超高層住宅建筑設計范文

導語：如何才能寫好一篇超高層住宅建筑設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：超高層建筑 防火 防震 發展

1.為什么越來越多的國家熱衷于超高層建筑

生活在現代城市中的人們對于高層建筑不會陌生，隨著經濟的發展和城市的進步，現代化的城市理念為人們所接受，為了體現城市高度發展的特點，在建筑上，一座座摩天大廈拔地而起，成了現代城市中一道獨特的風景線。很多人會發出這樣的疑問：為什么越來越多的國家熱衷于建設這種超高層建筑呢？我想究其原因，無外乎這樣幾種：

首先，城市的高速發展，決定了發展速度越快的城市就會吸引更多的外來人口，縱觀整個世界，超級都市成了對于那些發展飛速的城市的稱呼，向國外的紐約，倫敦，國內的有北京，上海和廣州。這些城市的發展在一個國家中，甚至在世界上都是數一數二的，自然會吸引大量的人口在這樣的城市中生存。而吸引人口之后，問題就出現了，城市的面積就那么大，增加的這部分人在哪里居住呢？所以，發展立體空間的理論應運而生，越來越多的額城市在解決城市人口問題時，最先想到的就是建設高層的建筑。

其次，和傳統的三四層的小樓房相比，摩天大樓有著更為華麗的外表，更能代表一個城市發展，甚至很多城市的摩天大樓已經成了一個城市的地標，所以，在這種虛榮心得驅使之下，越來越多的城市加入了建設高層建筑的大軍中，尤其在中國，似乎越來越狂熱。

最后，為了節省城市的用地，綜合性辦公樓被帶入城市的建設中。我們知道，過去單位的建筑形式往往是獨門獨院。但是，隨著城市的發展，城市的用地越來越緊張，為了節約城市的用地，建設綜合性的辦公樓，即我們常說的寫字樓，成了城市建設過程中的首選。這在現在的城市中非常普遍，往往一個寫字樓中，有很多家企業或辦事處，這種建筑模式不僅節約了空間，同時也建筑的現代化發展做出了貢獻。

2.我國超高層建筑的現狀

縱觀我國的超高層建筑，卻也存在這很多的問題，主要體現在以下幾個方面：

2.1我國的超高層建筑經濟花費高。

我們知道建設高層建筑甚至超高層建筑的目的就是為了解決城市土地緊張的問題，但是我國的超高層建筑在整體的施工過程中，工程預算非常高，據報告顯示，建一棟200米的高層建筑的花銷比建兩棟100米的高層建筑的花銷還要多，這就說明，我們在超高層建筑的建設過程中，已經偏離了預期的目標。

2.2實用性不強。

這個問題在現代的城市建設中很常見。很多超高層建筑在建成之后都是通過征收租金的方式來維持建筑物本身的日常的開支，但是，城市中的很多的超高層建筑的閑置率非常高，通常五六十層的高層建筑的入住率還不到一半，閑置的樓層得不到利用，就會減少相當多的資金收入。并且，像這樣的超高層建筑，其日常的維護與管理的開支是一筆不小的數字，因此，這也成了我國建筑行業在管理方面的一個缺口。

3.我國超高層建筑存在的問題

隨著市場經濟的逐步完善，我國整體的發展節奏 也在加快，超級都市的出現說明，我國在新時期的發展已經上升到一個新的高度，但是，在超高層建筑上，我國在發展上卻存在諸多問題，在這里主要討論兩方面的內容，即關系到社會民生的問題：防火和節能。從我國的基本情況上看，預防火災是關系到社會民生的大問題，居民的防火問題歷來是我國政府工作的重點之一，可見，防火的重要性和必要性。節能，簡而言之就是節約能源，我國的建筑面積高達400億平方米，但是，我國的建筑物在節能建設上不足4%，每年在建筑行業的能源消耗量驚人。隨著建筑行業的發展，防火和節能問題再一次引起了人們的熱議。從眾多的專業報告中可以看出，在這兩方面，我國超高層建筑存在的問題是：

3.1建筑物防火安全沒有做到位

9.11事件除了讓人們知道了和平的重要性之外，更讓美國人開始思考，超高層建筑物的防火問題，從9.11事件的研究報告可以看出，導致那么多的美國人喪生的原因是五角大樓的鋼結構惹的禍。和美國不同的是，我國的建筑物結構采用的是混凝土結構，和鋼結構相比，混凝土結構的建筑物的承受力更高，在大火的燃燒下，整體結構不容易變形，而9.11慘劇的發生，很大一部分原因就是鋼結構在大紅燃燒之下，變形導致整個大樓的坍塌，最終，慘劇發生。所以，現代化的超高層建筑的防火顯得尤為重要，雖然，我國的混凝土結構可以有效的防治建筑物的變形，但是，在建筑物內部的防火設施的配置上，防火通道的建設上都不完善，例如，很多高層建筑中，滅火工具非常少，很多還已經老化。在緊急出的逃生通道上，由于樓層過高，全靠樓梯逃生，不僅速度慢，而且更加危險，對于救援人員來說，解救工作十分困難，2010年上海靜安區的火災事件就是一個教訓，火災發生時，很多人都是因為沒有時間逃生，才葬身火海，可見，加強高層建筑的防火安全有多么重要。

3.2節能發展緩慢

上面提到過，我國的建筑面積多大400億平方米，但是在建筑物中節能建設卻不足4%，這個數字提醒著我們，我國每年消耗在建筑行業的能源數量之多，難以估計。建筑物蓋得越高，能源的需求量就越大，怎樣在能量供應充足的情況下，最大化的減少能源消耗被看做是我國建筑行業發展上的重大轉折。而我國在節能建設上存在的問題是：首先，高層建筑的建筑材料的性能差，我國在建筑施工時，大多使用的是傳統的建筑材料，傳統的建筑材料在保溫，防水等方面的效果否不是太理想。其次，一般超高層建筑中有大量的照明，電梯等設施，因此，如何減少設施消耗的能源也是一個亟待解決的問題。

4如何建設安全科學的超高層建筑

4.1轉變傳統的觀念

如何實現安全科學的建設理念，我想，首先要做的就是轉變傳統的觀念，我們要明確，高層建筑乃至超高層建筑其建設的目的是解決居住問題，在有限的空間中合理實現最大化的利用，而不是僅僅為了炫耀，所以，在土地情況處在可以控制的范圍內時，可以適當的放緩超高層建筑的建設腳步。

4.2重視超高層建筑的防火

百姓的生命和財產安全是關系到社會民生的重大問題，因此，必須高度重視防火安全。除了在建筑物內設置滅火設施以外，對于超高層建筑來說，如何在火災中迅速逃生是重中之重，以往的防火觀念是，發生火災時，是不能走電梯的，但是，如果在超高層建筑中完全憑借樓梯，是非常不現實的，所以，設計出在火災中也可以乘坐的電梯是未來超高層建筑的一個發展趨勢。

4.3利用節能理念發展超高層建筑的建設

首先，更多的選用新型的節能材料來完成施工建設。其次，增加建筑物維護結構的厚度，較少熱能的流失，這是我國建筑物普遍存在的問題，和西方國家相比，我國建筑物的圍護結構的厚度在80mm-90mm，比西方國家的圍護結構的厚度少了160mm之多，所以，輸送至建筑物中的熱量，有很大一部分流散到建筑物外，造成了極大的浪費。最后，重視高層建筑物的節能設計的研究，力求為今后的高層建筑的發展提供理論支持。

4.4致力于建設舒適安全的超高層建筑

居民建筑物建設的目的是為了給居民提供一個安全的居所，所以，未來，我國的超高層建筑同樣要秉承這種建筑理念，我們不能只注重建筑物的外表，更應該關注建筑物自身的性能。“能住”和“住好”是兩個不同的概念，隨著時代的發展，人們更加關注高層建筑物的安全和舒適的性能，只有在一個安全舒適的環境中居住，人們才能更加的放心，社會才能和諧發展。

當前，我國的超高層建筑在發展中仍然存在很多問題，但是這不妨礙我們去勾畫美好的藍圖，因為，我們相信，在不遠的將來，一定會實現安全舒適的居住夢想。

參考文獻：

[1]李洋;;超限高層建筑給排水系統設計的特點[J];給水排水;2010年01期

[2]葉可明;日本的高層和超高層建筑[J];建筑施工;1984年04期

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關鍵字：超限高層住宅；剪力墻；結構設計；問題

Abstract: along with the current super-tall residential construction projects has increased, architectural style becoming more diverse, overrun the structural design of the issues are becoming increasingly become the high-rise residential buildings of engineering difficulty. Combining with the project examples, from the off-gauge situations, the computation analysis, structure static elasto-plastic analysis, analysis and discusses the design of high-rise residential shear wall structure in the process of common problem.

