时间:2023-07-07 17:25:25
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高层办公楼建筑设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
办公楼建筑中聚集了很多企业员工,其在办公的时候可能会产生一定的噪音与污染,这对周围环境会有一定的影响,所以,提高高层办公楼建筑设计质量的首要任务,就是对建筑场地的选择。在选择的过程中,要使办公楼建筑符合城市规划的要求,还要与市政设施相匹配,这样才能使高层办公楼建筑的建设更加和谐,才能尽量避免打扰周围群众的正常生活。办公楼的设计需要考虑到租赁人的变动问题,要使建筑具有较强的适应性,还要增加建筑的功能,在设计的过程中,可以增加停车场、实验室、医务室、餐饮厅等功能的设施,这样可以大大增加建筑的价值,还可以为企业员工日常的办公提供极大的便利性。高层建筑中一般都设有电梯,提高电梯设计的质量,可以为员工节约一定时间,也可以有效的增加高层建筑的安全性。
二、高层办公楼建筑设计
1、外部形象设计高层办公楼建筑外形的类型比较多,根据不同的企业性质,建筑外部形象设计需要根据不同的要求进行改变。比如政府部门的办公楼与企业部门的办公楼外形方面就有较大的差异,这些建筑设计的差异性,大大增加的建筑辨识度。在设计建筑方案时,设计人员还需要实地考察,要了解施工场地的土质特点以及地基环境等,这样才能使建筑设计符合因地制宜的原则。建筑设计的考察工作还包括对周围环境的检测,在施工的过程中,不能破坏周围的环境,要通过增加建筑外形的美观性,美化周围的环境,使高层办公建筑成为当地一道亮丽的风景。建筑设计是城市建设的一部分,通过提高建筑设计的质量,可以使建筑更具美感,还可以使建筑与周围环境更加和谐,这也是设计的重点内容。
2、内部空间设计高层办公楼建筑设计是一项综合性工作,其包含的内容比较多,而且这个建筑需要具备多种功能,还要根据使用性质的差异性,改变建筑的内部空间结构。性质不同的企业,其办公楼的风格也有一定的差别,在高层建筑中,建筑的结构比较复杂,而且建筑的功能需要比较多,这也给建筑设计提出了更高的要求。相关设计人员在对建筑进行平面布局设计时,要将行政办公区与技术房区分开,增加建筑结构平面布局的灵活性,这也有利于扩展建筑空间面积,提高建筑空间的美感。高层办公建筑由于楼层比较高,在进行建筑设计时,要注意保证建筑结构的稳定性,可以在建筑的集中中心设置一个中枢结构,这样可以使建筑的功能更好的发挥,还能提高建筑结构的整体性。人流量大的空间(比如多功能报告厅)可布置在建筑首层,在院内设单独入口,第一步,重视生态环境设计。对于办公建筑,创造舒适、健康的空间爱你环境是永恒的话题。这部分可以提高项目品牌形象,吸引高端公司人住。第二步,重视节约能耗设计。节约能耗设计并不是项目最终的目的,二赵金龙中国能源建设集团黑龙江省电力勘察设计研究院黑龙江哈尔滨是降低客户的运营成本,同时提高项的目的同类产品在市场上的竞争地位。第三步,提高室内健康舒适度,提高健康舒适度一方面能提高工作效率,另一方面能减少生病缺勤率,增加对客户的吸引力。
3、办公楼的建筑节能设计和办公楼首先在布局朝向上,应该考虑建筑节能设计,并控制开窗面积。保证各部分维护结构的合理厚度及构造,做好屋面保温,给水排水、采暖通风空气调节、动力等所有带热和低温的管道均采取保温措施,以降低能耗。采暖通风空气调节设计应合理确定室内设计参数,减少冷却和加热空气所需要的能量,选配能效比高的暖通空调设备,减少运行能耗等。
三、高层办公楼建筑设计的节能性
1、自然通风自然通风是炎热地区节能的一个重要手段。利用自然通风可以减少空调的能耗,自然通风还能为室内提供更多的新鲜空气,减少因长期封闭房间,室内滋生的细菌和建筑材料释放的有害气体对人体健康的危害。在本楼设计中,我们利用中庭顶部加开大面积天窗和南北各层走廊的尽端开敞,加强自然通风,使房间尽可能形成穿堂风。带走室内的热空气,而污浊的空气从中庭顶部的天窗排出,形成室内舒适的小气候。
2、立体化、多层次的绿色空间大量的环境学、心理学研究表明透过玻璃观赏植物等被动活动,能使人心情舒畅,提高工作效率。办公室可以说是员工的第二个家,我们要使室内空间环境具有归属感,植物绿化景观的融入无疑是最美妙的调味剂。它可以起到减轻眼部疲劳、提神醒脑的作用。除了美化作用,绿色植物景观还具有吸收周围环境中的化学物质,并将其降解的作用,这已为许多实验所证明。绿色植物通过呼吸作用,向空气中释放出水汽,可以大大增加室内环境的湿度。
3、使用环保型材料环保型材料是指对自然资源破坏较低、对环境污染较小、有利于人体健康、耐久或可再生的材料。建筑材料的生产过程会破坏自然资源,会排放有害物资污染环境,危害人体健康。此外,建筑的耐久性也是“环保”性能的一个重要指标,材料的耐久性差直接导致建筑的寿命降低。环保型材料既可以直接使用自然材料制造,又可以通过人工合成。
四、结语
【关键词】 高层办公楼;设计;常见问题;具体设计
随着社会建设步伐的日益加快,将设计高层办公楼抬升到了设计人员工作的重要地位,使此种办公楼设计成为时代热点。鉴于高层的办公楼往往建设在人口密集、经济繁荣、交通便捷的地带,而且在体型方面不同于其他建筑楼群,设计人员在进行设计的过程中,便不能将其他高层建筑的设计方案以及思路原封不动的应用于高层办公楼的设计工作中。近年来,设计人员为了完善高层办公楼这类项目的设计方案,纷纷展开了对其设计中常见问题以及具体设计环节等工作的研究,为目前开展设计工作提供了有益的参考。
一、高层办公楼设计工作中常见问题分析
1、建筑体型问题
办公楼在功能方面的定位较为简单,设计人员在进行建筑体型设计时,一般不需要过多地考虑建筑内容与功能等问题,但是,由于办公楼常处于繁华地段,代表着某个区域的整体风貌,其体型设计必须实现与城市建设的总体规划、城市地域特点、周围环境等方面的协调。因此,设计人员必须在设计中对高层建筑的几个角度进行完善处理,以保证建筑的圆融性。同时,高层办公楼的建设在某种程度上代表着时代的风貌、社会的特征,在设计体型时,设计人员还应当尽量地结合当前时期的时代以及社会环境,通过应用新型节能的材料、技术、工艺等,使建筑在体型及外立面,凸显出对于生态化、人本化的设计理念。
2、开间进深问题
