時間：2023-06-15 17:25:19
序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇高層建筑平面設計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。
1.標準層的相關概念
在建筑水平與垂直系統中,有由大多數相同的樓層重疊起來的空間,這些空間的建筑、結構、設備等性質均相同,稱之為標準層。建筑標準層的有效水平重疊與合理垂直貫穿是建筑設計的基本精髓,它揭示出多、高層建筑的實質構成。有效水平重疊,即無數個不同高度上的最佳水平面,以有效方式組織成大致輪廓相同并滿足人們工作和生活需要的使用空間;合理垂直貫穿,即在這樣若干個水平面之間,用一定形式、內容的垂直體以某種形式貫穿其中,垂直體通常包括電梯井、樓梯間和設備管道井以及結構支撐系統等內容構成水平面與水平面之間、水平面與地面之間的支撐和聯系。截取這種水平面和垂直體交匯處的任一單元段,即得到所謂的標準層。
在高層中,建筑除了受豎向荷載作用外,還要考慮風力或地震力引起的水平荷載,這在很大程度上限制了標準層設計的自由度。高層建筑的豎向交通系統以電梯為主,樓梯只是一個消防疏散和短距離運輸的輔助手段,這點對標準層平面布局的靈活性構成了極大影響。
2.標準層設計的基本原則
2.1.重復性原則
標準層的豎向積層,向空中發展是含有標準層建筑的固有屬性。有效水平重疊與合理垂直貫穿是建筑標準層設計的基本精髓,揭示出高層建筑的實質構成。為此,重復性是標準層設計要遵守的最為基本原則。這種重復可從以下兩方面來考慮:完全重復和部分重復。完全重復是最為常見和最簡單的重復原則,即標準層平面的各項要素都完全一致,隨著建筑的日新月異,完全機械式的重復所帶來的空間單調、形式乏味被人們所重視,而部分重復原則在標準層的設計中表現了更為強大的優勢。
2.2.高效性原則
高效、集約是現代社會發展的大趨勢,針對標準層這樣一個容納豐富社會活動的場所來說,更加具有現實性,提高標準層空間的高效利用率、使用率等關系到整棟建筑的綜合效益,充分發揮標準層高效性原則是現在以至將來標準層所必須遵守和充分重視的基本設計原則。
2.3.安全性原則
標準層的安全性原則主要指交通組織、消防疏散的安全性以及結構材料的堅固性。
(1)交通疏散的安全性由于標準層建筑面積一般都較大,使用功能復雜,各種設備管線繁多,人員密度大,人和各種物品的流動量大,引起火災的潛在因素頗多。發生火災時,將被火情圍困人員迅速安全地疏散到地面安全地帶是防火疏散設計的重要環節。疏散設計的原則是路線簡單明了,便于人們在緊急時進行判斷,同時提供從室內任何位置向兩個方向疏散的可能性。
(2)結構材料的堅固性不同性質的建筑等級都有規定的使用年限,這種劃分主要就是從建筑的結構、材料的耐久性來確定的。在合理的結構選型基礎上,要保證建筑材料的可靠性,保證標準層的使用壽命。由于我國經濟條件的制約,很多建筑不能完全按照規范的使用年限進行維修和拆除,所以,在標準層的結構選取、材料配比上要放寬限度,盡量為延長建筑的使用周期做出富余,這也是保障標準層安全性的重要一點。
2.4.經濟性原則
標準層的經濟性長期以來一直是設計者和投資者最為關心的問題,標準層形狀的經濟效益主要從長寬比予以考慮。相對來說,隨著建筑層數、規模的增大,辦公、商務等需要有較大進深的建筑更適合用點形的塔式;旅館、住宅、醫院等更適合用條形的板式,由于在大規模時進深受限,如果要采取塔式不得不采用內天井,而損失使用效率。在這種情況下,標準層長寬比較小(≤2)的寬板式高層得到了廣泛的采用,如果利用得當常能有效地利用塔式和板式的長處,避開短處。
2.5.人本性原則
“以人為本”的設計理念已經成為當代建筑師創作的基本原則,是以人的基本生活、心理、行為和文化物質為出發點的設計。
(1)人性化建筑的目的就是為人服務,人性化是建筑的生命,在今
天智能化水平不斷提高的背景下,強調人性化設計更有必要。標準層人本性設計就是要有利于人的身心健康。新一代建筑標準層空間布局更為靈活,空間設計的側重點應向營造寬松舒適的工作、生活環境轉變。在設計中“中庭空間”、“景觀空間”、“交往空間”、“共享空間”的概念不斷被采納,并與功能空間相結合,為標準層人性化設計鋪開道路。
(2)可持續性對自然的渴望是人的本性,注重標準層生態化設計是
人本性的重要體現。要保持生態必然要做到節能,兩者互為因果關系。可持續性建筑標準層設計是一項復雜系統工程,設計中要緊緊把握“注重效益、崇尚自然、尊重科學”三個生態建筑基本點。“注重效益”就是“建造房屋少用資源,使用房屋節約能源”,“崇尚自然”就是通過建筑設計和構造的處理手法,實現建筑標準層平面高效自然通風、自然采光、隔熱和遮陽。“尊重科學”就是在可持續發展的框架下,采用現代科技手段,使建筑標準層的設計達到生態建筑的要求。
3.標準層的平面構成手法
3.1組合連接
組合連接簡稱組接,可分為硬連接和軟連接,都是將相同或不同的若干個形狀有序連成一體的構成方式。
3.2復合疊加
復合疊加是將相同或不同的幾何平面采用“交集”相疊形成新的平面形式。如方形的疊加、圓形的疊加、方與圓的疊加等。采用這種方法,可在基本幾何形體的基礎上以復合方式衍生出多樣化的建筑體形。
3.3網格旋轉
這種組合方式往往是利用單一的幾何形平面單元在平面構成網格上進行圓周式轉動,以簡單元素做平面進行立體構成的變形處理,可以打破簡單形體重復的單調、乏味,獲得非同一般的效果。也可將不同的形以幾何中心為圓心進行多角度旋轉。此種構成方式雖然平面形式簡單,但邏輯性很強,對構件尺寸設計及施工的精度要求很高。這些處理都能產生光怪陸離的平面及立體形態。
3.4邊角切割
邊角切割是在完整基本幾何形上做局部的簡單剪切,是標準層構成及建筑造型上最為常用的手法之一,是在簡單幾何形平面基礎上,用直線或曲線為“刀”對其進行切削,構成新的平面形式
3.5 多向扭曲
扭曲是將基礎幾何形標準層平面隔層按著某種規律進行不同角度的扭曲變異或在“力”的作用下整體變化,如矩形彎成弧形,扭成S形等,這些均可產生奇妙的新型平面空間關系和賦有雕塑感的建筑形象。
3.6 自由成形
自由成形就是適形的平面形式,是依據場地環境條件和造型上的需要,充分利用鋼筋混凝土的可塑性,創造出與眾不同的平面形式。復雜的基地形狀,不規則的邊緣條件,采用不規則圖形設計的方式布置建筑,使建筑的體型與基地相呼應,是建筑師設計的基本手法。這種構成方式雖然不能有明顯章法可循,但一定是有機的、整體的、符合形式美物質運動規律的。
4.各類建筑標準層設計
4.1居住類建筑以居住為使用主體的建筑標準層平面多以單元(住宅單元、客房單元)形式出現,各單元空間劃分方式基本相同,規模大小差別不大,基本表現均質空間效果。建筑外觀也呈均勻變化趨勢,很少出現大面積體快及材質的對比處理
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）.