Key word: overrun high-rise residential; Shear wall; Structure design; question

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

超限高層住宅建筑是指高度超高、體型復雜、跨度大、結構異常，國家現行規范和規程所沒有包含的建筑工程，為了杜絕安全與質量的隱患，這類工程在設計初始階段，就應當進行抗震設防的專項審查工作。剪力墻結構作為超限高層住宅中最為常用和主要的結構主體，對其相應設計問題的探討與研究，對保證建筑工程的安全經濟，以及抗震設防目標的實現都有著極為重要的現實意義。

一、工程概況

某工程總建筑面積達23萬平方米，地上部分建筑為6棟41層住宅，地下部分3層，為停車場、人防室和設備用房。工程結構主體采用了剪力墻結構，各樓層的層高分別為負三層為4.3米，負二層為4.1米，負一層為4.4~6.1米，塔樓首層為10米，二層以上為3.45米，天面總標高為148米。

根據工程地質勘察技術報告和抗震設計規范，該場地設計地震分組為第一組，場地抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g，場地土為Ⅱ類。勘察場地地形平坦，地層分布較為均勻，場地也較為穩定，無不良地質作用，是建筑抗震的有利地段。

二、超限情況處理

1、工程超限的問題

（1）該高層住宅工程的塔樓高度為148米，屬于B級高度。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》中的規定，B級工程的建筑結構高寬比應控制在7以內，而該住宅工程的高寬比在7.3，略微超過了《高規》中的最大高寬比，沒有符合該條規定。

（2）《高規》中規定了在開洞和凹入扣除以后，建筑工程的樓板的最小凈寬度值在任一方向都應大于5米，而該工程的塔樓平面類型為凸型，屬于樓板局部不連續，均不滿足《高規》的規范。

（3）工程在首層和地下室為防止伸縮縫漏水問題，并沒有設置伸縮縫，也超過了《高規》中對于伸縮縫最大間距的規定。

2、針對超限問題的設計處理

（1）剪力墻應合理布置，使建筑結構的質心和剛心能夠盡量重合，并通過對樓層周邊配筋和邊梁截面的加強，以最大化的減少扭轉變形和增加抗扭剛度。

（2）為保證尺寸較小的Y方向的側向剛度，應沿該方向布置多道剪力墻，以滿足規范的要求。需適當的增加剪力墻邊緣約束構件的配筋率，以及底部加強部位在豎向和水平方向的配筋分布率，并嚴格控制剪力墻的軸壓比，以符合規范的要求。

（3）該工程的標準層的墻厚為30~40厘米，因首層的高度較大，為滿足側向剛度和墻柱穩定的要求，可將首層的剪力墻的厚度增大為60~70厘米。因部分電梯和樓梯的剪力墻結構受到空間的限制無法加厚，則可進行降低該處層高和加設夾層樓板的設計處理。

（4）在地下室結構的設計方面，應充分對混凝土收縮有可能帶來的不利影響進行評估和考慮，并可適當的提高地下室壁板構造的配筋率。同時還需加強對混凝土在澆筑后的養護管理，做好噴水保濕工作，并至少養護14天以上。

三、計算分析和對比

1、彈性時程分析

該工程采用了國建筑科學研究院編制的 SATWE 和PMSAP 兩種程序進行同時計算分析、對比。為符合《高規》的要求，該工程對剪力墻在小震作用下的彈性時程進行了分析，每棟建筑選二組實際地震波和一組人工波進行計算對比。對彈性時程進行分析時，所輸入的最大地震加速度為35cm/s2。相應各條地震波的特征值見下表1。

表1結構分析結果

下圖1是時程分析所得計算結果繪制的是在X、Y方向最大樓層剪力曲線，圖形顯示了各棟住宅所選波形。

圖1時程分析主要計算結果圖

分析圖1曲線，可見樓層的最大位移曲線在X、Y方向變化光滑、平穩、連續，曲線的變化趨勢也符合剪力墻結構的變化形態，在頂點處的位移峰值比較合理，表面了整體結構分布均勻、剛度適中，無明顯的扭轉偏移；在層間最大位移角曲線無較大的收進和突出，表面了結構的豎向剛度變化均勻，沒有明顯的薄弱層。

2、中震彈性驗算

該工程還采用SATWE程序對中震進行了不屈服驗算，其抗震設防的目標是允許結構輕微受損，上部結構允許局部受彎屈服，豎向構件底部加強部位不屈服。在驗算時，多遇地震影響系數的最大取值為0.23，并控制結構最大層間位移角在1/400以內。驗算結果表明，墻肢截面和其它構件的抗剪承載力均符合中震不屈服的設計要求。

三、結構靜力彈塑性分析

該工程采用了PKPM程序中的EPDA模塊對結構進行了靜力彈塑性分析（Pushover analysis），評估了結構在罕遇地震作用下的抗震能力，并根據計算的結果評價了結構在地震作用下的彈塑性狀態。實現了結構在地震作用下的薄弱部位與屈服部位的尋找，并基本尋找到了結構在地震作用下各個部位的屈服順序。

本工程同時從構件的塑性變形程度和結構的整體性能這兩個方面來評價了結構的安全性，構件的塑性變形主要通過構建塑性鉸的變形發展程度來進行評估；而整體性能則通過頂點位移、最大層間位移角、頂點位移角、剪重比、基底剪力等進行評估。通過結構靜力彈塑性分析，結構在罕遇地震下通過內力重分布，使結構的抗震性能達到規范所規定的抗震設防目標。

總結：

在高層住宅的建設開發中，結構設計是相當重要的一個環節，它與建筑、設備、規劃和施工等各個環節都緊密相連。在該工程中，通過科學的計算分析和合理的構造，解決了相應的在結構設計中的難題，使建筑既符合了變形特性和結構剛度的相應規范，也滿足了抗震設防的要求。

參考文獻：

[1] 施金平，張暉.益中花園1號樓超限高層結構設計[J].結構工程師，2009（6）.

[2] 中華人民共和國建設部.JGJ3—2002 高層建筑混凝土結構技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.

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關鍵詞：超高層；給排水；設計要點

中圖分類號：TU208 文獻標識碼： A

一、超高層建筑給排水設計的內容

給排水系統包括給水系統、排水系統與消防水系統。其運作方式主要包括氣壓罐給水、高位水箱供水等，氣壓罐給水主要利用管網壓力向供水點持續給水，當管壓降至最小作業壓，氣壓罐的離心水泵開始向管內灌水，待管壓回升后停泵；高位水箱供水則是通過存儲水量、調節水壓進行供水，當水流量與外網水壓未達設計要求時，調節池利用離心水泵提升水壓。排水系統設計主要采用分流制，從而提升節能水利用率，另外還需通過水力計算控制排水管的流量，防止其超過上限，減少水流沖擊對管道的傷害。消防水系統的設計目的在于提高建筑物的消防安全性，因此在設計時室內消火栓以減壓式的網狀結構設計為最佳。

二、超高層建筑給排水設計要點

1、超高層建筑的給水系統設計

1.1給水系統

從目前超高層住宅小區的給水方式來看，因多為小于120m的超高層建筑，主要采用的是“水箱―――變頻供水設備―――用水點供水”的方式。此種方式供水可靠、維護方便、能夠避免高位水箱帶來的二次污染。根據GB50015-2003《建筑給排水設計規范》（2009年版）3.3.5條，通常對小于120m的超高層住宅給水系統分為4個區。對供水壓力超過0.20MPa的樓層采用支管減壓閥減壓供水，支管減壓閥減壓后閥后壓力為0.20MPa。此種減壓方式雖然增加了減壓閥的數量，但相對于立管設置減壓閥的方式，該方式維修方便，且維修時影響的范圍較小。分戶水表設置在每層的管道井內進行集中管理。

1.2給水管道的敷設

超高層住宅小區的市政給水管通常敷設于地下室頂板上，上接室外消火栓，也有部分市政給水管同加壓的給水主干管一樣，敷設于地下室內。對于帶有商業網點的普通住宅或商住樓，筆者建議將底層的商業用水干管也敷設于地下室頂板下，這樣便于以后維修及集中設置水表。加壓后的給水主干管在地下室內分別接至每棟樓管井中的立管。給水支管目前常用的敷設方式有兩種，一種是敷設于墊層內，一種是明裝，安裝于梁下。根據《建筑給排水設計規范》第3.5.18條規定，敷設在墊層或墻體管槽內的給水支管的外徑不宜大于25mm。而就目前的施工情況來看，有時建筑面層達不到要求，為了避免地面開裂，有時會對結構板進行剔槽，這是違反規范規定的。且給水管敷設于墊層內給檢修帶來一定的困難，如果漏水甚至還會破壞建筑結構板，帶來嚴重的后果。筆者建議采用明裝，安裝于梁下的走管方式，對于目前新建的住宅建筑來說，一廚兩衛是很常見的配置，且生活陽臺也有用水點，用水點比較分散，管線較長，因此在敷設管道時靠近墻角或者梁邊，再結合二裝進行裝飾，這種敷設方式，雖然一定程度上影響了美觀，但是從使用角度上來講更安全、可靠。

2、超高層住宅建筑的排水系統設計

2.1排水支管的敷設

（1）廚房排水支管的敷設

從實際的使用來看，廚房設置地漏已失去意義，且在水封得不到補償的情況下容易竄至室內。目前新建的超高層住宅中，大部分廚房均與生活陽臺連通，不設置地漏也不會造成排水不暢的隱患。目前的設計中，廚房的排水沒有像衛生間那樣采用降板或者側排的方式進行同層排水設計，因為往往廚房是與生活陽臺共用排水立管，而生活陽臺上還有地漏、洗衣機等排水點，如果要做到同層排水，必然會增加土建費用或者增加立管，而廚房排水通常是很少的，為此增加投資并不合適。

（2）衛生間排水支管的敷設

為了不使衛生間排水支管進入下層戶內空間，目前對衛生間進行同層排水設計主要有兩種方式：（1）衛生間降板；（2）采用側排方式。從目前的設計情況來看，大多數住宅衛生間采用的是衛生間降板的處理方式，因為此種方法簡單有效，且對衛生器具沒有特殊要求，而采用側排方式的同層排水，對衛生器具有特殊要求，這會對以后業主使用帶來不便。衛生間降板方式的同層排水即將衛生間排水支管敷設于衛生間降板范圍內，此種雖然施工較為方便，但不易進行管道檢修，因此在實際設計過程中，需要做好降板面層的防水措施；其次建議在降板部分側面設置側排地漏，以便排出可能出現的積水。在不影響建筑使用及滿足規范的前提下，筆者建議對于排水立管敷設于衛生間內的情況，可考慮結構降板300mm；而對于排水立管敷設于衛生間外的情況，因支管要穿出衛生間，從兩塊板之間接出，可考慮結構降板350mm。