高层办公楼建设于寸土寸金的繁华地段,设计人员必须尽可能地对建筑进行处理,利用有限的土地,获得最大的可用空间,这就需要设计人员对建筑的开间进深进行优化设计。就目前来看,办公楼一般普遍采用3.4m到3.6m的开间,而进深方面则多为6.0m到6.6m。设计人员在进行设计的过程中,要尽量地根据具体的应用需求,对开间和进深进行选择,选定之后,再结合具体的开间与进深数值,对立柱等构件进行设计,避免过多的立柱影响到立面线条的明朗性,同时尽可能地根据办公室办公人员来开展不同的房间设计。
3、门厅设计问题
设计人员在为高层办公楼设计门厅时,要以办公楼的规模以及性质为基础,对其进行确定,同时充分考虑到门厅设计的私密性以及健康性。就私密性来讲,敞开式的门厅容易使外部人员对楼内建筑一览无余,而屏风式与格栅式的门厅则能够起到适当的遮挡作用。就私密性来讲,门厅设计应当做到内外有别,并能够对洁污进行有效区分。同时,设计人员要注意在设计方式上,对门厅进行良好的处理。如果门厅需要的较高的空间高度,设计人员可以将层高加高,或者是在室外增设踏步,提升两翼地下室的高度,或者还可以将门厅设置为两层高度并在其中加设回廊。
4、垂直交通问题
高层办公楼垂直交通以电梯为主,楼梯为辅。但是,设计人员在设计时,必须处理好楼梯与电梯的关系。一方面,要将楼梯设置在较为显眼的地方,保证较低楼层的员工可以在高峰期间走楼梯上下班,以缓解交通的压力。另一方面,还要根据人群的最大流量以及密集程度分布等因素,设置适当的电梯台数以及容重荷载,以保证电梯应用的顺畅性。
二、高层办公楼具体方面的设计工作
1、标准层
高层办公楼的标准层,主要分为办公区域、卫生间、前室、公共走廊、电梯厅、楼梯间、开水间、管井等几个方面,本文下面就对办公区域、卫生间及管井设计加以分析。
1)办公区域约占据了总面积的70%,可以将核心筒设置于平面中心部位,而各办公空间则围绕核心筒呈圆形分布,这样可以保证办公室的布局规整性、空间利用高效性等。
2)卫生间作为特殊场所,其设计则应当具有前室,并在前室部位设计镜台、洗手盆、烘干器、肥皂盒等,而且要着重注意视线设计,对卫生间进行适当的遮蔽,以避免一眼看到卫生间的内部。并在卫生间的合理位置,为其设置拖布池和其他的清洁用具。
3)管井方面设计包括给水井道、空调机房、电井等几个方面,设计人员要以高层民用建筑的防火规范对其中的竖向井道进行单独的设计,借用耐火极限值在1h以上的不燃烧体作为其井壁材料,并为井壁设置丙级的防火门。而且,建筑高度小于100m的办公楼,要利用不燃烧体对管井进行分隔(每个分隔层约间隔2层到3层的楼板),而高于100m的办公楼建筑,则为每一层设置防火分隔。同时,借助不燃烧体将管井与房间、走廊等连接的孔隙部位填实。
2、核心筒
办公区域的核心筒设计形式,主要包括中央型(建筑中心)、型(建筑四周)、分离型(建筑两边以上)、偏心型(建筑一边)这样几种,在进行设计的过程中,设计人员要注意以下几点问题:
1)、核心筒设计中必须具有两步以上的防烟楼梯,并且前室的面积要在6㎡以上,如果单层面积处于1500㎡以上,还要设置消防电梯(前室面积如上),若前室需要合用,则其面积必须在10㎡以上。只有这样,才能够保证占据整栋楼约30%面积的核心筒设计的合理性,从而使办公区域的建设获得完善的核心筒基础。
2)、需要严格做好电梯以及电梯厅的设计。电梯的数量与载重要以高峰、人数等来确定,同时,还可以根据高峰期的分布特点,利用调整电梯速度的形式,来缓解交通压力。而电梯厅的设计则通常为双层轿厢、快速梯和分区梯集合、传统式三种方式,其中的电梯都是组队型的一对一排列,约三台电梯作为一组,且电梯厅的净宽大约设为3m。如果高层办公楼的层数在30层以上,设计人员应当利用上下分区的形式设置电梯,约10层为快速梯的停站,然后转为分组梯。此外,设计人员还要为高层建筑设置疏散楼梯,此楼梯应当设置在人员疏散的可能方向部位,比如,靠近电梯厅的位置,还应当考虑双向的疏散,即火灾后一个方向不通后折返容易选取的方向。
3、消防
设计人员为高层办公楼设计消防装置,要考虑到消防通道、消防出口、防火分区、疏散楼梯以及灭火设备等几个方面的问题,同时要做好对于消防控制中心的设计。具体来讲,在进行消防设计时,要保证不同功能分区入口的独立设定,并采用防火卷帘、隔墙、防火门等分隔不同防火分区,还要做好对于防火分区疏散宽度的控制。每个分区要分成不同的防烟分区,而各防烟分区的面积要在500㎡以下,可用结构梁作为防烟分区的划分界限。此外,必须设置简单明了畅通的疏散楼梯,除了上文所阐述的疏散楼梯方面的设计要求外,还要做好对于相邻的安全出口之间的最大距离设定,即两出口之间的房屋长度要在40米以内。
三、结语:
高层办公楼作为标志性建筑,其设计工作牵涉到多方面的问题,在进行设计的过程中,设计人员一定要针对具体的要求以及相关设计规范,认真处理好各个细节问题,并努力推动具体设计部位的优化设计。
参考文献
[1] 朱蓉. 高层办公楼的设计点滴[J].广东科技, 2011(14)
[2] 冯琪. 高层办公楼电梯系统设计浅析[J].城市建筑, 2010(08)
[3] 林晓伟.浅谈高层建筑框架核心筒结构设计[J].中国新技术新产品, 2011(24)
关键词:超高层办公楼;建筑防火设计
中图分类号:S611文献标识码: A
前言:超高层建筑一般是指高度超过 100m 的建筑,通常在40层以上,与普通高层建筑相比,其具有火灾危险系数大、火势蔓延快、人员疏散困难等特点,同时由于我国现行的防火设计规范对于超高层建筑的设计要求还不够详尽,为此防火设计成为超高层建筑结构设计的重点与难点。本文现就超高层办公楼的建筑防火设计进行探讨。
一、火灾事故在超高层建筑中的特点
在火灾事故中,超高层建筑物的危害远远大于普通高层建筑物,其主要变现有火势蔓延快、人员疏散难度高等特点,致使发生严重的人员伤亡事故;消防设施不完备,扑救工作困难;建筑材料被燃烧,会导致不同程度的局部坍塌甚至全部坍塌。火灾后带来的后果包括:
(一)对预应力钢筋混凝土的影响。这种结构在高温条件下,钢筋会拉伸,降低了承载能力;
(二)对砌体结构的影响。高温条件下,砌块内部受热不均匀,会使得砌体开裂,最终导致倒塌。
在火灾发生时,如果建筑物上部倒塌,则下面的楼板会吸收因灭火时产生的污水,增加了楼板的负荷,使楼板因负荷过重而坍塌。而高温的钢筋混凝土由于污水的入侵,温度会急速下降而造成表面开裂,破坏钢筋的保护层。高温条件下建筑材料的强度会降低,加之建筑本身内部所产生的热应力等,会对高层建筑带来更大的危害。
二、避难层消防设计