在對私人區域進行設計時，要注意的就是必須保證用戶的生活質量，這就要求設計師必須合理分配空間，將睡眠、餐飲等區域合理安排，避免出現互相干擾的情況，當然還要重視各個區域的使用功能是否發揮到極致。
(1)起居廳。起居廳通常用來會客、家庭會談及娛樂等活動，像狹長、異型類的設計不宜采用，寬敞明亮的設計會好一點。起居廳設計的需要處理好交通的問題，它主要要處理的就是戶門、廚衛臥室門以及活動區劃分的關系，應盡量避免通道面積大、房門過多現象。其空間設計還需要考慮家具的擺放，根據室內活動和功能性進行擺放，力求落落大方，精致簡潔。而且，要注意的是交通線不應貫穿起居廳的中心，門戶位置也最好偏向角落或墻端，這樣就可以有適當的空間布置家居，形成較為獨立的空間。
(2)臥室。對臥室的設計主要是要為住戶提供一個良好的休息環境，就要避免內外部對臥室造成任何的干擾，應盡量選在平面深處，如果可以的話，衣柜和更衣室的空間也要保留。
(3)廚房。廚房就是用來存儲、烹調食物的地方，一般有存儲、洗滌和烹飪三個區域。廚房一般可以稱作是家庭中心，在社會發展中也越來越重視廚房，對廚房的位置、面積等進行更加合理的設計，可以為效率的提高、時間的節約等提供很大的便利。廚房的主要設備一般就是灶臺、洗滌槽和操作臺，這三者通常會形成工作三角形，面積不超過兩平米，而其他的設備根據需求來自行放置即可。而現在時展迅速，家庭電器的更新換代也變的快速起來，家庭的電氣化程度也越來越高，設計時還需要考慮水管、電線、煤氣管道等等的走線，還要給這些預留專用空間才可以。
(4)餐廳。餐廳時一戶住宅的核心地方，在餐廳的時間是人們就餐、放松儲能的時間，因而對餐廳的設計需要格外關注。餐廳家具的擺放和布置需要符合人們的活動空間需求，也是平面設計的依靠。餐廳在住宅中的位置，除了一些具備餐廳功能的空間外，那些獨立的餐廳大多數應該在客廳和廚房之間，這樣可以避免互相干擾的現象，而且在餐廳和客廳共處一地時，可以用一些類似矮柜的隔斷來隔開形成兩個空間，存在各自的獨立性就行，也并非一定分開，只要餐廳緊鄰廚房即可。
(5)衛生間。衛生間一般有廁所、浴室、化妝、存儲和洗滌等組成，在一定程度上具有私密性，所以衛生間最好不要正對客廳等較為開放的地方。衛生間的面積一般根據設備的大小、數量以及人體活動所需的空間來確定的，而且它需要一定的采光通風面積，如果缺少通風條件的，就需要裝置通風設備，門下最好留有20毫米左右的高度進風。衛生間是用水較多的地方，因而排水是十分重要的。設計時應格外注意以排為主，防為輔，其地面應低于一般高度25毫米左右，放置積水外流，還要設計好，避免潮氣滲透。(6)陽臺。陽臺在人們的生活中有著十分重要的地位，因為它直接接觸到室外，與客廳連接的陽臺，可以延伸客廳空間。陽臺可以根據戶主不同的喜好來設計成一個多樣化的空間，面積雖然小但可以進行綠化、休息、觀景等行為，如果有條件的話，可以設計多個陽臺、或陽臺面積較大，露天的也可以，設計成私人的空中小花園，讓生活變得更加多姿多彩。
1．2公共區域的設計
(1)大堂。大堂的設計應具有人性化，這就需要充分考慮住戶的需求，比如殘疾人士和嬰幼兒的專用通道，或者局部的搬運工作，這些等等都可以在入口的地方設計出一定的坡道。在其內部，注意的就是一是采暖設計，如果在北方，就需要尤其重視;二是電梯的通風和采光空間設計;最后就是，信報箱的設計位置、大小等等。
(2)電梯。高層建筑中，公共區域最主要的就要數電梯了，因為它是貫通樓層上下的一個主要交通工具，關系著人們的日常的生活，因而對電梯的設計也就要格外的關注和研究。每棟樓最好安裝兩部電梯，且布置緊湊一點更為方便，在消防的角度看來如果分離較遠不是很好，而且就會很容易忽略另一臺電梯，緊湊設計令住戶在等電梯時更方便操作。在設計時要注意，電梯的大門不要直對住宅的門戶，要注意保護住戶的隱私。同時，還要保證消防電梯和客梯的組合模式，進而提高電梯的使用效率。
(3)垃圾收集。高層建筑中，每一層的公共空間都應該留有一定的垃圾收容區域，面積要求不需太大，一個垃圾桶的大小即可，但最好放置在距離貨梯附近的地方，這樣方便清潔工作人員在工作時的清理，省下較多的人力和物力。
在現代建筑設計理念中，住宅建筑始終是與實用經濟原則緊密相聯的，平面和外觀都不能脫離功能而獨立存在。建筑、結構、技術三者之間聯系緊密，并有著相互促動的效果。科學的結構形式、先進的節能技術，都會為平面設計開啟嶄新的創作思路，重要的是為提高平面使用效率提供了可能性。
二、高層建筑平面分類
1、高層住宅的上部住戶，日常出入完全要依賴電梯，根據電梯的位置、消防樓梯的位置和形式，以及水平交通走廊的有無和形式，住宅被分為單元式、獨立式、走廊式和組合式。對于一般的家庭型住宅，不論采用何種形式都可以滿足要求 ； 超高層住宅由于在結構上追求合理性和確保容積率的必要性，所以尋求簡潔緊湊的平面。在交通方面，中央核心筒式、面對中庭的廊式比較多。
2、根據平面的形狀，不同的住宅平面布局可以歸結于以下的基本形式：板式住宅----同進深相比開間較長的住宅、點式住宅----同平面規模相比高度較高的住宅。
