超高层住宅结构优化设计及

超高层住宅的结构优化设计及探讨

【摘要】随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。与此同时，问题也随着超高层建筑工程的发展而体现了出来，其中超高层住宅的结构优化设计问题尤为突出，只有优化了超高层住宅的结构，才能使人们有一个舒适的居住环境。基于此，本文对超高层住宅的结构的优化设计进行了研究。

【关键词】超高层住宅的结构优化设计要求设计方案

中图分类号：tu318文献标识码： a 文章编号：

目前，从整个建筑发展形势上来看，高层建筑在所占建筑类型中的比例会越来越大。在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。因此就未来的发展前景来看，建筑高层或超高层住宅是今后整个建筑行业的重点。而近年来，随着中国经济和社会的发展的发展，高层或超高层建筑将越来越多的出现在人们的视野当中。所以，高层或超高层建筑结构优化设计的重要性就显得越来越重要。

结构优化设计的基本原理

所谓结构优化设计，就是指在满足工程结构的基本条件下按预定目标设计结构建造方案并找出最优方案的设计方法。应该怎样做好

超高层住宅结构优化设计的探讨

超高层住宅结构优化设计的探讨发表时间：2016-08-05T14:55:44.527Z 来源：《基层建设》2016年11期作者：涂细兵[导读] 本文主要针对超高层住宅结构的优化设计展开了探讨，通过结合具体的工程实例。广东省轻纺建筑设计院广东广州 510000 摘要：本文主要针对超高层住宅结构的优化设计展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对建筑结构优化中的一些关键性问题做了详细的阐述，并对优化设计作了深入的分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。关键词：住宅结构；优化；设计引言随着我国建筑施工的不断进步，超高层建筑在建筑业未来的发展之中，有着十分广阔的应用前景，因此，这使得超高层建筑的结构优化设计变得十分重要，特别是超高层住宅建筑。我们就需要认真做好超高层住宅结构的优化设计工作，以便利工程的施工进行。基于此，本文就超高层住宅结构的优化设计进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。 1 工程概况某超高层住宅，地上45层，地下1层，建筑高度均为137.8m，7号楼为2个高度为137.9m的结构单体组合而成的双塔，3号楼、5号楼均由一个高度为137.9m的结构单体和一个高度为91.5m的结构单体组合而成的双塔，其余均为单塔，本文以3号楼为例进行阐述，3号楼剖面如图1所示。图2 建筑剖面示意图根据珠江三角洲的特殊地理状况（地势低洼，有6m高的防护堤），为节约用地，该地区采用了创新的规划模式，即在距地面6m处设置一个G层平台，建筑入口置于平台之上，平台下为车库，不计入容积率，不同地块之间用桥连接。从结构的角度分析，各结构单体通过G 层平台连接为一个整体，整个结构为大底盘多塔的结构形式。根据岩土工程勘察报告，场地地基土层主要为杂填土、粉质黏土、圆砾、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩、强风化板岩、中风化板岩。根据地勘，场地土类别为II类，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为6度，设计地震加速度为0.05g，基本风压为0.35kN/m2，基本雪压为0.45kN/m2，地震影响系数为αmax=0.05（根据地震安全性评价报告取值）。 2 主要构件的尺寸及抗震等级结构单元的标准层平面布置如图2所示。该结构形式为剪力墙结构，剪力墙墙厚1层及以下为350mm，1层以上均为200mm。自上而下仅改变一次墙厚。由于架空层层高较高，为加强该层的抗侧刚度，架空层（1F）梁高均取为1000mm，其余层梁高为400mm，由于高塔的Y向刚度较弱，Y向的部分梁截面高度加强为600mm或900mm。低塔的结构布置与高塔类似，部分较长的剪力墙增加了结构开洞。本文的结构嵌固部位为GF层底板，GF层板厚为180mm；1层板为大底盘的顶板，板厚为150mm；2层为墙厚突变的位置，板厚为150mm；其余各层板厚均为100mm。各层走廊位置考虑到设备埋管的需要，板厚为120mm。结构抗震等级为3级。图2 标准层结构平面布置示意图 3 主要计算结果表1和表2列出3号楼双塔含地下车库的多塔模型的计算结果，仅列出周期和位移信息，其中高塔周期偏长，达到4.6s左右，主要是因为结构位于6度区，平面布置较规则，且风荷载也不大，作用于结构上的水平力较小，较容易满足结构位移的要求，因而在结构设计中有意将其设计得偏柔，以节省工程造价。表1 3号楼周期计算结果