所有超高层公共建筑都必须设置避难层,规范对避难层的设置要求较为明确,在具体设计过程中,还需要加强与当地消防部门的沟通,完善细部设计。
例如:关于首个避难层,规范规定从地面到首个避难层不能超过 15 层,但在工程实践中不宜将首个避难层设得太高,应考虑消防登高车作业的救援便捷程度,一般首个避难层靠近裙房屋面较为合理。关于楼梯间在避难层的设置要求,规范中只提到防烟楼梯间应在避难层分隔、同层错位或上下断开,但对如何断开(用栏杆还是墙体断开)没有详细要求,对防火门在避难层开启方向也未明确,通过参考上海等地消防部门对超高层避难层设计疑难问题的处理意见,并与当地消防部门协商,本文认为楼梯间在避难层用隔墙和防火门断开、错位比较可靠,同时楼梯间疏散门在避难层应朝避难区方向开启较为合理。关于电梯在避难层停靠问题,规范规定,消防电梯应在避难层停靠,但未说明其他电梯是否可以停靠,在本项目中,经与消防部门协商,避难层是禁止普通电梯停靠的,这样可以提高避难区的安全性。除了以上细部设计要求外,还有几点应特别注意:
(一)避难层的设备用房
避难层往往是设备集中布置或管道转换的场所,如何减小设备区对避难层的火灾影响,是避难层消防设计的重点。
1、在设备区和避难区之间做防火分隔,为确保安全,本项目采用耐火极限 3 h 的防火墙和甲级防火门进行分隔。
2、对穿越避难区的管线管道进行控制。在布置避难层平面分区前,应协调设备专业,尽量使得连接核心筒和设备区的管线管道不要穿越避难区,当必须穿越时,应该采用防火吊顶进行分隔,耐火极限不低于 1 h,并把设备管线用防火材料包裹及封堵更为可靠的做法是在避难层上方设置 2m 左右层高的管道夹层,用楼板阻隔火势通过管道向避难区蔓延。
3、设备区的检查门不应直接开向避难区,除了疏散楼梯前室防火门以外的任何门向避难区开门时,都应该加设前室。
(二)避难层的百叶窗设计
当避难层采用自然排烟方式或设有空调机组时,外立面上就需要设置百叶窗,随着建筑外立面设计要求越来越高,建筑造型越来越丰富,传统通风百叶有时难以满足设计师对外形的严苛要求,通风百叶的隐蔽化和与立面一体化设计越发重要,有以下几种方法可以采用:
1、用玻璃百叶替代金属百叶,由于现代超高层办公楼普遍采用玻璃幕墙形式,玻璃百叶就可以很好地弱化避难层百叶对整体立面的影响;
2、采用新的通风构造设计,如在避难层楼面的上下两端设置通风缝,改变在整层设置百叶的做法,就能起到很好的隐蔽化效果。总之,通过创新材料应用和构造方式,改善避难层的百叶窗设计是值得建筑师重视的一个问题。
(三)节能和隔声要求
避难层是因为防火设计的要求而产生的。大量自然通风部位的天花和楼板均应考虑保温构造要求,避免相邻上下办公楼层的室内结露。同时由于避难层往往兼作设备层,布置了较多的设备机组,容易对下部办公楼层产生振动和噪声影响,对于高级办公楼,避难层楼板宜采用浮筑地坪、隔声吊顶等隔振降噪的措施,保证良好的办公环境。
三、疏散人数的计算标准
疏散人数的计算标准是确定疏散宽度的关键,直接影响到楼梯宽度和避难区面积大小,对于控制超高层办公楼标准层平面的有效面积比意义重大。对于办公楼使用人数的计算标准有以下方法:
(一)按日常使用人数计算
暖通专业在计算空调负荷时,首先要确定使用人数,这可以作为建筑专业计算疏散人数的参考。对于不同档次的办公楼,《公共建筑节能设计标准》(GB 50189―2005)明确了不同的人均使用面积计算标准,超高层办公楼一般都是当地标志性建筑,通常定位为高档办公楼(例如本项目),可以按 8(m2/每人)计算。
(二)按极限使用人数计算
消防部门通常要求疏散设计考虑极端情况下的使用人数,尽量按照不利情况计算,普通办公室的最小人均使用面积为 4 m2,所以应把 4(m2/每人)作为计算标准。可以看出,2 种计算标准得出的疏散宽度相差一倍,又都有道理,不应简单二选一。经过与当地消防和审图部门沟通,取得共识:疏散设计要兼顾极端情况和正常使用两种状态,通过多方案比较测算面积标准较为合理。
(三)通过多方案比较测算使用人数
首先,由设计院出具标准层平面的多种紧凑型办公布置方案,分别测算使用人数,选取人数最多的一种计算出人均面积标准的初值。然后,由消防和审图部门在初值的基础上进行调整,确定计算标准终值。在本案的设计过程中,设计单位提供了 4 种较为紧凑的标准层平面办公布置图,测算出的人均使用面积从 5. 2m2~ 7. 3m2不等,经过与消防部门协商,最后确定疏散人数计算标准为人均 5m2,可以说,这种方法兼顾了规范标准和实际情况,是比较科学的做法。
四、建筑物外立面的防火设计
超高层办公楼的外立面往往采用玻璃幕墙和石材幕墙等立面形式,建筑设计单位要与幕墙设计单位紧密协作,对涉及防火安全的灭火救援窗和窗槛墙防火构造等作周密考虑。随着建筑造型越来越丰富,经常出现平面或竖向不规则的幕墙造型,在本文中,玻璃幕墙就同时存在平面倾斜和竖向倾斜,给层间窗槛墙防火设计带来困难。由于幕墙呈空间不规则形态,如果在楼板处做常规的混凝土或防火玻璃裙墙,则难以与幕墙贴合,经过与幕墙公司协调,最后采用在幕墙玻璃后背衬防火岩棉的做法,高度≥800mm,能够与幕墙同步倾斜,既达到阻断层间火势蔓延的目的,又最大限度地满足了视觉效果要求。
六、窗槛墙防火构造
在超高层建筑的外立面设置灭火救援窗,对消防救援十分有利,国家防火设计规范对此还无明确要求。在本文中,根据消防部门的要求,在商业裙房和超高层办公塔楼的外立面均设置了灭火救援窗,具体如下:
(一)间距控制在 20m以内,每个防火分区要求不少于 2 处。
(二)灭火救援窗窗口宽度≥0. 9m,高度≥1.0m。
(三)灭火救援窗可以是开启扇也可以是固定扇(紧急情况下消防员可以击碎),窗上应有灭火救援专用标识。
(四)在避难层的灭火救援窗部位,内部空间不能被设备和管道阻挡,以免妨碍消防员通行。
结语:总之,在对超高层办公楼的设计实践中,研究超高层办公楼在建筑防火设计方面的特点,特别是针对超高层建筑中的避难层以及人员疏散以及外立面防火设计等方面进行了简析,以期提高超高层办公楼的防火安全性能。
参考文献
[1]张梅红,赵建平.超高层建筑防火设计问题探讨[J].消防科学与技术,2010,(3).
高层建筑的不断迅速发展,已成为建筑发展趋势的一种必然方向。但如何有效、合理布置核心筒平面使超高层建筑的“平均得房率”得到有效提高?如何有效布置核心筒内竖向交通,使人员动线通达顺畅、合理?如何解决高层建筑人员疏散问题,合理布置疏散流线?