3、根據住戶形式，不同的住宅平面布局可以歸結于以下的基本形式：面層住宅，是指所有的住宅功能位于同一平面層上；雙平面層或多平面層住宅，是指所有的住宅功能位于不同平面層上。
三、高層住宅平面布局與功能設計分析與研究
1、臥室區域設計
①設計基本原則。一是房間的安靜，二是好的朝向，三是浴廁的管道設備單元。若希望保持臥室的好朝向，我們所以必須要有取舍。將輔助房間放到北面，包括書房，必要的時候也需要犧牲一間臥室的南朝向換取起居室的日照。臥室與浴廁區域連接的緊密程度，主要取決于家庭單位的大小和平面條件。
②設計手法。兩間以上的臥室相互連接，形成較為獨立的區域，通常位于起居區的后部，遠離入口，這是住宅平面設計中常用的手段，有利于動靜分離，并自然形成白天與夜間活動的分隔。臥室可以一字排開、房門直接開向公共區域，也可以相對設置、房門通過共用前區聯系公共區域，或是所有房門開向一條內走道，以此聯系私密區與公共區。由于不同家庭成員的臥室總是采取就近原則布置，反而提供了另一種靈活性，即與入口區域相聯的獨立臥室猶如一套附加的單元，與其他臥室隔著起居區域相對而立。這個臥室可以被用作兒童房、客房、工作室等，無論喧嘩或是夜間使用，都不會對主臥室造成太大影響。這間臥室還可以結合入口的洗手區及衛生間布置，有三間臥室以上的住宅平面尤其適合臥室區域的再分隔。
2、起居區域設計
開放的起居區域主要包括起居室、餐廳、進廳、工作或娛樂區域，空間如陽臺等。起居區域的組織方式主要考慮的是房間的進深、朝向以及使用功能便利等。貫穿式起居的好處在于不僅使起居區域有均勻的日照，而且便利了組團轉角處平面的布局。一般情況下，人們并不愿意展示未經整理的廚房，開放式的廚房僅在沒有工作壓力的情況下才受人歡迎：同時由于中餐的烹飪方式帶來大量的油煙，直接對外的開窗以及與其他功能區域的分隔門受到使用者的歡迎，這種平面多用于面積較大的戶型。就餐區域功能退化，縮小至廚房的一個區域，而起居室則擁有了更為完整和開闊的視覺空間。此種布局多用于 2 人家庭住宅中，居住者有職業無小孩，做飯只是出于興趣愛好偶爾為之，對起居區需求更大；還有一種情況是高層住宅結構造成了廚房面積過大，結合就餐區可以達到更高的面積利用率。這種組合形式在滿足中式廚房對油煙隔離的要求的同時，廚房后部的就餐區設置在平面中自然采光最弱的區域，借助客廳及廚房兩個方向的間接采光達到照明目的。
3、交通區域設計
①戶內交通。一是內走道式。內走道式—交通空間脫離房間獨立存在的平面形式，早期的內走道為所有房間的連系通道，起居室、餐廳均為獨立封閉房間。現在起居區域開放，使得內走道更多的應用于臥室區，因此此種布局主要適用于雙朝向開間多的板式高層。二是包廂式。包廂式—公共性的生活區域同時也是內部交通的結合區域，由此通達各個獨立的房間的平面形式。三是入口分流式。入口分流式—通過入口區將主要居室分離，一部分朝南，一部分朝北，所有用水房間都集中在居住性能最差的中央區段，從而使各居室都有與戶外的接觸面。
②戶間交通。在高層住宅中，可使用的戶間交通聯系方式有單元式、獨立點式、廊式、組合式等。我們需要以基礎調查的資料為依據，明晰居住者的生活意象，并根據高層住宅的高度、結構性能、經濟性等條件來選擇不同的交通組織方式。由于高層住宅的垂直交通以電梯為主、樓梯為輔，在建筑高度為 24m 的范圍內，消防云梯可以起到第二條逃生通道的作用；超過 24m并且低于 32m 的時候，可利用安全樓梯間進行疏散；超過這個建筑高度則必須安裝第二座電梯。在小高層住宅中，單元式住宅形式較為普遍，住宅平面的設計很大程度上繼續沿用多層住宅的設計手法；12 層以上的住宅則更多的選用獨立點式或廊式等連接方式；超高層住宅為了追求結構合理性和確保容積率，以獨立點式及面向中庭的廊式較多。
4、高層住宅平面布局
① 一室戶戶型一室戶通常是指 65m2以下，具有一間臥室的戶型。由于高層住宅電梯井及設備間分攤面積較大，一室戶的建筑面積相對多層住宅而言略高，可以達到 70m2。由于一室戶住宅僅供單身漢或年輕夫妻居住，起居室與臥室的私密性在程度上相當，所以不需要象其他戶型一樣加以分隔。各區域緊密結合成一個寬敞的空間整體，可以大大改善小住宅的空間質量。一室戶平面設計的基本原則是食寢分離。通常情況下，起居與就餐結合成起居就餐區，而當面積低于 40m2時，多采取將起居與睡臥結合、餐桌并入廚房、廚房簡化為開放式烹調臺等方式，達到面積的緊縮化。
②二室戶戶型。二室戶通常是 70-90m2的，具有兩間臥室的戶型。二室戶較一室戶而言，是面積緊縮型家庭住宅的代表，它提供了更為靈活的居住形式，滿足了2-4人居住的可能性.由于居住人數的增多，各自需要獨立的私密空間，分戶門成為必須。衛生間視需求可與廚房分離，服務于臥室區域。在面積較為寬裕的情況下，餐廳從起居室中脫離出來，靠近廚房，形成餐廚區域。兩室套由于面積緊湊，多用于塔式高層住宅中，僅有個別高標準住宅使用單元式交通聯系。
③三室戶戶型。三室戶通常是指 90-160m2、具有三間臥室的戶型。三室戶是當今國內家庭住宅的主流戶型，滿足了最廣泛的 3 口之家居住需求。在功能方面，除主臥、次臥外增加了書房（ 客房 ），根據需要還可增設主衛，餐廳的地位有所上升，一般與客廳有明確的空間分隔，臥室數量增多，可進行臥室區域再劃分等。對于面寬小于進深長度的實例，通常情況下正面僅有二開間寬度，進深可達 15m，用于雙側采光或三側采光的單元式條形住宅中。