2.2排水立管的敷設

排水立管及通氣立管宜布置在用水量大的衛生器具附近，盡量將立管設置在廚房、生活陽臺、衛生間等墻角處，且盡可能減少對廚房、衛生間使用的影響。對于某些戶型，在不影響建筑外立面效果的情況下，也可以將立管設置于外墻凹槽內，但此種設置方式或多或少會影響立管檢修及清通。對于超高層住宅的排水立管，因建筑高度的原因，會在排水系統中形成很大的重力勢能，筆者還建議設置消能裝置，可將消能裝置安裝于避難層立管上。

2.3排水管材的選用

根據國家相關規定，住宅建筑的排水管道多用U-PVC管及鑄鐵管。對于超高層住宅因抗震的要求，排水立管應選用柔性排水鑄鐵管，承插式橡膠圈柔性接口。衛生間、廚房排水支管可采用實壁硬聚氯乙烯（UPVC）塑料排水管，承插粘接。

3、超高層住宅建筑的消防系統設計

3.1自動噴水滅火系統設計

根據GB50045-95（2005版）《高層民用建筑設計防火規范》7.6.1條規定：建筑高度超過100m的高層建筑及其裙房，除游泳池、溜冰場、建筑面積小于5.00m2的衛生間、不設集中空調且戶門為甲級防火門的住宅的戶內用房和不宜用水撲救的部位外，均應設自動噴水滅火系統。因此針對超高層住宅建筑，住宅部分應在走道設置噴頭，按輕危險級布置。同時還應與建筑專業協調，確定戶門為甲級防火門。對于超高層住宅小區的地下車庫應按中危險Ⅱ級布置噴頭，且對于一類車庫，建議增加泡沫罐。自噴系統中各水力報警閥接管點處的最大壓力控制在1.2MPa以內，系統最不利點處噴頭最低保證壓力≥0.05MPa，當配水支管≥0.4MPa時設減壓孔板減壓。但當供水壓力超出各水力報警閥接管點壓力要求時，在水力報警閥前設減壓閥減壓。

3.2消火栓系統的分區及管道敷設

室內消火栓給水系統采用豎向分區，分區最大靜壓力控制在1.0MPa以內。根據建筑高度，并結合樓內各個功能進行豎向分區。對于超高層住宅小區，建議在分區時盡量減少塔樓內的消火栓環網，將消火栓環網盡可能的移至地下室，這樣可以在保證消防安全的情況下減少影響層高的可能性。超高層住宅小區內，必然是由一些高度不同的樓棟組成，因此在分區時可以將一些高度小的樓作為一個消火栓分區，以實現減少環網的目的。在小區內最高住宅建筑的屋頂設置消防水箱，并應保證最不利點消火栓靜水壓力及噴頭壓力，不能保證時需要設置增壓設備，當增加設備間設置在大屋面層時，應避免設置在客廳及臥室上方。

3.3消防系統的管材選用

對自噴消防系統和消火栓消防系統高區立管及地下室橫干管應采用加厚內外熱鍍鋅鋼管，其余立管及橫干管應采用內外熱鍍鋅鋼管，連接方式均為螺紋接口（DN

結束語

較之其他形式的民用建筑，在消防給水系統以及給排水系統的設計中超高層建筑對系統的要求更高，需要系統具有更加安全可靠的性能保證，因此要求設計者在進行設計時在規范充分理解相關規范的前提下，結合實際的建筑特點對設計以及施工技術進行完善和總結，不斷的優化該排水系統、消防系統，使得系統更加的經濟合理、安全可靠。

參考文獻

[1]蔣天才.高層建筑給排水系統的設計[J].科技創新導報.2011（20）

篇4

關鍵詞：超高層；建筑；住宅；避難間； 設計

Abstract: For the super high-rise building fire with fire spread fast, difficult evacuation, rescue difficult, fire hidden trouble is much, mainly according to the national "prevention, combining prevention with elimination" approach, starting from the global project, based on the characteristics of high-rise building with reliable fire protection measures, to ensure the safety of. Combined with the engineering design case - Kunming Jinshang Chun Park 10, 11 building (project name "new village 10, 11"), the super high-rise residential distribution system, distribution lines and cable selection, household fire detector set, the refuge floor weak electricity system, emergency evacuation lighting design aspects are briefly introduced and discussion.

Key words: high-rise residential building;;; refuge; design

中圖分類號：B032.2

前言

在消防術語中，超高層建筑是指高度超過100米的建筑。高聳入云的超高層建筑，可以說是給消防部門帶來不小的考驗。據說如何順利將消防用水送達幾百米高度上出現的火情點，是令消防人員最為頭痛的問題。超高層建筑不同于一般的低矮建筑，火災發生時，超高層建筑主要依靠自身的消防措施來保障安全。消防部門云梯車所能達到的高度一般不超過100米，如果超高層建筑出現火災，很難靠外部力量救援。所以，在超高層住宅消防設計中，應遵循“預防為主、防消結合”的方針，合理進行總體布局，嚴格遵守相關規范，設計合理、可靠的消防安全措施，以保障人民的生命和財產安全。

負荷等級劃分

本工程為大底盤地下室之上的兩棟44層住宅塔樓，建筑高度136.6米，為一類超高層住宅樓，按規范規定劃分，其電梯及消防設備、應急疏散照明、公共通道照明、避難間照明等用電負荷為一級負荷，其中11棟消防監控室（轉為10、11棟配置，兼作視頻安防監控機房）用電負荷為一級特別重要負荷，其余則為三級負荷。

供配電系統設計

本工程綜合考慮設計規范要求，以及城市供電電網的實際情況，由附近城區變電所引兩路獨立10KV高壓電源向設于地下一層的多座小區10KV變電所（分地塊規模設置）供電，承擔工程中全部動力照明、消防設備、弱電機房等的全部用電負荷，二路電源同時供電，分列運行，互為備用，滿足非消防一級負荷（如客梯、生活加壓泵、公共通道照明等）的供電可靠性要求。對于消防一級負荷，其備用電源為地下室附設的消防專用柴油發電機組，以確保消防設備供電更高可靠性要求。消防設備配電系統設計采用放射式或樹干-放射式（豎向公共通道照明、應急疏散照明主干）混合供電模式，末端均采用雙電源切換箱、屏，對所有消防動力設備負荷采用兩路獨立電源電纜末級切換方式供電，并滿足消防規范規定的消防用電設備在火災發生期間的最少持續供電時間的設計要求。對11棟消防監控室設備負荷則在機房另外增設一臺15KVAUPS電源（供電持續時間要求不少于3小時），以確保不間斷供電。配電系統除消防動力設備設置僅設短路非過載及火災漏電監測保護外，其余均設過載、短路、漏電、分勵、過壓等配電保護。

配電干線電纜選擇與敷設

由于超高層建筑發生火災的因素較多，撲救難度大，因此超高層建筑應立足于自防自救，采取可靠的防火措施，選用可靠的防火電纜，以達到預防火災、逃生自救的目的。現行 GB 50045—95（2005年版）《高層民用建筑設計防火規范》及 JGJ 16—2008《民用建筑電氣設計規范》對超高層民用建筑電氣防火電纜的選擇作了嚴格的規定，對建筑高度超過100m的高層建筑，消防供電干線及支線要求采用礦物絕緣電纜、耐火電纜；對于消防設備如消防水泵、消防送風機、排煙風機、消防電梯及應急照明等，在火災發生時必須繼續工作，相應的供電線路敷設應保證安全可靠，避免因供電線路的損壞而影響消防設備的正常功能。

本工程根據消防規范要求，所有消防設備供電干線及分支干線采用BTTZ-750V礦物絕緣電纜、耐火電纜，沿吊架明敷、防火電纜橋架或鋼管（防火電纜明敷時，涂防火涂料；暗敷時，要求有30mm混凝土保護層）敷設。豎向正常照明分兩段供電（各棟供電負荷設備容量達2400KW，故按1~23層及24~44層兩段供電較為經濟可靠），其主干及分支干線采用三防（防水、防腐及一定防火性能）固體母線槽及低煙無鹵阻燃電纜；豎向公共照明及應急疏散照明采用雙主干BTTZ-750V礦物絕緣電纜分三段(對應15、30層避難層分隔分段)供電，每三層通過于電氣豎井中的專用雙電源切換箱分回路向各樓層應急疏散照明燈具配電；15、30層避難間照明及應急疏散照明、消防水泵，則獨立由配電室及柴油發電機房直接引來電源電纜，通過其雙電源切換箱供電。供電干線電纜對應配電系統，主次分明、重點突出，在合理造價內，盡量提升設備抗災性能及可靠性，降低電氣線路火災事故隱患。所有電纜橋架、管線穿越樓層（含電氣豎井）、地下室防火分區、人防單元圍護結構位置按設計規范及國標圖集做密閉防火封堵，整體確保系統供電的可靠性。

篇5

關鍵詞：豎向交通與水平交通、疏散口、規范、研究

一. 項目概況

本項目地塊位于佛山市魁奇一路北側和汾江南路西側。項目總建筑面積約為52萬平方米，超高層塔樓建筑高度不超過180米；地下三層，地上裙樓四層，裙樓屋面有九棟超高層住宅/公寓塔樓，是一個集客運站、商業、住宅功能于一體的大型城市綜合體。塔樓部分共有9棟，其中A1、A2、A3、A4、A5、A6、A9棟為超高層住宅，A7、A8棟為超高層商業大樓。最高建筑51層，高度170.5米。

建筑耐火等級為一級，按一類高層建筑進行消防設計。

二. 總平面消防設計

本地塊位處佛山市禪城區繁華的地段。地塊的北面是小區內支路，南面為城市主要干道。地塊東側也是城市主要干道。

高層建筑與周邊建筑間距大于13米，。各棟塔樓均有外墻面直接落地，長度大于主樓建筑1/4周長，并大于一個長邊。區內沿裙樓建筑設置環形消防通道。在主體建筑沿街面結合消防車道設置消防登高場地。