针对以上问题,本文将着重对高层建筑核心筒设计进行研究和分析,并给出相应的研究方法和解决方案。
【关键字】超高层建筑;核心筒;得房率;竖向交通;消防疏散
1 超高层建筑现状概述
高层建筑发展至今,已经有一个多世纪的丰富发展史。作为建筑设计发展过程中一个重要的里程碑,高层建筑被城市建筑师们誉为“城市的天际线”这一美称,突显出高层建筑及超高层建筑为衡量城市发展的一个必要要素。
据不完全统计,上海现居全球超高层建筑数量之首。其中,上海在1990~1999年10年期间,高度大于150米的超高层建筑为40幢;2000年~2005年仅5年中,上海的超高层建筑已达32幢;至2008年为止,上海目前的高层建筑有8700多幢,超过100米的超高层建筑有400多幢。
2 超高层建筑核心筒设计属性分析
2.1 设计难度分析
超高层建筑之所以被称之为“超高层建筑”,正是因为此类建筑的高度远远超过其他建筑的高度。超高层建筑的建筑高度超过100米,主要竖向交通依靠平面布局当中一个叫“核”的区域完成。此外,超高层建筑的主要结构高宽比区别于其他建筑。电梯运行方式也不同于其他建筑,消防疏散及设备系统也有别于其他种类建筑设计,更加复杂、综合性强,设计难度较大。
2.2 平面布置分析
超高层建筑的核心筒设计是整个超高层项目中最为重要的设计内容。核心筒设计决定着高层建筑的形态构成,在空间设计上决定着功能空间的使用模式。超高层建筑中的核心筒在本平面中作为“心脏”,它承载着主要的设备、辅助使用、竖向交通等重要使用功能。但对高层建筑来讲,单层面积因防火分区2000平米的规范要求,有效减少核心筒的面积而增加平均得房率,将会是考验超高层建筑核心筒合理布置的一个重要方面,也是超高层建筑设计中的一个值得研究和探讨的方面。根据核心筒平面布置位置划分:1)平面中心排布;2)筒体偏向一侧;3)筒体偏向某一端部。
以上三种超高层核心筒布置方式均根据项目功能性质不同而具体设计,均有利弊点。以超高层办公建筑作为例子分析结论得出,最合理的布置方式选择应该是第一种(平面中心排布)方式。平面整体使用空间争取至最为宽敞舒适的尺度,能够利用的空间较集中。辅助空间中的卫生间、设备机房及管井、疏散楼梯间、卫生间及茶水间等均布置在平面中央核心筒内,最大的增加了使用空间面积,提高单层面积得房率。
3 超过高层建筑核心筒设计特点
3.1 得房率
得房率是衡量整栋超高层办公甲级写字楼的一个重要指标之一,行业标准要求,一般甲级写字楼得房率须保证在65%以上,因此核心筒的合理布置非常重要。超高层建筑核心筒肩负着重要垂直竖向交通的重任,同时负责整栋建筑的设备机房、机电管井以及功能使用的卫生间、茶水间也布置其中。根据经验得出,超高层建筑当建筑高度在100~200米之间,核心筒的标准大小一般为标准层面积的40%不到,才能算是合理有效的布置方式。
举例说明天津金融街?融世中心项目的超高层办公楼得房率。本项目中A塔楼为一栋建筑高度177.85米,单层建筑面积2000㎡的超高层甲级办公楼。核心筒内布置17台高速客梯,其中总6台低区、6台中区、5台高区客体;筒内中心位置设置2台消防电梯和2间消防楼梯间;2间空调机房及若干设备管井。标准层核心筒面积约为520㎡,约占标准层面积的74%。
3.2 电梯布置(竖向交通)
超高层建筑核心筒内主要竖向交通由多部高速电梯承担着人的竖向动线运动。由于甲级办公楼行业规定,电梯等候时间和电梯的运输能力(5分钟内运送人员占总人数的比例:HC5)是另一个重要指标,对其产生直接影响的是电梯的速度、数量和载客人数。另外,电梯的数量和大小又直接影响着核芯筒面积的大小。
此外,超高层核心筒内按照《高层民用建筑设计防火规范》规定,还需布置消防电梯,电梯数量按照标准层单层面积决定。除了客运、消防关系着电梯的设计外,整栋建筑中的所有货运流线,也需通过核心筒内的竖向交通解决。因此,超高层建筑核心筒肩负着整栋建筑的客运流线、货运流线、消防疏散三个重要的方面。
举例说明天津金融街?融世广场项目的超高层办公楼电梯的布置形式及竖向分区。本项目电梯布置遵守电梯计算规定,通过计算结果在低、中、高区分别布置了6台、6台、5台高速客体,3台一组集中布置于核心筒内,同时在筒中央布置2台1600kg的消防电梯和2间消防疏散楼梯间。(如下图1)
天津融世中心-垂直交通系统分析图1
本项目因是一项成本控制项目,业主物业形式不同于其他常规物业,因此在A塔楼方案期间针对核心筒的布置,给出了多轮方案。通过合理排布及电梯计算规则的不断完善,得房率自65%直升至74%,核心筒布置方案过程如下:
3.2.1 方案一:核心筒布置如右图(一)
电梯布置方式:北侧4台低区并列排布,西侧5台中区及1台消防电梯,东侧5台高区及1台消防电梯,消防电梯均兼货梯使用;标准层核芯筒面积:700平米;得房率:65%;布置分析:核心筒面积大,侯梯厅面积浪费,得房率低,并且导致低区部分核心筒偏心;
关键词:超高办公楼;经济性;综合评价;
目前,我国资源消耗高、浪费大、环境污染等问题非常严重,随着经济的快速增长和人口的不断增加,淡水、土地、能源、矿产等资源不足的矛盾更加突出,环境压力日益增大。土地资源的节约集约利用和循环、高效利用成为发展的必然
而现代办公楼的建设由于用地紧张,所需面积又较大,多以高层和超高层建筑为主。而这些建筑又往往成为消耗能源和建设经费的超级大户,上海金茂大厦,北京soho,中央电视台等项目在成为城市地标的同时往往都是以天价的投资为基础的。如何在这些超高层办公建筑项目中从设计理念阶段就明确方向,尽量节约造价是今后新建超高层办公楼的一大重点。
一、 新建项目应实现的基本目标
1提高经济性:保证标准层面积,提高高层实用率,避免低效建设。
通过对深圳现有相应品质高档办公楼的调查,为保障高层建筑的实用率,办公楼标准层面积不宜过小。我们建议办公标准层面积应在1600~1800平方米之间,且不宜超过2000平方米,从而提升项目建设效率和城市对土地的利用,提高项目经济性。
2正确定位项目标志性:绿色经典为原则
新建项目不应盲目追求华而不实的建筑风格,而应将项目定位成绿色高效经典的新型现代办公楼。应该充分重视“人”在建筑中的感受,打造节能,环保,绿色的现代化高档办公楼,这既能充分发挥为数不多的剩余土地的价值,又能成为响应国家“节能减排”政策的积极举措,同时为内部办公人员提供一个健康舒适的自然办公环境。
二、 项目经济性分析
我们以某一面积近10万平方米的超高层双子楼办公项目为例,通过对塔楼高度,标准层面积,避难层层数,结构型式等方面进行对比分析,力求得出不同高度的双塔方案其造价的变化情况。
1方案可能性分析
2经济性分析
通过对深圳高档甲级写字楼项目的调研可得出,按照深圳中高档写字楼标准,单位面积造价随建筑高度变化而不同,常规情况下,建筑造价和建筑高度的关系大体如下所示:
三、 结论:
对三种方案的综合评价采用打分方式,其基本规则如下:
评分指标分为经济性和标志性两大类。在每一大类中包含有多项相关的要素,根据四个方案对每个要素的相应情况进行评分。最高分为3分,最低分为1分,获得3分表示该方案在本要素方面表现最佳,获得1分为表现最差。三个方案在每个要素的总得分最多为6分,如果在某个要素上有两个或三个方案难分高下,则平分分数。综合评价打分表如下表。
根据综合评价打分的结果,一高一矮方案作为得分最高的方案,在各主要要素上都有较好的表现,综合来讲,可以认为是最为可行方案。
四、 超高层办公楼标准层进深分析
使用空间的进深指从外窗到房间最内侧墙边的距离,房间进深的确定需综合考虑以下的因素:
进深越大,分隔组合的可能性越多,灵活性越大。反之,进深较小,空间划分的可能方也越少,灵活性降低。
进深越大,每层的办公面积越大,建筑的使用效率越高;进深越小,建筑交通面积和公共空间面积所占的比例会相对增大,使得建筑实用效率降低。
