时间：2023-06-15 17:25:19
序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇高层建筑平面设计范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。
1.标准层的相关概念
在建筑水平与垂直系统中,有由大多数相同的楼层重叠起来的空间,这些空间的建筑、结构、设备等性质均相同,称之为标准层。建筑标准层的有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑设计的基本精髓,它揭示出多、高层建筑的实质构成。有效水平重叠,即无数个不同高度上的最佳水平面,以有效方式组织成大致轮廓相同并满足人们工作和生活需要的使用空间;合理垂直贯穿,即在这样若干个水平面之间,用一定形式、内容的垂直体以某种形式贯穿其中,垂直体通常包括电梯井、楼梯间和设备管道井以及结构支撑系统等内容构成水平面与水平面之间、水平面与地面之间的支撑和联系。截取这种水平面和垂直体交汇处的任一单元段,即得到所谓的标准层。
在高层中,建筑除了受竖向荷载作用外,还要考虑风力或地震力引起的水平荷载,这在很大程度上限制了标准层设计的自由度。高层建筑的竖向交通系统以电梯为主,楼梯只是一个消防疏散和短距离运输的辅助手段,这点对标准层平面布局的灵活性构成了极大影响。
2.标准层设计的基本原则
2.1.重复性原则
标准层的竖向积层,向空中发展是含有标准层建筑的固有属性。有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑标准层设计的基本精髓,揭示出高层建筑的实质构成。为此,重复性是标准层设计要遵守的最为基本原则。这种重复可从以下两方面来考虑:完全重复和部分重复。完全重复是最为常见和最简单的重复原则,即标准层平面的各项要素都完全一致,随着建筑的日新月异,完全机械式的重复所带来的空间单调、形式乏味被人们所重视,而部分重复原则在标准层的设计中表现了更为强大的优势。
2.2.高效性原则
高效、集约是现代社会发展的大趋势,针对标准层这样一个容纳丰富社会活动的场所来说,更加具有现实性,提高标准层空间的高效利用率、使用率等关系到整栋建筑的综合效益,充分发挥标准层高效性原则是现在以至将来标准层所必须遵守和充分重视的基本设计原则。
2.3.安全性原则
标准层的安全性原则主要指交通组织、消防疏散的安全性以及结构材料的坚固性。
(1)交通疏散的安全性由于标准层建筑面积一般都较大,使用功能复杂,各种设备管线繁多,人员密度大,人和各种物品的流动量大,引起火灾的潜在因素颇多。发生火灾时,将被火情围困人员迅速安全地疏散到地面安全地带是防火疏散设计的重要环节。疏散设计的原则是路线简单明了,便于人们在紧急时进行判断,同时提供从室内任何位置向两个方向疏散的可能性。
(2)结构材料的坚固性不同性质的建筑等级都有规定的使用年限,这种划分主要就是从建筑的结构、材料的耐久性来确定的。在合理的结构选型基础上,要保证建筑材料的可靠性,保证标准层的使用寿命。由于我国经济条件的制约,很多建筑不能完全按照规范的使用年限进行维修和拆除,所以,在标准层的结构选取、材料配比上要放宽限度,尽量为延长建筑的使用周期做出富余,这也是保障标准层安全性的重要一点。
2.4.经济性原则
标准层的经济性长期以来一直是设计者和投资者最为关心的问题,标准层形状的经济效益主要从长宽比予以考虑。相对来说,随着建筑层数、规模的增大,办公、商务等需要有较大进深的建筑更适合用点形的塔式;旅馆、住宅、医院等更适合用条形的板式,由于在大规模时进深受限,如果要采取塔式不得不采用内天井,而损失使用效率。在这种情况下,标准层长宽比较小(≤2)的宽板式高层得到了广泛的采用,如果利用得当常能有效地利用塔式和板式的长处,避开短处。
2.5.人本性原则
“以人为本”的设计理念已经成为当代建筑师创作的基本原则,是以人的基本生活、心理、行为和文化物质为出发点的设计。
(1)人性化建筑的目的就是为人服务,人性化是建筑的生命,在今
天智能化水平不断提高的背景下,强调人性化设计更有必要。标准层人本性设计就是要有利于人的身心健康。新一代建筑标准层空间布局更为灵活,空间设计的侧重点应向营造宽松舒适的工作、生活环境转变。在设计中“中庭空间”、“景观空间”、“交往空间”、“共享空间”的概念不断被采纳,并与功能空间相结合,为标准层人性化设计铺开道路。
(2)可持续性对自然的渴望是人的本性,注重标准层生态化设计是
人本性的重要体现。要保持生态必然要做到节能,两者互为因果关系。可持续性建筑标准层设计是一项复杂系统工程,设计中要紧紧把握“注重效益、崇尚自然、尊重科学”三个生态建筑基本点。“注重效益”就是“建造房屋少用资源,使用房屋节约能源”,“崇尚自然”就是通过建筑设计和构造的处理手法,实现建筑标准层平面高效自然通风、自然采光、隔热和遮阳。“尊重科学”就是在可持续发展的框架下,采用现代科技手段,使建筑标准层的设计达到生态建筑的要求。
3.标准层的平面构成手法
3.1组合连接
组合连接简称组接,可分为硬连接和软连接,都是将相同或不同的若干个形状有序连成一体的构成方式。
3.2复合叠加
复合叠加是将相同或不同的几何平面采用“交集”相叠形成新的平面形式。如方形的叠加、圆形的叠加、方与圆的叠加等。采用这种方法,可在基本几何形体的基础上以复合方式衍生出多样化的建筑体形。
3.3网格旋转
这种组合方式往往是利用单一的几何形平面单元在平面构成网格上进行圆周式转动,以简单元素做平面进行立体构成的变形处理,可以打破简单形体重复的单调、乏味,获得非同一般的效果。也可将不同的形以几何中心为圆心进行多角度旋转。此种构成方式虽然平面形式简单,但逻辑性很强,对构件尺寸设计及施工的精度要求很高。这些处理都能产生光怪陆离的平面及立体形态。
3.4边角切割
边角切割是在完整基本几何形上做局部的简单剪切,是标准层构成及建筑造型上最为常用的手法之一,是在简单几何形平面基础上,用直线或曲线为“刀”对其进行切削,构成新的平面形式
3.5 多向扭曲
扭曲是将基础几何形标准层平面隔层按着某种规律进行不同角度的扭曲变异或在“力”的作用下整体变化,如矩形弯成弧形,扭成S形等,这些均可产生奇妙的新型平面空间关系和赋有雕塑感的建筑形象。
3.6 自由成形
自由成形就是适形的平面形式,是依据场地环境条件和造型上的需要,充分利用钢筋混凝土的可塑性,创造出与众不同的平面形式。复杂的基地形状,不规则的边缘条件,采用不规则图形设计的方式布置建筑,使建筑的体型与基地相呼应,是建筑师设计的基本手法。这种构成方式虽然不能有明显章法可循,但一定是有机的、整体的、符合形式美物质运动规律的。
4.各类建筑标准层设计
4.1居住类建筑以居住为使用主体的建筑标准层平面多以单元(住宅单元、客房单元)形式出现,各单元空间划分方式基本相同,规模大小差别不大,基本表现均质空间效果。建筑外观也呈均匀变化趋势,很少出现大面积体快及材质的对比处理
中图分类号：TU241 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0055-01
1 高层住宅建筑平面设计的原则