④ 四室戶及以上戶型。主要介紹 160m2以上的，具有四間臥室以上的超大戶型。若是所有房間置于同一平面層，過大的單元面積勢必影響到標準層的布置，將二者合并考慮是比較理想的解決辦法，如果所有房間分布在不同平面層，則可大大縮減單元占地面積以及室內流線，較中小戶型面言有無可比擬的優勢。
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）.
前言
高層建筑結構設計中,平面布置規則性是必須仔細考慮的因素,由于不規則平面布置結構使其平面質量中心同剛度中心不重合,使結構繞剛心發生扭轉,導致同層構件同一方向上產生不同位移,嚴重時導致結構整體破壞,所以在結構設計中,必須對結構平面布置不規則扭轉問題提起足夠重視。
一、關于平面不規則結構的定義
1、若干規范關于平面不規則結構的定義
關于結構規則與否的定義及規定,不同國家的標準出發點是不相同的。歐洲規范比較定量地規定了規則結構的指標,如表1所示[3]。美國規范和澳大利亞規范卻從相反的角度定義了結構的規則性,即不規則結構的量化指標,如表2所示。
類型 定義
平面
規則
準則 建筑結構在平面內沿兩正交方向上側向剛度和質量分布接近對稱
平面輪廓簡潔緊湊,即無諸如H,L,X等形狀,總的凹角或單一方向凹
入尺寸不超過對應方向建筑總外部平面尺寸的25%
樓板平面內剛度同豎向結構的側向剛度相比足夠大,以致于樓板變形
對豎向結構構件間力的分配影響很小
在采用基底剪力法給出地震力的情況下,加上偶然偏心,任一樓層沿
地震作用方向的位移不超過平均樓層位移的20%
表1規則結構的準則
2、不對稱與不規則之間的關系
如前所述,關于不規則結構的定義,目前為止尚無明確嚴格的定義。但不對稱結構較為嚴格意義上的定義為,結構自由振動的某一振型同時出現平動與扭轉振型,即平動與扭轉振型耦聯,對應的平動振型方向因子及扭轉振型方向因子均不為零時,即為不對稱結構。從結構分析和設計的要求出發,以對稱與不對稱結構分類,實際的工程意義似乎不大,因為客觀上存在的大量不對稱但經過結構布置調整的建筑,其振動特性仍與對稱結構類似,可以歸入規則結構,而其余的則歸入不規則結構。我國規范規定了平面不規則的三種類型,凡符合至少其中任意一條的結構均為不規則結構的范疇。需要指出的是,扭轉不規則的定義是在剛性樓蓋假定的前提條件下得出的。換句話說,即便是不對稱結構, 但由于其不對稱性較弱,算得的扭轉位移比小于規定值1.2時,仍可歸為規則結構。由此可見,不對稱結構規則與否,不僅與其形狀的對稱性強弱有關,而且與其質量分布和剛度分布密切相關。也就是說,結構的對稱性是一個綜合的概念,包含平面形狀的對稱,質量、剛度的對稱等,這些因素決定了結構的規則性問題。而這正好與前述若干規范關于不規則結構的定義實質是一致的。更為嚴格或更為科學的說法應該采用規則與不規則的說法,而不是對稱、不對稱的概念。
非規則類
型和定義 美國規范 澳大利亞規范
扭轉非規
則性―――當
橫隔板為
非柔性時 當垂直于某軸線結構物一端的最
大層偏移大于結構物二端層偏移
平均的1.2倍時,則應考慮扭轉的
非規則性。在計算端最大層偏移
時,要考慮偶然扭矩的影響 當結構的重心與剛心之間
的距離大于沿地震力作用
方向結構尺寸的10%時
則應考慮扭轉的非規則性
凹角 結構物的平面外形及其抗倒向力
體系具有凹角,且凹角兩邊的突出
部分均大于該方向結構物平面尺
寸的15% 同上
橫隔板
不連續 橫隔板突然不連續或剛度變化,包
括挖去的或開口的面積大于橫隔
板毛面積50%或某樓層到相鄰層
的橫隔板有效剛度的變化大于50% 同上
平面
外分支 側向力路線不連續,例如,垂直單
元的平面外分支 同上
不平
行的體系 垂直抗側力單元與抗側力體系的
主正交軸不平行也不對稱 同上
表2結構的平面非規則性
二、關于扭轉效應產生的原因分析
1、外來干擾。地震波通過地面時的運動是極其復雜的,各點的周期和相位是不同的。由于地面質點間運動的差別,可使地面的每一部分不僅產生平動分量,而且也產生轉動分量,這種轉動分量迫使結構產生扭轉振動和扭轉效應,而不論結構對稱與否。
2、建筑結構自身的特性。在一般的結構抗震分析中,通常是將建筑結構簡化成平面模型,分別在其兩個主軸方向進行計算嚴格來說,這樣的分析方法只適用于質量中心和剛度中心相重合且在一條直線上的四平八穩、莊重對稱的建筑結構。而對體型多樣化、質量中心和剛度中心不重合的不規則結構顯然是不適用的。這主要是因為地震時作用在質量中心的慣性力將對剛度中心產生扭轉力矩,迫使結構產生扭轉耦聯的空間振動。
三、關于扭轉效應的控制
1、有關扭轉不規則的相關討論
