元式

单元式平面组合方式是利用垂直交通将各个使用空间联系起来，每个使用空间有点互相干扰、平面集中和紧凑特点，这种单元方式组合多适用于酒店、商住楼、高层办公楼、住宅等建筑。例如竖向交通位于平面内时，建筑结构的刚度、抗倾覆力和抗扭转力要能得提高；位于平面外时，我们少在转角处开门开窗，避免发生“转角效应”。

（3）集中式

集中式平面组合方式是将大厅设计成建筑的枢纽，放在中心位置，有利于将各个房间连接起来，这种集中式组合方式适用于商场、图书馆、火车站和展览馆等建筑。其结构基本采用大跨度结构，因此在选材方面就用空间网架结构和钢结构，加强抗震性。（4）自由分隔式自由分隔式平面组合方式就是将一个偌大的空间分割成多个独立的小空间，主要适用于展厅等建筑。采用自由分隔式时我们应注意：1）对结构布置的规划性和均匀性的把握；2）做到分隔墙在建筑的结构梁上。

三、屋顶建筑的抗震设计问题

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随着城市化进程的加快，高层建筑、超高层建筑已成为城市化发展的风景线，是人们感受社会进步、社会发展的基础。高层建筑在当今社会、经济、文化的支持下，逐渐打破了传统的建筑高度，出现了大量的超高层建筑，其成为人们日常生活和工作中不可缺少的部分。下面以某超高层建筑为例，结合当代经济、交通以及环境等因素，探讨了超高层建筑设计中相关要点。

1 超高层建筑设计中存在的问题分析

1.1 平面设计问题

（1）平面设计难以满足建筑使用功能。目前，由于我国设计市场不规范，存在着许多的不良现象。因此在平面设计时，设计人员不能合理分析建筑的使用功能，且设计单位有些设计人员缺乏一些实际工作经验，因此无法对平面设计进行严格审查，从而导致设计出来的建筑满足不了其使用功能。

（2）建筑平面布置忽略了建筑立面的影响。在超高层建筑平面设计时，有些设计人员仅按照建筑的功能来布置平面，这样就需要改变最初的建筑立面，进而影响到建筑造型和立面效果，假如不改变建筑的立面的话，房间的布局就会很难达到合理，从而造成了一定的浪费。

1.2 立面设计问题

（1）建筑立面变化不统一。在进行建筑立面设计时，一定要根据建筑的规律来进行工作，要把门窗、墙面、阳台、遮阳板这四者有机的结合起来，既要发挥它们自身的特点，又要让它们能够互相协调和统一。如果在建筑设计时只追求自身变化，而不注重统一，这就会使设计出来的立面毫无美感可言。

（2）建筑材质和色彩的处理。由于不同的建筑外墙材料和面层有着不同的颜色。所以设计者一定要对这些不同颜色和质感的材料进行合理的搭配，从而可以把建筑立面设计的更加绚丽多彩。值得注意的是，在材质色彩设计时，要充分考虑到建筑自身和周围环境的结合。

2 超高层建筑设计的有效措施

某超高层综合楼，占地面积约0.9万m2，建筑高度128m，总建筑面积82000m2，其中地上面积68000m2，地下面积14000m2。主要由主楼及裙房两部分组成，是一座集地下车库、商业酒店、办公于一体的综合性建筑，裙房7层，主楼30层，整个项目呈矩形布置。

2.1 设计思路

在建筑设计之前，根据本项目地段的优越性以及该地区居民对建筑的需求，提出了以下几个方面的设计思路：

（1）由于本项目所处地理位置优越，周边环境优美，交通出行便捷，商业办公俱佳以及设施分布众多，服务配套齐全；所以要充分发挥本地块的区位优势，突出项目形象的塑造，打造标志性建筑。

（2）要保证本项目满足规范要求，同时又能保持一定的建设规模，主体建筑房间获得良好采光、通风和景观，建筑平面规整、结构合理，创造和谐优美的城市建筑景观。

（3）通过塔楼及裙房两个建筑体量的并置，营造出宜人的城市街道，通透的材料使得南北两侧的空间得以联系。建筑内部丰富的空间变化，提供了不同的景观休闲场所，创造了更多交流的机会，使用户得到良好的空间体验。