通常情况下，在对高层住宅建筑进行平面设计的过程时我们应主要遵循四大设计原则：首先是建筑的布局必须合理，功能应较为齐全；其次是房间的类型要齐全并且各尺寸应适中；然后是为了充分的保证使用用户的经济效益，应充分的利用有效的面积，即设计时要尽量保证有较少的交通面积，较多的使用面积；最后则是要保证平面的规整性，这样也更有利于后续的结构设计工作，降低了工程的整体成本。由于住宅建筑平面设计的质量对于建筑整体的体形、体量以及其他很多特性都是有着至关重要的影响的，因此我们必须充分的认识到平面设计工作的重要性。
2 高层住宅建筑平面设计中存在的问题
在一个高层住宅建筑工程的所有设计工作中，平面设计工作应是最基础的工作。由于我国不同地方区域的天气条件、地理环境以及人文条件都是存在了较大的差异的，因此不同区域住宅建筑平面设计工作的出发点也是有着显著的不同的，南方区域为了保证更好的散热和通风，设计时通常都是采取十字型、双十字型或是井字型的；而北方区域则要保证向阳和保温的需求，因此其设计时就采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基础上，高层住宅建筑又多了一个“高”的特点，因此其主要的交通工具就是垂直上下的电梯。另外与多层建筑相比，高层住宅建筑在供电、供水、供气等方面的要求都是更高的，并且其平面布局的规划工作也更为复杂，因此其设计时也更容易出现问题。与多层住宅建筑相比，高层住宅建筑每个单元需要服务的户数肯定是要更多的，因此高层住宅建筑在散热、采光以及通风等方面的效果就要差一些，而噪音污染以及视线干扰也是高层住宅建筑平面设计中存在的问题。
3 高层住宅建筑平面设计的方法
3.1 私人区域的平面设计工作
在对私人区域进行平面设计时，要充分的保证使用用户的生活质量，所以需要对功能进行合理的分区，合理的划分睡眠、餐饮以及活动等区域，防止它们出现互相干扰的现象，同时还必须重视私人区域中卫生间的干湿功能分区的设计工作，充分的保证其使用性能。（1）卧室的设计。对此区域的设计就是要充分的保证住户有一个良好的休息环境，所以设计时就要防止内部和外部的环境对屋内造成干扰，而在位置上卧室应尽量选择在平面的深处。另外，如果卧室空间面积是足够的话，还是留有衣柜以及更衣室的空间。（2）厨房的设计。对厨房进行平面设计时，应将其设计在入户门附近的位置处，这样就能最大限度的降低不必要的人力浪费，同时也缩短了日常用品以及食物的运输时间。厨房平面设计工作中最重要的问题应是油烟的处理问题，因此我们建议应选择质量优异的排烟设备，并科学的铺设排烟管道。最后就是平面设计时还要考虑到厨具以及厨电设备的摆放问题，应以使用方面和安全可靠为设计原则。（3）卫生间的设计。对卫生间进行平面设计时，我们应知道其是由明厕和暗厕的分别的，顾名思义两者的区别就是前者是直接采光的。在我国的南方区域，本身的天气条件就是湿热的，如果再加上暗厕的效果就会给人带来不好影响，从而引起一定的问题。所以在实际的设计工作中，我们应尽量避免设计暗厕，而对于一些确实没有外窗的暗厕，最关键的问题就是串味和通风的问题，要想解决这个问题，设计时就要铺设变压式排气管道，并且在其入口处还应加装一个防火止回阀。
3.2 公共区域的平面设计工作
（1）垃圾收集空间的设计。在高层住宅建筑的每一层楼的公共空间内，都是要有一个特定的区域作为垃圾收集空间的。这个区域的面积要求不需要很大，还是应能够放下一个中型的垃圾桶，而在选择垃圾桶摆放的位置时应尽量选择在货梯附近，这样在运输垃圾以及清理垃圾时，就能省下很多的人力和物力。（2）一楼大堂的设计。在大堂的入口处应进行人性化的设计，即设计时要考虑到居住用户的行为需求，如为了保证残疾人以及婴儿车的顺利通行，并且方便局面搬运物品，就可以在入口处设置坡道。在对大堂的内部进行设计时，应注意以下3个方面的工作：首先是采暖的设计，因为北方冬天的气温很低，所以在北方尤其需要；其次是电梯厅的通风设计和采光设计；最后则是信报箱的设计工作。（3）电梯的设计。高层住宅建筑公共区域的最重要的组成部分就是电梯的部分，因为为其直接关系着居住用户的日常生活，因此平面设计时也应对其进行重点的研究。在高层的公共建筑中，电梯时最主要的垂直交通工具，因此每栋楼的设置都应至少两台电梯。在对电梯进行平面设计时，应排紧并紧凑布置，因此这样居民在等电梯时，观察和操作就都更为方便了。电梯是一类整个建筑用户都能共享使用的交通工具，是绝不允许单独霸占使用的。对电梯进行设计时，应尽量避免出现居住用户房间的大门直接面对电梯大门的情况。另外从消防的角度考虑，不应将两台电梯远离设置，这样人们在选择电梯时就会很容易忽略远离的那一台电梯。同时设计电梯时还应保证消防电梯和客梯的组合模式，从而提高电梯的使用效率。如一个30多层的住宅建筑类型，通常情况下每台电梯都只为30户左右服务，这类电梯的服务水平已经是很高的了。
通过以上的论述，我们对高层住宅建筑平面设计的原则、高层住宅建筑平面设计中存在的问题以及高层住宅建筑平面设计的方法3个方面的内容进行了详细的分析和探讨。在对高层住宅建筑进行平面设计时，我们应认真的分析并研究其平面设计中存在的主要问题，同时将其分为公共区域以及平面区域两个部分进行设计和研究，研究出科学合理并且实用有效的设计建议和改善对策，从而真正的提高我国高层住宅建筑平面设计的水平，促进我国建筑行业的健康发展。
参考文献
[1] 陈建华.浅析高层住宅建筑的平面设计[J].中国房地产业，2012（8）.
[2] 徐建品.浅析高层住宅建筑空间的人性化设计[J].作家，2010（8）.
在对私人区域进行设计时，要注意的就是必须保证用户的生活质量，这就要求设计师必须合理分配空间，将睡眠、餐饮等区域合理安排，避免出现互相干扰的情况，当然还要重视各个区域的使用功能是否发挥到极致。
(1)起居厅。起居厅通常用来会客、家庭会谈及娱乐等活动，像狭长、异型类的设计不宜采用，宽敞明亮的设计会好一点。起居厅设计的需要处理好交通的问题，它主要要处理的就是户门、厨卫卧室门以及活动区划分的关系，应尽量避免通道面积大、房门过多现象。其空间设计还需要考虑家具的摆放，根据室内活动和功能性进行摆放，力求落落大方，精致简洁。而且，要注意的是交通线不应贯穿起居厅的中心，门户位置也最好偏向角落或墙端，这样就可以有适当的空间布置家居，形成较为独立的空间。
(2)卧室。对卧室的设计主要是要为住户提供一个良好的休息环境，就要避免内外部对卧室造成任何的干扰，应尽量选在平面深处，如果可以的话，衣柜和更衣室的空间也要保留。
(3)厨房。厨房就是用来存储、烹调食物的地方，一般有存储、洗涤和烹饪三个区域。厨房一般可以称作是家庭中心，在社会发展中也越来越重视厨房，对厨房的位置、面积等进行更加合理的设计，可以为效率的提高、时间的节约等提供很大的便利。厨房的主要设备一般就是灶台、洗涤槽和操作台，这三者通常会形成工作三角形，面积不超过两平米，而其他的设备根据需求来自行放置即可。而现在时展迅速，家庭电器的更新换代也变的快速起来，家庭的电气化程度也越来越高，设计时还需要考虑水管、电线、煤气管道等等的走线，还要给这些预留专用空间才可以。
(4)餐厅。餐厅时一户住宅的核心地方，在餐厅的时间是人们就餐、放松储能的时间，因而对餐厅的设计需要格外关注。餐厅家具的摆放和布置需要符合人们的活动空间需求，也是平面设计的依靠。餐厅在住宅中的位置，除了一些具备餐厅功能的空间外，那些独立的餐厅大多数应该在客厅和厨房之间，这样可以避免互相干扰的现象，而且在餐厅和客厅共处一地时，可以用一些类似矮柜的隔断来隔开形成两个空间，存在各自的独立性就行，也并非一定分开，只要餐厅紧邻厨房即可。
