超高层住宅建筑设计范文

导语：如何才能写好一篇超高层住宅建筑设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：超高层建筑 防火 防震 发展

1.为什么越来越多的国家热衷于超高层建筑

生活在现代城市中的人们对于高层建筑不会陌生，随着经济的发展和城市的进步，现代化的城市理念为人们所接受，为了体现城市高度发展的特点，在建筑上，一座座摩天大厦拔地而起，成了现代城市中一道独特的风景线。很多人会发出这样的疑问：为什么越来越多的国家热衷于建设这种超高层建筑呢？我想究其原因，无外乎这样几种：

首先，城市的高速发展，决定了发展速度越快的城市就会吸引更多的外来人口，纵观整个世界，超级都市成了对于那些发展飞速的城市的称呼，向国外的纽约，伦敦，国内的有北京，上海和广州。这些城市的发展在一个国家中，甚至在世界上都是数一数二的，自然会吸引大量的人口在这样的城市中生存。而吸引人口之后，问题就出现了，城市的面积就那么大，增加的这部分人在哪里居住呢？所以，发展立体空间的理论应运而生，越来越多的额城市在解决城市人口问题时，最先想到的就是建设高层的建筑。

其次，和传统的三四层的小楼房相比，摩天大楼有着更为华丽的外表，更能代表一个城市发展，甚至很多城市的摩天大楼已经成了一个城市的地标，所以，在这种虚荣心得驱使之下，越来越多的城市加入了建设高层建筑的大军中，尤其在中国，似乎越来越狂热。

最后，为了节省城市的用地，综合性办公楼被带入城市的建设中。我们知道，过去单位的建筑形式往往是独门独院。但是，随着城市的发展，城市的用地越来越紧张，为了节约城市的用地，建设综合性的办公楼，即我们常说的写字楼，成了城市建设过程中的首选。这在现在的城市中非常普遍，往往一个写字楼中，有很多家企业或办事处，这种建筑模式不仅节约了空间，同时也建筑的现代化发展做出了贡献。

2.我国超高层建筑的现状

纵观我国的超高层建筑，却也存在这很多的问题，主要体现在以下几个方面：

2.1我国的超高层建筑经济花费高。

我们知道建设高层建筑甚至超高层建筑的目的就是为了解决城市土地紧张的问题，但是我国的超高层建筑在整体的施工过程中，工程预算非常高，据报告显示，建一栋200米的高层建筑的花销比建两栋100米的高层建筑的花销还要多，这就说明，我们在超高层建筑的建设过程中，已经偏离了预期的目标。

2.2实用性不强。

这个问题在现代的城市建设中很常见。很多超高层建筑在建成之后都是通过征收租金的方式来维持建筑物本身的日常的开支，但是，城市中的很多的超高层建筑的闲置率非常高，通常五六十层的高层建筑的入住率还不到一半，闲置的楼层得不到利用，就会减少相当多的资金收入。并且，像这样的超高层建筑，其日常的维护与管理的开支是一笔不小的数字，因此，这也成了我国建筑行业在管理方面的一个缺口。

3.我国超高层建筑存在的问题

随着市场经济的逐步完善，我国整体的发展节奏 也在加快，超级都市的出现说明，我国在新时期的发展已经上升到一个新的高度，但是，在超高层建筑上，我国在发展上却存在诸多问题，在这里主要讨论两方面的内容，即关系到社会民生的问题：防火和节能。从我国的基本情况上看，预防火灾是关系到社会民生的大问题，居民的防火问题历来是我国政府工作的重点之一，可见，防火的重要性和必要性。节能，简而言之就是节约能源，我国的建筑面积高达400亿平方米，但是，我国的建筑物在节能建设上不足4%，每年在建筑行业的能源消耗量惊人。随着建筑行业的发展，防火和节能问题再一次引起了人们的热议。从众多的专业报告中可以看出，在这两方面，我国超高层建筑存在的问题是：

3.1建筑物防火安全没有做到位

9.11事件除了让人们知道了和平的重要性之外，更让美国人开始思考，超高层建筑物的防火问题，从9.11事件的研究报告可以看出，导致那么多的美国人丧生的原因是五角大楼的钢结构惹的祸。和美国不同的是，我国的建筑物结构采用的是混凝土结构，和钢结构相比，混凝土结构的建筑物的承受力更高，在大火的燃烧下，整体结构不容易变形，而9.11惨剧的发生，很大一部分原因就是钢结构在大红燃烧之下，变形导致整个大楼的坍塌，最终，惨剧发生。所以，现代化的超高层建筑的防火显得尤为重要，虽然，我国的混凝土结构可以有效的防治建筑物的变形，但是，在建筑物内部的防火设施的配置上，防火通道的建设上都不完善，例如，很多高层建筑中，灭火工具非常少，很多还已经老化。在紧急出的逃生通道上，由于楼层过高，全靠楼梯逃生，不仅速度慢，而且更加危险，对于救援人员来说，解救工作十分困难，2010年上海静安区的火灾事件就是一个教训，火灾发生时，很多人都是因为没有时间逃生，才葬身火海，可见，加强高层建筑的防火安全有多么重要。

3.2节能发展缓慢

上面提到过，我国的建筑面积多大400亿平方米，但是在建筑物中节能建设却不足4%，这个数字提醒着我们，我国每年消耗在建筑行业的能源数量之多，难以估计。建筑物盖得越高，能源的需求量就越大，怎样在能量供应充足的情况下，最大化的减少能源消耗被看做是我国建筑行业发展上的重大转折。而我国在节能建设上存在的问题是：首先，高层建筑的建筑材料的性能差，我国在建筑施工时，大多使用的是传统的建筑材料，传统的建筑材料在保温，防水等方面的效果否不是太理想。其次，一般超高层建筑中有大量的照明，电梯等设施，因此，如何减少设施消耗的能源也是一个亟待解决的问题。

4如何建设安全科学的超高层建筑

4.1转变传统的观念

如何实现安全科学的建设理念，我想，首先要做的就是转变传统的观念，我们要明确，高层建筑乃至超高层建筑其建设的目的是解决居住问题，在有限的空间中合理实现最大化的利用，而不是仅仅为了炫耀，所以，在土地情况处在可以控制的范围内时，可以适当的放缓超高层建筑的建设脚步。

4.2重视超高层建筑的防火

百姓的生命和财产安全是关系到社会民生的重大问题，因此，必须高度重视防火安全。除了在建筑物内设置灭火设施以外，对于超高层建筑来说，如何在火灾中迅速逃生是重中之重，以往的防火观念是，发生火灾时，是不能走电梯的，但是，如果在超高层建筑中完全凭借楼梯，是非常不现实的，所以，设计出在火灾中也可以乘坐的电梯是未来超高层建筑的一个发展趋势。

4.3利用节能理念发展超高层建筑的建设

首先，更多的选用新型的节能材料来完成施工建设。其次，增加建筑物维护结构的厚度，较少热能的流失，这是我国建筑物普遍存在的问题，和西方国家相比，我国建筑物的围护结构的厚度在80mm-90mm，比西方国家的围护结构的厚度少了160mm之多，所以，输送至建筑物中的热量，有很大一部分流散到建筑物外，造成了极大的浪费。最后，重视高层建筑物的节能设计的研究，力求为今后的高层建筑的发展提供理论支持。

4.4致力于建设舒适安全的超高层建筑

居民建筑物建设的目的是为了给居民提供一个安全的居所，所以，未来，我国的超高层建筑同样要秉承这种建筑理念，我们不能只注重建筑物的外表，更应该关注建筑物自身的性能。“能住”和“住好”是两个不同的概念，随着时代的发展，人们更加关注高层建筑物的安全和舒适的性能，只有在一个安全舒适的环境中居住，人们才能更加的放心，社会才能和谐发展。

当前，我国的超高层建筑在发展中仍然存在很多问题，但是这不妨碍我们去勾画美好的蓝图，因为，我们相信，在不远的将来，一定会实现安全舒适的居住梦想。

参考文献：

[1]李洋;;超限高层建筑给排水系统设计的特点[J];给水排水;2010年01期

[2]叶可明;日本的高层和超高层建筑[J];建筑施工;1984年04期

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关键字：超限高层住宅；剪力墙；结构设计；问题

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

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

超限高层住宅建筑是指高度超高、体型复杂、跨度大、结构异常，国家现行规范和规程所没有包含的建筑工程，为了杜绝安全与质量的隐患，这类工程在设计初始阶段，就应当进行抗震设防的专项审查工作。剪力墙结构作为超限高层住宅中最为常用和主要的结构主体，对其相应设计问题的探讨与研究，对保证建筑工程的安全经济，以及抗震设防目标的实现都有着极为重要的现实意义。

一、工程概况

某工程总建筑面积达23万平方米，地上部分建筑为6栋41层住宅，地下部分3层，为停车场、人防室和设备用房。工程结构主体采用了剪力墙结构，各楼层的层高分别为负三层为4.3米，负二层为4.1米，负一层为4.4~6.1米，塔楼首层为10米，二层以上为3.45米，天面总标高为148米。

根据工程地质勘察技术报告和抗震设计规范，该场地设计地震分组为第一组，场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，场地土为Ⅱ类。勘察场地地形平坦，地层分布较为均匀，场地也较为稳定，无不良地质作用，是建筑抗震的有利地段。