2.2 功能布局

本综合楼由塔楼及裙房组成，主要为商业、办公、酒店及配套等，地下1层为停车场、设备用房、管理库房等，地下2层为停车场、消防水池及泵房。地上1层～2层为办公和酒店大堂、酒吧、咖啡厅、配套商业会议中心等，办公主要出入口设置在南、北两侧，酒店出入口主要设置在东侧，商业入口主要设置在北侧，办公、酒店、商业人流各自分开，互不干扰；西侧塔楼与东侧裙房通过凹廊连接，凹廊部分1层，2层通高，通过点式玻璃幕形成视觉中心。3层～6层为公寓式酒店区，西侧塔楼、东侧裙房核心筒均布置在中心处，酒店客房均围绕着核心筒布置；7层～27层为办公区；16 层为避难层；28 层～29层为建设方办公区；30层为私家会所区。

2.3 建筑设计

2.3.1 塔楼设计

塔楼标准层平面为正方形，核心筒布置在中心处，四周为酒店客房或办公室，平面利用率高。塔楼东侧布置了6层裙房，为酒店会议中心及配套服务用房，设计时充分考虑与环境的结合，建筑具鲜明且整体的城市形象。

主体塔楼中的办公空间均围绕着核心筒――交通服务部分布置，塔楼共有10部客用电梯（1350kg，其中董事长及员工办公用梯为1050kg）及2部消防电梯兼货梯（1350kg），均下至地下2层。

2.3.2 裙房设计

裙房中的酒店客房部分亦围绕着核心筒――交通服务部分布置， 其中酒店的核心筒部分还有一个通高的共享中庭。裙房共有2部客用电梯（1350kg）和1部消防电梯兼货梯（1350 kg）。

主楼外立面为简洁的现代风格，采用颇具竖向线条感的幕墙系统及构架，南北向为光洁的石材与玻璃相结合，东西向为金属板与玻璃相结合，形成有力的视觉冲击，裙房与塔楼的风格相互呼应。

2.3.3 建筑外墙设计

在建筑材料上玻璃幕墙采用高通透中空Low-E玻璃，既遮挡太阳辐射，又满足视觉要求及外观通透效果，达到节能和提升室内环境品质的整体性作用。铝材的运用，作为可循环利用的环保材料，具有匀质的表皮效果，易于构造精美的细部节点，金属的质感最适于用竖向线条勾勒建筑主体，强化挺拔的体量感觉。

2.3.4 交通组织设计

遵循“人车分流、办公与酒店分行、方便顺畅”的要求，解决好基地内外交通联系和出入问题。地上对外布置主、辅出入口各1个； 并设地下车库入口2个。基地内环绕建筑物形成环形道路，保证消防要求和应急救援需要，避免车流交叉阻滞。

2.3.5环境设计

由于基地面积空间有限，因此要注意利用好基地边缘的城市道路绿化隔离带，与住宅区间的隔离采用浓密绿植，围合形成独立空间。内部以道路硬质铺地为主，结合精致的草坪、树阵花池、景观小品的布置，满通需要的同时，尽量增大绿地面积和绿量，与建筑相协调映衬，营造自然、舒适、宜人的环境。

2.4 超高层建筑设计中的安全问题

2.4.1 防火分区的建筑面积和疏散宽度问题

由于部分楼层形成上下通透的中庭空间，根据《高规》5.1.1条每个防火分区建筑面积为1000m2，设有自动灭火系统时，防火分区面积可增加一倍，故设计时在中庭四周设置有特级防火卷帘，且每个防火分区面积控制在2000m2，位于袋形走道尽端的客房距疏散楼梯的距离均控制在20m。由于部分楼层设有大会议室 多功能厅、酒廊大厅等人员密集场所，根据每1m/100人的疏散宽度计算，现有疏散楼梯宽度不够，于是经与专家协商，把人员密集场所的房间均标注具体人数或设置室外钢梯，以满足疏散宽度要求。

2.4.2 避难层的楼梯转换问题

根据《高规》6.1.13 条规定，建筑高度超过100m的公共建筑应设置避难层，两个避难层之间不宜超过15层，且避难层净面积为5人/m2避难层处的楼梯设置与避难层上部和避难层下部的楼梯为同一楼梯，只是在避难层时楼梯梯井处设置隔墙把梯段分隔开，从上部下到避难层的人员和从下部上到避难层的人员从同一部楼梯的两个出入口上下，关于两个出入口是否都要设置前室，经与专家多次沟通，并与《高规》编写组王渭云主任联系，最终敲定避难层同一部楼梯的两个出入口均设置前室。

3 结语

综上所述，超高层建筑设计不同于多层和高层建筑，在超高层建筑设计时，不仅仅是从审美的角度去考虑，而且需要加强功能、空间和交通组织等几个因素的协调和统一。同时还要注意消防和安全问题，尽量充分考虑到建筑设计各个环节的重要性，以创造出满足人们使用需求的超高层建筑作品。