(5)卫生间。卫生间一般有厕所、浴室、化妆、存储和洗涤等组成，在一定程度上具有私密性，所以卫生间最好不要正对客厅等较为开放的地方。卫生间的面积一般根据设备的大小、数量以及人体活动所需的空间来确定的，而且它需要一定的采光通风面积，如果缺少通风条件的，就需要装置通风设备，门下最好留有20毫米左右的高度进风。卫生间是用水较多的地方，因而排水是十分重要的。设计时应格外注意以排为主，防为辅，其地面应低于一般高度25毫米左右，放置积水外流，还要设计好，避免潮气渗透。(6)阳台。阳台在人们的生活中有着十分重要的地位，因为它直接接触到室外，与客厅连接的阳台，可以延伸客厅空间。阳台可以根据户主不同的喜好来设计成一个多样化的空间，面积虽然小但可以进行绿化、休息、观景等行为，如果有条件的话，可以设计多个阳台、或阳台面积较大，露天的也可以，设计成私人的空中小花园，让生活变得更加多姿多彩。
1．2公共区域的设计
(1)大堂。大堂的设计应具有人性化，这就需要充分考虑住户的需求，比如残疾人士和婴幼儿的专用通道，或者局部的搬运工作，这些等等都可以在入口的地方设计出一定的坡道。在其内部，注意的就是一是采暖设计，如果在北方，就需要尤其重视;二是电梯的通风和采光空间设计;最后就是，信报箱的设计位置、大小等等。
(2)电梯。高层建筑中，公共区域最主要的就要数电梯了，因为它是贯通楼层上下的一个主要交通工具，关系着人们的日常的生活，因而对电梯的设计也就要格外的关注和研究。每栋楼最好安装两部电梯，且布置紧凑一点更为方便，在消防的角度看来如果分离较远不是很好，而且就会很容易忽略另一台电梯，紧凑设计令住户在等电梯时更方便操作。在设计时要注意，电梯的大门不要直对住宅的门户，要注意保护住户的隐私。同时，还要保证消防电梯和客梯的组合模式，进而提高电梯的使用效率。
(3)垃圾收集。高层建筑中，每一层的公共空间都应该留有一定的垃圾收容区域，面积要求不需太大，一个垃圾桶的大小即可，但最好放置在距离货梯附近的地方，这样方便清洁工作人员在工作时的清理，省下较多的人力和物力。
在现代建筑设计理念中，住宅建筑始终是与实用经济原则紧密相联的，平面和外观都不能脱离功能而独立存在。建筑、结构、技术三者之间联系紧密，并有着相互促动的效果。科学的结构形式、先进的节能技术，都会为平面设计开启崭新的创作思路，重要的是为提高平面使用效率提供了可能性。
二、高层建筑平面分类
1、高层住宅的上部住户，日常出入完全要依赖电梯，根据电梯的位置、消防楼梯的位置和形式，以及水平交通走廊的有无和形式，住宅被分为单元式、独立式、走廊式和组合式。对于一般的家庭型住宅，不论采用何种形式都可以满足要求 ； 超高层住宅由于在结构上追求合理性和确保容积率的必要性，所以寻求简洁紧凑的平面。在交通方面，中央核心筒式、面对中庭的廊式比较多。
2、根据平面的形状，不同的住宅平面布局可以归结于以下的基本形式：板式住宅----同进深相比开间较长的住宅、点式住宅----同平面规模相比高度较高的住宅。
3、根据住户形式，不同的住宅平面布局可以归结于以下的基本形式：面层住宅，是指所有的住宅功能位于同一平面层上；双平面层或多平面层住宅，是指所有的住宅功能位于不同平面层上。
三、高层住宅平面布局与功能设计分析与研究
1、卧室区域设计
①设计基本原则。一是房间的安静，二是好的朝向，三是浴厕的管道设备单元。若希望保持卧室的好朝向，我们所以必须要有取舍。将辅助房间放到北面，包括书房，必要的时候也需要牺牲一间卧室的南朝向换取起居室的日照。卧室与浴厕区域连接的紧密程度，主要取决于家庭单位的大小和平面条件。
②设计手法。两间以上的卧室相互连接，形成较为独立的区域，通常位于起居区的后部，远离入口，这是住宅平面设计中常用的手段，有利于动静分离，并自然形成白天与夜间活动的分隔。卧室可以一字排开、房门直接开向公共区域，也可以相对设置、房门通过共用前区联系公共区域，或是所有房门开向一条内走道，以此联系私密区与公共区。由于不同家庭成员的卧室总是采取就近原则布置，反而提供了另一种灵活性，即与入口区域相联的独立卧室犹如一套附加的单元，与其他卧室隔着起居区域相对而立。这个卧室可以被用作儿童房、客房、工作室等，无论喧哗或是夜间使用，都不会对主卧室造成太大影响。这间卧室还可以结合入口的洗手区及卫生间布置，有三间卧室以上的住宅平面尤其适合卧室区域的再分隔。
2、起居区域设计
开放的起居区域主要包括起居室、餐厅、进厅、工作或娱乐区域，空间如阳台等。起居区域的组织方式主要考虑的是房间的进深、朝向以及使用功能便利等。贯穿式起居的好处在于不仅使起居区域有均匀的日照，而且便利了组团转角处平面的布局。一般情况下，人们并不愿意展示未经整理的厨房，开放式的厨房仅在没有工作压力的情况下才受人欢迎：同时由于中餐的烹饪方式带来大量的油烟，直接对外的开窗以及与其他功能区域的分隔门受到使用者的欢迎，这种平面多用于面积较大的户型。就餐区域功能退化，缩小至厨房的一个区域，而起居室则拥有了更为完整和开阔的视觉空间。此种布局多用于 2 人家庭住宅中，居住者有职业无小孩，做饭只是出于兴趣爱好偶尔为之，对起居区需求更大；还有一种情况是高层住宅结构造成了厨房面积过大，结合就餐区可以达到更高的面积利用率。这种组合形式在满足中式厨房对油烟隔离的要求的同时，厨房后部的就餐区设置在平面中自然采光最弱的区域，借助客厅及厨房两个方向的间接采光达到照明目的。
3、交通区域设计
①户内交通。一是内走道式。内走道式—交通空间脱离房间独立存在的平面形式，早期的内走道为所有房间的连系通道，起居室、餐厅均为独立封闭房间。现在起居区域开放，使得内走道更多的应用于卧室区，因此此种布局主要适用于双朝向开间多的板式高层。二是包厢式。包厢式—公共性的生活区域同时也是内部交通的结合区域，由此通达各个独立的房间的平面形式。三是入口分流式。入口分流式—通过入口区将主要居室分离，一部分朝南，一部分朝北，所有用水房间都集中在居住性能最差的中央区段，从而使各居室都有与户外的接触面。
②户间交通。在高层住宅中，可使用的户间交通联系方式有单元式、独立点式、廊式、组合式等。我们需要以基础调查的资料为依据，明晰居住者的生活意象，并根据高层住宅的高度、结构性能、经济性等条件来选择不同的交通组织方式。由于高层住宅的垂直交通以电梯为主、楼梯为辅，在建筑高度为 24m 的范围内，消防云梯可以起到第二条逃生通道的作用；超过 24m并且低于 32m 的时候，可利用安全楼梯间进行疏散；超过这个建筑高度则必须安装第二座电梯。在小高层住宅中，单元式住宅形式较为普遍，住宅平面的设计很大程度上继续沿用多层住宅的设计手法；12 层以上的住宅则更多的选用独立点式或廊式等连接方式；超高层住宅为了追求结构合理性和确保容积率，以独立点式及面向中庭的廊式较多。
4、高层住宅平面布局
① 一室户户型一室户通常是指 65m2以下，具有一间卧室的户型。由于高层住宅电梯井及设备间分摊面积较大，一室户的建筑面积相对多层住宅而言略高，可以达到 70m2。由于一室户住宅仅供单身汉或年轻夫妻居住，起居室与卧室的私密性在程度上相当，所以不需要象其他户型一样加以分隔。各区域紧密结合成一个宽敞的空间整体，可以大大改善小住宅的空间质量。一室户平面设计的基本原则是食寝分离。通常情况下，起居与就餐结合成起居就餐区，而当面积低于 40m2时，多采取将起居与睡卧结合、餐桌并入厨房、厨房简化为开放式烹调台等方式，达到面积的紧缩化。
②二室户户型。二室户通常是 70-90m2的，具有两间卧室的户型。二室户较一室户而言，是面积紧缩型家庭住宅的代表，它提供了更为灵活的居住形式，满足了2-4人居住的可能性.由于居住人数的增多，各自需要独立的私密空间，分户门成为必须。卫生间视需求可与厨房分离，服务于卧室区域。在面积较为宽裕的情况下，餐厅从起居室中脱离出来，靠近厨房，形成餐厨区域。两室套由于面积紧凑，多用于塔式高层住宅中，仅有个别高标准住宅使用单元式交通联系。