二、超限情况处理

1、工程超限的问题

（1）该高层住宅工程的塔楼高度为148米，属于B级高度。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》中的规定，B级工程的建筑结构高宽比应控制在7以内，而该住宅工程的高宽比在7.3，略微超过了《高规》中的最大高宽比，没有符合该条规定。

（2）《高规》中规定了在开洞和凹入扣除以后，建筑工程的楼板的最小净宽度值在任一方向都应大于5米，而该工程的塔楼平面类型为凸型，属于楼板局部不连续，均不满足《高规》的规范。

（3）工程在首层和地下室为防止伸缩缝漏水问题，并没有设置伸缩缝，也超过了《高规》中对于伸缩缝最大间距的规定。

2、针对超限问题的设计处理

（1）剪力墙应合理布置，使建筑结构的质心和刚心能够尽量重合，并通过对楼层周边配筋和边梁截面的加强，以最大化的减少扭转变形和增加抗扭刚度。

（2）为保证尺寸较小的Y方向的侧向刚度，应沿该方向布置多道剪力墙，以满足规范的要求。需适当的增加剪力墙边缘约束构件的配筋率，以及底部加强部位在竖向和水平方向的配筋分布率，并严格控制剪力墙的轴压比，以符合规范的要求。

（3）该工程的标准层的墙厚为30~40厘米，因首层的高度较大，为满足侧向刚度和墙柱稳定的要求，可将首层的剪力墙的厚度增大为60~70厘米。因部分电梯和楼梯的剪力墙结构受到空间的限制无法加厚，则可进行降低该处层高和加设夹层楼板的设计处理。

（4）在地下室结构的设计方面，应充分对混凝土收缩有可能带来的不利影响进行评估和考虑，并可适当的提高地下室壁板构造的配筋率。同时还需加强对混凝土在浇筑后的养护管理，做好喷水保湿工作，并至少养护14天以上。

三、计算分析和对比

1、弹性时程分析

该工程采用了国建筑科学研究院编制的 SATWE 和PMSAP 两种程序进行同时计算分析、对比。为符合《高规》的要求，该工程对剪力墙在小震作用下的弹性时程进行了分析，每栋建筑选二组实际地震波和一组人工波进行计算对比。对弹性时程进行分析时，所输入的最大地震加速度为35cm/s2。相应各条地震波的特征值见下表1。

表1结构分析结果

下图1是时程分析所得计算结果绘制的是在X、Y方向最大楼层剪力曲线，图形显示了各栋住宅所选波形。

图1时程分析主要计算结果图

分析图1曲线，可见楼层的最大位移曲线在X、Y方向变化光滑、平稳、连续，曲线的变化趋势也符合剪力墙结构的变化形态，在顶点处的位移峰值比较合理，表面了整体结构分布均匀、刚度适中，无明显的扭转偏移；在层间最大位移角曲线无较大的收进和突出，表面了结构的竖向刚度变化均匀，没有明显的薄弱层。

2、中震弹性验算

该工程还采用SATWE程序对中震进行了不屈服验算，其抗震设防的目标是允许结构轻微受损，上部结构允许局部受弯屈服，竖向构件底部加强部位不屈服。在验算时，多遇地震影响系数的最大取值为0.23，并控制结构最大层间位移角在1/400以内。验算结果表明，墙肢截面和其它构件的抗剪承载力均符合中震不屈服的设计要求。

三、结构静力弹塑性分析

该工程采用了PKPM程序中的EPDA模块对结构进行了静力弹塑性分析（Pushover analysis），评估了结构在罕遇地震作用下的抗震能力，并根据计算的结果评价了结构在地震作用下的弹塑性状态。实现了结构在地震作用下的薄弱部位与屈服部位的寻找，并基本寻找到了结构在地震作用下各个部位的屈服顺序。

本工程同时从构件的塑性变形程度和结构的整体性能这两个方面来评价了结构的安全性，构件的塑性变形主要通过构建塑性铰的变形发展程度来进行评估；而整体性能则通过顶点位移、最大层间位移角、顶点位移角、剪重比、基底剪力等进行评估。通过结构静力弹塑性分析，结构在罕遇地震下通过内力重分布，使结构的抗震性能达到规范所规定的抗震设防目标。

总结：

在高层住宅的建设开发中，结构设计是相当重要的一个环节，它与建筑、设备、规划和施工等各个环节都紧密相连。在该工程中，通过科学的计算分析和合理的构造，解决了相应的在结构设计中的难题，使建筑既符合了变形特性和结构刚度的相应规范，也满足了抗震设防的要求。

参考文献：

[1] 施金平，张晖.益中花园1号楼超限高层结构设计[J].结构工程师，2009（6）.

[2] 中华人民共和国建设部.JGJ3—2002 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

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关键词：超高层；给排水；设计要点

中图分类号：TU208 文献标识码： A

一、超高层建筑给排水设计的内容

给排水系统包括给水系统、排水系统与消防水系统。其运作方式主要包括气压罐给水、高位水箱供水等，气压罐给水主要利用管网压力向供水点持续给水，当管压降至最小作业压，气压罐的离心水泵开始向管内灌水，待管压回升后停泵；高位水箱供水则是通过存储水量、调节水压进行供水，当水流量与外网水压未达设计要求时，调节池利用离心水泵提升水压。排水系统设计主要采用分流制，从而提升节能水利用率，另外还需通过水力计算控制排水管的流量，防止其超过上限，减少水流冲击对管道的伤害。消防水系统的设计目的在于提高建筑物的消防安全性，因此在设计时室内消火栓以减压式的网状结构设计为最佳。

二、超高层建筑给排水设计要点

1、超高层建筑的给水系统设计

1.1给水系统

从目前超高层住宅小区的给水方式来看，因多为小于120m的超高层建筑，主要采用的是“水箱―――变频供水设备―――用水点供水”的方式。此种方式供水可靠、维护方便、能够避免高位水箱带来的二次污染。根据GB50015-2003《建筑给排水设计规范》（2009年版）3.3.5条，通常对小于120m的超高层住宅给水系统分为4个区。对供水压力超过0.20MPa的楼层采用支管减压阀减压供水，支管减压阀减压后阀后压力为0.20MPa。此种减压方式虽然增加了减压阀的数量，但相对于立管设置减压阀的方式，该方式维修方便，且维修时影响的范围较小。分户水表设置在每层的管道井内进行集中管理。

1.2给水管道的敷设

超高层住宅小区的市政给水管通常敷设于地下室顶板上，上接室外消火栓，也有部分市政给水管同加压的给水主干管一样，敷设于地下室内。对于带有商业网点的普通住宅或商住楼，笔者建议将底层的商业用水干管也敷设于地下室顶板下，这样便于以后维修及集中设置水表。加压后的给水主干管在地下室内分别接至每栋楼管井中的立管。给水支管目前常用的敷设方式有两种，一种是敷设于垫层内，一种是明装，安装于梁下。根据《建筑给排水设计规范》第3.5.18条规定，敷设在垫层或墙体管槽内的给水支管的外径不宜大于25mm。而就目前的施工情况来看，有时建筑面层达不到要求，为了避免地面开裂，有时会对结构板进行剔槽，这是违反规范规定的。且给水管敷设于垫层内给检修带来一定的困难，如果漏水甚至还会破坏建筑结构板，带来严重的后果。笔者建议采用明装，安装于梁下的走管方式，对于目前新建的住宅建筑来说，一厨两卫是很常见的配置，且生活阳台也有用水点，用水点比较分散，管线较长，因此在敷设管道时靠近墙角或者梁边，再结合二装进行装饰，这种敷设方式，虽然一定程度上影响了美观，但是从使用角度上来讲更安全、可靠。

2、超高层住宅建筑的排水系统设计

2.1排水支管的敷设

（1）厨房排水支管的敷设

从实际的使用来看，厨房设置地漏已失去意义，且在水封得不到补偿的情况下容易窜至室内。目前新建的超高层住宅中，大部分厨房均与生活阳台连通，不设置地漏也不会造成排水不畅的隐患。目前的设计中，厨房的排水没有像卫生间那样采用降板或者侧排的方式进行同层排水设计，因为往往厨房是与生活阳台共用排水立管，而生活阳台上还有地漏、洗衣机等排水点，如果要做到同层排水，必然会增加土建费用或者增加立管，而厨房排水通常是很少的，为此增加投资并不合适。

（2）卫生间排水支管的敷设

为了不使卫生间排水支管进入下层户内空间，目前对卫生间进行同层排水设计主要有两种方式：（1）卫生间降板；（2）采用侧排方式。从目前的设计情况来看，大多数住宅卫生间采用的是卫生间降板的处理方式，因为此种方法简单有效，且对卫生器具没有特殊要求，而采用侧排方式的同层排水，对卫生器具有特殊要求，这会对以后业主使用带来不便。卫生间降板方式的同层排水即将卫生间排水支管敷设于卫生间降板范围内，此种虽然施工较为方便，但不易进行管道检修，因此在实际设计过程中，需要做好降板面层的防水措施；其次建议在降板部分侧面设置侧排地漏，以便排出可能出现的积水。在不影响建筑使用及满足规范的前提下，笔者建议对于排水立管敷设于卫生间内的情况，可考虑结构降板300mm；而对于排水立管敷设于卫生间外的情况，因支管要穿出卫生间，从两块板之间接出，可考虑结构降板350mm。