某超高层建筑的优化设计

99 2007.03/04.JSKJ 图一优化前原结构平面图优化后原结构平面图交流平台 Exchange Platform □　建研建筑设计研究院有限公司深圳分公司孙学武工程概况某工程最初设计完成于２０世纪９０年代初期，设计完成后由于某些原因工程暂停，２００６年项目重新启动。随着经济的发展，技术的进步，原设计已不能满足当今社会的需求。业主方重新委托我院对该项目进行修改优化设计。本工程位于滨海城市，其１００年重现期的风压值为０．９０ＫＮ／ｍ２。工程主楼主体屋面标高１８２．５米，机房顶标高１９２．２５米。１～６层为大型商场，７层为架空层，８～２０层为酒店，　２２～５２层为高档公寓。其中１５层为避难层，２１层设备转换层，３２层为避难层及设备转换层，４５层为避难层。５３、５４层为设备层。使用功能及建筑平面较原设计有较大改变和调整。随着近年来高层，超高层技术的发展，使此次优化设计尤其是结构方面的优化设计成为可能。原结构原结构标准层平面如图一经ＰＫＰＭ网络版—系列设计软件分析得到其主要指标见表１－１。该主楼建筑由一个核心筒三个角筒及间距４．１米的外框柱组成的框架－多筒结构体系。楼板采用２２０ｍｍ厚预应力混凝土楼板。该结构体系受力性能较好。量相应地增加。判断剪力墙是否恰当还可以通过计算剪力墙分配到的总剪力多少来检验。以分配到剪力的５０％～８５％之间为最好。剪力墙分配到的剪力过大，框架需要调整的内力就多，说明框架太弱；剪力墙的剪力分配比例过小，则框架部分的延性要求提高，会导致用钢量增加。本设计优化就以此为目标调整三个外框筒的剪力墙长。２、减少外框架柱的数量，使之由原来的４．１米间距的密框柱－多筒结构变成间距８．２米的稀框柱－多筒结构。这也是此次建筑平面调整的需要。由于减少了框架柱，外框刚度降低，必须采取措施。本设计结合建筑设备的避难层、设备层分别在２１、３２层设置了环向珩架加强层。如图二。环向珩架刚度很大，它的设置协调了周圈各竖向构件的变形，减小竖向变形差。使竖向构件受力均匀，也减小稀柱之间的剪力滞后并增大了翼缘框架柱的轴向力，从而减小侧移。但同时加强层的设置使结构内力发生突变，并宜造成薄弱层。因此我们也试算取消环向珩架的方案，计算表明其侧移不能满足规范的要求。所以最终没有采用该方案。同时加强层层高做到一般层层高的１．５倍，刚好解决了加强层与其他层层间刚度比的要求，避免了薄弱层的出现。各方案的ＳＡＴＷＥ程序分析结构见表１。优化设计优化后结构平面如图一。主要作以下两方面的尝试：１、减弱三个外筒的剪力墙长度，从而使其刚度降低。剪力墙的数量不必太多，以满足规范的侧移限制为好。剪力墙太多不仅加大了地震力，而且使结构重量加大，施工工程图二环向珩架立面图

高层剪力墙结构优化设计分析 (2)

高层剪力墙结构优化设计分析摘要：只有科学合理的剪力墙结构体系才可以有效保证高层建筑的经济性能与结构安全性能，因此结构设计人员应当根据相关规范的要求和建设单位的需要，来对其高层结构体系进行合理的选择与优化。从结构上来说，高层剪力墙结构钢筋用量较少，整体性较强，结构刚度也较大，经济性也较好。而在高层剪力墙结构优化设计过程中，其整个剪力墙结构体系布置以及调整的过程归根到底就是一个逐渐优化的过程，因为只有当遵循周边均匀对称的设计原则将高层剪力墙结构体系的刚度及位移控制在最为合理的范围内，才能使其整个结构体系发挥出最大的功效。本文针对高层剪力墙结构的优化设计进行了一定的分析和探讨。关键词: 高层建筑；剪力墙结构；优化设计一、引言: 随着近年来我国国民经济的显著进步以及城市化建设的飞速发展，特别是高层建筑结构设计的技术发展及其对抗震要求的日趋关注，高层剪力墙结构在高层建筑中的应用已经越来越广泛、越来越普及。与传统的框架结构相比较而言，高层剪力墙结构显得更为通透、宽敞，其不但能够有效提高使用面积，而且使得建筑的使用功能得到优化，同时也可以给业主的装修与自行改造提供一定的灵活性。而从结构上来说，高层剪力墙结构钢筋用量较少，整体性较强，结构刚度也较大，另外还可以在宾馆与住宅等居住型的高层建筑中，通过设计分隔墙来将客房与居室分为小间，从而使得部分承重墙与分隔墙能够在优化配置过程中合二为一，所以相对而言经济性也比较高。本文针对高层剪力墙结构的优化设计进行了一定的分析和探讨。二、高层剪力墙结构优化设计分析 1、高层剪力墙结构的抗震优化设计根据相关机构对我国历史上的地震记录进行分析研究后表明，之所以高层剪力墙结构会在地震中出现严重的破坏，究其根本原因就在于高层剪力墙结构的底层刚度与上部刚度之间的差距往往太过于悬殊，一旦当地震作用集中在其底层时，就会导致底层出现极其突出而明显的弹塑性集中变形。因此对于高层剪力墙结构而言，底层刚度与上部刚度之比必须要进行严格的控制，这是最为关键的一点。另外，由于不同地区的抗震设防烈度也不尽相同，因此在高层剪力墙结构设

超高层建筑10大技术难点及应对措施

超高层建筑10大技术难点及应对措施，含施工、结根据理论及经验分析，一般在40层(大约150米)左右，是超高层建筑设计的敏感高度（建筑物的超长尺度特性将引起建筑设计概念变化），这种变化促使建筑师必须提出有效设计对策，调整设计观念，应用适宜的建筑技术。超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，存在着安全、内部交通、环境、能源消耗等多种难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的要求就越高结构系统难点1 由于超高层建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中要考虑异形柱的使用，特别是在超高层住宅户型设计中，充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用是设计的难点。对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 90年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。进入90年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢-混凝土混合结构逐渐采用。如金茂大厦、地王大厦都是钢-混凝土混合结构。此外，型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提高，从C30逐步向C60及更高的等级发展。预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。钢材的强度等级也不断提高。高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S 或SS）。建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架-剪力墙或框-筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承