③三室户户型。三室户通常是指 90-160m2、具有三间卧室的户型。三室户是当今国内家庭住宅的主流户型，满足了最广泛的 3 口之家居住需求。在功能方面，除主卧、次卧外增加了书房（ 客房 ），根据需要还可增设主卫，餐厅的地位有所上升，一般与客厅有明确的空间分隔，卧室数量增多，可进行卧室区域再划分等。对于面宽小于进深长度的实例，通常情况下正面仅有二开间宽度，进深可达 15m，用于双侧采光或三侧采光的单元式条形住宅中。
④ 四室户及以上户型。主要介绍 160m2以上的，具有四间卧室以上的超大户型。若是所有房间置于同一平面层，过大的单元面积势必影响到标准层的布置，将二者合并考虑是比较理想的解决办法，如果所有房间分布在不同平面层，则可大大缩减单元占地面积以及室内流线，较中小户型面言有无可比拟的优势。
建筑设计所涉及的问题不仅仅是某一个单独的方面，而是相互联系的、大规模的学科背景。建筑贯穿于城市发展的整个过程，随着城市发展水平的不断提高，建筑的建筑也逐渐趋向集中和大规模，并且还会涉及到其他的领域，比如：环境、人口等。所以现代的建筑学科也在不断地细化，之前单独的、集中型的建筑学已经不能适应时代的需求了。
1 高层住宅建筑平面设计的原则
住宅作为一种最常见的建筑类型，在我们的建筑设计中占了一个非常大的比重。而且目前高层住宅建筑不断增多，其平面设计工作涉及的问题也越来越多。通常情况下，我们将高层住宅建筑的平面设计工作分为公共区域的平面设计和私人区域的平面设计，而要想有效地解决所存在的这些问题，就必须从高层住宅建筑的平面设计原则入手，弄清出现问题的原因并制定合理的解决方法，从而真正做好高层住宅建筑的平面设计工作。
通常情况下，在对高层住宅建筑进行平面设计的过程时我们应主要遵循四大设计原则：首先是建筑的布局必须合理，功能应较为齐全；其次是房间的类型要齐全并且各尺寸应适中；然后是为了充分保证用户的经济效益，应充分利用有效的面积，即设计时要尽量保证有较少的交通面积，较多的使用面积；最后则是要保证平面的规整性，这样也更有利于后续的结构设计工作，降低了工程的整体成本。由于住宅建筑平面设计的质量对于建筑整体的体形、体量以及其他很多特性都是有着至关重要的影响的，因此我们必须充分认识到平面设计工作的重要性。
2 高层住宅建筑平面设计中存在的问题
在一个高层住宅建筑工程的所有设计工作中，平面设计工作应是最基础的工作。由于我国不同地方区域的天气条件、地理环境以及人文条件都是存在了较大的差异的，因此不同区域住宅建筑平面设计工作的出发点也是有着显著的不同的，南方区域为了保证更好的散热和通风，设计时通常都是采取十字型、双十字型或是井字型的；而北方区域则要保证向阳和保温的需求，因此其设计时就采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基础上，高层住宅建筑又多了一个“高”的特点，因此其主要的交通工具就是垂直上下的电梯。另外与多层建筑相比，高层住宅建筑在供电、供水、供气等方面的要求都是更高的，并且其平面布局的规划工作也更为复杂，因此其设计时也更容易出现问题。与多层住宅建筑相比，高层住宅建筑每个单元需要服务的户数肯定是要更多的，因此高层住宅建筑在散热、采光以及通风等方面的效果就要差一些，而噪音污染以及视线干扰也是高层住宅建筑平面设计中存在的问题。
3 高层住宅建筑平面设计的方法
3.1 私人区域的平面设计工作
在对私人区域进行平面设计时，要充分的保证使用用户的生活质量，所以需要对功能进行合理的分区，合理的划分睡眠、餐饮以及活动等区域，防止它们出现互相干扰的现象，同时还必须重视私人区域中卫生间的干湿功能分区的设计工作，充分的保证其使用性能。
3.1.1 卧室的设计。对此区域的设计就是要充分的保证住户有一个良好的休息环境，所以设计时就要防止内部和外部的环境对屋内造成干扰，而在位置上卧室应尽量选择在平面的深处。另外，如果卧室空间面积是足够的话，还是留有衣柜以及更衣室的空间。
3.1.2 厨房的设计。对厨房进行平面设计时，应将其设计在入户门附近的位置处，这样就能最大限度的降低不必要的人力浪费，同时也缩短了日常用品以及食物的运输时间。厨房平面设计工作中最重要的问题应是油烟的处理问题，因此我们建议应选择质量优异的排烟设备，并科学的铺设排烟管道。最后就是平面设计时还要考虑到厨具以及厨电设备的摆放问题，应以使用方面和安全可靠为设计原则。
3.1.3 卫生间的设计。对卫生间进行平面设计时，我们应知道其是由明厕和暗厕的分别的，顾名思义两者的区别就是前者是直接采光的。在我国的南方区域，本身的天气条件就是湿热的，如果再加上暗厕的效果就会给人带来不好影响，从而引起一定的问题。所以在实际的设计工作中，我们应尽量避免设计暗厕，而对于一些确实没有外窗的暗厕，最关键的问题就是串味和通风的问题，要想解决这个问题，设计时就要铺设变压式排气管道，并且在其入口处还应加装一个防火止回阀。
3.2 公共区域的平面设计工作
3.2.1 垃圾收集空间的设计。在高层住宅建筑的每一层楼的公共空间内，都是要有一个特定的区域作为垃圾收集空间的。这个区域的面积要求不需要很大，还是应能够放下一个中型的垃圾桶，而在选择垃圾桶摆放的位置时应尽量选择在货梯附近，这样在运输垃圾以及清理垃圾时，就能省下很多的人力和物力。
3.2.2 一楼大堂的设计。在大堂的入口处应进行人性化的设计，即设计时要考虑到居住用户的行为需求，如为了保证残疾人以及婴儿车的顺利通行，并且方便局面搬运物品，就可以在入口处设置坡道。在对大堂的内部进行设计时，应注意以下3个方面的工作：首先是采暖的设计，因为北方冬天的气温很低，所以在北方尤其需要；其次是电梯厅的通风设计和采光设计；最后则是信报箱的设计工作。
3.2.3 电梯的设计。高层住宅建筑公共区域的最重要的组成部分就是电梯的部分，因为为其直接关系着居住用户的日常生活，因此平面设计时也应对其进行重点的研究。在高层的公共建筑中，电梯时最主要的垂直交通工具，因此每栋楼的设置都应至少两台电梯。在对电梯进行平面设计时，应排紧并紧凑布置，因此这样居民在等电梯时，观察和操作就都更为方便了。电梯是一类整个建筑用户都能共享使用的交通工具，是绝不允许单独霸占使用的。对电梯进行设计时，应尽量避免出现居住用户房间的大门直接面对电梯大门的情况。另外从消防的角度考虑，不应将两台电梯远离设置，这样人们在选择电梯时就会很容易忽略远离的那一台电梯。同时设计电梯时还应保证消防电梯和客梯的组合模式，从而提高电梯的使用效率。如一个30多层的住宅建筑类型，通常情况下每台电梯都只为30户左右服务，这类电梯的服务水平已经是很高的了。
4 结束语
通过以上的论述，我们对高层住宅建筑平面设计的原则、高层住宅建筑平面设计中存在的问题以及高层住宅建筑平面设计的方法3个方面的内容进行了详细的分析和探讨。在对高层住宅建筑进行平面设计时，我们应认真的分析并研究其平面设计中存在的主要问题，同时将其分为公共区域以及平面区域两个部分进行设计和研究，研究出科学合理并且实用有效的设计建议和改善对策，从而真正的提高我国高层住宅建筑平面设计的水平，促进我国建筑行业的健康发展。
参考文献：
[1] 陈建华.浅析高层住宅建筑的平面设计[J].中国房地产业，2013，（08）.
[2] 徐建品.浅析高层住宅建筑空间的人性化设计[J].作家，2010，（10）.