进深越大,房间内区的面积越大。办公室内区距离外窗较远,空气流动性差、品质得不到保障,无法利用用自然采光。内区的办公环境是较差。反之,小进深能够提高办公空间的整体品质。
进深越大,外柱到内筒的跨度越大,框架梁的高度越大,在同样层高条件下的室内净高越小。
选择建筑进深必须要综合考虑上述各方面因素后进行综合判断。
五、 建筑设计过程中其他影响工程造价的主要因素分析:
1. 平面形状
一般来说,建筑平面形状越简单,它的单位面造就越低。一般情况下建筑周长与建筑面积比越低,设计越经济。因些建筑物平面形状的设计应在满足建筑物功能要求的前提下,降低建筑物周长与建筑面积比。
2. 流通空间
建筑物的经济平面布置。在满足建筑物使用要求前提下,将流通空间减少到最少。因为如门厅、过道、走廊、楼梯以及电梯井的流通空间,他们都不能为了获利目的的加以使用,但是需要相当多的采光、清扫和装饰的费用。但是不能为了降低工程造价,忽虑了美观和功能质量的要求。
3. 层高
在建筑面积不变的情况下,建筑层高增加会引起各项费用的增加:1、墙与隔墙及其有关粉刷、装饰费用的提高;制冷空间体积增加;卫生设备、上下水管道长度增加;楼梯间造价和电梯设备费用的增加;另外,由于施工垂直运输量的增加,可能增加屋面造价;如果屋高度增加而导致建筑物总高度增加很多,还可能增加基础造价。
4. 建筑物层数
建筑物总造价是随着建筑手的层数增加而提高的。
5. 柱网布置
常规建筑柱网为8.4mX8.4m,若柱网过大,则梁高增加,配筋加大,造价增高,且影响室内净高。建议塔楼结构柱跨(进深)控制在12米以内,结构体系比较合理。柱外侧可考虑悬挑,以保证立面的完整性,同时可以形成丰富的空间感。
6. 建筑物的体积与面积
一般来说随着建筑物体积和面积的增加,工程造价会提高。尽量减少结构面积比例,增加有效面积,就是结构面积与建筑面积比越小,设计越经济。
7. 建筑结构。
建筑结构就是建筑工程中构件所组成的起骨架作用的。建筑结构材料如,砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构。建筑材料和建筑结构选择直接影响到工程质量、使用寿命、耐火抗震性能,而且对施工费用、工程造价有很大的影响。
六、结论:
【关键词】超高层建筑;避难;设计
随着我国经济迅速发展,结构复杂、人员密集的超高层建筑逐渐增多。高楼大厦虽然体现了繁荣、活力与发展,但也有诸多弊端。2010年11月15日下午,上海市静安区一栋28层的教师公寓突发大火,导致五十多名居民葬身火海,这场突如其来的大火更多的是唤起了人们对高楼大火的隐忧和惊惧。人们在感叹水火无情的同时,高楼火灾的安全危机再次触动了居住在高楼的城市居民的神经,同时也为城市高楼防火敲响了警钟。高层建筑发生火灾时,由于楼层高、人员集中、功能复杂、疏散线路较长,加之高层建筑自身管线多,管道形成的烟囱效应大,火势蔓延快,给疏散人员造成较大困难。就此,笔者综合大量实际案例和各地建设经验,对高度在l00m以上超高层建筑避难层(间)的设计进行了系统分析总结,以供参考。
1 超高层建筑设置避难区的必要性
避难层,是指超过100m的超高层建筑为了消防安全疏散专门设置的、供人们应急避难的楼层。对于100m高的建筑(住宅大约34层、办公楼大约25层),火灾时普通电梯停用(受高温影响或停电停运或着火燃烧,将危及生命),楼梯间是人员逃生的唯一通道。根据测试,一名20岁-50岁的正常成年男子,使用一部净宽1.10m的楼梯疏散时,住宅每层的运动距离大约8m,办公楼每层的运动距离大约13m,在没有任何障碍的情况下,由顶层跑至首层,住宅平均耗时4.5min-5.5min,办公楼平均耗时5.5min-6.5min,跑下楼梯的平均速度为0.8m/s-1.Om/s;如发生火灾,紧张慌乱人流拥挤体力不支,需要的疏散时间就会更长。一般住宅建筑火灾时最佳逃生时间是火灾初期的2min-3min,公共建筑是5min-6min。可见,超高层建筑发生火灾时,全部楼内人员通过楼梯间安全疏散至首层室外是不太可能的。对于超过100m高的建筑,办公楼可能有数千人需要疏散;住宅楼疏散人数虽少,但存在老人、小孩、残障病人等,为确保楼内人员生命安全,超高层建筑应沿建筑高度方向设置避难区,以缩短垂直疏散距离,为人们提供临时避难、等待救援场所,如屋顶平台、避难层(间)等。
2 避难层(间)位置
按最新的《建筑设计防火规范》GB50016-2014(高规建规合并版)高度大于100m的公共建筑,应设置避难层(间)。避难层(间)应符合下列规定:第一个避难层(间)的楼地面至灭火救援场地地面的高度不应大于50m,两个避难层(间)之间的高度不宜大于50m。其理由是发生火灾时集聚在50m左右的避难人员,可由消防云梯车(目前国内有一部分城市的消防车配有50m高云梯)将人员疏散下来。旧《高规》中,用限定建筑层数来满足消防救援高度50m的做法,不够准确,因为不同功能建筑层高不同,同样是十五层,住宅、公寓建筑高度可以是45m,而办公楼就可以是60m;再者不同城市消防部门配备消防云梯车不同,消防救援高度也不同,即使是目前世界较先进的消防云梯车,最大救援高度也仅能达到100m,因此第一个避难层(间)距首层的位置应因地制宜,根据当地城市消防部门意见或消防车配备云梯可达高度确定,并不宜超过50m,以满足大部分配有50m高云梯的消防车实施救援。另外,为使避难层、设备管道层、结构转换加强层合用以及安全疏散时间控制在较短时间内(2min-3min),两个避难层之间的高差也不宜大于50m。
确定好了高层建筑物避难层(间)的楼层之后,避难层(间)的具体地点设置也相当重要。高层建筑物避难层(间)的作用一方面是人群的疏散,另外一方面还需考虑方便灭火和求援。因此,高层建筑物避难层、避难间的正下方要保证有一定的空地,以便于消防车停靠以及云梯车的靠近;高层建筑物不同楼层的避难层(间)应尽量朝一个方向,便于救援的时候发现目标后快速展开救援行动,赢出宝贵时间。高层建筑物避难层、避难间与疏散楼梯间及消防电梯间应标有交通组织流线,以便于分散的人群易于识别并能安全地疏散和避难。
3 利用人员逃生心理进行避难疏散楼梯设计
在超高层建筑人员疏散中,发生火灾时人们疏散逃生会选择群体逃生,尤其是认识的人会聚在一起逃生,而且疏散人员一般会选择熟悉的路线、出口和楼梯逃生,这样一种行为在进入避难层时若设计为可选择继续向下层楼梯疏散或进入避难区避难这种形式,根据人员逃生的心理一般会选择继续向下层楼梯疏散,即使疏散过程中出现拥堵,由于从众心理影响也很少有人会进入避难区避难。而且由于这种设计,避难区出入口并不明确,进入避难区后出口不好寻找,这时就会出现往回走的现象,导致通往下层楼梯的通道更加拥堵大大增加了疏散时间和人员伤亡的概率。但是,利用人的社会性,设计合理的疏散诱导,也能降低疏散所需的时间,提高疏散的效率。超高层人员疏散中合理布置避难层,引导人员疏散,保证疏散畅通,可以起到很好的作用。如设计强制进入避难区的路径,通过避难区后转入下层楼梯,使人员不至于错过避难区避难,而且由于楼梯间空间有限在疏散时往往会出现拥堵,强制人员进入避难区能大大减小楼梯间的拥堵,使大量人员进入避难区这个相对安全的区域,增加疏散过程的安全性。
4 避难层(间)消防及防烟楼梯设计
4.1 消防电梯应在避难层(间)停靠,并设消防电梯出口
消防电梯是火灾时专供消防队员携带灭火器材进入高层建筑灭火、抢救伤员、老弱病残人员使用的电梯,可以避免消防队员与逃生人员在楼梯上形成逆流或因爬楼梯消耗体力影响救援灭火工作。消防电梯配备双路电源具有紧急控制功能等,普通电梯火灾时易受高温影响变形燃烧、停电停运,因此不应在避难层停靠。
4.2 防烟楼梯间应在避难层(间)所在楼层分隔、错位或上下层断开