為了控制結構的扭轉效應,我國《建筑抗震設計規范》和《高層建筑混凝土結構技術規程》均規定了結構的位移比限值后者同時還給出了周期比的控制指標。文獻[4]指出了規范判別結構扭轉不規則的位移比計算方法―――完全平方和的不盡合理之處,相應給出了三種補充計算方法,并通過實例驗證了補充方法的可靠性和有效性。文獻[5]詳細分析了耦聯反應及相對偏心距、平動周期與扭振周期的比值對扭轉效應的影響,但它采用的是一階振型,沒有考慮高階振型的影響。文獻[6]指出:國內外有關抗震規范均未提到結構各樓層在地震作用下產生的樓層(構件)扭轉角度對豎向構件造成扭轉所帶來的不利影響,也沒有提出層間扭轉角的限值及如何控制的措施。文中給出了扭轉位移比與層間扭轉角的關系、樓層扭轉角的計算方法、豎向構件的扭矩計算方法以及抗扭計算。文獻[7]指出了《規范》及《規程》中關于扭轉不規則判別界限存在的問題,提出用樓層轉角來反映框架結構及框剪、剪力墻結構的扭轉不規則實際狀況,并給出了各自作為判別扭轉不規則界限的樓層轉角值。需要指出的是,文中給出樓層轉角界限值時沒有考慮樓層層高的變化及剪力墻厚度的變化所帶來的影響。
2、扭轉效應的控制方法及措施
1 高層建筑中不規則建筑的發展現狀
隨著我國科技技術水平的逐步提升，我國建筑行業也在不斷的發展。隨著城市的不斷擴建，設計者們為了迎合城市建設的發展需求，他們已經逐步更新了自己以往建筑物必須要對稱、規則的觀念，他們正試著建造一些標新立異、新穎別致、獨樹一幟的建筑，如非對稱、不規則的建筑結構物。隨著人們的觀念的轉變，現如今大城市中出現了許許多多復雜體型和不規則的結構，這種趨勢在某種程度上代表了我國建筑的發展方向。
2 某工程平面不規則構件設計及其設計措施
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。
2.1 結構和構件設計
2.1.1 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。
2.1.2 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。
2.1.3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。
結構總質量為15104.859t。X向最小剪力系數5.09%，Y向最小剪力系數5.26%，滿足抗規第5.2.5條最小剪力系數≥3.2%的規定。
（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，配筋率取計算振型數與周期比。
振型數與周期比簡單計算：結構計算振型數取15個，X向的有效質量系數98.66%，Y向的有效質量系數99.92%，滿足高規第5.1.13規定。結構第1振型為X向平動，第2振型為Y向平動，第3振型為扭轉，T3/T1=0.7761，滿足高規第3.4.5規定。值且不小于0.25%。
2.2 結構的不規則情況和設計措施
2.2.1 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。
2.2.2 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。
2.2.3 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。
3 不規則高層建筑結構設計中應采取的措施
3.1 減小建筑結構的相對偏心距。
相關研究表明建筑結構的扭轉效應與相對偏心距在一定程度上是成線性關系的，如果想要改善建筑結構的扭轉效應，以及進一步的縮小樓層的位移比，則可以通過調整建筑結構的平面布置，進而使得建筑結構的質心和剛心可以更加的接近。實踐工程中減小建筑結構偏心距的常用方法有：① 調整建筑結構平面的不規則性布置應該是在初步計算分析后才進行，通過初步計算的結果找到建筑結構的質心、剛心，同時需要做的便是通過相關數據以及實踐經驗比較準確的判斷建筑結構的剛度分布，最后在適當的增減距質心較遠的抗側力構件。
3.2 調整建筑結構抗側剛度和抗扭剛度比。
由相關研究表明：建筑結構的扭轉效應與結構周期比的平方的關系基本上是線性的關系，所以在設計建筑物時，可以考慮適當的減小建筑結構的周期。在做剪力墻時，則需要在合理的范圍內盡量的加長或者增厚周邊剪力墻，特別需要重視的是那些離剛心最遠處的剪力墻。加大結構抗扭剛度的一般做法是在建筑結構邊上設拉梁，同時縮小建筑結構的扭轉周期，還可以通過增加周邊連梁的剛度來實現。
3.3 提高周邊抗扭構件抗剪力。
要保證建筑結構在強烈震動下依然安全，只靠調整結構布置是不夠的。相關技術人員通過實驗得到了如下的結論，即：當建筑結構處于非彈性時期時，對稱的建筑結構受到雙向水平地震作用便會隨形態變化的而偏心。如果考慮建筑結構的抗震性能，則應該強化那些受抗扭效應制約構件的抗剪性能，以便使得建筑結構可以在強震作用下保持整體彈性狀態。
結束語：地震災害時有發生，不規則建筑結構卻大量涌現，這對新時期背景下的高層建筑結構設計人員提出了更高的要求。建筑結構之所以分為規則結構和不規則結構，主要是因為不同的結構下，地震的作用受力特點和震害特點不同。引起不規則的因素比較復雜，對不規則的準確界定及具體指標仍然存在不足，不能完全依賴結構的規則性規范下的定量指標。設計人員要結合高層建筑設計采取針對性的措施，加強不規則的應用，提高高層建筑結構設計的安全有效性，為整個高層建筑工程質量奠定堅實的基礎。