前言
高层建筑结构设计中,平面布置规则性是必须仔细考虑的因素,由于不规则平面布置结构使其平面质量中心同刚度中心不重合,使结构绕刚心发生扭转,导致同层构件同一方向上产生不同位移,严重时导致结构整体破坏,所以在结构设计中,必须对结构平面布置不规则扭转问题提起足够重视。
一、关于平面不规则结构的定义
1、若干规范关于平面不规则结构的定义
关于结构规则与否的定义及规定,不同国家的标准出发点是不相同的。欧洲规范比较定量地规定了规则结构的指标,如表1所示[3]。美国规范和澳大利亚规范却从相反的角度定义了结构的规则性,即不规则结构的量化指标,如表2所示。
类型 定义
平面
规则
准则 建筑结构在平面内沿两正交方向上侧向刚度和质量分布接近对称
平面轮廓简洁紧凑,即无诸如H,L,X等形状,总的凹角或单一方向凹
入尺寸不超过对应方向建筑总外部平面尺寸的25%
楼板平面内刚度同竖向结构的侧向刚度相比足够大,以致于楼板变形
对竖向结构构件间力的分配影响很小
在采用基底剪力法给出地震力的情况下,加上偶然偏心,任一楼层沿
地震作用方向的位移不超过平均楼层位移的20%
表1规则结构的准则
2、不对称与不规则之间的关系
如前所述,关于不规则结构的定义,目前为止尚无明确严格的定义。但不对称结构较为严格意义上的定义为,结构自由振动的某一振型同时出现平动与扭转振型,即平动与扭转振型耦联,对应的平动振型方向因子及扭转振型方向因子均不为零时,即为不对称结构。从结构分析和设计的要求出发,以对称与不对称结构分类,实际的工程意义似乎不大,因为客观上存在的大量不对称但经过结构布置调整的建筑,其振动特性仍与对称结构类似,可以归入规则结构,而其余的则归入不规则结构。我国规范规定了平面不规则的三种类型,凡符合至少其中任意一条的结构均为不规则结构的范畴。需要指出的是,扭转不规则的定义是在刚性楼盖假定的前提条件下得出的。换句话说,即便是不对称结构, 但由于其不对称性较弱,算得的扭转位移比小于规定值1.2时,仍可归为规则结构。由此可见,不对称结构规则与否,不仅与其形状的对称性强弱有关,而且与其质量分布和刚度分布密切相关。也就是说,结构的对称性是一个综合的概念,包含平面形状的对称,质量、刚度的对称等,这些因素决定了结构的规则性问题。而这正好与前述若干规范关于不规则结构的定义实质是一致的。更为严格或更为科学的说法应该采用规则与不规则的说法,而不是对称、不对称的概念。
非规则类
型和定义 美国规范 澳大利亚规范
扭转非规
则性―――当
横隔板为
非柔性时 当垂直于某轴线结构物一端的最
大层偏移大于结构物二端层偏移
平均的1.2倍时,则应考虑扭转的
非规则性。在计算端最大层偏移
时,要考虑偶然扭矩的影响 当结构的重心与刚心之间
的距离大于沿地震力作用
方向结构尺寸的10%时
则应考虑扭转的非规则性
凹角 结构物的平面外形及其抗倒向力
体系具有凹角,且凹角两边的突出
部分均大于该方向结构物平面尺
寸的15% 同上
横隔板
不连续 横隔板突然不连续或刚度变化,包
括挖去的或开口的面积大于横隔
板毛面积50%或某楼层到相邻层
的横隔板有效刚度的变化大于50% 同上
平面
外分支 侧向力路线不连续,例如,垂直单
元的平面外分支 同上
不平
行的体系 垂直抗侧力单元与抗侧力体系的
主正交轴不平行也不对称 同上
表2结构的平面非规则性
二、关于扭转效应产生的原因分析
1、外来干扰。地震波通过地面时的运动是极其复杂的,各点的周期和相位是不同的。由于地面质点间运动的差别,可使地面的每一部分不仅产生平动分量,而且也产生转动分量,这种转动分量迫使结构产生扭转振动和扭转效应,而不论结构对称与否。
2、建筑结构自身的特性。在一般的结构抗震分析中,通常是将建筑结构简化成平面模型,分别在其两个主轴方向进行计算严格来说,这样的分析方法只适用于质量中心和刚度中心相重合且在一条直线上的四平八稳、庄重对称的建筑结构。而对体型多样化、质量中心和刚度中心不重合的不规则结构显然是不适用的。这主要是因为地震时作用在质量中心的惯性力将对刚度中心产生扭转力矩,迫使结构产生扭转耦联的空间振动。
三、关于扭转效应的控制
1、有关扭转不规则的相关讨论
为了控制结构的扭转效应,我国《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》均规定了结构的位移比限值后者同时还给出了周期比的控制指标。文献[4]指出了规范判别结构扭转不规则的位移比计算方法―――完全平方和的不尽合理之处,相应给出了三种补充计算方法,并通过实例验证了补充方法的可靠性和有效性。文献[5]详细分析了耦联反应及相对偏心距、平动周期与扭振周期的比值对扭转效应的影响,但它采用的是一阶振型,没有考虑高阶振型的影响。文献[6]指出:国内外有关抗震规范均未提到结构各楼层在地震作用下产生的楼层(构件)扭转角度对竖向构件造成扭转所带来的不利影响,也没有提出层间扭转角的限值及如何控制的措施。文中给出了扭转位移比与层间扭转角的关系、楼层扭转角的计算方法、竖向构件的扭矩计算方法以及抗扭计算。文献[7]指出了《规范》及《规程》中关于扭转不规则判别界限存在的问题,提出用楼层转角来反映框架结构及框剪、剪力墙结构的扭转不规则实际状况,并给出了各自作为判别扭转不规则界限的楼层转角值。需要指出的是,文中给出楼层转角界限值时没有考虑楼层层高的变化及剪力墙厚度的变化所带来的影响。
2、扭转效应的控制方法及措施
1 高层建筑中不规则建筑的发展现状
随着我国科技技术水平的逐步提升，我国建筑行业也在不断的发展。随着城市的不断扩建，设计者们为了迎合城市建设的发展需求，他们已经逐步更新了自己以往建筑物必须要对称、规则的观念，他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑，如非对称、不规则的建筑结构物。随着人们的观念的转变，现如今大城市中出现了许许多多复杂体型和不规则的结构，这种趋势在某种程度上代表了我国建筑的发展方向。
2 某工程平面不规则构件设计及其设计措施
工程采用框架-剪力墙结构，存在平面不规则、扭转不规则、楼板不连续、竖向体型收进等抗震不利因素，为不规则高层建筑，须进行抗震设防专项审查。合理布置剪力墙以减弱结构的不规则程度，缓解竖向刚度突变部位和平面薄弱环节在地震作用下应力和变形的集中程度，对薄弱部分进行中震不屈服分析并采取适当的抗震构造措施，提高结构在强烈地震作用下的抗震性能。
2.1 结构和构件设计
2.1.1 结构形式
工程设计利用楼、电梯间设置核心筒，在框架柱内嵌入剪力墙形成框架-剪力墙结构，该结构形式在较好地满足下部商场和上部住宅建筑功能的同时，保证了结构竖向抗侧力构件的连续，具有良好的抗侧刚度和抗扭性能。
2.1.2 结构平、立面布置
核心筒剪力墙布置时，纵、横向剪力墙力求均匀对称并互为翼墙，并保证筒体角部墙肢的完整性，提高核心筒的抗震性能。通过优化调整建筑物周边剪力墙墙肢长度和厚度，实现结构质量中心和刚度中心的接近或重合，减小结构的扭转效应。
2.1.3上部结构主要构件设计
（1）剪力墙的设计
核心筒周边和结构剪力墙厚度从下往上分别为350，300，250，200mm，对应的剪力墙端柱及框架柱的截面尺寸分别为700，600，500mm，混凝土强度等级分别为C40，C35，C30。
结构总质量为15104.859t。X向最小剪力系数5.09%，Y向最小剪力系数5.26%，满足抗规第5.2.5条最小剪力系数≥3.2%的规定。
（2）框架梁、暗梁和次梁的设计
嵌入框架柱之间的剪力墙在楼面位置设暗梁，暗梁宽度为墙宽，高度取墙宽的两倍且不小于600mm，该暗梁参与结构整体计算并按框架梁计算配筋。核心筒区域剪力墙设边框暗梁，宽度为墙宽，高度为墙宽的两倍，该暗梁按抗震构造配筋。
（3）楼板设计
竖向体型突变部位及上下1层的楼板厚度分别为150，130mm，双层双向配筋，配筋率取计算振型数与周期比。
振型数与周期比简单计算：结构计算振型数取15个，X向的有效质量系数98.66%，Y向的有效质量系数99.92%，满足高规第5.1.13规定。结构第1振型为X向平动，第2振型为Y向平动，第3振型为扭转，T3/T1=0.7761，满足高规第3.4.5规定。值且不小于0.25%。
2.2 结构的不规则情况和设计措施
2.2.1 楼板不连续
为提高楼板削弱区域抗震性能，竖向体型突变部位的楼板在该区域的厚度取180mm，其他楼层的板厚在该区域分别增加30mm，该薄弱区域楼板钢筋采用双层双向通长设置，配筋率不小于0.30%。楼板边缘设扁梁，扁梁上部纵筋直锚入楼板内，锚固长度按照抗震要求确定。
2.2.2 凸凹不规则
本工程层4～21平面凸出长度为11.3m，大于平面突出方向结构总长度（22m）的51.4%，按照高规判别为凸凹不规则。结构设计时对平面尺寸突变位置的楼板厚度和配筋进行加强。
2.2.3 竖向体型收进
（1）竖向体型收进的判别
因建筑使用功能变化，本工程层4以上结构平面部分收进，体型收进位置的高度为11.1m，为建筑总高度的17%，接近高规第3.5.5条20%的限值。收进后的平面宽度为12.7m，为下部楼层对应宽度的49.6%。按照高规第3.5.5条收进后的平面尺寸不宜小于下部楼层平面尺寸75%的规定，本工程为结构竖向不规则。
（2）竖向体型收进建筑的抗震加强措施
结构薄弱层在多遇地震作用下的剪力设计值乘以1.25的增大系数。该楼层剪力墙的墙肢名义剪应力的控制和剪力墙水平抗剪钢筋的配置采用中震不屈服分析的计算剪力。在结构设计时上部收进楼层和相邻下部楼层对应位置剪力墙和框架柱的截面尺寸不变，混凝土强度等级不变，以减小两个楼层的抗侧移刚度和承载力的差异。在结构设计时竖向体型收进楼层及地上层4设置约束边缘构件，提高墙肢的抗震性能。对竖向体型突变部位及其上、下一层楼板的厚度和配筋采取加强措施。