三.平面功能和消防設計：

地下三層和地下二層為機動車庫、自行車庫和設備房。

機動車庫防火分區面積

地下一層主要為商業區（地下二層東南角有1個

地下商業防火分區面積

首層西側為客運站、東側為商業區。

客運站車場防火分區面積>5000O，區內設置不少于2個直接出首層室外的疏散口，最遠點離最近疏散口不超過60米。客運站落客區防火分區面積

中庭為1個獨立防火分區，并作為準安全區處理。本層防火分區面積>4000O，區內設置不少于2個直通室外的疏散口，最遠點離最近疏散口不超過60米。

各棟住宅或公寓塔樓均獨立疏散至首層室外。

二層西側為客運站、東側為商業區。

客運站車場防火分區面積>5000O，區內設置不少于2個直通室外（即樓梯間）的疏散口，最遠點離最近疏散口不超過60米。

客運站候車廳防火分區面積

客運站后勤辦公區防火分區面積

商業區防火分區面積

中庭，本層防火分區面積

商業后勤區防火分區面積

三層為商業區和電影廳。

商業區防火分區面積

中庭，本層防火分區面積

商業后勤區防火分區面積

電影廳防火分區面積

四層為商業區、餐飲區和電影廳機房辦公區。

商業區防火分區面積

中庭，本層防火分區面積>4000O，區內設置不少于2個直通室外（即樓梯間）的疏散口，最遠點離最近疏散口不超過30米。

餐飲區防火分區面積

商業后勤區防火分區面積

各層各防火分區均設置自動噴淋滅火系統。

消防設計難點：

客運站車場防火分區面積較大：首層客運站車場約7000O，二層客運站車場約9000O。汽車庫規范上規定：在設有自動滅火系統時，多層汽車庫最大允許面積為5000O。考慮到該區域功能單一、人員少，且交通流暢，目前將該區域作為一個的防火分區處理：

首層客運站場南側和東側為防火墻，北側為架空層，西側敞開，區內設置并加強送排風系統、自動滅火系統等，最不利點到最近疏散口不超過60米。客運站落客區內設置2個直接出首層室外的疏散口，最遠點離最近疏散口不超過60米。車場與落客區采用防火墻+防火卷簾組合分隔。車場與落客區人員疏散獨立設置。

二層客運站場與客運后勤辦公區、商業區采用防火墻間隔，西側敞開，區內設置并加強送排風系統、自動滅火系統等，最不利點到最近疏散口不超過60米。客運站候車廳獨立成一個防火分區，主要用防火墻與客運站場隔斷，局部采用鋼化玻璃與防火卷簾組合分隔（6組約6米寬），候車廳人數按最高峰900人計算。

商業中庭防火分區面積較大：首至四層的商業區，各層內部設有位置不一、曲線弧形的大型中庭，并通過中庭連接各商業區，各層中庭面積相加將近1.5萬O。《高規》規定，在設有火災自動報警系統和自動滅火系統時，商業營業廳允許最大建筑面積為4000O，目前遠遠超出規范要求。

考慮到中庭在垂直空間上錯開，處理防火卷簾較為困難，同時考慮到商業內部疏散問題，目前將各層中庭部分作為一個防火分區，形成亞安全區域。（參考目前在建的佛山東平項目相關內容）

與中庭接駁部位采用防火玻璃和防火墻分隔，并對鋼化玻璃增加水噴淋系統；部分開向中庭的小商鋪（最大面積不超300O）按防火倉處理；亞安全區內首層最不利點到室外疏散口不超過60米，二層及以上最不利點到最近疏散口不超過30米。亞安全區內疏散寬度獨立計算。

參考文獻：

[1]民用建筑設計通則

[2] 《高層民用建筑設計防火規范 GB50045-95》（2005年版）

[3]《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范 》GB50067-97

[4] 《自動噴水滅火系統設計規范》 GB50084-2001

[5]《火災自動報警系統設計規范》 GB50116-98

篇6

關鍵詞：高層建筑給排水系統 運用設計減壓措施

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：

前言

我國《民用建筑設計通則》（GB50352—2005）第3.1.2條對超高層建筑的定義做了明確規定:“建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。”對室內給水設計而言，100m的建筑高度并非劃分系統的絕對依據：高度不到卻接近100m的高層建筑與超高層建筑在給排水設計上是類似的；100m左右的超高層與200m或以上的超高層在給排水設計上則有很大不同。如《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045—95，2005年版，以下簡稱“高規”）第1.0.5條規定：“當高層建筑的建筑高度超過250m時，建筑設計采取的特殊防火措施，應提交國家消防主管部門組織專題研究論證。”因此，超高層建筑給排水系統應根據建筑高度及建筑功能，并結合當前適用建筑材料的特性來確定。

1 系統選擇與分區

1.1 生活給水系統

《建筑給水排水設計規范》GB50015—2003，2009年版，以下簡稱“建規”）中第3.3.3～3.3.6條對建筑物內生活給水系統的豎向分區原則作了規定。超高層建筑的室內生活給水系統分區應當遵守其規定。

室內生活給水系統首先要區分不同性質的用水區域，分別設置給水加壓系統。超高層建筑可能是功能單一的住宅樓、辦公樓，也可能是含有多種功能的帶裙房的綜合樓建筑群。由于計費的需要，不同功能的用水區域，其給水系統也要互相獨立設置。根據所針對的場所，生活用水大致分為居民用水、行政事業用水、經營服務用水、特種行業用水等。劃分給水系統前應當了解當地供水部門的收費范圍和收費標準，根據不同的收費標準設置不同的給水系統。

其次確定各個給水系統的供水方式。“建規”第3.3.6條：“建筑高度超過100m的建筑，宜采用垂直串聯供水方式。”本條是對供水方式的原則性規定，對不同功能或多功能組合的超高層建筑，設計上要視具體情況具體分析，選擇最合理的供水方式或組合供水方式。

例1：某住宅區含3棟42層超高層純住宅樓，層高為3m，建筑高度為126m。生活給水分區如下：1區為－2～2層，由市政給水管網直接供水；2區為3～12層，由2區變頻泵組供水；3區為13～22層，由3區變頻泵組供水；4區為23～32層，由4區變頻泵組供水；5區為33～42層，由5區定速水泵加壓至屋頂水箱供水。

（1）選擇此種供水方式是考慮了以下幾個因素：

①變頻供水較屋頂水箱的供水方式衛生條件好，有條件的情況下優先采用，本工程在住宅100m以下的部分均采用變頻供水。

②對變頻供水泵組而言，高峰流量與低谷流量之差越小，水泵在高效區運行的時段就越長，對節能就越有利。在住宅項目中，供水泵組所負擔的戶數越多，流量就越趨于均勻，高峰流量與低谷流量之差就越小。

③供水泵組所負擔的住宅層數受給水器具的承壓能力的限制。“建規”第3.3.4條規定：“衛生器具給水配件所承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa”。一個給水分區的最大層數n＝（0.6－p）/h。式中：p為戶內支管最小接入水壓，p根據戶內支管的布置計算確定，一般為0.1～0.3 MPa；h為建筑層高。本工程n為10層。

④由于本工程未設設備層，因此不具備串聯給水方式實施條件。事實上超高層住宅項目大都沒有設置設備層。如何在沒有設備層的超高層建筑中采用串聯給水方式是一個尚待研究的課題。

⑤超過100m的樓層由于管道較長，壓力較大，保證供水的安全性和穩定性顯得尤為重要。采用高位水箱的供水方式在這方面無疑是占有優勢的。且定速水泵可以一直在高效區運行，如果供水區域不大，則在能耗方面與變頻方式供水差別很小。

例2：某辦公樓共48層，底下6層為商業用途的裙房，建筑高度193m，其中7層、22層、34層為避難層。

生活給水分區（不含裙房）如下：1區為－3～2層，由市政給水管網直接供水；2區為3～8層，由低區變頻泵減壓供水；3區為9～15層，由低區變頻泵減壓供水；4區為16～22層，由低區變頻泵直接供水；5區為23～28層，由中區變頻泵減壓供水；6區為29～34層，由中區變頻泵直接供水；7區為35～41層，由高區生活水箱減壓供水；8區為42～48層，由高區生活水箱直接供水。

(2)選擇此種供水方式是考慮了以下幾個因素：

①辦公建筑一般生活用水量較小，如果采用泵組過多，則前期投入過大，后期運行管理費用較高，不經濟。本工程2區、3區、5區均采用變頻泵組減壓供水。

②超過100m的樓層如果均由地下室泵房供水，管材、設備的耐壓等級比普通樓層提高，可靠性降低，勢必增加造價。在避難層設設備間將供水系統分為上、下兩個區可解決此問題。

③22層中間水箱作為中區及高區水泵的取水水箱，已經擔負了上區的調節和轉輸雙重功能。因此，16～22層沒有采用高位水箱供水，而是采用變頻供水的方式。

1.2 消防系統

1.2.1消火栓系統

超高層建筑的消火栓系統在絕大多數情況下只能采取臨時高壓給水系統的供水方式。“高規”第7.4.6.5條規定：“消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.0 MPa，當大于1.0 MPa時，應采取分區給水系統。”超高層建筑消火栓系統分區均以此條為原則，一般采用水泵、減壓閥或減壓水箱進行分區。

直接用水泵來分區是指每個分區有各自專用的消防泵，即并聯系統。從經濟性上考慮，現在這種方式應用越來越少。隨著產品質量的逐步提高以及產品功能的不斷創新，減壓閥在系統分區中的作用日益擴大。美國NFPA14－2007《Standard for the Instal－Lation of Standpipe,Private Hydrant,and Hose Sys－tems》中規定系統任何一點的壓力在任何時間不能超過2.41MPa。國內業界也認同此觀點，即原則上消防水泵的壓力不應大于2.4MPa。壓力在2.4MPa以下時，豎向可以采用減壓閥來分區。實際上，民用專用消防泵的揚程一般都小于2.0MPa。