避难层入口,如没有引导标志,发生火灾时处于极度紧张的人员不容易找到避难层,为此防烟楼梯间应在避难层(间)所在楼层分隔、错位或上下层断开,强制疏散人群途经避难层。防烟楼梯在避难层断开,比较适合较低层高的避难层;兼设备层的避难层,一般层高较高,会使上下层楼梯入口方向相反;另外,上下断开或错位都会影响到竖向管井、风道甚至电梯的布置,因此分隔的做法比较常用。值得注意的是,在上下没有断开或错位,只做分隔处理时,若通往同一通道通往避难区,则须设两个方向(进入和逃出)的防火门。否则可能造成单一的流线(只能进入避难区不能出来的情况),从而达不到疏散与避难的要求。
5 避难层(间)消防设施
首先,避难层(间)应设消火栓和消防软管卷盘、自动喷淋系统等;封闭式避难层(间)还应设独立的机械防烟设施;避难层内连通避难区和设备机房的公共走道,避难间所在楼层的公共走道(无论有无外窗)、各使用房间(无论面积大小)应设机械排烟设施;其次,避难层(间)应设消防专线电话、应急广播和应急照明、火灾自动报警系统、手动报警按钮等。应急照明供电时间不应小于1.Oh,照度不应低于1.0lx,应急广播系统应接至疏散楼梯间,入口处(包括通向屋顶平台的入口处)应设“避难层(间)AREA OF REFUGE”灯光指示标志,烟感器保护半径≤5.8m,如设置温感探测器,保护面积≤20m2,手动报警按钮设于出入口旁,每个防火分区至少设置一个手报,每个手报的服务半径≤30m,距地l.4m。
6 工程实例分析
现对于上海和珠海两个超高层办公楼项目的避难层设计的比较,来说明一些避难层的设计要点和注意事项。
上海合生广场项目是一个集商场,酒店,办公楼于一体的36万平方米的大型商业综合体。其中有180米高的超高层办公楼,我们在办公楼六层(下面五层是裙房商业)先设置第一个避难层(兼设备层),离地面35.6米;在二十层设置第二个避难层(兼设备层)。避难层平面如左侧图,值得注意的是,在上海地方规范中,避难层中的消防疏散楼梯是不需要错位或上下层断开的。但是,若通往同一通道通往避难区,则须设两个方向(进入和逃出)的防火门。否则可能造成单一的流线(只能进入避难区 不能出来的情况),从而达不到疏散与避难的要求。
珠海中交金融投资大厦项目是集一栋299.5米和两栋100米公寓的大型项目。由于是珠海项目,避难层楼梯做法与上海不同,需要上下错开。并必须注意的是,通往避难区的走道不能直接开设设备机房的门,必须用再加一扇防火门分隔。
7 几点建议与对策
第一,提高高层住宅建筑的火灾防范系数和安全系数。特别是在建筑总平面布局、消防通道、灭火战斗场地、防火间距、避难层、安全疏散、防排烟、防火分隔、消防供水、室内外灭火设施、自动报警系统、自动灭火系统、建筑材料装修、楼层通讯、应急照明、事故广播等方面,要做出强制性规定,提高防火级别。
第二,超高层建筑交付使用后要有可遵循的导则和规则,要从组织建设、制度建立、消防教育、防火巡查、设施检查、监控值班、预案制定、全员演练、安全检测等方面入手,制定基本的安全标准,做出规范性、定性、量化的规定,建立完善高层建筑的安全管理机制、安全保障机制和实时跟踪动态机制。
第三,制作逃生常识科教片,借助电影、电视等媒体向公众展示各种避险逃生技能。高层建筑业主要按照逃生预案定期开展火场逃生模拟体验。通过宣传和普及消防知识,培养全民消防安全意识,熟练掌握逃生技巧,才能在火灾发生时有效地保护自身安全。
第四,科研机构和生产厂家应联合推出各种实用性强、经济合理的逃生产品。要结合我国实情和高层建筑的类别、公民的需求,配置防烟面罩、逃生绳索、强光照明灯具、救生气垫以及其他安全逃生类装备。
参考文献:
关键词:办公楼;设计方案;必要性
中图分类号:S611 文献标识码: A
近年来,随着我国发展方式的转变,我国很多类型的办公都呈现出聚集办公的趋势。目前,我国各类办公建筑数量不断增多,同时建设规模不断扩大,推动了办公楼设计的不断发展。在办公楼的设计过程中,应当注重其与周围环境的有机协调,同时融入多元化、个性化设计元素以及文化气息,提升办公楼的凝聚力和亲和力,促进我国办公楼设计的不断发展。
一、办公楼初步设计方案中建筑物属性
(一)集成性
在现代办公楼初步设计方案中,现代办公楼建筑设计的构思要充分考虑所有相关的因素,办公楼的建设目的以及维护保养方式等十分重要的。对此,为实现办公楼的竣工和建筑物的维护保养有效分离,在办公楼的设计过程中,应当以建设目的为出发点开展办公楼各项功能设计,同时确保办公楼的整体设计在工程师、建筑师、委托人以及业主各方面的共同配合下进行,以保障办公楼初步设计方案的质量。
(二)可变性
在确定办公楼初步设计方案时,应当全面考虑可变性,确保办公楼满足业主的实际装修更新需要,这些装修更新通常是因为出现职员调动、商业变革以及经营方重组等情况而产生的。同时,办公楼初步设计方案还应当确保办公楼的运作系统、基础配备以及家具设施等均能够通过更新重组来适应改革的需要。
(三)安全性和舒适性
目前,员工对现代办公楼的安全性和舒适性要求相对较高,对此,在确定办公楼初步设计方案时,应当确保初步设计方案具备一定的安全性和舒适性,提高办公楼清新空气流通性。在办公楼装修过程中,应当采用无毒、低污染等装修材料,同时允许用户进行个性化气候的调节,提升办公室的舒适性,从而有效激发员工的工作积极性,提升员工的工作效率。
二、办公楼初步设计方案要求
(一)环境协调
在制定办公楼初步设计方案时,应当确保设计方案与环境向协调。在进行办公楼初步设计时,应当对周围建筑环境空间进行细致分析,合理分区,组织交通流线,布置景观主题节点,确保办公楼设计与周围环境向协调,以构建规整大器、功能合理以及景观效果突出办公环境氛围。在办公楼初步设计时,应当注重对基地环境的细致分析,同时确保办公楼与周围建筑群的协调。同时,将办公楼的设计看做城市景观的一部分,确保办公楼设计在满足其使用功能、技术以及经济等方面要求的同时,探求空间形体与内在秩序的和谐统一。在办公楼设计过程中,设计应当合理分析和比较建筑环境,确保办公楼设计方案符合美观、高效、适用、经济等发展原则的要求,从而有效实现城市景观界面的连续性。如对于北方的办公楼设计,由于北方天气寒冷,应当注重对办公楼采用集中布局方式,确保办公楼位于交通便利的道路区域,以方便人们的工作,同时提供宽阔的城市公共空间,确保办公楼在视觉术效果方面和谐统一,并注重考虑办公楼界面连续性和主体与裙楼的体量、形式以及功能布置。
(二)注重形体处理
办公楼的型体组合与造型是办公楼设计的主要环节,对此,在确定办公楼初步设计方案时,应当注重设计方案中对办公楼的形体处理。办公楼的型体组合与造型是办公楼空间组合的外在因素,同时也是办公楼内在相关因素的重要反映。在办公楼设计过程中,应当注重办公楼内部空间与外部体型的协调,构建完美、和谐的建筑艺术形象。在办公楼设计过程中进行处理形体时,应当注重主与从的构图方法的合理使用。在使用主从构图方法时,应当以轴线的关系表达主与从的构图手法,同时合理运用对比手法,注重体量之间、线形之间、虚实之间、质感之间以及色彩冷暖、浓淡之间的对比。在进行办公楼设计中的形体处理时,也应当确保体型组合符合主从关系,注重对称布局的合理运用,对不对称的体量组合通过运用体量的大小、高低、粗细、横竖、虚实以及材料的不同质感和色彩的处理手法,有效突出其体量组合中的主从关系。此外,在办公楼设计过程中进行处理形体时,还应当注重节奏与韵律的协调,提升办公楼的视觉美。
(三)加强内部空间设计
办公楼主要为生产、办公议题综合性建筑,不同的功能要求的办公楼应当提供与之适应的空间形式,确保办公楼的使用性质要求与建筑塑造的有机协调。对此,在进行办公楼的设计时,应当加强内部空间设计。在设计办公楼时,应当全面考虑办公楼的功能要求,有效区分行政办公部分与技术用房的平面布局,确保办公楼的平面布局具有较大的灵活性。对于办公楼人流量大相对较大的空间,可设置在办公楼首层,以方便人们的使用。同时,注重办公楼功能的弹性分区,确保办公楼功能在形成明确竖向分区的同时,保障办公楼功能满足不同要求的大、中型办公室在使用过程中按需动态改变格局的需要,提升办公楼内部空间的可变性和适应性。