3 不规则高层建筑结构设计中应采取的措施
3.1 减小建筑结构的相对偏心距。
相关研究表明建筑结构的扭转效应与相对偏心距在一定程度上是成线性关系的，如果想要改善建筑结构的扭转效应，以及进一步的缩小楼层的位移比，则可以通过调整建筑结构的平面布置，进而使得建筑结构的质心和刚心可以更加的接近。实践工程中减小建筑结构偏心距的常用方法有：① 调整建筑结构平面的不规则性布置应该是在初步计算分析后才进行，通过初步计算的结果找到建筑结构的质心、刚心，同时需要做的便是通过相关数据以及实践经验比较准确的判断建筑结构的刚度分布，最后在适当的增减距质心较远的抗侧力构件。
3.2 调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比。
由相关研究表明：建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方的关系基本上是线性的关系，所以在设计建筑物时，可以考虑适当的减小建筑结构的周期。在做剪力墙时，则需要在合理的范围内尽量的加长或者增厚周边剪力墙，特别需要重视的是那些离刚心最远处的剪力墙。加大结构抗扭刚度的一般做法是在建筑结构边上设拉梁，同时缩小建筑结构的扭转周期，还可以通过增加周边连梁的刚度来实现。
3.3 提高周边抗扭构件抗剪力。
要保证建筑结构在强烈震动下依然安全，只靠调整结构布置是不够的。相关技术人员通过实验得到了如下的结论，即：当建筑结构处于非弹性时期时，对称的建筑结构受到双向水平地震作用便会随形态变化的而偏心。如果考虑建筑结构的抗震性能，则应该强化那些受抗扭效应制约构件的抗剪性能，以便使得建筑结构可以在强震作用下保持整体弹性状态。
结束语：地震灾害时有发生，不规则建筑结构却大量涌现，这对新时期背景下的高层建筑结构设计人员提出了更高的要求。建筑结构之所以分为规则结构和不规则结构，主要是因为不同的结构下，地震的作用受力特点和震害特点不同。引起不规则的因素比较复杂，对不规则的准确界定及具体指标仍然存在不足，不能完全依赖结构的规则性规范下的定量指标。设计人员要结合高层建筑设计采取针对性的措施，加强不规则的应用，提高高层建筑结构设计的安全有效性，为整个高层建筑工程质量奠定坚实的基础。
参考文献：
1.工程概况
某住宅综合楼，地上32层，地下2层，标准层平面布置为L形（见图1），总建筑面积为20680.800O。地上1层为商铺，2层为社区健身中心，3～32层为住宅；结构主体高度为99.600米，高宽比为4.5。主楼地下1层为管道夹层，地下2层战时为甲类核6级防空地下室，平时为戊类库房；裙楼为地下1层车库，板顶有2.100m的覆土。结构嵌固端的位置为主楼地下1层楼面（±0.000m）处；主楼地下2层楼面（-2.100m，裙楼顶板）与裙楼楼板连为一体（见图2）。结构主体采用全现浇钢筋混凝土剪力墙结构。
2.结构设计等级及设计参数（详见表1）
3.结构主体设计
3.1结构平面规则性分析
根据建设单位对建筑造型、功能的要求及规划场地的现状，结构平面呈L型，属于《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3--2010）第3.4.3条中图3.4.3（c）类情况。
3.1.1根据《高规》表3.4.3的规定，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，不满足要求；
（3）l/b=10.8m/13.2m=0.8
3.1.2根据《高规》第3.4.6条中“有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%”的规定及《建筑抗震设计规范》（GB 50011--2010）表3.4.3-1中第三种类型的定义和参考指标，本建筑平面中1-4～1-10/1G～1F部位，楼面总宽度为13.4m，总的开洞尺寸为4.45m+3.40m=7.85m，有效楼板宽度为13.4m-7.85m=5.55m，而5.55m /13.4m=41%
有上述两条可知，建筑平面布置有不规则的情况，造成楼板平面内刚度降低，楼盖整体性较差，对结构抗震产生不利影响。
3.2结构竖向规则性分析
本工程结构采用全现浇钢筋混凝土剪力墙体系，建筑的竖向体型规则、均匀，无过大的外挑和收紧（见图2）。为使结构的侧向刚度按照下大上小的规律均匀变化，剪力墙截面尺寸等均沿竖向逐渐减少，混凝土强度等级也逐渐减少。
根据2010年版《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》及相关规范、规程的中的规定，本工程属于平面一般不规则，竖向规则的结构体系。
4.基础设计
根据场地的地层结构及物理力学性质，并结合上部结构的特点，综合分析后采用整体性好的平板式筏型基础。主体筏板的厚度为1.500m，地下二层的层面标高为-7.800m，基础的埋深为9.300m，埋置深度为结构主体高度的1/10.7，大于1/15。
5.结构分析
5.1分析软件及主要计算参数
根据《高规》第5.1.12条及《抗规》第3.6.6.3条的规定，本工程应采用不少于两个的不同力学模型，并对其计算结果进行分析比较。
本工程因现场地形等建筑要求而造成平面一般不规则，根据上述现行规范的要求，采用中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部编制的结构分析程序（高层建筑结构空间有限元分析与设计软件）SATWE（2010网络版）进行结构分析，并采用PMSAP软件进行补充分析，对计算结果进行对比。
在以空间结构振型分解法进行计算时，计算振型数为18个，周期折减系数为0.95，考虑5%的偶然偏心和双向水平地震作用。中梁刚度增大系数为2.00，梁端弯矩调幅系数为0.85，连梁刚度折减系数为0.55，梁扭矩折减系数为0.40。
5.2计算分析内容
计算分析主要包括以下几方面：
（1）整体结构多遇地震及风荷载作用下的弹性分析
进行整体结构多遇地震及风荷载作用下的弹性分析，并对SATWE和PMSAP两种软件的结果进行对比，目的在于确定结构的构件尺寸，保证整体结构具备必要的承载力、合适的刚度、良好的变形能力和消耗地震能量的的能力，各项指标满足规范的要求。
（2）整体机构的弹性时程分析
根据规范要求，对结构进行整体的弹性时程分析，与振型分解反应谱法的计算结果进行比较，以确保结构分析的全面性，保证结构受力安全可靠。
（3）罕遇地震作用下弹塑性静力分析
5.3计算模型及基本假定
在使用SATWE和PMSAP程序进行分析时，均按照实际结构建立的准确的模型，包括屋面的构架。结构计算分析的过程中，考虑了以下的设计假定，以模拟结构真实的受力状态：
（1）地下1层抗侧刚度大于地上1层抗侧刚度的2倍，计算时假定结构嵌固端在地下1层顶板处。
（2）结构整体的施工模拟，依照施工顺序，分层加载。
（3）开洞较大的楼层洞口周边楼板设置为弹性楼板。
5.4主要结构计算结果及分析
5.4.1多遇地震作用下的弹性分析
（1）周期等指标计算结果详见表2：
（2）内力与位移计算结果详见表3。
结果分析：
（1）计算结果表明，两种软件分析的结构周期基本接近，结构周期合理。
（2）结构具有良好的抗扭刚度，第一扭转周期（T3）与第一平动周期（T1）的比值均小于0.90，满足规范要求；剪重比均大于规范限值3.200%；刚重比均大于2.7；有效质量系数均大于规范限值90%。
（3）结构在两个主轴方向的动力特征相近，第二平动周期（T2）与第一平动周期（T1）的比值不小于0.80。
（4）根据《高规》第3.7.3.1条，高度不大于150m的高层建筑，当采用剪力墙结构时，其楼层层间最大位移与层高之比Δu/h的限值为1/1000，计算结果均满足要求。
（5）层间位移均符合规范、规程限值要求，平面扭转规则。
（6）根据计算结果，剪力墙轴压比最大值为0.46（0.47），满足规范要求。
（7）结构计算的有效质量系数均大于90%，振型数已经选够。
经比较：两种程序的电算结果非常接近，各类参数反应出PMSAP模型仅仅比SATWE的刚度有所变化，是因为PMSAP开发了楼板用的多边形楼板单元，计算时进入整体结构分析，严格考虑了楼层之间构件之间的耦合作用，使得结构整体刚度有所不同。但SATWE中考虑全楼弹性楼板时，也可以计算楼板平面内、外刚度，故计算结果相差甚微。
5.4.2整体机构的弹性时程结果分析计算结果
计算结果表明，弹性动力时程分析每条时程曲线计算所得结构底部剪力大于振型分解反应谱法计算结果的65%，七条时程分析曲线计算所得结构底部剪力的平均值大于振型分解反应谱法计算结果的80%，且振型分解反应谱法计算结果曲线均能包络时程分析曲线的平均反应曲线。
5.4.3罕遇地震作用下的弹塑性静力分析
与需求点对用的顶点位移为145.89mm，层间弹塑性位移角最大为1/229，小于规范限值1/120，满足规范要求；该楼层在持续加载下变形平滑，具有充足的强度和变形能力安全储备，可保证大震不倒。
6.本工程采取的结构抗震加强措施
根据结构平面不规则的情况，本工程采用了如下的抗震加强措施：
6.1构件布置在满足建筑专业的要求下，采用将外边缘梁加宽及加高的做法，增强结构的整体性和抗扭刚度（抗扭纵筋及箍筋沿梁长加密），较少地震作用下的扭转效应。
6.2在外伸端及结构的细腰处均增加板厚，楼板配筋率适当增大以减少楼板较窄对结构抗震不利的影响，使外伸端与主体及细腰两侧结构能变形调谐。
6.3在二层层顶，扩大楼板加厚的部位，并采用双层双向配筋，使二层成为加强层，起套箍的作用，加强结构的整体性。