超高层住宅的结构优化设计

超高层住宅的结构优化设计发表时间：2018-12-18T09:57:20.123Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：康海洋[导读] 摘要：随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。广州宝贤华瀚建筑工程设计有限公司 510000 摘要：随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。与此同时，问题也随着超高层建筑工程的发展而体现了出来，其中超高层的结构优化设计问题尤为突出，只有优化了超高层的结构，才能使人们有一个舒适的居住环境。基于此，本文对超高层的结构的优化设计进行了研究。关键词：超高层的结构优化设计要求设计方案引言在顺应人们急剧增长的住房需求下，高层的结构形式从简单的层数和高度增长的基础上，逐步发展到对平面形状和空间体型的复杂化要求。这不仅要求建筑满足功能多样，建筑风格提高，还要满足城市发展的景观需求。高层在延续最初的结构形式和框架设计的基础上，还应对建筑中的相关因素进行优化设计，使得不仅满足基本的功能需求外，还能在设计水平上有进一步的提升。一、工程概况本工程为超高层小区,规划限高150m,总建筑面积45万m2左右,其中地下室12万m2,单层地下车库,地上17个单体塔楼,都是100 ~142m超高层,其中5#楼约为130m,7#、8#和16#、17#楼约为140m, 4#楼户型同5#楼,高约100m。按照规范[1,2]结构体系的适用范围,采用剪力墙结构体系。剪力墙厚度:地下室、底层架空层370mm或400mm,标准层均为240mm。100m左右超高层竖向构件混凝土等级为C40~C30; 140m左右超高层竖向构件混凝土等级C55~C30.梁板混凝土等级为C35~C30。该工程设计基准期为50年,结构设计适用年限为50年。抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,地震分组为第一组,设计特征周期为0.45s,抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二级。场地类别为Ⅲ类。采用桩筏基础,主楼区域采用直径700、800、900、1000mm钻孔灌注桩,一层地下车库采用管桩满足抗拔要求。二、结构计算设计及设计要点结构侧移是高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。另外,高层建筑随着高度增加、轻质高强材料的应用、新建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够强度,还要具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内。高层和超高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。在满足地下室车库层和底层架空或者底层商铺的前提下,遵循对称、均匀、周边、拐角的原则,在结构周边、拐角和核心筒等部位对落地剪力墙进行较合理布置,主体结构抗震等级为三级(低于140m)和二级(高于140m)。对结构薄弱部位如楼电梯周围,内庭院周围均设置了120mm 厚楼板,采用双层双向拉通钢筋予以加强;对少量肢长受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚<8∶1)按照高规要求予以加强,如满足最小配箍率和最小配筋率等。本工程项目中仅16#和17#楼高度超限,应报本地超限高层建筑工程抗震设防专项审查。风荷载取值,考虑到以后城市建设的不断发展,位移计算时取0.45kN/m2,强度计算时取0.5 kN/m2。三、超高层结构设计的基本要求满足舒适性的要求。建筑设计应为住户起居舒适性的要求提供条件，例如，多种户型要灵活分隔室内的空间，人居的热光声的环境等要求，给居住的人创造一个舒适的环境。结构方案还应该考虑到住户在日后改变分隔的空间的可能性，当采用剪力墙结构的时候，宜采用大开间的布置。满足经济性的要求。结构设计时应根据房屋的建造地点、层数多少、平立面体形，在满足耐久性、安全性和舒适性要求的前提下采用经济又合理的结构体系，在构件设计中应该精打细算，要严格执行规范构造要求，注意避免不必要的铺张浪费。尤其是在地基基础设计中更要注意此方案的经济比较，因为地基基础的设计方案是否合理对房屋造价非常重要。满足耐久性和安全性要求。实行商品化后，应为住户的耐用消费品，使用寿命长是区别其他消费品的最大特点。因此，结构耐久性和安全性是结构设计最基本的要求。结构体系的选择以及材料的选用，都应有利于抗风抗震，以及使用寿命期间改造维修的可能性。四、超高层建筑中的优化设计方案房屋结构抗震性设计。在工程图纸设计过程中，房屋结构按抗震设防分类，房屋抗震等级可根据房屋高度、烈度以及结构类型按国家《抗震规范》确定。地震震力振型组合数据对建筑应当不考虑耦联扭转计算；当振型数大于3 的时候，应取3 的整数倍计算，但数据不能大于建筑物层数；当房屋层数不大于2 时，振型数则可取房屋层数。对于不规则房屋的结构，应考虑扭耦联转，对高层房屋建筑来说，振型数应取不小于9；房屋结构层数多或房屋结构刚度突变系数大的话，振型数则应多取，例如结构中含多塔结构或顶部有小塔楼和转换层等，振型数应取不小于12 的数，但其大小仍不能大于房屋总层数3 倍，除非其含有弹性定义的楼板，而且采取总刚性分析的时候，振型数才能够取的更大。耐久性的优化设计。在之前大部分混凝土结构设计方案中，很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性，也就是保证高层建成之后，在合理使用期限内，要能满足用户正常使用要求。但是很多的设计未能达到，造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中，由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤，引起房屋可靠度指数下降。对一般高层混凝土结构设计来说，低造价和省材料设计都应为满意的结构设计，但随着人们生活水平的提高和在实际工程中，有时在其他使用要求或技术指标上升为设计主要矛盾时，设计者们就要放弃对经济的单纯追求。所以当选以高层混凝土结构优化为设计的主要目的时，就应依据设计所要面对的关键性问题，分清主次，选多目标或单目标来实施优化，达到满意效果。