2.2排水立管的敷设

排水立管及通气立管宜布置在用水量大的卫生器具附近，尽量将立管设置在厨房、生活阳台、卫生间等墙角处，且尽可能减少对厨房、卫生间使用的影响。对于某些户型，在不影响建筑外立面效果的情况下，也可以将立管设置于外墙凹槽内，但此种设置方式或多或少会影响立管检修及清通。对于超高层住宅的排水立管，因建筑高度的原因，会在排水系统中形成很大的重力势能，笔者还建议设置消能装置，可将消能装置安装于避难层立管上。

2.3排水管材的选用

根据国家相关规定，住宅建筑的排水管道多用U-PVC管及铸铁管。对于超高层住宅因抗震的要求，排水立管应选用柔性排水铸铁管，承插式橡胶圈柔性接口。卫生间、厨房排水支管可采用实壁硬聚氯乙烯（UPVC）塑料排水管，承插粘接。

3、超高层住宅建筑的消防系统设计

3.1自动喷水灭火系统设计

根据GB50045-95（2005版）《高层民用建筑设计防火规范》7.6.1条规定：建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。因此针对超高层住宅建筑，住宅部分应在走道设置喷头，按轻危险级布置。同时还应与建筑专业协调，确定户门为甲级防火门。对于超高层住宅小区的地下车库应按中危险Ⅱ级布置喷头，且对于一类车库，建议增加泡沫罐。自喷系统中各水力报警阀接管点处的最大压力控制在1.2MPa以内，系统最不利点处喷头最低保证压力≥0.05MPa，当配水支管≥0.4MPa时设减压孔板减压。但当供水压力超出各水力报警阀接管点压力要求时，在水力报警阀前设减压阀减压。

3.2消火栓系统的分区及管道敷设

室内消火栓给水系统采用竖向分区，分区最大静压力控制在1.0MPa以内。根据建筑高度，并结合楼内各个功能进行竖向分区。对于超高层住宅小区，建议在分区时尽量减少塔楼内的消火栓环网，将消火栓环网尽可能的移至地下室，这样可以在保证消防安全的情况下减少影响层高的可能性。超高层住宅小区内，必然是由一些高度不同的楼栋组成，因此在分区时可以将一些高度小的楼作为一个消火栓分区，以实现减少环网的目的。在小区内最高住宅建筑的屋顶设置消防水箱，并应保证最不利点消火栓静水压力及喷头压力，不能保证时需要设置增压设备，当增加设备间设置在大屋面层时，应避免设置在客厅及卧室上方。

3.3消防系统的管材选用

对自喷消防系统和消火栓消防系统高区立管及地下室横干管应采用加厚内外热镀锌钢管，其余立管及横干管应采用内外热镀锌钢管，连接方式均为螺纹接口（DN

结束语

较之其他形式的民用建筑，在消防给水系统以及给排水系统的设计中超高层建筑对系统的要求更高，需要系统具有更加安全可靠的性能保证，因此要求设计者在进行设计时在规范充分理解相关规范的前提下，结合实际的建筑特点对设计以及施工技术进行完善和总结，不断的优化该排水系统、消防系统，使得系统更加的经济合理、安全可靠。

参考文献

[1]蒋天才.高层建筑给排水系统的设计[J].科技创新导报.2011（20）

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关键词：超高层；建筑；住宅；避难间； 设计

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

中图分类号：B032.2

前言

在消防术语中，超高层建筑是指高度超过100米的建筑。高耸入云的超高层建筑，可以说是给消防部门带来不小的考验。据说如何顺利将消防用水送达几百米高度上出现的火情点，是令消防人员最为头痛的问题。超高层建筑不同于一般的低矮建筑，火灾发生时，超高层建筑主要依靠自身的消防措施来保障安全。消防部门云梯车所能达到的高度一般不超过100米，如果超高层建筑出现火灾，很难靠外部力量救援。所以，在超高层住宅消防设计中，应遵循“预防为主、防消结合”的方针，合理进行总体布局，严格遵守相关规范，设计合理、可靠的消防安全措施，以保障人民的生命和财产安全。

负荷等级划分

本工程为大底盘地下室之上的两栋44层住宅塔楼，建筑高度136.6米，为一类超高层住宅楼，按规范规定划分，其电梯及消防设备、应急疏散照明、公共通道照明、避难间照明等用电负荷为一级负荷，其中11栋消防监控室（转为10、11栋配置，兼作视频安防监控机房）用电负荷为一级特别重要负荷，其余则为三级负荷。

供配电系统设计

本工程综合考虑设计规范要求，以及城市供电电网的实际情况，由附近城区变电所引两路独立10KV高压电源向设于地下一层的多座小区10KV变电所（分地块规模设置）供电，承担工程中全部动力照明、消防设备、弱电机房等的全部用电负荷，二路电源同时供电，分列运行，互为备用，满足非消防一级负荷（如客梯、生活加压泵、公共通道照明等）的供电可靠性要求。对于消防一级负荷，其备用电源为地下室附设的消防专用柴油发电机组，以确保消防设备供电更高可靠性要求。消防设备配电系统设计采用放射式或树干-放射式（竖向公共通道照明、应急疏散照明主干）混合供电模式，末端均采用双电源切换箱、屏，对所有消防动力设备负荷采用两路独立电源电缆末级切换方式供电，并满足消防规范规定的消防用电设备在火灾发生期间的最少持续供电时间的设计要求。对11栋消防监控室设备负荷则在机房另外增设一台15KVAUPS电源（供电持续时间要求不少于3小时），以确保不间断供电。配电系统除消防动力设备设置仅设短路非过载及火灾漏电监测保护外，其余均设过载、短路、漏电、分励、过压等配电保护。

配电干线电缆选择与敷设

由于超高层建筑发生火灾的因素较多，扑救难度大，因此超高层建筑应立足于自防自救，采取可靠的防火措施，选用可靠的防火电缆，以达到预防火灾、逃生自救的目的。现行 GB 50045—95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》及 JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》对超高层民用建筑电气防火电缆的选择作了严格的规定，对建筑高度超过100m的高层建筑，消防供电干线及支线要求采用矿物绝缘电缆、耐火电缆；对于消防设备如消防水泵、消防送风机、排烟风机、消防电梯及应急照明等，在火灾发生时必须继续工作，相应的供电线路敷设应保证安全可靠，避免因供电线路的损坏而影响消防设备的正常功能。

本工程根据消防规范要求，所有消防设备供电干线及分支干线采用BTTZ-750V矿物绝缘电缆、耐火电缆，沿吊架明敷、防火电缆桥架或钢管（防火电缆明敷时，涂防火涂料；暗敷时，要求有30mm混凝土保护层）敷设。竖向正常照明分两段供电（各栋供电负荷设备容量达2400KW，故按1~23层及24~44层两段供电较为经济可靠），其主干及分支干线采用三防（防水、防腐及一定防火性能）固体母线槽及低烟无卤阻燃电缆；竖向公共照明及应急疏散照明采用双主干BTTZ-750V矿物绝缘电缆分三段(对应15、30层避难层分隔分段)供电，每三层通过于电气竖井中的专用双电源切换箱分回路向各楼层应急疏散照明灯具配电；15、30层避难间照明及应急疏散照明、消防水泵，则独立由配电室及柴油发电机房直接引来电源电缆，通过其双电源切换箱供电。供电干线电缆对应配电系统，主次分明、重点突出，在合理造价内，尽量提升设备抗灾性能及可靠性，降低电气线路火灾事故隐患。所有电缆桥架、管线穿越楼层（含电气竖井）、地下室防火分区、人防单元围护结构位置按设计规范及国标图集做密闭防火封堵，整体确保系统供电的可靠性。

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关键词：竖向交通与水平交通、疏散口、规范、研究

一. 项目概况

本项目地块位于佛山市魁奇一路北侧和汾江南路西侧。项目总建筑面积约为52万平方米，超高层塔楼建筑高度不超过180米；地下三层，地上裙楼四层，裙楼屋面有九栋超高层住宅/公寓塔楼，是一个集客运站、商业、住宅功能于一体的大型城市综合体。塔楼部分共有9栋，其中A1、A2、A3、A4、A5、A6、A9栋为超高层住宅，A7、A8栋为超高层商业大楼。最高建筑51层，高度170.5米。

建筑耐火等级为一级，按一类高层建筑进行消防设计。

二. 总平面消防设计

本地块位处佛山市禅城区繁华的地段。地块的北面是小区内支路，南面为城市主要干道。地块东侧也是城市主要干道。

高层建筑与周边建筑间距大于13米，。各栋塔楼均有外墙面直接落地，长度大于主楼建筑1/4周长，并大于一个长边。区内沿裙楼建筑设置环形消防通道。在主体建筑沿街面结合消防车道设置消防登高场地。