還是以42層住宅樓為例，消火栓系統分區如下：1～20層為低區，由地下室的消火栓泵減壓供水；21～42層為高區，由消火栓泵直接供水。這樣分區的優點在于管路和控制系統簡單，所占管井較少，不需要占用設備層，但對減壓閥的質量要求較高。減壓閥需備用。

對于高度接近或超過200m的超高層，由于幾何高差接近一般常用的管材設備的壓力極限，消火栓系統分區不能單純以減壓閥來分區。

以上述48層辦公樓為例，消火栓系統分區如下：－3～7層為1區，由低區消火栓泵經減壓閥減壓后供水；8～22層為2區，由低區消火栓泵直接供水；23～34層為3區，由高區消火栓泵經減壓閥減壓后供水；35～48層為4區，由高區消火栓泵直接供水。（為敘述方便，1區、2區合稱低區，3區、4區合稱高區）中間消防水箱和高區消火栓泵設于22層。這樣分區的優點在于消火栓泵揚程不至于過大，管道及設備的耐壓等級也不會過高。它的不利因素是對控制系統的可靠性要求較高，需設中間設備層，設備分散，管理不便。

1.2.2自動噴水滅火系統

根據“高規”，高度超過100m的建筑均應設自動噴水滅火系統。《自動噴水滅火系統設計規范》（GB500084—2001，2005年版，以下簡稱“噴規”）第8.0.1條規定：“配水管道的工作壓力不應大于1.2MPa”。

設計應以每個報警閥所負擔的樓層進行分區，并盡量使分區與生活給水系統及消火栓給水系統相適應，以避免橫管過于分散。“噴規”第6.2.3.1條規定：“濕式系統及預作用系統一個報警閥組所控制的噴頭數不宜超過800個，干式報警閥組所控制的噴頭數不宜超過500個。”第6.2.4條規定：“每個報警閥組供水的最高與最低位置的噴頭高差不大于50m。”則報警閥所負擔的層數應當根據上述條文確定。

對于超高層建筑，按上述條件所確定豎向分區最少也需要3個，有的可能達到十幾個分區之多。由于每個報警閥后都需要單獨的立管，這就會在設計上給管路的排列和管井的布置帶來很大限制。結合“噴規”對多個報警閥前管道成環以及配水管最大工作壓力的要求，將噴淋水泵和報警閥前的供水管道豎向成環可以較好地解決以上問題。

仍以42層住宅樓為例，自動噴水滅火系統分區如下：1～10層為1區，11～20層為2區，21～30層為3區，31～42層為4區。1～3區自動噴水滅火系統分別由管井內成環狀的雙主立管上引出，各區分別經減壓閥減壓后供水，4區由自動噴水滅火主立管直接供水。

2 管材及設備選型

超高層建筑由于管路系統內壓力較大，管材及設備也有其特殊要求。如果忽視了這一點，可能會留有事故隱患，故需引起設計重視。

2.1 管材

工作壓力超過1.0MPa的給水管應該采用有足夠強度的金屬管，一般不建議用塑料管，盡管塑料管也有壓力等級達到1.6MPa甚至2.5MPa的管材。足夠強度的金屬管包括厚壁鍍鋅鋼管、無縫鋼管、不銹鋼管等。用于生活系統上的管材還應考慮衛生的需要，例如可選用襯塑、涂塑鋼管等。在管材的連接方式上，焊接、法蘭、溝槽等連接方式可以達到或超過管材本身的抗壓強度，是高壓管道連接優先考慮的方式。螺紋連接一般用于DN100以下較小的管道，其承壓能力略小。塑料管熱熔連接點是整個管道系統的薄弱環節，在高壓管道系統中應避免使用。

超高層建筑的排水管有多種選擇。使用較多的有PVC－U排水管，HDPE排水管，球墨鑄鐵排水管等。但PVC－U排水管因其本身強度稍差，特別是以成品膠粘接的，容易脫落，一般不建議采用。

2.2 閥門

給水系統的閥門，尤其是系統下部的閥門，其公稱壓力等級應當根據系統工作壓力、試驗壓力來確定。如果系統未設安全泄流裝置，則還應當考慮水錘的因素。

2.3 水泵接合器

“高規”第7.4.5條規定室內消火栓系統及自動噴水滅火系統應設消防水泵接合器，如果系統有分區的，在消防車供水壓力范圍內，應分別設消防水泵接合器。現行國家標準圖99S203《消防水泵接合器安裝》僅適用于室內消防系統工作壓力不大于1.6 MPa的場所。若室內消防系統工作壓力大于1.6 MPa而又在消防車供水壓力范圍內，則消防水泵接合器需特別定制。

3 減壓措施

超高層建筑的室內給排水系統相對于一般建筑是處于高壓狀態，不穩定因素較多。為防止意外事故的發生以及檢修的需要，系統應當有減壓穩壓組件及相關技術措施。

3.1 給水系統

給水系統上的防超壓措施主要有減壓閥、減壓穩壓消火栓、安全閥、泄壓閥、減壓孔板及節流管等。給水系統經常用減壓閥進行分區。用來分區的減壓閥有比例式和可調式的。可調式減壓閥的壓力調整范圍一般不大于0.7 MPa。對生活給水系統而言，可調式減壓閥的閥前與閥后壓力差不宜大于0.4 MPa，要求環境安靜的場所不應大于0.3 MPa。一個給水分區內有可能存在超壓的管段，也可以通過可調式減壓閥來減去過剩壓力。管徑大于DN50的管段一般采用先導式可調減壓閥，小于等于DN50的管段一般采用直接式可調減壓閥。消防給水系統與生活給水系統一樣，也常用減壓閥進行分區。不同點在于消防給水系統減壓閥要求成組設置，即設置備用（單個報警閥例外）。

生活給水系統上的減壓閥可成組設置，即備用設置，也可不設備用。當不設備用減壓閥時，要保證減壓閥失效時管道的壓力不超過衛生器具的最大可承受壓力。“建規”規定衛生器具的最大可承受壓力不得大于0.6MPa。消火栓給水系統常常在超壓管網上采用減壓穩壓消火栓。

安全閥及泄壓閥一般用于系統壓力最大處，如水泵出口、減壓閥組附近等，閉式熱水系統的壓力容器也用到安全閥。超高層建筑的水泵接合器應安裝安全閥。

減壓孔板及節流管可起到減壓限流作用。一般用于管網末端減壓，如水龍頭。由于對流量有影響，配水管上較少采用。消火栓給水系統中，減壓孔板及節流管一般設于消火栓口或水流指示器前。在自動噴水滅火系統中，減壓孔板孔徑不應小于管道直徑的30％，且不小于20mm。

3.2 排水系統

為避免高速下落水流沖擊損壞排水管，超高層建筑的室內排水系統應有消能措施。消能措施一般采用乙字彎、管道偏置等，采用蘇維托系統及螺旋消音排水管也有消能效果。另外，在立管轉折處做好支架或支墩對防止水流沖擊損害管道也可起預防作用。

4 雨水系統

由于降雨不可人為控制, 雨水系統設計不安全對建筑尤其是超高層建筑的損害非常大, 因此高層建筑屋面雨水設計重現期的取值應慎重。《建筑給水排水設計規范》4．9．5條規定, 重要公共建筑屋面雨水排水設計重現期不宜小于10年; 4．9．9條規定, 重要公共建筑的屋面雨水排水工程與溢流設施的總排水能力不應小于 50年重現期的雨水量。超高層建筑不可能設置溢流口, 建議屋面雨水的設計重現期取 50年, 同時按 100年校核雨水系統的排水能力。

除了設計重現期的取值問題外, 還有一個問題需要考慮。由于建筑高度很高, 目前常用的 65型、87型雨水斗設計流態為重力流但需要考慮排水壓力, 因此在選用雨水系統管材時需要考慮由于建筑高度引起的靜壓力, 建議雨水管材在普通鋼管壓力范圍內選用普通鋼管, 承壓比較高的部分采用無縫鋼管。超高層建筑屋面雨水排水采用純重力流雨水系統是比較經濟安全的, 但重力流雨水斗的研制和標準圖目前還在進行當中, 沒有成型的產品可供使用, 目前還是按 87型雨水斗系統設計。此外室內雨水排入的第一個室外檢查井選用消能井, 以防止由于排出管壓力過高引起噴濺事故。

高層建筑雨水系統還有一個不容忽視的問題－雨篷的雨水排水。雨篷的面積雖然不大, 其雨水設計重現期可按 5年取值, 但是雨篷所截留的上方側墻的面積 (面積取值折減一半 ) 遠大于雨篷的面積, 一般也遠大于屋面的面積, 因此雨篷的雨水排水量遠比屋面的排水量大。由于雨篷面積小, 雨水斗多, 立管也多, 并且雨篷是建筑專業的門面, 因此建筑專業對雨水斗、立管的設置有諸多限制, 而雨篷下面是人員的出入口, 安全性十分重要, 因此在配合此部分的設計時要妥善處理, 首先要做到安全可靠再考慮美觀因素。

5 結語

總的來說，給排水系統與我們的日常生活息息相關，一些設計施工中的細節處理不細致，常常給住戶帶來諸多問題，設計及施工人員，應本著技術、安全、美觀、實用、經濟的原則，在實踐中努力創新，將問題消除于萌芽狀態 。

參考文獻:

[1] GB50352—2005.民用建筑設計通則.

[2] GB50015—2003.建筑給水排水設計規范.（2009年版）

[3] GB50045—95.高層民用建筑防火規范，2005年版.