參考文獻：
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。
中圖分類號:TU972.3
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2010)05-0161-02
1 引言
結構設計規范明確要求,建筑及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱,并應有良好的整體性,建筑的立面和豎向剖面宜規則,結構的側向剛度宜均勻變化,不應采用嚴重不規則的結構方案,但隨著我國經濟實力和科學技術水平的提高,人們的思想觀念不斷更新,嚴格意義的規則建筑已經很難見到,取而代之的是大批新穎別致、標新立異、彰顯個性的建筑物。各地大量涌現的現代建筑物幾乎都是不規則或是嚴重不規則的,如希爾頓飯店、深圳發展中心、中央電視臺等,都是不規則建筑的典型代表,它們的出現既給城市建筑帶來了嶄新的面貌,同時又給結構設計人員提出了嚴峻的挑戰。如何遵循規范精神,對不規則建筑結構進行結構設計與計算分析,成為工程設計中必須解決的重要課題。
2 高層建筑結構平面不規則的主要形式特征分析
從現實的角度,綜合高層建筑各種不規則的結構形式,主要表現在以下幾個方面:
1)扭轉不規則,考慮偶然偏心的情況下位移比大于1.2;
2)凸凹不規則。①平面狹長,在抗震設防烈度為6、7度時,平面長寬比大于6.0(8度抗震時大于5.0);②凹進尺寸太多,平面凹進一側的尺寸大于相應投影方向總尺寸的0.35(8度時大干0.3);③凸出過細,凸出部分的長寬比大于2.0(8度時大于1.5);
3)樓板局部不連續,①樓板凱洞凹入后,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%;②開洞面積大于該層樓面面積的30%:③采用細腰形平面;④有較大的樓層錯層(樓板錯層小于梁高不算錯層);⑤角部重疊,重疊面積小于較小一側的25%;
4)側向剛度不規則,①樓層側向剛度小于相鄰上部樓層的70%或其上相鄰三層平均值的80%:②結構頂部取消部分墻、柱形成空曠房間:
5)豎向尺寸突變,①高層結構上部樓層收進部位到室外地面高度大于房屋高度的20%,上部樓層收進的水平尺寸大于相鄰下一層的25%:②高層結構上部樓層外挑,下部樓層的水平尺寸小于上部尺寸的90%,且水平外挑尺寸大于4m,
6)豎向抗側力構件不連續,豎向抗側力構件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內力由水平轉換構件(梁、桁架等)向下傳遞:
7)樓層承載力突變,A級高層建筑的層間受剪承載力比小于0.8,B級高層小于0.75;
8)結構的周期比過大,A級高層建筑不應大于0.9,B級高層建筑和復雜高層建筑不應大于0.85:
9)復雜高層結構,帶轉換層的結構、帶加強層的結構、錯層結構、連體結構、多塔樓結構等。
3 工程項目實例概況
湖南某高層建筑是一集商業、酒店及辦公樓為一體的綜合性大樓,建筑層數地下2層,地上24層,其中底部裙房四層,結構體系為框架剪力墻結構,總建筑面積約45000m2,建筑高度94.3m,地下兩層為車庫層高為4.8和5.3m,首層為酒店大堂及商鋪,層高8m,2至4層為酒店餐廳及輔助用房,層高4.8-6m,5至12層為灑店客房層高均為3.5m,12層以上為辦公樓,層高均為3.5m。
本工程為丙類建筑,使用年限為50年,抗震設防烈度為6度,剪力墻及框架梁柱抗震等級為二級,基礎設計等級為甲級,采用高強預應力管樁,工程結構整體計算采用中國建筑科學院開發的設計軟件SATWE進行計算。
4 結構平面不規則情況分析及調整處理措施
該大樓特點是豎向功能變化較多,筆者針對不規則平面的結構特征及高層建筑的特征,從概念設計和計算設計兩方面人手,綜合分析各相關因素,提出適合于不規則平面特征的結構選型及結構布置方法。調整后結構裙房及標準層平面見圖1。
4.1 建筑結構平面不規則情況分析
本工程平面體型為z字型,I/Bmax=0.56>0.35,屬于平面不規則結構,豎向有立面縮進,同時層高相差較大。初步計算結果表明:結構在地震及風荷載作用下的位移角能滿足規范要求,周期比為0.83
調整該樓的周期比和扭轉位移比是結構設計的重點工作,由于該樓平面凸凹不規則,兩個核心筒均處在兩邊,剛度極不均勻,質心與剛心偏差較大,在地震等外力作用下極易產生扭轉破壞。周期比的控制與位移比的控制一樣,周期比側重控制的時側向剛度與扭轉剛度之間的相對關系,目的是抗側力的平面布置更有效、更合理,使結構不至于出現過大的扭轉效應。
總之,控制周期比的目的就是使結構抗側力構件布置得更合理、更均勻,并不是使結構更剛,當平動第一周期與扭轉第一周期比較接近時,由于振動耦連的影響,結構的扭轉效應會明顯增大,但該樓的第二周期扭轉因子達到0.34,可認為扭轉剛度偏弱,同樣需要調整,不能僅僅認為平動第一周期/扭轉第一周期小于0.9就可以了,應同時考慮平動周期中的扭轉因子,不然在大震情況下,結構可能第一周期就是扭轉周期。