2020年超高层建筑10大技术难点及应对措施

作者：非成败作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 超高层建筑10大技术难点及应对措施根据理论及经验分析，一般在40层(大约150米)左右，是超高层建筑设计的敏感高度（建筑物的超长尺度特性将引起建筑设计概念变化），这种变化促使建筑师必须提出有效设计对策，调整设计观念，应用适宜的建筑技术。超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，存在着安全、内部交通、环境、能源消耗等多种难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的要求就越高。结构系统难点1 由于超高层建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中要考虑异形柱的使用，特别是在超高层住宅户型设计中，充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用是设计的难点。对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 90年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。进入90年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢-混凝土混合结构逐渐采用。如金茂大厦、地王大厦都是钢-混凝土混合结构。此外，型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提高，从C30逐步向C60及更高的等级发展。预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。钢材的强度等级也不断提高。高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架-剪力墙或框-筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力，总体刚度大，侧移小，且满足玻璃幕墙的外装饰要求。超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件（剪力墙或筒体）起到变形协调作用。一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土（简称钢承混凝土）楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm。目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用。主要是对于板底呈波形的计算原理不甚了解或认为计算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。

成都住宅设计规范最新版本

关于发布国家标准《住宅设计规范》的通知建标[1999]76号根据国家计委《一九九四的工程建设标准定额制订修订计划》（计综合[1994]240号附件九）的要求，建设部会同有关部门共同对《住宅建筑设计规范》GBJ96-86进行了修订，现更名为《住宅设计规范》。经有关部门会审，批准为强制性国家标准，编号为GB50096-1999，自1999年6月1日起实行。原《住宅建筑设计规范》GBJ96-86同时废止。本标准由建设部负责管理，中国建筑技术研究院负责具体解释工作，建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。中华人民共和国建设部一九九九年三月二十四日前言根据国家计委《一九九四年工程建设标准定额制订修订计划》（计综合[1994]240）号文的要求，对《住宅建筑设计规范》GBJ96-86进行修订，更名为《住宅设计规范》。本规范编制组在广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并充分征求意见的基础上，制定了本规范。本规范的主要技术内容是：1.总则；2.术语；3.套内空间；4.共用部分；5.室内环境；6.建筑设备。主要修订了住宅套型分类及各房间最小使用面积，技术经济指标计算，楼电梯及垃圾道的设置等；增加了术语，扩展了室内环境和建筑设备的内容。本规范由中国建筑技术研究院负责具体解释。本规范在执行过程中如发现需要修改和补充之外，请将意见和有关资料寄送中国建筑技术研究院居住建筑与设备研究所（北京市本外车公庄大街19号，邮政编码100044）。本规范主编单位：中国建筑技术研究院本规范参编单位：清华大学建筑设计研究院北京建筑工程学院北京市建筑设计研究院天津城乡规划设计研究院中南建筑设计院抚顺市建筑设计研究院广东省建筑科学研究院重庆建筑大学建筑城规学院哈尔滨建筑大学上海市建筑设计研究院本规范主要起草人员：赵冠谦开彦林建平张华叶茂煦业祖润张锡虎张菲菲阎春林朱显泽李耀培朱昌廉李桂文陈华宁 1 总则 1.0.1 为保障城市居民基本的住房条件,提高城市住宅功能质量，使住宅设计符合适用、安全、卫生、经济等要求，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于全国城市新建、扩建的住宅设计。 1.0.3 住宅按层数划分如下：一、低层住宅为一层至三层；二、多层住宅为四层至六层；三、中高层住宅为七层至九层；四、高层住宅为十层及以上。

【结构设计】超高层框架—核心筒结构的优化要点

超高层框架—核心筒结构的优化要点框架—核心筒结构是由核心筒与外围框架组成的一种结构形式.框架-核心筒结构因其良好的受力性能和内部空间的灵活性成为目前国际超高层建筑中采用的主流结构形式,在超高层建筑中有着广泛的应用.超高层结构的经济性控制往往都是一个难题,博牛最近完成了几个超高层项目的优化咨询,结构整体的含钢量及含砼量均远低于当地一般水平,得到了甲方的高度认可.现总结其优化要点如下： 1、减少核心筒内部小墙肢的数量

核心筒内部小墙肢对结构整体刚度和受力贡献不大,在保证结构成立的前提下,可充分利用梁的承载能力,最大程度的减少内部小墙肢的数量. 2、控制墙厚控制核心筒墙体厚度.在满足结构整体刚度以及墙体稳定性要求前提下尽量减薄墙体厚度.例如：7度区,150m~200m 的超高层建筑,筒体外墙厚度350~600mm为宜,应根据轴压比由下而上收进.内筒墙体基本可取200mm.