三.平面功能和消防设计：

地下三层和地下二层为机动车库、自行车库和设备房。

机动车库防火分区面积

地下一层主要为商业区（地下二层东南角有1个

地下商业防火分区面积

首层西侧为客运站、东侧为商业区。

客运站车场防火分区面积>5000O，区内设置不少于2个直接出首层室外的疏散口，最远点离最近疏散口不超过60米。客运站落客区防火分区面积

中庭为1个独立防火分区，并作为准安全区处理。本层防火分区面积>4000O，区内设置不少于2个直通室外的疏散口，最远点离最近疏散口不超过60米。

各栋住宅或公寓塔楼均独立疏散至首层室外。

二层西侧为客运站、东侧为商业区。

客运站车场防火分区面积>5000O，区内设置不少于2个直通室外（即楼梯间）的疏散口，最远点离最近疏散口不超过60米。

客运站候车厅防火分区面积

客运站后勤办公区防火分区面积

商业区防火分区面积

中庭，本层防火分区面积

商业后勤区防火分区面积

三层为商业区和电影厅。

商业区防火分区面积

中庭，本层防火分区面积

商业后勤区防火分区面积

电影厅防火分区面积

四层为商业区、餐饮区和电影厅机房办公区。

商业区防火分区面积

中庭，本层防火分区面积>4000O，区内设置不少于2个直通室外（即楼梯间）的疏散口，最远点离最近疏散口不超过30米。

餐饮区防火分区面积

商业后勤区防火分区面积

各层各防火分区均设置自动喷淋灭火系统。

消防设计难点：

客运站车场防火分区面积较大：首层客运站车场约7000O，二层客运站车场约9000O。汽车库规范上规定：在设有自动灭火系统时，多层汽车库最大允许面积为5000O。考虑到该区域功能单一、人员少，且交通流畅，目前将该区域作为一个的防火分区处理：

首层客运站场南侧和东侧为防火墙，北侧为架空层，西侧敞开，区内设置并加强送排风系统、自动灭火系统等，最不利点到最近疏散口不超过60米。客运站落客区内设置2个直接出首层室外的疏散口，最远点离最近疏散口不超过60米。车场与落客区采用防火墙+防火卷帘组合分隔。车场与落客区人员疏散独立设置。

二层客运站场与客运后勤办公区、商业区采用防火墙间隔，西侧敞开，区内设置并加强送排风系统、自动灭火系统等，最不利点到最近疏散口不超过60米。客运站候车厅独立成一个防火分区，主要用防火墙与客运站场隔断，局部采用钢化玻璃与防火卷帘组合分隔（6组约6米宽），候车厅人数按最高峰900人计算。

商业中庭防火分区面积较大：首至四层的商业区，各层内部设有位置不一、曲线弧形的大型中庭，并通过中庭连接各商业区，各层中庭面积相加将近1.5万O。《高规》规定，在设有火灾自动报警系统和自动灭火系统时，商业营业厅允许最大建筑面积为4000O，目前远远超出规范要求。

考虑到中庭在垂直空间上错开，处理防火卷帘较为困难，同时考虑到商业内部疏散问题，目前将各层中庭部分作为一个防火分区，形成亚安全区域。（参考目前在建的佛山东平项目相关内容）

与中庭接驳部位采用防火玻璃和防火墙分隔，并对钢化玻璃增加水喷淋系统；部分开向中庭的小商铺（最大面积不超300O）按防火仓处理；亚安全区内首层最不利点到室外疏散口不超过60米，二层及以上最不利点到最近疏散口不超过30米。亚安全区内疏散宽度独立计算。

参考文献：

[1]民用建筑设计通则

[2] 《高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95》（2005年版）

[3]《汽车库、修车库、停车场设计防火规范 》GB50067-97

[4] 《自动喷水灭火系统设计规范》 GB50084-2001

[5]《火灾自动报警系统设计规范》 GB50116-98

篇6

关键词：高层建筑给排水系统 运用设计减压措施

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

前言

我国《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）第3.1.2条对超高层建筑的定义做了明确规定:“建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。”对室内给水设计而言，100m的建筑高度并非划分系统的绝对依据：高度不到却接近100m的高层建筑与超高层建筑在给排水设计上是类似的；100m左右的超高层与200m或以上的超高层在给排水设计上则有很大不同。如《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95，2005年版，以下简称“高规”）第1.0.5条规定：“当高层建筑的建筑高度超过250m时，建筑设计采取的特殊防火措施，应提交国家消防主管部门组织专题研究论证。”因此，超高层建筑给排水系统应根据建筑高度及建筑功能，并结合当前适用建筑材料的特性来确定。

1 系统选择与分区

1.1 生活给水系统

《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003，2009年版，以下简称“建规”）中第3.3.3～3.3.6条对建筑物内生活给水系统的竖向分区原则作了规定。超高层建筑的室内生活给水系统分区应当遵守其规定。

室内生活给水系统首先要区分不同性质的用水区域，分别设置给水加压系统。超高层建筑可能是功能单一的住宅楼、办公楼，也可能是含有多种功能的带裙房的综合楼建筑群。由于计费的需要，不同功能的用水区域，其给水系统也要互相独立设置。根据所针对的场所，生活用水大致分为居民用水、行政事业用水、经营服务用水、特种行业用水等。划分给水系统前应当了解当地供水部门的收费范围和收费标准，根据不同的收费标准设置不同的给水系统。

其次确定各个给水系统的供水方式。“建规”第3.3.6条：“建筑高度超过100m的建筑，宜采用垂直串联供水方式。”本条是对供水方式的原则性规定，对不同功能或多功能组合的超高层建筑，设计上要视具体情况具体分析，选择最合理的供水方式或组合供水方式。

例1：某住宅区含3栋42层超高层纯住宅楼，层高为3m，建筑高度为126m。生活给水分区如下：1区为－2～2层，由市政给水管网直接供水；2区为3～12层，由2区变频泵组供水；3区为13～22层，由3区变频泵组供水；4区为23～32层，由4区变频泵组供水；5区为33～42层，由5区定速水泵加压至屋顶水箱供水。

（1）选择此种供水方式是考虑了以下几个因素：

①变频供水较屋顶水箱的供水方式卫生条件好，有条件的情况下优先采用，本工程在住宅100m以下的部分均采用变频供水。

②对变频供水泵组而言，高峰流量与低谷流量之差越小，水泵在高效区运行的时段就越长，对节能就越有利。在住宅项目中，供水泵组所负担的户数越多，流量就越趋于均匀，高峰流量与低谷流量之差就越小。

③供水泵组所负担的住宅层数受给水器具的承压能力的限制。“建规”第3.3.4条规定：“卫生器具给水配件所承受的最大工作压力不得大于0.6MPa”。一个给水分区的最大层数n＝（0.6－p）/h。式中：p为户内支管最小接入水压，p根据户内支管的布置计算确定，一般为0.1～0.3 MPa；h为建筑层高。本工程n为10层。

④由于本工程未设设备层，因此不具备串联给水方式实施条件。事实上超高层住宅项目大都没有设置设备层。如何在没有设备层的超高层建筑中采用串联给水方式是一个尚待研究的课题。

⑤超过100m的楼层由于管道较长，压力较大，保证供水的安全性和稳定性显得尤为重要。采用高位水箱的供水方式在这方面无疑是占有优势的。且定速水泵可以一直在高效区运行，如果供水区域不大，则在能耗方面与变频方式供水差别很小。

例2：某办公楼共48层，底下6层为商业用途的裙房，建筑高度193m，其中7层、22层、34层为避难层。

生活给水分区（不含裙房）如下：1区为－3～2层，由市政给水管网直接供水；2区为3～8层，由低区变频泵减压供水；3区为9～15层，由低区变频泵减压供水；4区为16～22层，由低区变频泵直接供水；5区为23～28层，由中区变频泵减压供水；6区为29～34层，由中区变频泵直接供水；7区为35～41层，由高区生活水箱减压供水；8区为42～48层，由高区生活水箱直接供水。

(2)选择此种供水方式是考虑了以下几个因素：

①办公建筑一般生活用水量较小，如果采用泵组过多，则前期投入过大，后期运行管理费用较高，不经济。本工程2区、3区、5区均采用变频泵组减压供水。

②超过100m的楼层如果均由地下室泵房供水，管材、设备的耐压等级比普通楼层提高，可靠性降低，势必增加造价。在避难层设设备间将供水系统分为上、下两个区可解决此问题。

③22层中间水箱作为中区及高区水泵的取水水箱，已经担负了上区的调节和转输双重功能。因此，16～22层没有采用高位水箱供水，而是采用变频供水的方式。

1.2 消防系统

1.2.1消火栓系统

超高层建筑的消火栓系统在绝大多数情况下只能采取临时高压给水系统的供水方式。“高规”第7.4.6.5条规定：“消火栓栓口的静水压力不应大于1.0 MPa，当大于1.0 MPa时，应采取分区给水系统。”超高层建筑消火栓系统分区均以此条为原则，一般采用水泵、减压阀或减压水箱进行分区。

直接用水泵来分区是指每个分区有各自专用的消防泵，即并联系统。从经济性上考虑，现在这种方式应用越来越少。随着产品质量的逐步提高以及产品功能的不断创新，减压阀在系统分区中的作用日益扩大。美国NFPA14－2007《Standard for the Instal－Lation of Standpipe,Private Hydrant,and Hose Sys－tems》中规定系统任何一点的压力在任何时间不能超过2.41MPa。国内业界也认同此观点，即原则上消防水泵的压力不应大于2.4MPa。压力在2.4MPa以下时，竖向可以采用减压阀来分区。实际上，民用专用消防泵的扬程一般都小于2.0MPa。