4.2 平面不規則情況調整處理措施
考慮到這個薄弱環節,對結構的豎向構件做如下的調整:
1)在結構的左上方和右下方各加一片較長的剪力墻,增強建筑周邊結構構件的抗扭承載力,同時也將結構的剛心大大的推向左邊;
2)在右下角的核心筒開洞,削弱該處的剛度,因為該處核心簡偏心較大,這也使剛度中心向左邊移:
3)取消左上部核心筒下面的一個小核心筒,削弱中部的剛度,同時將該核心筒的連梁做弱,使結構的剪力墻更均勻,對結構扭轉位移比及周期比均有較大的好處。
首層層高8m,造成受剪承載力小于上層的80%,要解決抗剪承載力不足,主要就要
加大抗剪截面。或提高混凝土強度,采取的措施就是在首層以下的各層將柱截面均加大100mm,墻加厚50mm,混凝土強度加大一級,采取措施后,‘受剪承載力比在90%以上,能滿足規范要求,本樓第四層初算為薄弱層,四層頂即裙房屋面,為此將裙房屋面梁截面加大,加厚屋面板,有效的避免了薄弱層。通過以上調整,該樓由5項不規則調整為2項不規則,即平面凸凹不規則,立面縮進不規則,避免了申報超限。調整前后結構裙房及標準層平面見圖1。
4.3 調整前后的周期參數
從表1的數據來看,因為取消一個小核心筒,剛度有所減弱,但結構調整的后剛度明顯比調整前均勻,抗扭剛度也得到加強。同時扭轉位移比也得到明顯改善,
(由于篇幅問題未全部列出)最大扭轉位移比均小于1.20,屬于規則結構,從一個平面明顯不規則的結構通過合理的調整剛度也可以使其成為結構上的規則結構。
4.4 彈性時程分析
對于平面不規則高層建筑,按高規規定,應采用彈性時程分析法進行多遇地襞下的補充計算,本工程采用2條天然波和一條人工波,彈性動力時程分析結構表明,在多遇地震作用下的層間位移、角位移、總剪力、總彎矩均滿足設計要求,見圖2,CQC法是安全的,設計達到了預期的效果。
4.5 采取的抗震措施
針對工程的實際,綜合分析各方面因素,采取的抗震技術措施主要有:
1)在建筑允許的情況下盡量加長加厚周邊剪力墻,尤其是離剛心最遠處,將剛心和質心偏心率調整到最小,減小扭轉周期,將結構調整成扭轉規則結構。
2)削弱核心筒連梁,采用弱連梁連接,使平動周期增大,增大平扭周期比。
3)控制墻柱軸壓比,提高柱的縱筋配筋率和箍筋配筋率(特別是角部),縱筋配筋率均加大一級,柱箍筋全樓加密,角柱加芯柱,來提高結構豎向構件在大震中抵抗的變形能力。
4)在凹角處增設45°斜向鋼筋,抵抗角區應力集中,加強薄弱處的板厚和配筋。
5)四層雖然可以不算規范上的薄弱層,但計算仍按薄弱層計算,其地震剪力應乘以1.15的增大系數,同時加強該層墻柱配筋,提高結構在大震中的抵抗變形的能力。
6)加強裙房上層,即五層的墻柱配筋,有效抵抗立面縮進后產生的鞭梢效應。
通過采取以上措施,使該平面不規則建筑在滿足各項功能的前提下,結構更安全科學和合理。
5 結語
綜上所述,對于現代城市日益涌現的造型新穎別具一格的不規則建筑,結構設計人員應細心分析各種情況,從概念設計人手。找出結構的重點和薄弱點,因勢利導克服不利因素,使整個結構在平面和豎向合理地布置結構剛度,避免和減少結構可能出現的薄弱部位,同時加強薄弱部位的構造措施,使建筑物從一個貌似不規則的建筑調整成一個結構上的規則建筑,只要結構工程師認真分析,抓住重點,強化構造,不規則結構的設計問題是可以解決的。
參考文獻:
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[2]鄧孝祥,張元坤,唐可,平面不規則高層結構的扭轉分析與抗扭設計[J].廣東土木與建筑,2006(1):3-6.
1、高層建筑各專業設計的協調
高層建筑設計是個多專業、多程序的復雜系統工程，涉及“建筑、結構、設備”三個基本環節，參與高層建筑設計的工程師都深深體會到，對于每個專業單獨而言是最完美的設計，但結合在一起卻不是優秀的設計。各專業之間的矛盾如不妥善處理!高層建筑就無法施工，建成后也無法使用。“建筑、結構、設備”是互相制約的三個有機組成部分，高層建筑設計既是各個專業自我完善的過程，也是各個專業之間互相協調的過程。提高高層建筑設計質量，不但依賴于各個專業設計水平的提高，而且在很大程度上取決于“建筑、結構、設備”的協調。我們認為在方案設計、初步設計階段一般應以建筑專業牽頭進行各專業協調，在施工圖設計階段則應以結構專業為主進行各專業協調。高層建筑結構設計除了采用合理的結構體系，先進的計算技術外，大量的工作是搞好與其它專業的協調，以便保證結構計算簡圖的實現。
1.1高層建筑結構設計與建筑專業設計的協調
高層建筑結構設計進行結構布置時，要與建筑平面設計密切配合，使高層建筑不但美觀實用，而且結構受力合理。施工方便、造價經濟。
(1)柱網和剪刀墻的布置要滿足建筑平面功能要求。
(2)建筑平面開間進深要盡量統一，便于結構構件標準化。
(3)建筑體系變化不宜復雜。柱子剪力墻不能錯位，其截面不能明顯縮小或取消，同一樓層樓面標高要盡量一致，不宜設計錯層和局部夾層，防止短柱及剪力集中。