3、加强区以下可设置构造边缘构件底部加强区以下的约束边缘构件可调整.根据高规 7.2.14条,底部加强区以下（即负一层和负二层）均可做构造边缘构件,为保证嵌固端边缘构件纵筋延续,负一层边缘构件的纵筋同第一层,但箍筋可以按构造边缘构件控制.负二层及以下层可全部设置构造边缘构件,而且抗震等级可按规范要求降低. 4、核心筒角部约束边缘构件的优化根据高规9.2.2条,底部加强区以上的核心筒角部也应设置约束边缘构件,但应注意根据轴压比调整箍筋配置,以及非阴影区长度. 5、控制框架柱截面在满足结构整体刚度要求的前提下,控制柱截面,混凝土强度等级可适当取高.框筒结构中的绝大部分框架柱都是构造配筋,减小柱截面也就减小了柱配筋. 6、框架柱的体积配箍率

某高层住宅剪力墙结构优化设计

某高层住宅剪力墙结构优化设计发表时间：2014-09-17T09:27:44.653Z 来源：《工程管理前沿》2014年第7期供稿作者：段雨秋 [导读] 设计过程中，要充分利用现有软件计算快速的优势，布置多种方案，分析比较计算结果，以期达到最优的设计。段雨秋（广东省轻纺建筑设计院）摘要：近几年，随着我国经济的快速发展，我国城市高层建筑也随之快速发展，一栋栋高楼拔地而起，由此产生了一个新名词：含钢量。含钢量直接影响着工程的建筑成本，成为了建设单位尤其是房地产开发商追逐的一个目标。在这些高层建筑中，剪力墙结构由于其在使用空间上所具有的各种优越性，受到了人们的欢迎，尤其是其满足了住宅功能的要求，更是受到了房地产开发商的青睐。剪力墙结构已成为高层住宅的主要结构形式。本文结合工程实例，仅对剪力墙结构怎样进行优化设计，保证结构安全的同时，达到理解的经济效果进行了总结分析，并提出了相关建议和措施。关键词：剪力墙；结构设计；优化；含钢量1 剪力墙结构特点剪力墙结构是由一系列纵向、横向剪力墙及楼盖所组成的空间结构，承受竖向荷载和水平荷载，是高层建筑中常用的结构形式。由于纵、横向剪力墙在其自身平面内的刚度都很大，在水平荷载作用下，侧移较小，因此这种结构抗震及抗风性能都较强，承载力要求也比较容易满足，适宜于建造层数较多的高层建筑。根据剪力墙墙肢的长度，剪力墙结构分为普通剪力墙结构和短肢剪力墙结构。《高规》规定：截面厚度不大于300mm，墙肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8 的为短肢剪力墙结构。短肢剪力墙结构相对于剪力墙结构其抗侧移刚度较小，规范规定不能采用全部短肢剪力墙的剪力墙结构，短肢剪力墙较多时，应利用电梯、楼梯间布置筒体，形成短肢剪力墙与筒体共同抵抗水平力的剪力墙结构。对于层数较少的高层住宅，可以采用短肢剪力墙结构体系，避免剪力墙结构轴压比太低，墙体承载力不能充分发挥，造成浪费。20 层以上的建筑一般采用剪力墙结构。 2 工程实例2.1 工程概况某小区高层住宅群，位于湖北省某地，抗震设防烈度6 度，场地类别Ⅲ类。项目共十栋住宅，另有一层地下室。住宅层数为23~25层。本文以1#2#住宅为例，详细介绍结构布置及优化过程。 1#2#住宅建筑面积20798.8 平方米，共23 层，首层及二层层高4.5 米，其他层层高3 米，一层地下室。结构在中间设置一道伸缩缝，缝宽200mm，满足抗震要求。结构平面如下图所示。 2.2 结构布置及优化结构平面布置在满足建筑使用要求的前提下，应尽量简洁、规则，结构的刚心和质心一致。剪力墙应沿建筑物全高布置，各层门窗洞口应上下对齐，形成明确的连梁和墙肢，避免错洞剪力墙和叠合错洞剪力墙。剪力墙的墙厚和混凝土强度等级沿建筑物高度连续变化，避免刚度突变。剪力墙墙肢不宜过长，规范要求不大于8m。根据本项目建筑平面特点，设计人员初步方案确定采用剪力墙结构体系，结构平面布置尽量均匀对称，减少扭转的影响，并在电梯及楼梯部位设置了筒体，剪力墙的墙肢厚度200mm，长度2000mm，由于首层和二层层高较高，剪力墙墙肢厚度增加为300mm。经初步计算后发现，结构整体偏刚，位移角较小，且含钢量偏大，不能满足业主要求。通过调整，取消了电梯及楼梯间周围的筒体，布置成普通的剪力墙，其他墙肢长度也同时修改为1700mm，底部三层剪力墙混凝土强度等级C40，上部楼层均匀变化为C35、C30。采用PKPM 计算后，结构刚度适中，分布均匀，周期及位移角有所增加，但均在合理范围内。结构轴压比也略有增加，一般在0.5 左右，不超过0.55。结构计算主要参数如下：经过设计人员合理优化平面布置后，PkPM 初步计算剪力墙的配筋大多为构造配筋，其节点区主筋、箍筋以及墙段水平分布筋的配筋均按规范的最小配筋率配置。初步统计，优化后剪力墙部分的钢筋含量减低了近1/3。 3 优化的目的-含钢量3.1 含钢量现在已经成为建设方和设计人员最关心的话题和一直努力的目标。一些房地产开发商对结构的含钢量进行了详细的统计，并对结构设计提出了明确的要求。影响含钢量的因素很多，首先是建设地的基本信息，如抗震设防烈度、场地类别、基本风压。这些是设计人员无法改变的。在这些外部因素一定的条件下，怎样把建筑设计的即安全又经济是设计人员要努力的工作。这个工作既包括建筑师也包括结构师。据统计，层高每增加10mm,含钢量可以增加2%，拐角窗的设计使含钢量增加1%。因此对建筑师而言，首先要尽量降低建筑层高，采用轻质的砌体材料，减轻结构的自重，由此可以降低梁柱的配筋和基础的造价。其次，立面复杂程度也会对含钢量有影响，如飘窗台的设计、转角窗，在满足立面效果的前提下，应尽量减少细节的设计。对结构师而言，笔者认为合理的平面布置才是关键。对剪力墙结构来说，墙肢应均匀布置，长度不宜过长，刚度不宜过大，在满足规范规定的楼层最大位移、位移比和剪力系数等参数的基础上，应使计算结果尽量接近规范值。要尽量减少剪力墙的布置，以大开间剪力墙布置为最佳，有效减轻结构自重，减少基础以致整个工程的造价。设计过程中，要充分利用现有软件计算快速的优势，布置多种方案，分析比较计算结果，以期达到最优的设计。 3.2 根据PKPM 的统计结果，框架梁的含钢量占总含钢量的一半以上。如何控制框架梁的含钢量对整个结构的优化有着重要的影响。对于剪力墙结构，框架梁的跨度一般都比较小，对跨高比不大于5的梁按连梁设计，对跨高比大于5 的按框架梁设计。本工程采用如下