还是以42层住宅楼为例，消火栓系统分区如下：1～20层为低区，由地下室的消火栓泵减压供水；21～42层为高区，由消火栓泵直接供水。这样分区的优点在于管路和控制系统简单，所占管井较少，不需要占用设备层，但对减压阀的质量要求较高。减压阀需备用。

对于高度接近或超过200m的超高层，由于几何高差接近一般常用的管材设备的压力极限，消火栓系统分区不能单纯以减压阀来分区。

以上述48层办公楼为例，消火栓系统分区如下：－3～7层为1区，由低区消火栓泵经减压阀减压后供水；8～22层为2区，由低区消火栓泵直接供水；23～34层为3区，由高区消火栓泵经减压阀减压后供水；35～48层为4区，由高区消火栓泵直接供水。（为叙述方便，1区、2区合称低区，3区、4区合称高区）中间消防水箱和高区消火栓泵设于22层。这样分区的优点在于消火栓泵扬程不至于过大，管道及设备的耐压等级也不会过高。它的不利因素是对控制系统的可靠性要求较高，需设中间设备层，设备分散，管理不便。

1.2.2自动喷水灭火系统

根据“高规”，高度超过100m的建筑均应设自动喷水灭火系统。《自动喷水灭火系统设计规范》（GB500084—2001，2005年版，以下简称“喷规”）第8.0.1条规定：“配水管道的工作压力不应大于1.2MPa”。

设计应以每个报警阀所负担的楼层进行分区，并尽量使分区与生活给水系统及消火栓给水系统相适应，以避免横管过于分散。“喷规”第6.2.3.1条规定：“湿式系统及预作用系统一个报警阀组所控制的喷头数不宜超过800个，干式报警阀组所控制的喷头数不宜超过500个。”第6.2.4条规定：“每个报警阀组供水的最高与最低位置的喷头高差不大于50m。”则报警阀所负担的层数应当根据上述条文确定。

对于超高层建筑，按上述条件所确定竖向分区最少也需要3个，有的可能达到十几个分区之多。由于每个报警阀后都需要单独的立管，这就会在设计上给管路的排列和管井的布置带来很大限制。结合“喷规”对多个报警阀前管道成环以及配水管最大工作压力的要求，将喷淋水泵和报警阀前的供水管道竖向成环可以较好地解决以上问题。

仍以42层住宅楼为例，自动喷水灭火系统分区如下：1～10层为1区，11～20层为2区，21～30层为3区，31～42层为4区。1～3区自动喷水灭火系统分别由管井内成环状的双主立管上引出，各区分别经减压阀减压后供水，4区由自动喷水灭火主立管直接供水。

2 管材及设备选型

超高层建筑由于管路系统内压力较大，管材及设备也有其特殊要求。如果忽视了这一点，可能会留有事故隐患，故需引起设计重视。

2.1 管材

工作压力超过1.0MPa的给水管应该采用有足够强度的金属管，一般不建议用塑料管，尽管塑料管也有压力等级达到1.6MPa甚至2.5MPa的管材。足够强度的金属管包括厚壁镀锌钢管、无缝钢管、不锈钢管等。用于生活系统上的管材还应考虑卫生的需要，例如可选用衬塑、涂塑钢管等。在管材的连接方式上，焊接、法兰、沟槽等连接方式可以达到或超过管材本身的抗压强度，是高压管道连接优先考虑的方式。螺纹连接一般用于DN100以下较小的管道，其承压能力略小。塑料管热熔连接点是整个管道系统的薄弱环节，在高压管道系统中应避免使用。

超高层建筑的排水管有多种选择。使用较多的有PVC－U排水管，HDPE排水管，球墨铸铁排水管等。但PVC－U排水管因其本身强度稍差，特别是以成品胶粘接的，容易脱落，一般不建议采用。

2.2 阀门

给水系统的阀门，尤其是系统下部的阀门，其公称压力等级应当根据系统工作压力、试验压力来确定。如果系统未设安全泄流装置，则还应当考虑水锤的因素。

2.3 水泵接合器

“高规”第7.4.5条规定室内消火栓系统及自动喷水灭火系统应设消防水泵接合器，如果系统有分区的，在消防车供水压力范围内，应分别设消防水泵接合器。现行国家标准图99S203《消防水泵接合器安装》仅适用于室内消防系统工作压力不大于1.6 MPa的场所。若室内消防系统工作压力大于1.6 MPa而又在消防车供水压力范围内，则消防水泵接合器需特别定制。

3 减压措施

超高层建筑的室内给排水系统相对于一般建筑是处于高压状态，不稳定因素较多。为防止意外事故的发生以及检修的需要，系统应当有减压稳压组件及相关技术措施。

3.1 给水系统

给水系统上的防超压措施主要有减压阀、减压稳压消火栓、安全阀、泄压阀、减压孔板及节流管等。给水系统经常用减压阀进行分区。用来分区的减压阀有比例式和可调式的。可调式减压阀的压力调整范围一般不大于0.7 MPa。对生活给水系统而言，可调式减压阀的阀前与阀后压力差不宜大于0.4 MPa，要求环境安静的场所不应大于0.3 MPa。一个给水分区内有可能存在超压的管段，也可以通过可调式减压阀来减去过剩压力。管径大于DN50的管段一般采用先导式可调减压阀，小于等于DN50的管段一般采用直接式可调减压阀。消防给水系统与生活给水系统一样，也常用减压阀进行分区。不同点在于消防给水系统减压阀要求成组设置，即设置备用（单个报警阀例外）。

生活给水系统上的减压阀可成组设置，即备用设置，也可不设备用。当不设备用减压阀时，要保证减压阀失效时管道的压力不超过卫生器具的最大可承受压力。“建规”规定卫生器具的最大可承受压力不得大于0.6MPa。消火栓给水系统常常在超压管网上采用减压稳压消火栓。

安全阀及泄压阀一般用于系统压力最大处，如水泵出口、减压阀组附近等，闭式热水系统的压力容器也用到安全阀。超高层建筑的水泵接合器应安装安全阀。

减压孔板及节流管可起到减压限流作用。一般用于管网末端减压，如水龙头。由于对流量有影响，配水管上较少采用。消火栓给水系统中，减压孔板及节流管一般设于消火栓口或水流指示器前。在自动喷水灭火系统中，减压孔板孔径不应小于管道直径的30％，且不小于20mm。

3.2 排水系统

为避免高速下落水流冲击损坏排水管，超高层建筑的室内排水系统应有消能措施。消能措施一般采用乙字弯、管道偏置等，采用苏维托系统及螺旋消音排水管也有消能效果。另外，在立管转折处做好支架或支墩对防止水流冲击损害管道也可起预防作用。

4 雨水系统

由于降雨不可人为控制, 雨水系统设计不安全对建筑尤其是超高层建筑的损害非常大, 因此高层建筑屋面雨水设计重现期的取值应慎重。《建筑给水排水设计规范》4．9．5条规定, 重要公共建筑屋面雨水排水设计重现期不宜小于10年; 4．9．9条规定, 重要公共建筑的屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力不应小于 50年重现期的雨水量。超高层建筑不可能设置溢流口, 建议屋面雨水的设计重现期取 50年, 同时按 100年校核雨水系统的排水能力。

除了设计重现期的取值问题外, 还有一个问题需要考虑。由于建筑高度很高, 目前常用的 65型、87型雨水斗设计流态为重力流但需要考虑排水压力, 因此在选用雨水系统管材时需要考虑由于建筑高度引起的静压力, 建议雨水管材在普通钢管压力范围内选用普通钢管, 承压比较高的部分采用无缝钢管。超高层建筑屋面雨水排水采用纯重力流雨水系统是比较经济安全的, 但重力流雨水斗的研制和标准图目前还在进行当中, 没有成型的产品可供使用, 目前还是按 87型雨水斗系统设计。此外室内雨水排入的第一个室外检查井选用消能井, 以防止由于排出管压力过高引起喷溅事故。

高层建筑雨水系统还有一个不容忽视的问题－雨篷的雨水排水。雨篷的面积虽然不大, 其雨水设计重现期可按 5年取值, 但是雨篷所截留的上方侧墙的面积 (面积取值折减一半 ) 远大于雨篷的面积, 一般也远大于屋面的面积, 因此雨篷的雨水排水量远比屋面的排水量大。由于雨篷面积小, 雨水斗多, 立管也多, 并且雨篷是建筑专业的门面, 因此建筑专业对雨水斗、立管的设置有诸多限制, 而雨篷下面是人员的出入口, 安全性十分重要, 因此在配合此部分的设计时要妥善处理, 首先要做到安全可靠再考虑美观因素。

5 结语

总的来说，给排水系统与我们的日常生活息息相关，一些设计施工中的细节处理不细致，常常给住户带来诸多问题，设计及施工人员，应本着技术、安全、美观、实用、经济的原则，在实践中努力创新，将问题消除于萌芽状态 。

参考文献:

[1] GB50352—2005.民用建筑设计通则.

[2] GB50015—2003.建筑给水排水设计规范.（2009年版）

[3] GB50045—95.高层民用建筑防火规范，2005年版.