6.4在楼板有较大开洞的部位两侧采用双层双向配筋，以抵抗该部位的应力集中，增强其抵抗变形的能力。建筑平面有较大凹槽处设置拉梁，并且适当增大周边梁板刚度（图1阴影部分为加强区）。
6.5为了加强地下室梁、墙的协同工作，使一层的地震力通过地下室顶板很好的扩散至周边的梁、墙上，增加了地下室顶现浇板的厚度，并采取双层双向配筋，每层每向配筋率不小于0.25%。
6.6在地下车库的主裙楼间增设了沉降后浇带，减小基础的不均匀沉降对主体的影响。
6.7要求设备预留洞在管线安装完毕后均用混凝土封堵，加强楼板的整体性。
7.总结
本工程为竖向规则，平面有两项超限不规则的超限高层。依据《高规》要求进行了两个不同程序软件计算对比，计算结果无异常。各项重要指标的计算结果均满足高规及抗震的相关要求。
中图分类号:TU972.3
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2010)05-0161-02
1 引言
结构设计规范明确要求,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应有良好的整体性,建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,不应采用严重不规则的结构方案,但随着我国经济实力和科学技术水平的提高,人们的思想观念不断更新,严格意义的规则建筑已经很难见到,取而代之的是大批新颖别致、标新立异、彰显个性的建筑物。各地大量涌现的现代建筑物几乎都是不规则或是严重不规则的,如希尔顿饭店、深圳发展中心、中央电视台等,都是不规则建筑的典型代表,它们的出现既给城市建筑带来了崭新的面貌,同时又给结构设计人员提出了严峻的挑战。如何遵循规范精神,对不规则建筑结构进行结构设计与计算分析,成为工程设计中必须解决的重要课题。
2 高层建筑结构平面不规则的主要形式特征分析
从现实的角度,综合高层建筑各种不规则的结构形式,主要表现在以下几个方面:
1)扭转不规则,考虑偶然偏心的情况下位移比大于1.2;
2)凸凹不规则。①平面狭长,在抗震设防烈度为6、7度时,平面长宽比大于6.0(8度抗震时大于5.0);②凹进尺寸太多,平面凹进一侧的尺寸大于相应投影方向总尺寸的0.35(8度时大干0.3);③凸出过细,凸出部分的长宽比大于2.0(8度时大于1.5);
3)楼板局部不连续,①楼板凯洞凹入后,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%;②开洞面积大于该层楼面面积的30%:③采用细腰形平面;④有较大的楼层错层(楼板错层小于梁高不算错层);⑤角部重叠,重叠面积小于较小一侧的25%;
4)侧向刚度不规则,①楼层侧向刚度小于相邻上部楼层的70%或其上相邻三层平均值的80%:②结构顶部取消部分墙、柱形成空旷房间:
5)竖向尺寸突变,①高层结构上部楼层收进部位到室外地面高度大于房屋高度的20%,上部楼层收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%:②高层结构上部楼层外挑,下部楼层的水平尺寸小于上部尺寸的90%,且水平外挑尺寸大于4m,
6)竖向抗侧力构件不连续,竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递:
7)楼层承载力突变,A级高层建筑的层间受剪承载力比小于0.8,B级高层小于0.75;
8)结构的周期比过大,A级高层建筑不应大于0.9,B级高层建筑和复杂高层建筑不应大于0.85:
9)复杂高层结构,带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。
3 工程项目实例概况
湖南某高层建筑是一集商业、酒店及办公楼为一体的综合性大楼,建筑层数地下2层,地上24层,其中底部裙房四层,结构体系为框架剪力墙结构,总建筑面积约45000m2,建筑高度94.3m,地下两层为车库层高为4.8和5.3m,首层为酒店大堂及商铺,层高8m,2至4层为酒店餐厅及辅助用房,层高4.8-6m,5至12层为洒店客房层高均为3.5m,12层以上为办公楼,层高均为3.5m。
本工程为丙类建筑,使用年限为50年,抗震设防烈度为6度,剪力墙及框架梁柱抗震等级为二级,基础设计等级为甲级,采用高强预应力管桩,工程结构整体计算采用中国建筑科学院开发的设计软件SATWE进行计算。
4 结构平面不规则情况分析及调整处理措施
该大楼特点是竖向功能变化较多,笔者针对不规则平面的结构特征及高层建筑的特征,从概念设计和计算设计两方面人手,综合分析各相关因素,提出适合于不规则平面特征的结构选型及结构布置方法。调整后结构裙房及标准层平面见图1。
4.1 建筑结构平面不规则情况分析
本工程平面体型为z字型,I/Bmax=0.56>0.35,属于平面不规则结构,竖向有立面缩进,同时层高相差较大。初步计算结果表明:结构在地震及风荷载作用下的位移角能满足规范要求,周期比为0.83
调整该楼的周期比和扭转位移比是结构设计的重点工作,由于该楼平面凸凹不规则,两个核心筒均处在两边,刚度极不均匀,质心与刚心偏差较大,在地震等外力作用下极易产生扭转破坏。周期比的控制与位移比的控制一样,周期比侧重控制的时侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,目的是抗侧力的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出现过大的扭转效应。
总之,控制周期比的目的就是使结构抗侧力构件布置得更合理、更均匀,并不是使结构更刚,当平动第一周期与扭转第一周期比较接近时,由于振动耦连的影响,结构的扭转效应会明显增大,但该楼的第二周期扭转因子达到0.34,可认为扭转刚度偏弱,同样需要调整,不能仅仅认为平动第一周期/扭转第一周期小于0.9就可以了,应同时考虑平动周期中的扭转因子,不然在大震情况下,结构可能第一周期就是扭转周期。
4.2 平面不规则情况调整处理措施
考虑到这个薄弱环节,对结构的竖向构件做如下的调整:
1)在结构的左上方和右下方各加一片较长的剪力墙,增强建筑周边结构构件的抗扭承载力,同时也将结构的刚心大大的推向左边;
2)在右下角的核心筒开洞,削弱该处的刚度,因为该处核心简偏心较大,这也使刚度中心向左边移:
3)取消左上部核心筒下面的一个小核心筒,削弱中部的刚度,同时将该核心筒的连梁做弱,使结构的剪力墙更均匀,对结构扭转位移比及周期比均有较大的好处。
首层层高8m,造成受剪承载力小于上层的80%,要解决抗剪承载力不足,主要就要
加大抗剪截面。或提高混凝土强度,采取的措施就是在首层以下的各层将柱截面均加大100mm,墙加厚50mm,混凝土强度加大一级,采取措施后,‘受剪承载力比在90%以上,能满足规范要求,本楼第四层初算为薄弱层,四层顶即裙房屋面,为此将裙房屋面梁截面加大,加厚屋面板,有效的避免了薄弱层。通过以上调整,该楼由5项不规则调整为2项不规则,即平面凸凹不规则,立面缩进不规则,避免了申报超限。调整前后结构裙房及标准层平面见图1。
4.3 调整前后的周期参数
从表1的数据来看,因为取消一个小核心筒,刚度有所减弱,但结构调整的后刚度明显比调整前均匀,抗扭刚度也得到加强。同时扭转位移比也得到明显改善,
(由于篇幅问题未全部列出)最大扭转位移比均小于1.20,属于规则结构,从一个平面明显不规则的结构通过合理的调整刚度也可以使其成为结构上的规则结构。
4.4 弹性时程分析
对于平面不规则高层建筑,按高规规定,应采用弹性时程分析法进行多遇地襞下的补充计算,本工程采用2条天然波和一条人工波,弹性动力时程分析结构表明,在多遇地震作用下的层间位移、角位移、总剪力、总弯矩均满足设计要求,见图2,CQC法是安全的,设计达到了预期的效果。
4.5 采取的抗震措施
针对工程的实际,综合分析各方面因素,采取的抗震技术措施主要有:
1)在建筑允许的情况下尽量加长加厚周边剪力墙,尤其是离刚心最远处,将刚心和质心偏心率调整到最小,减小扭转周期,将结构调整成扭转规则结构。
2)削弱核心筒连梁,采用弱连梁连接,使平动周期增大,增大平扭周期比。
3)控制墙柱轴压比,提高柱的纵筋配筋率和箍筋配筋率(特别是角部),纵筋配筋率均加大一级,柱箍筋全楼加密,角柱加芯柱,来提高结构竖向构件在大震中抵抗的变形能力。
4)在凹角处增设45°斜向钢筋,抵抗角区应力集中,加强薄弱处的板厚和配筋。
5)四层虽然可以不算规范上的薄弱层,但计算仍按薄弱层计算,其地震剪力应乘以1.15的增大系数,同时加强该层墙柱配筋,提高结构在大震中的抵抗变形的能力。
6)加强裙房上层,即五层的墙柱配筋,有效抵抗立面缩进后产生的鞭梢效应。
通过采取以上措施,使该平面不规则建筑在满足各项功能的前提下,结构更安全科学和合理。
5 结语
综上所述,对于现代城市日益涌现的造型新颖别具一格的不规则建筑,结构设计人员应细心分析各种情况,从概念设计人手。找出结构的重点和薄弱点,因势利导克服不利因素,使整个结构在平面和竖向合理地布置结构刚度,避免和减少结构可能出现的薄弱部位,同时加强薄弱部位的构造措施,使建筑物从一个貌似不规则的建筑调整成一个结构上的规则建筑,只要结构工程师认真分析,抓住重点,强化构造,不规则结构的设计问题是可以解决的。
参考文献:
[1]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[2]邓孝祥,张元坤,唐可,平面不规则高层结构的扭转分析与抗扭设计[J].广东土木与建筑,2006(1):3-6.