(4)樓梯間、電梯間不宜布置在受力復雜或應力容易集中的轉角部位，如因需要無法滿足上述要求時，必須采取加強結構措施。
(5)合理布置建筑平面，力求簡單、規則、對稱，使建筑平面質心、剛心盡量一致，防止在地震作用下引起建筑扭轉效應。
(6)非承重構件要選用輕質材料，承重構件采用高強材料，以便減輕結構自重，降低設計荷載。
(7)旋轉餐廳平面設計應與結構設計密切配合，共同確定平面布置、懸挑尺寸、旋轉尺寸及層高等。高層建筑基礎是整個結構設計中的重要部分。為了增強建筑物的整體穩定性，高層建筑基礎埋深一般為總高度的1/8～1/12。為了充分利用這部分空間，高層建筑通常設地下室，作為設備層及其它輔助房間。高層建筑地下室設計時，首先，根據結構類型、工程地質及施工條件等因素選擇基礎型式，基礎型式的確定對地下室建筑平面設計及其它專業設計至關重要。
1.2 高層建筑結構設計與給排水專業設計的協調
給排水專用房屋包括水泵房、消防水泵房、水箱間及水處理間。這些房間由于有設備及設備基礎，荷載比一般房間大，特別是高位水箱間設在建筑頂部，荷載特別大，對結構設計十分不利。水泵間最好設置在地下室或半地下室內。給排水專用房間內管道較多，應注意預留孔洞，預埋件位置及尺寸，防止出現結構削弱部位。
給排水管道直徑粗，數量多，豎向管道應集中于管道井中，結構應對樓板孔洞局部加強。水平管道應避免穿過梁、柱。對管道穿越剪力墻、簡體、樓板處應進行強度驗算，必要時采取加固措施。結構布置應為管網系統創造條件，避免管道繞梁繞柱，增加水阻力或滿足不了水平管道坡降要求。
高層建筑消火栓較多，消防水管較粗。為不影響建筑功能，常將消火栓、水管暗設于墻內，如果設在剪力墻內，則必須進行結構驗算，防止局部削弱。
1.3 高層建筑結構設計與暖通專業設計的協調
高層建筑空調設備(風道、冷熱水管、空調箱、空調機組等)通常與電梯、電梯廳、樓梯、電氣間、衛生間集中布置在核心區，構成維持整個高層建筑活動機能的關鍵部分。在豎向布置上又與給排水、電氣等集中布置在設備層。結構設計時應充分注意核心區及設備層的特點：①樓面負荷大，在內力分析及樓板設計時應考慮；②預埋管道附件多，注意局部荷載超過設計荷載；③設備層層高不同于標準層層高，而且應力集中，是抗震薄弱環節，要考慮抗震加固措施。
1.4高層建筑結構設計與電氣專業設計的協調
電氣專業的室內敷線，原則上應以導線在金屬管中沿墻及樓板暗設，這對于預制裝配整體框架、框架一剪力墻結構是很困難的。穿梁的垂直管道要在預制梁制作時預留孔道，并且梁寬和墻厚盡量一致，如不一致則要求墻的一側與梁的側面平齊，使穿梁管不露墻外。
高層建筑平面電梯井道的位置確定后，電梯機房位置也就確定下來，電梯機房內孔洞、預埋件較多，電梯機房荷載也比較大，因此應詳細了解所選型號電梯土建條件并注意單臺布置和多臺布置的差別。由于電梯井道一般作為鋼筋混凝土剪力墻，除承受豎向荷載外，還承受水平力作用，因此應校核洞口削弱后的強度。
2高層建筑基礎沉降
高層建筑對地基基礎要求嚴格，為了保證高層建筑整體穩定性，高層建筑基礎沉降值和傾斜值控制在允許范圍內。對于箱形基礎和群樁基礎，其整體傾斜值至今尚未有較好的計算方法，因此通過沉降觀測了解高層建筑基礎的整體傾斜就更重要了。
(1)在承受自重應力階段，基礎沉降量不大，沉降傾斜也不大，屬于均勻沉降。附加應力階段，基礎沉降增加較快，沉降傾斜也比較明顯。工程竣工后，基礎沉降繼續增加，沉降傾斜也繼續變化。經過兩年之久，基礎沉降才穩定下來，沉降傾斜不再變化。可以看出：基礎沉降傾斜由附加應力產生，附加應力值越大，沉降傾斜值越大。
(2)在承受自重應力階段，整體彎曲值很小，屬于均勻沉降。在附加應力階段，整體彎曲才比較明顯。可以看出：整體彎曲由附加應力產生，附加應力值越大，整體彎曲值越大。從觀測結果看，整體彎曲實測值都比較小，通過計算得出：引起彎曲的彎矩值大大低于箱形承臺混凝土的計算抵抗彎矩值。與基礎應力測試結果一致，證實箱形承臺內鋼筋所受整體彎曲應力較小。
(3)地基變形不是直線，不論橫向變形還是縱向變形，都是中部下凸的曲線，地基變形不均勻。地基變形的不均勻，會引起基礎的不均勻下沉，使上部結構產生附加應力，引起結構內力的變化。因此，高層建筑結構分析應考慮上部結構、地基、基礎的共同工作。
3 高層建筑基礎應力測試
為了研究高層建筑結構的上部結構、地基、基礎的共同工作，進行高層建筑基礎應力測試十分必要。但是，目前我國進行高層建筑基礎應力測試的工程很少，缺乏應力測試資料，不利于開展高層建筑結構上部結構、地基、基礎共同工作的研究。
(1)鋼筋計測試結果看，具有群樁基礎的箱形承臺，受整體彎曲影響很小，局部彎曲應力也不大。實測鋼筋應力值均小于鋼筋的抗拉強度計值。因此，具有群樁基礎的箱形承臺，可以不考慮整體彎曲的影響，按局部彎曲設計。鋼筋計測試結果表明，箱形承臺(包括箱形基礎)增加附加隔墻是可行的。附加隔墻既可以降低頂板、底板計算跨度，又可以增加整體剛度。
(2)土壓力盒測試結果看，具有群樁基礎的箱形承臺與樁間土之間的應力值均較小、與群樁基礎的單樁反力相比，可以忽略不計。因此，對群樁基礎箱形承臺進行反力計算時，可以不考慮樁間土的作用。