篇7

現行《高層民用建筑設計防火規范》對高層民用建筑防火設施作了嚴格規定，對建筑高度超過100M的高層建筑，即所謂超高層建筑，在遵守一般高層建筑的通用防火規定外，增加了合理的防火技術要求。

【關鍵詞】超高層；消防弱電系統；安全

1　超高層建筑的火災危險性

超高層建筑的服務功能比較齊全，內部裝修比較豪華，建筑標準都比較高，投資規模都比較大，因此涉及到的安全問題比較多，但消防安全比任何安全問題都重要，建筑其他安全問題如果真的發生，造成的損害也只是局部的，涉及的人員也是少數。但一旦發生火災，產生的危害就非常大，后果無法估計。

超高層建筑的火災危險性有以下幾方面特點：

1.1　火險隱患多

超高層建筑主體建筑高，層數多，功能復雜，大多數超高層在主體建筑底層建有裙樓，作為商場、餐飲、娛樂等商業功能使用，主體建筑多數作為住宅、辦公、賓館等使用，此外，在建筑內部用電設備多，可燃物集中，火災荷載密度大。

1.2　人員疏散困難

超高層建筑著火時，要使人員迅速疏散到地面或避難空間十分困難。由于層數多，垂直疏散距離長，疏散時間也要長許多。往往煙氣的流動速度要比人員疏散的速度快上100多倍，而且，人的疏散方向與煙氣蔓延方向相反，進一步增加了人員疏散的艱難和危險性。

1.3　裝備要求高，撲救難度大

超高層建筑與普通建筑相比，火災撲救難度相對較大。因此，超高層建筑很難通過消防車實施人員營救，一般立足于自救，即主要依靠建筑內部自身的消防設施來保障。

于2012年1月參與投標的大連海創國際產業大廈消防項目，位于大連市高新園區，旅順南路沿線，屬于一類高層民用建筑，總建筑面積為9.7萬m2，地下二層、三層平時為汽車停車庫、設備用房，戰時為核六級二等人員掩蔽所及區域電站。地下一層為設備用房、餐飲用房及部分停車庫，地上一層為大堂、便利店、銀行和餐廳；二層至五層為休閑健身、會議室和其他配套用房。六層以上為寫字間出租。

本建筑地上三十五層，地下三層，建筑高度為150米，屬于超高層建筑。

2　超高層建筑消防設計的執行標準

按規定，我國的建筑高度為24米及以下的建筑物的消防系統設計按國標《建筑設計防火規范》執行。24～100米高的建筑物按國標《高層民用建筑設計防火規范》執行。地下工業或民用建筑按《人民防空工程設計防火規范》執行。國標是屬于強制性技術規定，是約束業主、設計單位、施工單位和驗收單位的共同標尺。

超高層建筑尚無相應國標，屬于相應的適用設計與驗收規范暫缺階段。在實際工作中只能參照有關國標及國際標準，按照當地消防主管部門意見，本著安全第一的精神，盡量仔細周詳地完成設計工作。

同時，按國標GB501　16-98《火災自動報警系統設計規范》要求，建筑物作為火災自動報警系統的保護對象，共分三級，即特級、一級、二級。凡建筑高度超過100米的建筑為超高層建筑，屬于特級保護對象。其火災報警與聯動控制系統的設計要求高于一般建筑，其技術方案必要時需經專家論證。

3　“海創”項目消防弱電系統的設計要求

由于超高層建筑高度的特點，大連海創國際產業大廈消防項目消防設計立足于建筑內部消防系統的自身建設，努力完善火災探測、報警、撲救等自動功能，且設計要求高、功能齊全，將火險消滅萌芽狀態。特別在火災探測器布置標準、報警手段、報警探測器安裝場所、火災報警系統智能化、避難層消防安裝、擋煙垂壁設置、電動防火卷簾門、正壓送風和防排煙、自動噴水滅火等方面都有了嚴格的配置和要求。

3.1　火災自動報警系統

3.1.1　火災探測器布置標準較高：一般高層建筑感煙探測器保護面積為60平方米，保護半徑為5.8米。但超高層建筑則提高標準，此項目平層探測器的布置一般以接近正方形布置，較為經濟，感煙探測器保護面積為40　50平方米。

3.1.2　報警探測器安裝場所：“海創”項目中超過5平方米以上的房間均設探測器，即使衛生間也不例外。電氣豎井不論大小，因其火災發生可能性大，作用重要而逐層進行了設置。手報的設置半徑為步行距離30米，一般設于樓梯間及出口等逃生通道附近，以便人員在逃離火場方便報警。

3.2　避難層的消防安排

避難層的設置是超高層建筑的特殊應急措施。它用于火災避險時人員暫留，以彌補超高層給消防設備帶來的滅火能力不足（國內尤甚）。一般每隔50米高度設一個避難層，100-200米高度設兩個避難層。在避難層中一般不設日常辦公或生活場所，即其建筑空間僅用于救災應急。但為了解決超高層實際問題，也為了滿足消防自身的需要，通常在保證人員躲避火災需要的前提下，設置部分設備機房，如防煙正壓風機、排煙風機、空調機組、新風機組等，并且要求避難層的正壓進風系統獨立設置，送風量不小于每小時30立方米。避難層的排煙風機和正壓風機在火災時用同時工作區段，排煙口和進風口不應貼鄰布置。

“海創”項目共設計了兩層即六層和二十層作為避難層，屋頂上設有二層設備機房層。避難層除了主要作為機房和人員避難外，在其它方面又做了詳細要求：

3.2.1　避難層的煙感器布置條件也是保護半徑不大于5.8米（如設置溫感探測器，保護面積不大于20平方米）。

3.2.2　手動報警按鈕也是設于出入口近旁，每個防火分區至少設置一個手報，每個手報的負責范圍半徑不大于30米，一般距地

1.4　米左右墻上安裝。

3.2.3　為了保證緊急情況下的通訊暢通，避難層應每隔20米設置一個消防專用電話分機或電話插孔。

3.3　擋煙垂壁的設置

超高層消防從嚴把握的一個體現是消防措施齊全，手段多樣，互為補充。根據火災的一般規律，初始階段產生大量煙霧，煙霧先向上升到天花板，然后沿天花板橫向蔓延。針對這一規律，在地下各層及裙房各層（這些地方一般易燃物品多）設置擋煙垂壁，當火災發生時，擋煙垂壁下垂（一般1.5米），使產生的煙霧在短時間內限制在預先設定的區域，爭取人員逃離、救火的寶貴時間、延緩火災危害擴張的速度。顯然，在超高層建筑中設擋煙垂壁，并與消防控制室的聯動控制柜相連是十分必要的。

3.4　電動防火卷簾門的設置

電動防火卷簾門主要起隔離作用，其設置位置一般在地下汽車庫、裙房商業區及自動扶梯周圍，按建筑的防火分區界限安排。一般的電動防火卷簾門內外側各設一對煙感器、溫感器，除了控制箱（一個）可設在內側或外側外，內外側還應各設一個手動啟停按鈕，距地1.4米左右明裝，而位于自動扶梯周圍的電動防火卷簾門，其煙感器、溫感器只設在外側（本層工作區一側）。

無論哪種電動防火卷簾門，在超高層建筑中整個消防系統的一個組成部分，其動作不是獨立的。因此，電動防火卷簾門兩側從屬于卷簾門控制箱的煙感器、溫感器，均應與火災報警系統的探測器回路相接并在一個系統內工作。

3.5　正壓送風系統

火災時人員不能進入電梯內，因為火災發生后電梯迫降一層未成而失電，便可能停留于火場中，梯中人員會為煙氣窒息。此時人員的逃生通道應是樓梯問。因此，保持樓梯問的正壓使煙火不得入內就十分重要了。正壓風機一般處于屋頂，與各層的電動風口聯動。火災初起時打開風口，啟動正壓送風機，使樓梯間、電梯廳處于正壓狀態。

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關鍵詞：超高層建筑 結構設計 基礎設計

一、超高層建筑定義

1972年8月在美國賓夕法尼亞洲的伯利恒市召開的國際高層建筑會議上，專門討論并提出高層建筑的分類和定義。

第一類高層建筑：9-16層（高度到50米）；

第二類高層建筑：17-25層（高度到75米）；

第三類高層建筑：26-40層（最高到100米）；

超高層建筑：40層以上（高度100米以上）。

在我國，民用建筑按地上層數或高度分類劃分應符合下列規定：

1 住宅建筑按層數分類：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；

2 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）；

3 建筑高度大于等于1OOm的民用建筑為超高層建筑。

二、超高層建筑的結構設計特點

超高層的結構體系選擇與低層、多層的建筑相比，超高層建筑的結構設計顯得十分重要。不同的建筑結構體系選擇可以對建筑的樓層數目、平面布置、施工技術要求、各種管道的布置及投資多少等產生最為直接的影響。

（一）超高層的建筑結構設計的特點

1.水平力的主要因素

樓房的自重與樓面的載荷在豎向放人構件中所產生的彎矩與軸力大小僅僅是與樓房的高度一次方形成正比，但是水平載荷對與建筑所產生的傾覆力矩以及軸力的大小則是與樓房的高度二次方形成正比。因此在超高層的建筑設計中，水平力是設計主要因素，風荷載大部分情況成了水平力主導作用。

2.軸向變形的因素

由于樓房的自重而產生的軸向壓應力會導致樓房的中柱產生出較大軸向變形，會直接導致連續梁的中間支座處負彎矩值直接減小，從而導致跨中正彎矩值與端支座的負彎矩值增大。

3.側移做為控制指標

超高層的建筑結構側移隨著高度增加會迅速的增大（側移量和樓層之間高度四次方是正比關系），所以控制結構側移是超高層建筑結構設計的關鍵指標。

4.抗震設計的要求更高

超高層的建筑屬于重點設防，抗震措施須按相應的規范要求加強。

（二）造型設計

建筑造型現代、簡潔。主樓在進深方向上分解為三部分，通過實、虛、實的組合使樓體形體感增強，同時建筑元素以豎向線條為母題，使樓體感覺更為挺拔。裙房延續主樓的豎向線條，與主樓在建筑語匯上統一。