1、高层建筑各专业设计的协调
高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程，涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节，参与高层建筑设计的工程师都深深体会到，对于每个专业单独而言是最完美的设计，但结合在一起却不是优秀的设计。各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工，建成后也无法使用。“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分，高层建筑设计既是各个专业自我完善的过程，也是各个专业之间互相协调的过程。提高高层建筑设计质量，不但依赖于各个专业设计水平的提高，而且在很大程度上取决于“建筑、结构、设备”的协调。我们认为在方案设计、初步设计阶段一般应以建筑专业牵头进行各专业协调，在施工图设计阶段则应以结构专业为主进行各专业协调。高层建筑结构设计除了采用合理的结构体系，先进的计算技术外，大量的工作是搞好与其它专业的协调，以便保证结构计算简图的实现。
1.1高层建筑结构设计与建筑专业设计的协调
高层建筑结构设计进行结构布置时，要与建筑平面设计密切配合，使高层建筑不但美观实用，而且结构受力合理。施工方便、造价经济。
(1)柱网和剪刀墙的布置要满足建筑平面功能要求。
(2)建筑平面开间进深要尽量统一，便于结构构件标准化。
(3)建筑体系变化不宜复杂。柱子剪力墙不能错位，其截面不能明显缩小或取消，同一楼层楼面标高要尽量一致，不宜设计错层和局部夹层，防止短柱及剪力集中。
(4)楼梯间、电梯间不宜布置在受力复杂或应力容易集中的转角部位，如因需要无法满足上述要求时，必须采取加强结构措施。
(5)合理布置建筑平面，力求简单、规则、对称，使建筑平面质心、刚心尽量一致，防止在地震作用下引起建筑扭转效应。
(6)非承重构件要选用轻质材料，承重构件采用高强材料，以便减轻结构自重，降低设计荷载。
(7)旋转餐厅平面设计应与结构设计密切配合，共同确定平面布置、悬挑尺寸、旋转尺寸及层高等。高层建筑基础是整个结构设计中的重要部分。为了增强建筑物的整体稳定性，高层建筑基础埋深一般为总高度的1/8～1/12。为了充分利用这部分空间，高层建筑通常设地下室，作为设备层及其它辅助房间。高层建筑地下室设计时，首先，根据结构类型、工程地质及施工条件等因素选择基础型式，基础型式的确定对地下室建筑平面设计及其它专业设计至关重要。
1.2 高层建筑结构设计与给排水专业设计的协调
给排水专用房屋包括水泵房、消防水泵房、水箱间及水处理间。这些房间由于有设备及设备基础，荷载比一般房间大，特别是高位水箱间设在建筑顶部，荷载特别大，对结构设计十分不利。水泵间最好设置在地下室或半地下室内。给排水专用房间内管道较多，应注意预留孔洞，预埋件位置及尺寸，防止出现结构削弱部位。
给排水管道直径粗，数量多，竖向管道应集中于管道井中，结构应对楼板孔洞局部加强。水平管道应避免穿过梁、柱。对管道穿越剪力墙、简体、楼板处应进行强度验算，必要时采取加固措施。结构布置应为管网系统创造条件，避免管道绕梁绕柱，增加水阻力或满足不了水平管道坡降要求。
高层建筑消火栓较多，消防水管较粗。为不影响建筑功能，常将消火栓、水管暗设于墙内，如果设在剪力墙内，则必须进行结构验算，防止局部削弱。
1.3 高层建筑结构设计与暖通专业设计的协调
高层建筑空调设备(风道、冷热水管、空调箱、空调机组等)通常与电梯、电梯厅、楼梯、电气间、卫生间集中布置在核心区，构成维持整个高层建筑活动机能的关键部分。在竖向布置上又与给排水、电气等集中布置在设备层。结构设计时应充分注意核心区及设备层的特点：①楼面负荷大，在内力分析及楼板设计时应考虑；②预埋管道附件多，注意局部荷载超过设计荷载；③设备层层高不同于标准层层高，而且应力集中，是抗震薄弱环节，要考虑抗震加固措施。
1.4高层建筑结构设计与电气专业设计的协调
电气专业的室内敷线，原则上应以导线在金属管中沿墙及楼板暗设，这对于预制装配整体框架、框架一剪力墙结构是很困难的。穿梁的垂直管道要在预制梁制作时预留孔道，并且梁宽和墙厚尽量一致，如不一致则要求墙的一侧与梁的侧面平齐，使穿梁管不露墙外。
高层建筑平面电梯井道的位置确定后，电梯机房位置也就确定下来，电梯机房内孔洞、预埋件较多，电梯机房荷载也比较大，因此应详细了解所选型号电梯土建条件并注意单台布置和多台布置的差别。由于电梯井道一般作为钢筋混凝土剪力墙，除承受竖向荷载外，还承受水平力作用，因此应校核洞口削弱后的强度。
2高层建筑基础沉降
高层建筑对地基基础要求严格，为了保证高层建筑整体稳定性，高层建筑基础沉降值和倾斜值控制在允许范围内。对于箱形基础和群桩基础，其整体倾斜值至今尚未有较好的计算方法，因此通过沉降观测了解高层建筑基础的整体倾斜就更重要了。
(1)在承受自重应力阶段，基础沉降量不大，沉降倾斜也不大，属于均匀沉降。附加应力阶段，基础沉降增加较快，沉降倾斜也比较明显。工程竣工后，基础沉降继续增加，沉降倾斜也继续变化。经过两年之久，基础沉降才稳定下来，沉降倾斜不再变化。可以看出：基础沉降倾斜由附加应力产生，附加应力值越大，沉降倾斜值越大。
(2)在承受自重应力阶段，整体弯曲值很小，属于均匀沉降。在附加应力阶段，整体弯曲才比较明显。可以看出：整体弯曲由附加应力产生，附加应力值越大，整体弯曲值越大。从观测结果看，整体弯曲实测值都比较小，通过计算得出：引起弯曲的弯矩值大大低于箱形承台混凝土的计算抵抗弯矩值。与基础应力测试结果一致，证实箱形承台内钢筋所受整体弯曲应力较小。
(3)地基变形不是直线，不论横向变形还是纵向变形，都是中部下凸的曲线，地基变形不均匀。地基变形的不均匀，会引起基础的不均匀下沉，使上部结构产生附加应力，引起结构内力的变化。因此，高层建筑结构分析应考虑上部结构、地基、基础的共同工作。
3 高层建筑基础应力测试
为了研究高层建筑结构的上部结构、地基、基础的共同工作，进行高层建筑基础应力测试十分必要。但是，目前我国进行高层建筑基础应力测试的工程很少，缺乏应力测试资料，不利于开展高层建筑结构上部结构、地基、基础共同工作的研究。
(1)钢筋计测试结果看，具有群桩基础的箱形承台，受整体弯曲影响很小，局部弯曲应力也不大。实测钢筋应力值均小于钢筋的抗拉强度计值。因此，具有群桩基础的箱形承台，可以不考虑整体弯曲的影响，按局部弯曲设计。钢筋计测试结果表明，箱形承台(包括箱形基础)增加附加隔墙是可行的。附加隔墙既可以降低顶板、底板计算跨度，又可以增加整体刚度。
(2)土压力盒测试结果看，具有群桩基础的箱形承台与桩间土之间的应力值均较小、与群桩基础的单桩反力相比，可以忽略不计。因此，对群桩基础箱形承台进行反力计算时，可以不考虑桩间土的作用。