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现行《高层民用建筑设计防火规范》对高层民用建筑防火设施作了严格规定，对建筑高度超过100M的高层建筑，即所谓超高层建筑，在遵守一般高层建筑的通用防火规定外，增加了合理的防火技术要求。

【关键词】超高层；消防弱电系统；安全

1　超高层建筑的火灾危险性

超高层建筑的服务功能比较齐全，内部装修比较豪华，建筑标准都比较高，投资规模都比较大，因此涉及到的安全问题比较多，但消防安全比任何安全问题都重要，建筑其他安全问题如果真的发生，造成的损害也只是局部的，涉及的人员也是少数。但一旦发生火灾，产生的危害就非常大，后果无法估计。

超高层建筑的火灾危险性有以下几方面特点：

1.1　火险隐患多

超高层建筑主体建筑高，层数多，功能复杂，大多数超高层在主体建筑底层建有裙楼，作为商场、餐饮、娱乐等商业功能使用，主体建筑多数作为住宅、办公、宾馆等使用，此外，在建筑内部用电设备多，可燃物集中，火灾荷载密度大。

1.2　人员疏散困难

超高层建筑着火时，要使人员迅速疏散到地面或避难空间十分困难。由于层数多，垂直疏散距离长，疏散时间也要长许多。往往烟气的流动速度要比人员疏散的速度快上100多倍，而且，人的疏散方向与烟气蔓延方向相反，进一步增加了人员疏散的艰难和危险性。

1.3　装备要求高，扑救难度大

超高层建筑与普通建筑相比，火灾扑救难度相对较大。因此，超高层建筑很难通过消防车实施人员营救，一般立足于自救，即主要依靠建筑内部自身的消防设施来保障。

于2012年1月参与投标的大连海创国际产业大厦消防项目，位于大连市高新园区，旅顺南路沿线，属于一类高层民用建筑，总建筑面积为9.7万m2，地下二层、三层平时为汽车停车库、设备用房，战时为核六级二等人员掩蔽所及区域电站。地下一层为设备用房、餐饮用房及部分停车库，地上一层为大堂、便利店、银行和餐厅；二层至五层为休闲健身、会议室和其他配套用房。六层以上为写字间出租。

本建筑地上三十五层，地下三层，建筑高度为150米，属于超高层建筑。

2　超高层建筑消防设计的执行标准

按规定，我国的建筑高度为24米及以下的建筑物的消防系统设计按国标《建筑设计防火规范》执行。24～100米高的建筑物按国标《高层民用建筑设计防火规范》执行。地下工业或民用建筑按《人民防空工程设计防火规范》执行。国标是属于强制性技术规定，是约束业主、设计单位、施工单位和验收单位的共同标尺。

超高层建筑尚无相应国标，属于相应的适用设计与验收规范暂缺阶段。在实际工作中只能参照有关国标及国际标准，按照当地消防主管部门意见，本着安全第一的精神，尽量仔细周详地完成设计工作。

同时，按国标GB501　16-98《火灾自动报警系统设计规范》要求，建筑物作为火灾自动报警系统的保护对象，共分三级，即特级、一级、二级。凡建筑高度超过100米的建筑为超高层建筑，属于特级保护对象。其火灾报警与联动控制系统的设计要求高于一般建筑，其技术方案必要时需经专家论证。

3　“海创”项目消防弱电系统的设计要求

由于超高层建筑高度的特点，大连海创国际产业大厦消防项目消防设计立足于建筑内部消防系统的自身建设，努力完善火灾探测、报警、扑救等自动功能，且设计要求高、功能齐全，将火险消灭萌芽状态。特别在火灾探测器布置标准、报警手段、报警探测器安装场所、火灾报警系统智能化、避难层消防安装、挡烟垂壁设置、电动防火卷帘门、正压送风和防排烟、自动喷水灭火等方面都有了严格的配置和要求。

3.1　火灾自动报警系统

3.1.1　火灾探测器布置标准较高：一般高层建筑感烟探测器保护面积为60平方米，保护半径为5.8米。但超高层建筑则提高标准，此项目平层探测器的布置一般以接近正方形布置，较为经济，感烟探测器保护面积为40　50平方米。

3.1.2　报警探测器安装场所：“海创”项目中超过5平方米以上的房间均设探测器，即使卫生间也不例外。电气竖井不论大小，因其火灾发生可能性大，作用重要而逐层进行了设置。手报的设置半径为步行距离30米，一般设于楼梯间及出口等逃生通道附近，以便人员在逃离火场方便报警。

3.2　避难层的消防安排

避难层的设置是超高层建筑的特殊应急措施。它用于火灾避险时人员暂留，以弥补超高层给消防设备带来的灭火能力不足（国内尤甚）。一般每隔50米高度设一个避难层，100-200米高度设两个避难层。在避难层中一般不设日常办公或生活场所，即其建筑空间仅用于救灾应急。但为了解决超高层实际问题，也为了满足消防自身的需要，通常在保证人员躲避火灾需要的前提下，设置部分设备机房，如防烟正压风机、排烟风机、空调机组、新风机组等，并且要求避难层的正压进风系统独立设置，送风量不小于每小时30立方米。避难层的排烟风机和正压风机在火灾时用同时工作区段，排烟口和进风口不应贴邻布置。

“海创”项目共设计了两层即六层和二十层作为避难层，屋顶上设有二层设备机房层。避难层除了主要作为机房和人员避难外，在其它方面又做了详细要求：

3.2.1　避难层的烟感器布置条件也是保护半径不大于5.8米（如设置温感探测器，保护面积不大于20平方米）。

3.2.2　手动报警按钮也是设于出入口近旁，每个防火分区至少设置一个手报，每个手报的负责范围半径不大于30米，一般距地

1.4　米左右墙上安装。

3.2.3　为了保证紧急情况下的通讯畅通，避难层应每隔20米设置一个消防专用电话分机或电话插孔。

3.3　挡烟垂壁的设置

超高层消防从严把握的一个体现是消防措施齐全，手段多样，互为补充。根据火灾的一般规律，初始阶段产生大量烟雾，烟雾先向上升到天花板，然后沿天花板横向蔓延。针对这一规律，在地下各层及裙房各层（这些地方一般易燃物品多）设置挡烟垂壁，当火灾发生时，挡烟垂壁下垂（一般1.5米），使产生的烟雾在短时间内限制在预先设定的区域，争取人员逃离、救火的宝贵时间、延缓火灾危害扩张的速度。显然，在超高层建筑中设挡烟垂壁，并与消防控制室的联动控制柜相连是十分必要的。

3.4　电动防火卷帘门的设置

电动防火卷帘门主要起隔离作用，其设置位置一般在地下汽车库、裙房商业区及自动扶梯周围，按建筑的防火分区界限安排。一般的电动防火卷帘门内外侧各设一对烟感器、温感器，除了控制箱（一个）可设在内侧或外侧外，内外侧还应各设一个手动启停按钮，距地1.4米左右明装，而位于自动扶梯周围的电动防火卷帘门，其烟感器、温感器只设在外侧（本层工作区一侧）。

无论哪种电动防火卷帘门，在超高层建筑中整个消防系统的一个组成部分，其动作不是独立的。因此，电动防火卷帘门两侧从属于卷帘门控制箱的烟感器、温感器，均应与火灾报警系统的探测器回路相接并在一个系统内工作。

3.5　正压送风系统

火灾时人员不能进入电梯内，因为火灾发生后电梯迫降一层未成而失电，便可能停留于火场中，梯中人员会为烟气窒息。此时人员的逃生通道应是楼梯问。因此，保持楼梯问的正压使烟火不得入内就十分重要了。正压风机一般处于屋顶，与各层的电动风口联动。火灾初起时打开风口，启动正压送风机，使楼梯间、电梯厅处于正压状态。

篇8

关键词：超高层建筑 结构设计 基础设计

一、超高层建筑定义

1972年8月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分类和定义。

第一类高层建筑：9-16层（高度到50米）；

第二类高层建筑：17-25层（高度到75米）；

第三类高层建筑：26-40层（最高到100米）；

超高层建筑：40层以上（高度100米以上）。

在我国，民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定：

1 住宅建筑按层数分类：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅；

2 除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑（不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑）；

3 建筑高度大于等于1OOm的民用建筑为超高层建筑。

二、超高层建筑的结构设计特点

超高层的结构体系选择与低层、多层的建筑相比，超高层建筑的结构设计显得十分重要。不同的建筑结构体系选择可以对建筑的楼层数目、平面布置、施工技术要求、各种管道的布置及投资多少等产生最为直接的影响。

（一）超高层的建筑结构设计的特点

1.水平力的主要因素

楼房的自重与楼面的载荷在竖向放人构件中所产生的弯矩与轴力大小仅仅是与楼房的高度一次方形成正比，但是水平载荷对与建筑所产生的倾覆力矩以及轴力的大小则是与楼房的高度二次方形成正比。因此在超高层的建筑设计中，水平力是设计主要因素，风荷载大部分情况成了水平力主导作用。

2.轴向变形的因素

由于楼房的自重而产生的轴向压应力会导致楼房的中柱产生出较大轴向变形，会直接导致连续梁的中间支座处负弯矩值直接减小，从而导致跨中正弯矩值与端支座的负弯矩值增大。

3.侧移做为控制指标

超高层的建筑结构侧移随着高度增加会迅速的增大（侧移量和楼层之间高度四次方是正比关系），所以控制结构侧移是超高层建筑结构设计的关键指标。

4.抗震设计的要求更高

超高层的建筑属于重点设防，抗震措施须按相应的规范要求加强。

（二）造型设计

建筑造型现代、简洁。主楼在进深方向上分解为三部分，通过实、虚、实的组合使楼体形体感增强，同时建筑元素以竖向线条为母题，使楼体感觉更为挺拔。裙房延续主楼的竖向线条，与主楼在建筑语汇上统一。