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1.1.1受力特征与平面形式。高层建筑因其特有的受力特征，从结构意义分析其对平面形式的影响就具有重要意义。高层建筑在水平荷载作用下，结构产生侧移，其中整体弯曲变形占主导地位，结构整体弯曲变形所引起的侧移，与结构体系抵抗倾覆力矩的有效宽度的三次方成反比例关系，以建造宽度很小的建筑物是不适宜的。因此，在平面上加大建筑的有效宽度，就能在很大程度上减少结构的相对侧移.所以，从结构受力角度来讲，高层建筑的平面形式最好是简单、规整的。圆柱形建筑由于它垂直于风向的表面积最小，其风荷载比方柱形建筑可减少20%～40%。平面形式为圆形、椭圆形、正方形、修正三角形、正多边形等形式的高层建筑，建筑沿纵横两个方向的宽度均较大，有较好的抗侧刚度，受风面积也较小，是理想的高层建筑平面类型。

1.1.2结构平面布置的合理性。结构中的传力构件在平面中布置，应不影响建筑使用功能的基础上，尽量满足从力学角度所提出的要求。从力学角度出发，高层建筑的抗侧力结构应均匀布置，避免由于抗侧力结构分布不均而导致水平荷载作用中心偏离抗侧力结构刚度中心而产生扭矩，使抗侧结构处于非常复杂受力状态。

1.1.3结构形式与特点。高层建筑对内部空间的要求，因其使用性质和功能不同，建筑平面布置也就随之变化。小空间平面布置方案仅适用于住宅及旅馆；办公室要求大小空间兼有；餐厅、商场、展览厅等，则要求有能灵活分隔的大空间；舞厅，宴会厅和报告厅等，又要求内部无柱大空间。各种结构体系所能提供内部空间是不同的，它反映在建筑中也各具特色。随着结构技术的发展，一些较新颖结构体系的运用，为建筑师创造丰富多彩的建筑形体，提供使用上具有更大灵活性的平面空间，满足各种使用功能要求创造了有利的条件。如巨型结构、悬挑结构、悬挂结构等既属此类。

1.2剖面设计中的结构构想

剖面构思与建筑形式是紧密相连的，而高层建筑的形式与结构体系又是相互制约的，建筑形式的艺术性必须与结构体系的合理性统一协调，才能充分发挥结构的有效性。因此，不仅要很好地考虑和解决结构与建筑功能方面的要求，还必须运用逻辑思维与形象思维，充分利用结构中符合力学规律和原理的形式来构成不同的空间轮廓与空间韵律。

1.2.1传力体系竖向设计。建筑的空间形态是由结构传力体系支撑的。传力体系的剖面形式，直接反映结构沿竖直方向传递荷载的路径，也关系到建筑物的使用性能。从高层建筑的受力合理性讲，应注意控制建筑的高宽比；由于使用上的要求造成刚度变化特别大，或结构布置发生变化时，则必须设置结构转换层；高层建筑必须有相应的锚固深度，此锚固深度可结合布置设备用房和地下停车库的需要，作为一层或多层地下空间，这对降低高层建筑的重心有利，可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。

1.2.2创造优良体型。高层建筑由于受水平荷载的影响较大，所以建筑形体应力求简洁、均衡、稳定，并具有极佳力学效益而不易屈服于侧向力的优良体型。上下如一型：板式高层建筑其形状多为一字形平面，因其面积利用系数高、造型简洁、朴素大方、结构简易、施工方便、造价也较经济，广泛用于办公楼、旅馆与住宅。

1.2.3合理设置结构转换层。现代高层建筑向着多功能、综合用途发展。在同一幢建筑中，可能上部楼层布置住宅、旅馆、中部楼层作办公用房，下部楼层往往是商场、餐饮、文化娱乐设施。不同功能用途的楼层对结构形式提出了不同的要求。上部需要的是多墙体的小开间；中部则需小的和中等大小的空间；而下部则要求是尽可能大的、能自由灵活分隔的大空间，柱网要大，墙要尽可能少。

1.2.4增设加强层。层数很多、高度很大的建筑，如果靠增大截面尺寸或增设抗侧力构件，必然影响到建筑的使用，这时就可考虑在一定高度位置设置加强层。当未设置加强层时，作为一般高层结构体系，其位移类似于悬臂梁，随高度增加而迅速增大，外荷载产生的倾覆力矩大部分由中央核心剪力墙或筒体承受。在高层建筑中，加强层的设计，可结合设备层一起考虑。由于设备层对采光要求较低，可以不开或少开窗，并可在不妨碍设备布置的前提下增设内部支撑，或沿其周边局部加固，因此设备层可以成为刚度很大的加强层。