住宅设计规范

4.0.2 计算住宅的技术经济指标，应符合下列规定： 1.各功能空间使用面积等于各功能空间墙体内表面所围合的水平投影面积； 2.套内使用面积等于套内各功能空间使用面积之和； 3.套型阳台面积等于套内各阳台的面积之和；阳台的面积均按其结构地板投影净面积的一半计算。 4.0.3 套内使用面积计算，应符合下列规定： 5.利用坡屋顶内的空间时，屋面板下表面与楼板地面的净高低于1.20m的空间不计算使用面积，净高在1.20m-2.10m的空间按1/2计算使用面积，净高超过2.10m的空间全部计入套内使用面积；坡屋顶无结构顶层楼板，不能利用坡屋顶空间时不计算其使用面积。 4.0.5 住宅楼的层数计算应符合下列要求： 2.当住宅和其他功能空间处于同一建筑物内时，应将住宅部分的层数与其他功能空间的层数叠加计算建筑层数。当建筑中有一层或若干层的层高超过 3.00m时，应对这些超过3.00m的楼层按其高度总和除以3.00m进行层数折算，余数不足1.50m时，多出部分不计入建筑层数，余数大于或等于1.5m时，多出部分按1层计算； 5.4.4 卫生间不应该布置在下层住户的卧室，起居室（厅），厨房和餐厅的

上层。 5.4.5 当卫生间布置在本套内的卧室，起居室（厅），厨房和餐厅的上层时，均应有防水和便于检修的措施。 5.6.4 封闭阳台栏板或栏杆也应满足阳台栏板或栏杆净高要求。七层及七层以上住宅和寒冷，严寒地区住宅宜采用实体栏板。 5.6.6 阳台，雨罩均应做有组织排水，雨罩及开敞阳台应做防水措施。5.7.1 套内入口过道净宽不宜小于1.20m；通往卧室，起居室（厅）的过道净宽不应小于1.00m；通往厨房，卫生间，储藏室的过道净宽不应小雨0.90m。 5.7.2 套内设于底层或靠外墙，靠卫生间的壁柜内部应采取防潮措施。 5.8.1 外窗窗台距楼面，地面的净高低于0.90m时，应设防护设施。注：窗外有阳台或平台时可不受此限制。窗台的净高或防护栏杆的高度均应从可踏面起算，保证净高达到0.90m。 5.8.2 当设置凸窗时应符合下列规定： 1.窗台高度低于或等于0.45m，防护高度从窗台面起算不应该低于