三、总体结构设计

（一）结构选型

在实际工程中多采用钢筋混凝土框架一核心筒结构，虽然其结构承载能力和抗变形能力比筒中筒结构差，但避免了结构竖向抗侧力构件的转换。由于很多情况结构侧向位移难满足限值要求，可利用建筑避难层，设置钢筋混凝土桁架的结构加强层。结构加强层是一把双刃剑，虽然可提高结构抗侧移刚度，也使得结构竖向刚度突变，所以结构加强层及相邻层按《高规》要求进行了加强处理。

（二）超限措施

在工程结构平面形状宜规则、刚度和承载力分布宜均匀，竖向体型也宜规则和均匀、结构抗侧力构件宜上下连续贯通。

由于结构高度超限、而且首层层高较高，超限应对措施把首层及下部若干层的结构抗侧力构件作为加强的重点：下部多层框架柱采用钢管混凝土组合柱，底部几层根据要求核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，首层抗震等级提高一级。钢管混凝土柱有着卓越的承载能力和变形能力，但其防腐和防火材料不仅造价较高还有时效性，需考虑今后的维修保养，钢管混凝土叠合柱及钢管混凝土组合柱可弥补这方面的缺陷。核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，以解决由于首层层高较大，使得剪力墙端部应力集中的问题，并提高剪力墙的承载能力和抗变形能力。

四、钢管混凝土组合柱的梁柱节点

在工程中往往仅在框架柱中采用钢管混凝土，而框架梁则采用普通钢筋混凝土，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点成为工程中难点之一。目前常用的连接节点有：钢牛腿法、双梁法、环梁法、钢管开大洞后补强法及纯钢筋混凝土节点法等。现介绍在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点，为连接节点的设计提供多一种选择。

（一）钢管开小孔的连接节点构造。钢管上开穿钢筋小孔的连接节点做法要点如下：

1.钢管开小孔：小孔直径D=钢筋直径+10mm，小孔水平间距：3×D，小孔垂直间距=2×D；

2.钢管水平加强环：梁顶面和梁底面各设置一道，环板宽度：钢管混凝土柱时，取0.10倍钢管直径、钢管混凝土叠合柱时，取65～100mm；环板厚度=0.5t且≥16mm（t为钢管壁厚）；

3.钢管竖向短加劲肋：紧贴水平加强环，肋宽=环板宽一15mm，肋厚=环厚，长度为200mm，布置在梁开孔部位的两侧和中间；

4.梁钢筋尽量采用直径较大的HRB400级钢筋，以减少钢管开孔数量。在钢管混凝土叠合柱时，部分梁钢筋可以在钢筋混凝土柱区域穿过。

（二）钢管开小孔连接节点的优点

1.钢管开小孔后对钢管截面削弱不大，梁钢筋穿过小孔后剩余的缝隙很小，钢管对管芯混凝土的约束力基本没减少，不影响钢管混凝土柱的承载能力和变形能力。

2.梁钢筋直接穿过钢管后，梁可以可靠的传递内力，梁长范围内的刚度保持不变，结构受力分析与实际相同。

3.在设置水平加强环和竖向短加劲肋补强后，钢管在节点区是连续的，节点的刚性不受影响，满足“强节点弱构件”的要求。

4.现场施工较方便，即使圆弧形梁钢筋也可顺利穿过；

5.节点补强所用材料比钢牛腿法和钢管开大洞法减少很多，造价较低。

五、剪力墙平面外对梁端嵌固作用分析

框架一核心筒结构，部分框架粱要支撑在剪力墙平面外方向。影响剪力墙平面外对梁端嵌固作用的主要因素：墙平面外对粱端嵌固作用的有效长度、墙线刚度与梁线刚度之比和墙在该层的轴压力等等。目前常用的计算分析软件虽然具有墙元平面外刚度分析功能，但未考虑墙平面外对梁端嵌固作用的有效长度，当遇到墙肢很长或筒体墙肢空间刚度很大情况时，计算分析软件会高估了墙平面外对梁端的嵌固作用，使得梁端负弯矩计算值要大于实际值。

六、核心筒外墙的连梁设计

核心筒外墙的连粱纵筋计算超筋是非常普遍的情况。《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，连梁属于深弯粱和深粱的范畴，其正截面承载力计算时，已不符合平截面假定，不能按杆系考虑。《高规》对连梁设计的具体要求是“强墙弱梁”和“强剪弱弯”，但实际施工中还要取决于设计者的理解和经验。工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线’和“强墙弱梁”的要求。

七、结束语

超高层建筑物合理的结构设计至关重要。在达到高层建筑结构的安全性及经济性。重视概念设计，确定合理的结构方案，采取有针对性的技术措施，应保证结构分析计算准确性和设计指标的合理性，重视中震和大震下的结构安全性能。

参考文献：

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2008

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《高层民用建筑钢结构结构技术规程》JGJ99-98

《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）

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关键词：电梯；选型；设计

1 电梯设置原则

方便使用是指在通常情况下乘客总有电梯可乘，即使当某一台电梯发生故障或进行维修时，也有其它电梯来运送乘客。使用方便往往是和经济相矛盾的，因为要方便就得多设电梯，而过多地设置电梯，无论是初期投资还是日常的管理费用都是较高的；相反，片面地强调经济，少设电梯则会造成使用不便，为此许多国家对方便的程度作出了客观的衡量标准，给出了定量的规定，这个客观标准称之为服务水平，其值等于在电梯运行的高峰时期乘客等候电梯时间的平均值。在不同的国家里，根据不同的经济水平，规定了相应的标准。如美国认为在住宅中等候电梯的时间小于60s 较为理想，60～75s 尚可，75～90s 较差，以120s为极限。英国和日本规定在60～90s 之间。我国目前将高层住宅电梯的运行间隔时间定为60s、80s、100s，即属舒适、正常、经济三个档次，高标准的住宅应采用较短的运行间隔时间。经过测试，乘客心理能够承受的候梯时间随着建筑物性质也有不同，表1 列出了各种建筑物可行的平均运行间隔时间指标，可供参考。

近来年电梯产生了很多的事故，有些触目惊心，甚至牺牲生命，更应该引起我们的重视。电梯设置要经济，要求在保证一定服务水平的基础上，使电梯的运载能力与客流量相平衡，充分发挥电梯的效能，而那种不顾一切，把电梯数量压缩到少之又少的作法是不正确的。

2 办公大楼的电梯选型及其配置设计要点

2.1 电梯选型的基本方法和步骤

（1）计算建筑物交通规模。建筑物交通规模指建筑物内常有人数，对于办公大楼以每人使用面积（m2/人）来计算。

（2）估算客流集中率。客流集中率=（建筑物内5min 内需要运送乘客总人数） /（建筑物内常有人数）×100%。

（3）计算电梯使用人数。是指电梯在运行过程中，轿厢内平均常有人数。

（4）选定电梯控制方式。有集选、并联、群控等方式，还有分单、双层和分高、低区服务方式，更发展到神经网络运行控制。

（5）选定电梯的规格、台数。在计算一周时间前，初选电梯的载重、速度、控制方式，并初定电梯数量。

（6）计算电梯运行一周时间。电梯在基站让乘客进入后，上、下运行服务完毕， 又回到基层站让乘客离去所经历的时间，称为往返一周时间。它包括了电梯实际运行时间、开关时间、乘客出入轿厢的时间和损失时间。由于采用计算法计算一周时间比较繁琐，这里推荐简单实用的利用曲线图计算一周时间的方法。

3 办公大楼用电梯设计计算分析示例

3.1 计算建筑物交通规模

（1）大楼电梯的性质。专用楼：大楼基本上由一个公司单独使用；准专用楼：公司只占用楼房的一部分，其它部分供出租用；分房出租楼：以层为单位出租的楼房。

（2）建筑规模。层数：大楼楼层数量，层高：各层之间距离（m）。

（3）各层有效面积。对于不能准确算出有效面积的楼层，可根据该层面积和可租用面积系数求出。各层有效面积（m2）=各层面积（O）×可作租用面积系数。

（4）每人的使用面积。高端办公大楼： 15～20m2/ 人，一般办公大楼： 5～10m2/ 人。

（5）各层人数。各层人数= 各层有效面积（m2）- 每个人的使用面积（m2/人）。

2.电梯使用人数

上班的乘客人数，上行方向取电梯额定人数的80%，下行方向取上行方向的2/3。

4 以高层住宅楼用电梯为例分析设计计算

（1）电梯平均运行间隔时间（Tj）的计算。电梯自基站出发到达拟定的楼层再回到基站，完成了一个运行周期，其总时间（TR）可以分成上行时间（Tu）和下行时间（Td）两大部分，每一个大部分又分别由四个小部分组成：运行时间（T1），开关门时间T2），上下客时间（T3）及一些不可预见的其他时间（T4），用数字式可表示为：