(四)融入环保节能设计理念
近年来,随着社会的不断发展,人们环保意识日益增强,越来越关注办公楼的环保设计,同时也对办公楼设计的环保设计提出了更高要求。对此,在办公楼设计过程中,应当在办公楼初步设计方案融入环保节能设计理念。一方面,在办公楼设计过程中,注重降低能源消耗。在办公楼的设计过程中,可以根据办公室大小、局部气候、使用收益和效用比采取相关针对性的降低能耗设计。在办公室设计过程中,对办公楼与场地情况进行全面考,注重对办公楼外壳的充分利用,通过采用减少透光、提高隔热性等措施来降低办公楼能耗,同时科学选择取暖、通风和空调系统的规格,并采用高效能的设备、灯具以及器具,减轻办公室负荷,从而降低办公室能耗。另一方面,全面提升办公楼能源效能。在办公楼的设计过程中,应当注重太阳光、与建筑一体化的光电池、风力发电等新型能源的合理应用,如采用办公楼提供照明用电的与建筑一体化的光电池系统、采用可以提供家庭热水供应的太阳能加热系统、通过抽取地球中饱含的热量的地热抽泵系统,提升办公楼能源效能。同时,在办公楼的设计过程中,也应当采用生命循环经济模型和材料评估模型对办公楼的能耗效能进行科学、全面地评估进行评估,充分发挥建筑物的性能。
结束语:
办公楼初步设计方案中建筑物必须具备集成性、可变性、安全性以及舒适性,对此,在确定办公楼初步设计方案时,应当确保办公楼初步设计方案与环境相协调,同时注重形体处理,加强内部空间设计,并在设计方案中融入环保节能设计理念,确保办公楼初步设计质量,从而有效激发员工工作积极性,提升员工的工作效率。
参考资料:
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关键词:现代化;办公楼;设计分析
中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:
引言
根据一项社会调查,现代办公楼几乎都具有相似的设计特点,也即大型化、智能化、综合化。就依上海浦东新区金融中心为例,其办公大楼高度已经接近一百层,可同属容纳上万人同时办公,且智能化水平很高,突出的显示了现代化办公楼的特点。
1. 现代化办公楼设计要点分析
由于现代化办公大楼的设计施工均十分复杂,且加上本文篇幅有限,故只能对其一些设计要点进行分析。
1.1建筑地点的选择
鉴于城市中心区或者旧城区的城市规划已经基本定型,且人口密集,交通拥堵,地价昂贵,因此很难适应现代化办公大楼的施工要求。故而新建的现代化办公楼或者设计中的办公楼普遍将建筑地址选择在了开发区或者城区的经济金融中心地带。一是可以带动周围地区的经济发展,尽快使开发区繁荣起来,二是方便建筑材料的运输,且施工发出的噪音和污染也不会干扰市民的正常生活。
1.2办公楼地基的设计——深基坑地基施工设计
由于现代办公大楼的楼层高度已经达到七八十层甚至近百层,因此传统的地面夯基式地基已经无法满足如此高度大楼的稳定性要求。于是深基坑地基施工技术开始迅速发展起来。所谓深基坑地基施工技术,就是首先挖掘一定深度(可达十数米)的大型基坑,对基坑进行必要的加固和完善后,再以此为基础进行办公楼地基的施工。在深基坑地基施工过程中,必须注重基坑的防水、防坍塌工作,尤其是在作为地基依托的底部水泥桩,要求采取施工措施对桩体和桩周围进行加固,工程上普遍使用特种混凝土施工技术和注浆技术来完成。
1.3办公楼外形的设计
随着人类对精神文化的需求不断提高,人们的审美水平也“水涨船高”。尤其在办公大楼的设计建造方面,其传统的“火柴盒”式的结构也越来越不能满足人们的审美要求。自各种新颖的结构设计问世以来,给人们带来了前所未有的美感享受。因此,人们自然而然的会想到将类似的结构结构引入现代办公楼楼的建设中。下图是中央电视台办公大楼和英国伦敦市的金融大厦。这两栋建筑都具有新颖的外形,极具浓郁的现代化气息,不仅极大地改变了其旧有风貌,为其增添了令人陶醉的现代化的神韵,很好地迎合了人们的审美观。因此,在进行现代办公楼设计时,就可以根据实际情况使用类似新颖的结构设计。但是,需要强调的一点是,这种结构设计往往会大幅增加大楼的施工难度和资金投入,在具体进行设计工作时一定要“量力而行”,切不可贪图美观而盲目设计,以免造成不必要的浪费,毕竟“实用”才是第一位的。另外,对于一些小型的办公楼可以尽量使用合适的新颖外形设计,这样一来可以达到“醒目”的效果,不至于被淹没在高大建筑物的“大海之中”而被忽视(这一点对树立企业形象、提高知名度均有很大的好处)。
1.4办公大楼内部设计
在大楼的外形设计基本敲定后,就要进行大楼内部的系统性设计。也就是对隔间是办公室的分布、卫生间的位置以及内部大厅的设计。由于作者非专业人士,也无法给出集体的设计方案。但是,在进行内部设计时需要注意一下几个问题:
办公区设计尽量保持集中化,同时确保整齐有序。
每层楼应设计足够的卫生间,且卫生间原则上不允许设置在办公室对面。
注意采光和通风,原则上不能留有通风死角,且最大限度的使用自然光。
要保留足够的安装其他设备的空间,如空调系统、通信系统等。
特别需要注意的一点是消防系统的设计,必须保证消防栓有足够的数量,且应当远离容易发生火灾的区域。除此之外,一定要保留人员紧急疏散通道,且位置一定要合理,宽度和高度都要满足需求。
设计必要的自动灭火装置和火灾自动报警设备,以便能达到及早发现初期火灾和及时予以扑灭,提高建筑内的安全程度。
1.5办公大楼核心筒的设计
所谓核心筒,就是处在办公大楼核心部分的一个(或者数个)筒状结构体,它在结构体系中具有重要的作用。而且它还是容纳电梯设备、通信线缆、电气输送管线的载体。核心筒的设计时当今建筑工程行业研究的重要内容之一,根据建筑物结构的不同,核心筒的结构也具有相当的差别。对当今时代的办公大楼来说,核心筒设计普遍实现了计算机模拟化,也即利用相关的软件系统作为设计的主体操作工具。这么做的好处一是可以极大地提高设计速度和设计精度;二是能够将设计出的核心筒模块“代入”到整体大楼的设计中去,进而判断设计方案是否合适,是否有需要改进的地方;三是可以根据建筑施工要求进行精确的细节设计,最大限度的为工程施工提供必要的精确的参考图样和数据。因此,建议设计人员可以结合具体建筑的施工要求,利用配套的计算机软件进行核心筒设计。但需要强调的一点是,在核心筒设计时必须注意电梯等设备的规格要求,而且尽量将核心筒位置设计在办公楼的中心位置,以保证办公楼的整体稳定性。
1.6垂直交通系统的设计
所谓垂直交通系统,其实就是建筑内部的电梯。在现代化办公大楼中,尤其对是高层或超高层办公楼而言,电梯是不可或缺的基础设施。办公楼内的电梯一般分为正常状态的人员输送电梯(也即客运电梯)、货运电梯、紧急人员疏散电梯和消防电梯等。在进行电梯系统设计时,需要注意以下几个问题:
(1)根据核心筒截面积进行电梯设计,电梯截面积不得超过核心筒截面积,但又要充分利用核心筒空间而电梯不能设计过小。
(2)保证客运电梯设计安装数量能够满足需求,具体数量由办公人员总数而定。
(3)电梯的大小、载运能力、运行速度要满足使用要求。
(4)货运电梯和消防电梯尽量与客运电梯保持一定的距离,以免相互影响。而且消防电梯尽量使用不同的控制系统和电路系统,以免发生火灾时在短时间内便失去运行能力,失去其原本设计的意义。
(5)每个分区的电梯自成一组,互相连成一排布置,每排不超过 4 台,各不同分区电梯位于不同的平面位置。
下表是电梯设计中一些具体的参数:
1.7空调系统设计