三、總體結構設計

（一）結構選型

在實際工程中多采用鋼筋混凝土框架一核心筒結構，雖然其結構承載能力和抗變形能力比筒中筒結構差，但避免了結構豎向抗側力構件的轉換。由于很多情況結構側向位移難滿足限值要求，可利用建筑避難層，設置鋼筋混凝土桁架的結構加強層。結構加強層是一把雙刃劍，雖然可提高結構抗側移剛度，也使得結構豎向剛度突變，所以結構加強層及相鄰層按《高規》要求進行了加強處理。

（二）超限措施

在工程結構平面形狀宜規則、剛度和承載力分布宜均勻，豎向體型也宜規則和均勻、結構抗側力構件宜上下連續貫通。

由于結構高度超限、而且首層層高較高，超限應對措施把首層及下部若干層的結構抗側力構件作為加強的重點：下部多層框架柱采用鋼管混凝土組合柱，底部幾層根據要求核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱，首層抗震等級提高一級。鋼管混凝土柱有著卓越的承載能力和變形能力，但其防腐和防火材料不僅造價較高還有時效性，需考慮今后的維修保養，鋼管混凝土疊合柱及鋼管混凝土組合柱可彌補這方面的缺陷。核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱，以解決由于首層層高較大，使得剪力墻端部應力集中的問題，并提高剪力墻的承載能力和抗變形能力。

四、鋼管混凝土組合柱的梁柱節點

在工程中往往僅在框架柱中采用鋼管混凝土，而框架梁則采用普通鋼筋混凝土，鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土梁的連接節點成為工程中難點之一。目前常用的連接節點有：鋼牛腿法、雙梁法、環梁法、鋼管開大洞后補強法及純鋼筋混凝土節點法等。現介紹在鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節點，為連接節點的設計提供多一種選擇。

（一）鋼管開小孔的連接節點構造。鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節點做法要點如下：

1.鋼管開小孔：小孔直徑D=鋼筋直徑+10mm，小孔水平間距：3×D，小孔垂直間距=2×D；

2.鋼管水平加強環：梁頂面和梁底面各設置一道，環板寬度：鋼管混凝土柱時，取0.10倍鋼管直徑、鋼管混凝土疊合柱時，取65～100mm；環板厚度=0.5t且≥16mm（t為鋼管壁厚）；

3.鋼管豎向短加勁肋：緊貼水平加強環，肋寬=環板寬一15mm，肋厚=環厚，長度為200mm，布置在梁開孔部位的兩側和中間；

4.梁鋼筋盡量采用直徑較大的HRB400級鋼筋，以減少鋼管開孔數量。在鋼管混凝土疊合柱時，部分梁鋼筋可以在鋼筋混凝土柱區域穿過。

（二）鋼管開小孔連接節點的優點

1.鋼管開小孔后對鋼管截面削弱不大，梁鋼筋穿過小孔后剩余的縫隙很小，鋼管對管芯混凝土的約束力基本沒減少，不影響鋼管混凝土柱的承載能力和變形能力。

2.梁鋼筋直接穿過鋼管后，梁可以可靠的傳遞內力，梁長范圍內的剛度保持不變，結構受力分析與實際相同。

3.在設置水平加強環和豎向短加勁肋補強后，鋼管在節點區是連續的，節點的剛性不受影響，滿足“強節點弱構件”的要求。

4.現場施工較方便，即使圓弧形梁鋼筋也可順利穿過；

5.節點補強所用材料比鋼牛腿法和鋼管開大洞法減少很多，造價較低。

五、剪力墻平面外對梁端嵌固作用分析

框架一核心筒結構，部分框架粱要支撐在剪力墻平面外方向。影響剪力墻平面外對梁端嵌固作用的主要因素：墻平面外對粱端嵌固作用的有效長度、墻線剛度與梁線剛度之比和墻在該層的軸壓力等等。目前常用的計算分析軟件雖然具有墻元平面外剛度分析功能，但未考慮墻平面外對梁端嵌固作用的有效長度，當遇到墻肢很長或筒體墻肢空間剛度很大情況時，計算分析軟件會高估了墻平面外對梁端的嵌固作用，使得梁端負彎矩計算值要大于實際值。

六、核心筒外墻的連梁設計

核心筒外墻的連粱縱筋計算超筋是非常普遍的情況。《高規》規定，跨高比小于5時按連梁考慮，連梁屬于深彎粱和深粱的范疇，其正截面承載力計算時，已不符合平截面假定，不能按桿系考慮。《高規》對連梁設計的具體要求是“強墻弱梁”和“強剪弱彎”，但實際施工中還要取決于設計者的理解和經驗。工程核心筒外墻的連梁按《高規》要求進行設計，除連梁均配置了交叉暗撐外，對非底部加強部位剪力墻的邊緣構件也進行了加強處理，以滿足“多道抗震防線’和“強墻弱梁”的要求。

七、結束語

超高層建筑物合理的結構設計至關重要。在達到高層建筑結構的安全性及經濟性。重視概念設計，確定合理的結構方案，采取有針對性的技術措施，應保證結構分析計算準確性和設計指標的合理性，重視中震和大震下的結構安全性能。

參考文獻：

《建筑結構可靠度設計統一標準》GB50068-2001

《建筑抗震設防分類標準》GB50223-2008

《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010

《建筑抗震設計規范》GB50011-2010

《高層民用建筑鋼結構結構技術規程》JGJ99-98

《型鋼混凝土組合結構技術規程》（JGJ138-2001）

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關鍵詞：電梯；選型；設計

1 電梯設置原則

方便使用是指在通常情況下乘客總有電梯可乘，即使當某一臺電梯發生故障或進行維修時，也有其它電梯來運送乘客。使用方便往往是和經濟相矛盾的，因為要方便就得多設電梯，而過多地設置電梯，無論是初期投資還是日常的管理費用都是較高的；相反，片面地強調經濟，少設電梯則會造成使用不便，為此許多國家對方便的程度作出了客觀的衡量標準，給出了定量的規定，這個客觀標準稱之為服務水平，其值等于在電梯運行的高峰時期乘客等候電梯時間的平均值。在不同的國家里，根據不同的經濟水平，規定了相應的標準。如美國認為在住宅中等候電梯的時間小于60s 較為理想，60～75s 尚可，75～90s 較差，以120s為極限。英國和日本規定在60～90s 之間。我國目前將高層住宅電梯的運行間隔時間定為60s、80s、100s，即屬舒適、正常、經濟三個檔次，高標準的住宅應采用較短的運行間隔時間。經過測試，乘客心理能夠承受的候梯時間隨著建筑物性質也有不同，表1 列出了各種建筑物可行的平均運行間隔時間指標，可供參考。

近來年電梯產生了很多的事故，有些觸目驚心，甚至犧牲生命，更應該引起我們的重視。電梯設置要經濟，要求在保證一定服務水平的基礎上，使電梯的運載能力與客流量相平衡，充分發揮電梯的效能，而那種不顧一切，把電梯數量壓縮到少之又少的作法是不正確的。

2 辦公大樓的電梯選型及其配置設計要點

2.1 電梯選型的基本方法和步驟

（1）計算建筑物交通規模。建筑物交通規模指建筑物內常有人數，對于辦公大樓以每人使用面積（m2/人）來計算。

（2）估算客流集中率。客流集中率=（建筑物內5min 內需要運送乘客總人數） /（建筑物內常有人數）×100%。

（3）計算電梯使用人數。是指電梯在運行過程中，轎廂內平均常有人數。

（4）選定電梯控制方式。有集選、并聯、群控等方式，還有分單、雙層和分高、低區服務方式，更發展到神經網絡運行控制。

（5）選定電梯的規格、臺數。在計算一周時間前，初選電梯的載重、速度、控制方式，并初定電梯數量。

（6）計算電梯運行一周時間。電梯在基站讓乘客進入后，上、下運行服務完畢， 又回到基層站讓乘客離去所經歷的時間，稱為往返一周時間。它包括了電梯實際運行時間、開關時間、乘客出入轎廂的時間和損失時間。由于采用計算法計算一周時間比較繁瑣，這里推薦簡單實用的利用曲線圖計算一周時間的方法。

3 辦公大樓用電梯設計計算分析示例

3.1 計算建筑物交通規模

（1）大樓電梯的性質。專用樓：大樓基本上由一個公司單獨使用；準專用樓：公司只占用樓房的一部分，其它部分供出租用；分房出租樓：以層為單位出租的樓房。

（2）建筑規模。層數：大樓樓層數量，層高：各層之間距離（m）。

（3）各層有效面積。對于不能準確算出有效面積的樓層，可根據該層面積和可租用面積系數求出。各層有效面積（m2）=各層面積（O）×可作租用面積系數。

（4）每人的使用面積。高端辦公大樓： 15～20m2/ 人，一般辦公大樓： 5～10m2/ 人。

（5）各層人數。各層人數= 各層有效面積（m2）- 每個人的使用面積（m2/人）。

2.電梯使用人數

上班的乘客人數，上行方向取電梯額定人數的80%，下行方向取上行方向的2/3。

4 以高層住宅樓用電梯為例分析設計計算

（1）電梯平均運行間隔時間（Tj）的計算。電梯自基站出發到達擬定的樓層再回到基站，完成了一個運行周期，其總時間（TR）可以分成上行時間（Tu）和下行時間（Td）兩大部分，每一個大部分又分別由四個小部分組成：運行時間（T1），開關門時間T2），上下客時間（T3）及一些不可預見的其他時間（T4），用數字式可表示為：