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

T1=S /V+F（V/a）

式中：T1―运行时间，与电梯行程（s）、额定速度（V）及加速度（a）（一般人体没有不舒适感的加速值为0.8m/s2）有关。

F―可能停站；

T2―开关门时间，与预计停站数（F）及每次开关门的时间有关（自动开关门为4～6s/ 次）；

T2=F・t2（ t2 关门时间5s/ 次）；

T3―上下客时间，与平均乘客人数（γu、γd）及每人上下梯所需时间（3.4s/ 人）有关，T3=3.4γu（或γd）；

T4―不可预见时间，则属额外耗时，主要与上下客及开关门时间有关，是由大量测定数据加以归纳而得：T4=0.1（T2+T3）。

显然，只要分别求出上述各项，TR 即可求得，求出TR 以后， 则电梯平均运行间隔时间Tj 等于TR 除以电梯组所拥有的电梯台数n，用数字式则表示为：Tj=TR/n

（2）输送能力的计算。首先求得每台电梯的输送能力，其值为：q=5×60TR（γu+γd），然后再求电梯组的总输送能力：Q=nq。计算电梯组的总输送能力Q 的目的是为了与建筑物内总客流量相平衡，一般以客流率来表示，所谓客流率就是在客流高峰时间里，每5min 乘电梯的人数与总使用电梯人数之比，在《建筑设计资料集》中规定住宅的客流率为5%～12.5%。在确定了客流率后，客流量就等于总使用电梯人数乘以客流率，计算结果是希望客流量与输送能力两者相近或稍少于输送能力，如果相反且客流量大于输送能力的5%时，所计算的电梯组的平均运行间隔时间就不能代表电梯的服务水平了。

5 办公楼电梯设计中应注意的问题

（1）电梯乘客的候梯时间应低于允许值，以提高电梯的服务质量。

（2）当设置多台电梯时，为了使各台电梯的负载均衡，应尽可能将它们布置在建筑交通中心。

（3）要充分注意并作好电梯的设置安排，不仅在超高层建筑物中，而且在一般的大型建筑物中，也可考虑分区服务的方法，来提高电梯的服务效率。

6 超高层住宅楼电梯设计中应注意的问题

（1） 电梯设置台数的多少关系到住宅建筑的初期投资、服务水平和经济效益，与住户日常使用密切相关，设计中应结合规范及实际使用充分考虑电梯的平面布局， 尽可能成组布置或采取大小搭配等措施，减少建设初期投资。

（2）在使用期间，还要在管理上采取措施，利用跳层服务或分区服务等方式，提高电梯利用率，降低运营费用。总之，建筑中电梯的设计对于电梯的正常运行起着非常关键的作用，必须要根据实际情况，同时结合国家有关规范标准，采取合理的措施对电梯设计中存在的问题进行很好的处理，从而使得电梯能够稳定正常的运行，给整个建筑带来更多的经济效益。

参考文献

[1] 黄尚君.浅谈超高层建筑的电梯设计[J].科技创新导报，2009（19）：34.

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关键词：高层；超高层；结构设计；风载荷

0、引言

随着城市化进程的加快，高层和超高层建筑数量不断增加，在满足城市发展需要的同时，也在一定程度上对建筑结构的可靠性、安全性、持久性以及安全性提出了更高的要求。由于建筑结构直接关系到高层建筑的整体性能及使用功能，因此在设计过程中必须对之予以重视。在实际的设计过程中必须通过多种技术手段，从多个途径突出混凝土建筑结构施工的整体效果。

1、复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素

建筑载荷的选取是建筑结构设计的首要工作，对于大多数高层建筑而言，可以根据建筑结构设计载荷规范中的相关要求予以确定。其次则需要对其他的建筑结构设计影响因素进行分析，确定对应的结构设计措施。

1.1 风载荷

对于复杂高层与超高层建筑结构的设计，由于其高层容易受到风载荷的影响，尤其是一些超高层建筑，其主要控制的因素就是风载荷。例如，台北的101大楼设计过程中，不但参考了当地的相关设计规范，而且还委托加拿大相关设计公司进行了相关的风洞试验，以提高该建筑的抗风载能力。在试验过程中，设计了一个以1：500为比例的模型在半径为600m的风场环境中进行试验，验证建筑在不同风况下的受力情况。

1.2 地震力

对于地震力的预测，当前的技术条件存在一定的限制，难以对之进行准确预算。即使对地震有深入研究的日本，以无法准确的预算地震的发生时间、地点。所以，高层建筑设计过程中尤其要注意抗地震力的设计。同时，还需要考虑建筑主楼、裙楼在地震力作用下的不同反应。

1.3 地基基础

对于复杂高层建筑与超高层建筑，地基基础发挥了十分重要的作用。在实际的施工过程中药根据不同的地基形态采取稳定性强的地基结构。例如，对于深厚的软地基，高层建筑地基必须选择使用桩筏基础或者桩箱基础。同时，可以根据实际的地质情况采取对应的基础措施：使用深度不大的年轻岩基，通过将现浇混凝土桩基深入岩层中的方式为建筑提供基础支撑；对于深度较大的岩层，例如在地面100m以下，可以利用岩层上层常见的层状冲积土，使用框格式的地下连续墙为建筑提供基础支撑；对于地下基层条件较好的地层，可以采用筏形基础即可。在地基设计过程中，应该根据不同的地质情况选择对应的组合式基础方案，最终确定一个技术经济性最高的方案。

1.4 建筑功能使用需求

所有的建筑都是以满足其使用功能需要而建设的，因此建筑结构设计必须以此条件为基础，这是一个不能忽视的问题。在设计过程中，需要考虑到建筑的艺术性、使用功能需要以及经济性等多个方面的要求。同时，在设计时还必须保证所设计的结构能够在既有施工技术条件下实现，而且保证当前的建筑材料必须达到设计使用需求，这是建筑结构设计需要控制的一个重要因素。

3、复杂高层与超高层建筑结构设计策略

3.1 合理减小框架中的柱距与梁距

（1） 减小柱距

建筑框架是将梁、柱通过刚性连接的方式组合而成的刚性体系，整个结构体系的抗推刚度受梁、柱截面与数量的直接影响，通过减小柱距能够有效的提高整个结构体系的刚度。

（2） 减小粱距

通过增加框架中梁的数量，不但可以减小框架在载荷作用下的总变形，而且还可以增加柱子在轴力作用下形成的力偶，使得其能够更好的抵抗结构体系的总力矩。

3.2 充分发挥梁柱的组合效果

通过简单的减小柱距、梁距，虽然能够在一定程度上达到提高框架体系抗推刚度的目的，但是不能从根本上改善框架的整体效能。这时结合增加梁、柱数量的方式，不但能有效增加框架的整体抗推刚度，而且还能够提高框架的抗风载荷能力。

3.3 采用弯一剪双重结构体系

弯一剪双重抗侧力结构体系，就是指通过采用弯曲型与剪切型两种不同变形性质的构件形成一个完整的结构体系。两种不同类型的构建通过在各个不同楼板中联系起来进行协同工作，明显减小了整个建筑结构的顶点位移与下部各楼层的层间位移。

（1） 框一墙体系

在水平力的作用下，单独的框架整体变形是典型的剪切变形，其上部层间侧移相对较小，而下部的层间侧移则较大。而单独的剪力墙则是弯曲型变形，其层间侧移为上部大、下部小。在采用框一剪双重体系之后，可以将各楼层楼板联系起来，使得框架与剪力墙能够协同承受载荷，从而确保了框架与剪力墙变形的一致性，提高了结构的抗载荷能力了。

（2） 框一撑体系

合理设计的框架一支撑体系同样可以收到与框一墙体系相当的效果，即最终达到减小结构顶点侧移与最大层间位移的目的。

（3） 筒中筒体系

筒中筒体系的构建原理与上述两种结构体系类似，但是其起到的结构增强效果更好。

3.4 合理设置刚臂

对于建筑平面是方形布置的高楼，当采用芯筒一框架体系时，因为大部分的侧向力是由芯筒来承担的，这使得整栋建筑的侧移曲线基本上是由芯筒的变形直接控制的。在水平载荷的作用下，芯筒以弯曲变形为主。同时，由于芯筒的平面尺寸还受到建筑的竖向服务性设施面积影响，直接造成了芯筒的高度与宽度比值较大的问题。为了达到减小建筑结构侧移的目的，可以在高层建筑中每相隔十来层布置一个设备层，在其中添加桁架，形成刚臂。这样将能够使得芯筒与的框架柱连接为一体，使得结构的外柱也可以参与到结构的整体抗弯体系中，有效的一直了芯筒各个水平截面，尤其是顶部截面的倾斜，有效减少了建筑各个岛层建筑结构的侧向位移。

结语

复杂高层与超高层建筑设计过程中，结构设计是影响综合性极强的工作，尤其是在满足建筑使用功能需求的同时，还要满足高层建筑的建设环境需要，通过全盘考虑的方式采取严格的设计措施和设计途径，基于建筑混凝土整体结构设计的多项要求，提高建筑结构的整体稳定性。除此之外，还必须重视施工过程中的材料选择控制，例如钢筋的合理配置等。另外，还必须考虑施工现场的运输条件以及养护作业技术水平等，确保施工条件能够有效的支撑起建筑的结构设计体系，使得建筑结构体系达到对应的要求。

参考文献