浅谈超高层建筑结构体系的选型与优化

浅谈超高层建筑结构体系的选型与优化发表时间：2017-11-18T16:07:05.493Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第16期作者：杨振宇 [导读] 随着社会经济的高速发展，人口的迅速增长以及土地资源的日益紧张，建筑也日趋超高层化。上海 200000 摘要：随着社会经济的高速发展，人口的迅速增长以及土地资源的日益紧张，建筑也日趋超高层化。随着建筑高度的增加，结构自重越来越大，同时水平风荷载也显得尤为突出。因此，超高层结构的优化设计具有十分重要的意义。本文以超高层结构为研究对象，通过结构优化的基本概念，选择合理的结构设计方案。关键词：超高层；结构优化；体系选型；高宽比；加强层；外框柱选型 1、超高层建筑的现状现代社会经济与科学技术发展迅速，新型建筑材料的出现，结构体系的不断创新，计算机技术的发展和施工水平的持续提高，使超高层建筑得到了迅猛发展；世界最高建筑的记录不断被刷新，目前的世界第一高楼——迪拜塔（哈利法塔），高达828米，共160层，成为了现代经济与技术发展的有力见证；在超高层建筑设计中，结构体系的选型与优化，影响着建筑的安全性与经济性，对超高层建筑的设计和施工都具有十分重要的意义。 2、超高层结构类型及特点顾名思义，高层建筑的特征在于“高”。房屋高度是指室外地坪至房屋主要屋面的高度，高层建筑依据房屋高度大致可以分为以下几类：一般高层建筑：24~60米；中高层建筑：60~100米；超高层建筑100米以上；超高层建筑根据所采用的结构材料可分为三类：钢结构、混凝土结构、钢-混凝土混合结构；其中钢结构的优点是强度高、自重小、抗震性能好、施工速度快，但造价较高、施工精度要求高、防火性能差。混凝土结构优点是可塑性强、用钢量小、取材方便、施工简便、造价低、维护成本低；缺点是自重较大，施工速度慢、构件占用空间大、需要支模施工；混合结构是钢结构、混凝土结构组合而成的结构体系，组合形式多种多样，结合了上述两者的优点，降低了用钢量及自重、施工便利；混合结构综合了成本、性能、施工等方面要求，也是目前应用最多的超高层结构类型。众所周知，影响高层结构设计尤其是超高层结构设计的主要因素是水平力，既水平风荷载和地震荷载，那么判断一个超高层结构方案的好坏，就要看他的抗侧力体系，是否能高效的抵抗水平力；在超高层建筑里比较常见的几种抗侧力体系：框架核心筒、巨柱核心筒、筒中筒等，其中框架核心筒使用的最多，其核心筒一般为钢筋混凝土剪力墙，为增加结构延性或控制轴压比可以加设型钢，高度超过一定范围可以设置加强层来控制位移，外框柱也有多种选择：钢筋混凝土柱、型钢混凝土柱、钢管混凝土柱等等；加强层和外框柱的选型后文详细分析。 3、超高层经济性评判一个结构体系的经济性，经常采用含钢量作为指标；含钢量，既单位面积钢筋含量，以工程中钢筋总用量除以面积得出，含钢量和工程造价息息相关，其指标更是考核设计水平和成本控制的有效工具；合理选择结构体系和结构布置，可大大降低结构含钢量，如102层的纽约帝国大厦，采用框架剪力墙结构，用钢量206公斤/平米；而110的芝加哥希尔斯大厦，采用筒体结构，用钢量仅161公斤/平米，相差近20%；影响结构含钢量的主要因素： ①建筑物的体型、平立面规则程度、层高、柱网布置、地下室覆土厚度； ②结构类型、基坑支护类型、桩基类型、底板类型； ③结构计算参数选取、合理的计算模型、材料选用和荷载取值、构造措施等； 4、超高层结构优化 ⑴优化思路 ①方案阶段、通过与建筑专业的充分沟通，对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求，使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内；将结构概念设计贯穿于建筑方案阶段，能逐步引导建筑专业向有利于结构体系更合理的方向发展； ②初步设计阶段，通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础形式等内容的多方案技术经济比较，选出最优方案； ③计算过程中，通过精确的荷载计算、细致的模型调整，使结构达到最优受力状态，进一步降低用钢量； ④施工图阶段，通过精细的配筋设计抠出多余钢筋，将含钢量降至最低； ⑵优化要点 ①合理的高宽比：一般内筒高宽比10~12、外筒高宽比6~8较为合理，外筒高宽比超过8会给结构设计带来一定难度，高宽比超过9的超高层结构，设计上会非常困难，当然还要结合项目所在地的自然条件——地震设防烈度和风荷载；例如深圳京基大厦，高439m，高宽比9.5，本身难度就大，深圳又是七度区，风荷载也大，所以采用了三道伸臂桁架、五道腰桁架，还加了斜撑，风荷载下的弹性层间位移角是1/470，仍不能，满足规范1/500的要求，是唯一一个未达到位移要求的100层超高层；再有天津高银大厦，主结构597m，高宽比9.7，天津设防烈度7.5，风荷载也大，自然条件很差，最后采用了矩形框架加斜撑的结构形式； ②加强层的设置加强层设置的关键是伸臂桁架和腰桁架：腰桁架作用是加强外框柱的联系，使其均匀工作；伸臂桁架是协调内筒与外框柱，减小侧向变形；加强层的布置有利有弊，在满足相关指标的前提下，应该尽量不设或少设；设置位置应通过精细计算、通过敏感性分析选择效果最好的楼层，不能只为算够指标而随便设置；关于腰桁架与伸臂桁架设置的优先级，一般应先采用腰桁架，从高区到低区，若位移仍不满足，再设置伸臂桁架，伸臂桁架设置在高