TR=Tu+Td=Tu1+Tu2+Tu3+Tu4+Td1+Td2+Td3+Td4 （1）

T1=S /V+F（V/a）

式中：T1―運行時間，與電梯行程（s）、額定速度（V）及加速度（a）（一般人體沒有不舒適感的加速值為0.8m/s2）有關。

F―可能停站；

T2―開關門時間，與預計停站數（F）及每次開關門的時間有關（自動開關門為4～6s/ 次）；

T2=F?t2（ t2 關門時間5s/ 次）；

T3―上下客時間，與平均乘客人數（γu、γd）及每人上下梯所需時間（3.4s/ 人）有關，T3=3.4γu（或γd）；

T4―不可預見時間，則屬額外耗時，主要與上下客及開關門時間有關，是由大量測定數據加以歸納而得：T4=0.1（T2+T3）。

顯然，只要分別求出上述各項，TR 即可求得，求出TR 以后， 則電梯平均運行間隔時間Tj 等于TR 除以電梯組所擁有的電梯臺數n，用數字式則表示為：Tj=TR/n

（2）輸送能力的計算。首先求得每臺電梯的輸送能力，其值為：q=5×60TR（γu+γd），然后再求電梯組的總輸送能力：Q=nq。計算電梯組的總輸送能力Q 的目的是為了與建筑物內總客流量相平衡，一般以客流率來表示，所謂客流率就是在客流高峰時間里，每5min 乘電梯的人數與總使用電梯人數之比，在《建筑設計資料集》中規定住宅的客流率為5%～12.5%。在確定了客流率后，客流量就等于總使用電梯人數乘以客流率，計算結果是希望客流量與輸送能力兩者相近或稍少于輸送能力，如果相反且客流量大于輸送能力的5%時，所計算的電梯組的平均運行間隔時間就不能代表電梯的服務水平了。

5 辦公樓電梯設計中應注意的問題

（1）電梯乘客的候梯時間應低于允許值，以提高電梯的服務質量。

（2）當設置多臺電梯時，為了使各臺電梯的負載均衡，應盡可能將它們布置在建筑交通中心。

（3）要充分注意并作好電梯的設置安排，不僅在超高層建筑物中，而且在一般的大型建筑物中，也可考慮分區服務的方法，來提高電梯的服務效率。

6 超高層住宅樓電梯設計中應注意的問題

（1） 電梯設置臺數的多少關系到住宅建筑的初期投資、服務水平和經濟效益，與住戶日常使用密切相關，設計中應結合規范及實際使用充分考慮電梯的平面布局， 盡可能成組布置或采取大小搭配等措施，減少建設初期投資。

（2）在使用期間，還要在管理上采取措施，利用跳層服務或分區服務等方式，提高電梯利用率，降低運營費用。總之，建筑中電梯的設計對于電梯的正常運行起著非常關鍵的作用，必須要根據實際情況，同時結合國家有關規范標準，采取合理的措施對電梯設計中存在的問題進行很好的處理，從而使得電梯能夠穩定正常的運行，給整個建筑帶來更多的經濟效益。

參考文獻

[1] 黃尚君.淺談超高層建筑的電梯設計[J].科技創新導報，2009（19）：34.

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關鍵詞：高層；超高層；結構設計；風載荷

0、引言

隨著城市化進程的加快，高層和超高層建筑數量不斷增加，在滿足城市發展需要的同時，也在一定程度上對建筑結構的可靠性、安全性、持久性以及安全性提出了更高的要求。由于建筑結構直接關系到高層建筑的整體性能及使用功能，因此在設計過程中必須對之予以重視。在實際的設計過程中必須通過多種技術手段，從多個途徑突出混凝土建筑結構施工的整體效果。

1、復雜高層與超高層建筑結構設計的主要控制因素

建筑載荷的選取是建筑結構設計的首要工作，對于大多數高層建筑而言，可以根據建筑結構設計載荷規范中的相關要求予以確定。其次則需要對其他的建筑結構設計影響因素進行分析，確定對應的結構設計措施。

1.1 風載荷

對于復雜高層與超高層建筑結構的設計，由于其高層容易受到風載荷的影響，尤其是一些超高層建筑，其主要控制的因素就是風載荷。例如，臺北的101大樓設計過程中，不但參考了當地的相關設計規范，而且還委托加拿大相關設計公司進行了相關的風洞試驗，以提高該建筑的抗風載能力。在試驗過程中，設計了一個以1：500為比例的模型在半徑為600m的風場環境中進行試驗，驗證建筑在不同風況下的受力情況。

1.2 地震力

對于地震力的預測，當前的技術條件存在一定的限制，難以對之進行準確預算。即使對地震有深入研究的日本，以無法準確的預算地震的發生時間、地點。所以，高層建筑設計過程中尤其要注意抗地震力的設計。同時，還需要考慮建筑主樓、裙樓在地震力作用下的不同反應。

1.3 地基基礎

對于復雜高層建筑與超高層建筑，地基基礎發揮了十分重要的作用。在實際的施工過程中藥根據不同的地基形態采取穩定性強的地基結構。例如，對于深厚的軟地基，高層建筑地基必須選擇使用樁筏基礎或者樁箱基礎。同時，可以根據實際的地質情況采取對應的基礎措施：使用深度不大的年輕巖基，通過將現澆混凝土樁基深入巖層中的方式為建筑提供基礎支撐；對于深度較大的巖層，例如在地面100m以下，可以利用巖層上層常見的層狀沖積土，使用框格式的地下連續墻為建筑提供基礎支撐；對于地下基層條件較好的地層，可以采用筏形基礎即可。在地基設計過程中，應該根據不同的地質情況選擇對應的組合式基礎方案，最終確定一個技術經濟性最高的方案。

1.4 建筑功能使用需求

所有的建筑都是以滿足其使用功能需要而建設的，因此建筑結構設計必須以此條件為基礎，這是一個不能忽視的問題。在設計過程中，需要考慮到建筑的藝術性、使用功能需要以及經濟性等多個方面的要求。同時，在設計時還必須保證所設計的結構能夠在既有施工技術條件下實現，而且保證當前的建筑材料必須達到設計使用需求，這是建筑結構設計需要控制的一個重要因素。

3、復雜高層與超高層建筑結構設計策略

3.1 合理減小框架中的柱距與梁距

（1） 減小柱距

建筑框架是將梁、柱通過剛性連接的方式組合而成的剛性體系，整個結構體系的抗推剛度受梁、柱截面與數量的直接影響，通過減小柱距能夠有效的提高整個結構體系的剛度。

（2） 減小粱距

通過增加框架中梁的數量，不但可以減小框架在載荷作用下的總變形，而且還可以增加柱子在軸力作用下形成的力偶，使得其能夠更好的抵抗結構體系的總力矩。

3.2 充分發揮梁柱的組合效果

通過簡單的減小柱距、梁距，雖然能夠在一定程度上達到提高框架體系抗推剛度的目的，但是不能從根本上改善框架的整體效能。這時結合增加梁、柱數量的方式，不但能有效增加框架的整體抗推剛度，而且還能夠提高框架的抗風載荷能力。

3.3 采用彎一剪雙重結構體系

彎一剪雙重抗側力結構體系，就是指通過采用彎曲型與剪切型兩種不同變形性質的構件形成一個完整的結構體系。兩種不同類型的構建通過在各個不同樓板中聯系起來進行協同工作，明顯減小了整個建筑結構的頂點位移與下部各樓層的層間位移。

（1） 框一墻體系

在水平力的作用下，單獨的框架整體變形是典型的剪切變形，其上部層間側移相對較小，而下部的層間側移則較大。而單獨的剪力墻則是彎曲型變形，其層間側移為上部大、下部小。在采用框一剪雙重體系之后，可以將各樓層樓板聯系起來，使得框架與剪力墻能夠協同承受載荷，從而確保了框架與剪力墻變形的一致性，提高了結構的抗載荷能力了。

（2） 框一撐體系

合理設計的框架一支撐體系同樣可以收到與框一墻體系相當的效果，即最終達到減小結構頂點側移與最大層間位移的目的。

（3） 筒中筒體系

筒中筒體系的構建原理與上述兩種結構體系類似，但是其起到的結構增強效果更好。

3.4 合理設置剛臂

對于建筑平面是方形布置的高樓，當采用芯筒一框架體系時，因為大部分的側向力是由芯筒來承擔的，這使得整棟建筑的側移曲線基本上是由芯筒的變形直接控制的。在水平載荷的作用下，芯筒以彎曲變形為主。同時，由于芯筒的平面尺寸還受到建筑的豎向服務性設施面積影響，直接造成了芯筒的高度與寬度比值較大的問題。為了達到減小建筑結構側移的目的，可以在高層建筑中每相隔十來層布置一個設備層，在其中添加桁架，形成剛臂。這樣將能夠使得芯筒與的框架柱連接為一體，使得結構的外柱也可以參與到結構的整體抗彎體系中，有效的一直了芯筒各個水平截面，尤其是頂部截面的傾斜，有效減少了建筑各個島層建筑結構的側向位移。

結語

復雜高層與超高層建筑設計過程中，結構設計是影響綜合性極強的工作，尤其是在滿足建筑使用功能需求的同時，還要滿足高層建筑的建設環境需要，通過全盤考慮的方式采取嚴格的設計措施和設計途徑，基于建筑混凝土整體結構設計的多項要求，提高建筑結構的整體穩定性。除此之外，還必須重視施工過程中的材料選擇控制，例如鋼筋的合理配置等。另外，還必須考慮施工現場的運輸條件以及養護作業技術水平等，確保施工條件能夠有效的支撐起建筑的結構設計體系，使得建筑結構體系達到對應的要求。

參考文獻