超高层建筑核心筒优化设计研究

超高层建筑核心筒优化设计研究发表时间：2018-11-05T14:48:18.613Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：詹锐斌 [导读] 核心筒作为超高层建筑的重要功能性空间，对其设计进行合理优化，不仅在结构上起到支撑建筑的效果，也在实用性上发挥重要的基础作用。珠海市建筑设计院广东省珠海市 519000 摘要：核心筒作为超高层建筑的重要功能性空间，对其设计进行合理优化，不仅在结构上起到支撑建筑的效果，也在实用性上发挥重要的基础作用。文章站在设计的角度，对超高层建筑核心筒中，电梯、消防、卫生、电力、功能五大系统进行分析，供相关研究参考的同时，为优化超高层建筑核心筒设计方案提供方法。关键词：超高层建筑；建筑设计；核心筒引言：随着社会水平的不断发展，城市化的进程也在进一步加快，为了有效的缓解城市用地紧张的实际问题，超高层建筑在工程领域的应用逐渐扩大，并呈明显的上升趋势。提升超高层建筑的设计水平，必须从核心筒的设计优化展开，这一点既满足了建筑设计方式升级的需要，也适应时代对于建筑行业发展的要求。一、电梯系统设计优化方案在超高层建筑中的核心筒设计中，电梯系统占据着绝对的重要地位，并在比重上有着明显的优势性。在对电梯系统进行设计时，要从电梯井与电梯厅两个方面进行分别说明。（一）电梯井道电梯的数量与其具体的分布形式，直接的控制着整体超高层建筑核心筒中，其他功能区域的分布情况。如果电梯的数量较多，需采用群控的方式进行管理时，单面的数量尽量不应超过4部，并尽可能在设计时采取面对面分布的方式，减少使用过程中，可能出现的观看指示信号不及时的情况。以写字楼为例，在选用电梯时，尽量避免使用载重在1000kg以内的电梯，防止使用过程中由于轿厢狭小而产生的压抑感，尽可能使用1150kg以上的电梯，将使用中的舒适度进行提升[1]。同时，在设计中对电梯型号进行选择时，由于不同品牌的电梯对于井道的要求不同，在井道尺寸、冲顶高度、底坑深度等系列参数上存在着明显的差异性水平。所以，具体超高层建筑设计中，为了使核心筒中电梯的设计更为合理，应当以自身的实际使用条件为基础，对其进行选择，并至少预留三种不同的品牌，供招标使用，并配以具体的井道方案。另外，为了保证使用过程中超高层建筑电梯的安全系数，在发生故障时，使梯内人员可以进行有效的逃生与自救，应当以11m为标准，在未停站的位置处设置逃生门。条件允许的工程中，可在每两层的厅门处设置逃生门。（二）电梯厅电梯厅的设计，是整个建筑中电梯最为密集的区域，应当对各竖向分区的分布进行合理的控制，并由此作为确定电梯设置形式的基础内容。 “一”字型的设置，是最为常见的设计形式，可以有效的保证各电梯厅之间保持独立的状态（如图 1 所示）。同时，对于停滞使用的电梯厅可以作为其他功能区域被合理的利用起来，实现使用效率的提高。 “T”型设计，在方形的核心筒设计中较为常见，当电梯终止使用时，可以将楼板打开，形成新的挑高前厅。 “十”字型的设计，也是十分常见的设计方案，将电梯设置在“十”字通道的两侧，可以将通道作为电梯厅进行有效的利用。然而在设计过程中，要对其宽度水平进行控制，一般单面梯保持在2.5M-3M，双面电梯尽量在3M-4M左右，以使其空间不至于产生拥挤感。图 1 “一”字型单侧电梯厅二、消防系统与楼道间的设计安全设计在超高层建筑中显得尤为重要，尤其是在发生火灾或是其他突发性事故时，必须保证疏散通道的畅通。所以，消防通道在建筑中位置的布置就成为了关键性的问题，在保证其功能性发挥的同时，还有对其覆盖范围进行设计处理。一般情况下，消防通道在设计时，应当分置于整体建筑的两端，防止其由于过度集中而产生拥堵的情况。当高层低区的面积较大，需要增加消防通道时，可以在核心筒以外的空间进行加设，以免对整体核心筒结构产生影响[2]。三、卫生系统的设计在卫生系统的设计过程中，可以采用男女相邻的设计方案，以此可以将前室的空间进行有效的整合，从而提高空间利用率水平，同时还可在给排水系统上进行设计优化，使得整体的管线设置更加集中，方便后续工作中的维修与管理。由于清理间功能的特殊性，必须设置在卫生间的临近位置，以保证其功能作用的发挥。在使用过程中，为了对楼层的利用效率进行优化，需不断的对电梯的分区进行变更处理，而这一点，就会对卫生系统中的用水房间位置产生新的要求。虽然在变更过程中，会产生较多的管道，尤其是横管，但为了提高楼层内的空间利用率，进行变更也有着不可替代的现实意义。四、电力系统下，强弱电间的设计在超高层建筑中的强电、弱电间，应当进行分开的独立设计，以免较强的磁场对信号的传输产生负面影响，并在空间上保证其面积范围在5m2左右。这样做也可以有效的防止桥架出线的密集化，是体现设计科学性的重要措施。同时，还应当尽量保证强、弱电间与用水房间的隔离，如设计中两者处于临近关系，则必须用双墙或是混凝土墙对其进行分隔处理。在弱电系统的处理中，复杂度水平较高，与相关的网络、视频、消防等设施息息相关，是实现超高层建筑信息化建设中的重要内容。而弱电系统在设计时展现出的智能化水平，也是体现其设计专业化与系统化的基本内容，因此在弱电间的设计中，应当预留足够的空间，