空调系统也是现代办公楼不可缺少的重要基础设施。首先是空调的选型,在满足需要的基础上尽量选用节能型空调;其次,在空调的安装设计时注意不要占用较大的内部空间,而尽量安装在建筑外部,而且要保证空调处在通风良好位置。最后,现代化办公楼内的空调系统一般具有整体性设计和智能化控制,因此在空调系统设计时应预留有中心控制室。与此同时,在整体性空调系统设计时,应当保证不与通风系统相互干扰(即空调具体通风口要有适当的距离)。
结语
现代办公大楼设计是一项十分复杂的综合性设计项目。为了降低设计风险,最好在选择专业化高的设计队伍的基础上尽量参考成熟的设计经验,在设计方案出炉后还要经过专家的论证后方可开工建设。
参考文献:
[1]周立东. 谈超高层办公楼设计. 山西建筑. 2013年6月
关键词:高层建筑;结构设计
Abstract: The high-rise building has not only changed the layout of the city's buildings, but also played a huge role in promoting local economic development. The development of high-rise buildings is contributed by the continuous occurrence of new materials, the development of mechanical analysis and analytical means,the advancement of structural design and construction technologies, and the leap of modernized machinery and electronic technology.
Key words: high-rise buildings; structural design
中图分类号:TU3文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
随着高性能材料的不断研制和开发,结构形式合理性的进一步研究,可以预见,在今后的土木工程领域,高层建筑仍将是世界各国在城市建设中的主要形式,扮演重要的角色。因此,掌握高层建筑的设计知识,是对土木工程领域技术人员的基本要求。
一、高层建筑的界定
高层建筑有什么特点?或者说什么样的建筑算作高层建筑?对于这一问题,
世界各国有不同的划分标准,或者说不同的国家有不同的规定。1972年召开的国际高层建筑会议制订了如下的划分标准:
我国《民用建筑设计通则》则规定,10层及10层以上的住宅建筑以及高度超过24m的公共建筑和综合性建筑为高层建筑,而高度超过100m时,不论是住宅建筑还是公共建筑,一律称为超高层建筑。日本则将5层到15层的建筑称为高层建筑,超过15层的建筑均为超高层建筑。
事实上,究竟什么样的建筑算作高层建筑,应该视建筑的结构体系受力特点而定。如果建筑的结构体系,在侧向力的作用下,表现出了高层建筑的受力特点,则不论其高度如何,应该按照高层建筑来对待。
二、高层建筑结构设计的模式演变
1.内核的形成
高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核" (Core)。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步,在高层建筑的设计过程中,逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式,这是各专业共同探索优化设计的结果。在建筑处理上,为了争取尽量宽敞的使用空间,希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中,使功能空间占据最佳的采光位置,力求视线良好、交通使捷。在结构方面,随着筒体结构概念的出现、高度的增加,也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和抗扭,而这些恰好与建筑师的要求不谋而合。在建筑的中央部分,有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构,形成中央核心筒,而筒体处于几何位置中心,还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合,更加有利于结构受力和抗展。
2.核的分散与分离
然而,随着时代的发展、技术的进步,人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同,以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空何构成模式开始受到了挑战。对于结构专业来说,加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏,所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边,则无疑也会对结构抗震有利。同时,这种分散的多个外核的空间构成模式,也正好适用于新兴的巨型框架结构(Super Frame),使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。而从建筑设计的角度来看,核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边,对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求,而且还有利于避难疏散,创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。
3.中庭空间的出现
70年代前后设计的建筑中都加入了一个十分华丽、气氛热烈的大中庭。这种中庭既起着统合空间流线的作用,又是人们休闲交往的场所,中庭中还设置喷泉叠水、种植各种植物,可创造出一种激动人心的欢快氛围。所以它一出现便深受人们的喜爱,并很快风靡全球。80年代以后,中庭空间开始应用于高层办公建筑。受高层旅馆的影响,一些办公大楼为了追求气派和空间变化,便在入口处附设一个中庭。而随着人们环境观念的增强,以及各国政府对由于在办公楼内长时间从事VDT操作,所引发的情绪紧张,视觉疲劳和心理上的孤独感等“办公室综合症”的关注,高层办公建筑内部空间的设计也越来越为人们所重视。提供自然化的休息空间和改善封闭的室内环境,成为高层办公楼设计必须解决的重要问题。于是,在高层办公建筑中插人一个或在不同区域插入数个封闭或开敞的中庭的设计手法开始出现。
4.底部空间的变化
关键词: 大型商业建筑 空调冷热源 方案 经济性
前言
近年来,随着我国现代化建设的发展,城市的大型商业建筑不断崛起,为今后城市的商业发展打下了坚实的基础。同时,随着人们生活水平的提高,对大型商业建筑的多功能性、实用性、节能性、舒适性等提出了更高的要求。因此,在大型商业建筑空调系统的控制及设计过程中,冷热源技术方案的选择是其中最为重要的部分之一,其在很大程度上决定着空调的利用率以及能源的消耗情况。
一.空调冷热源设备的种类
1.空调热源设备的种类及特点
大型商业建筑室内热能量的提供主要有热网供热、热泵、热电厂、锅炉供热等。空调热源的设备及能量来源比较简单,对于现代城市大型商业建筑,随具体建筑的地理位置、能源消耗、人流分布等各个因素的不同而不同,应该根据具体要求和条件进行空调热源的选择。目前,矿产能源的利用仍是空调的主要热源选择,希望在不久的将来,新型能源的不断发展和完善,能够代替矿产资源的使用,减少能源消耗。
2. 空调冷源设备的分类
(1)活塞型冷水机组
活塞式冷水机组在空调工作的过程中,由于内部活塞不间断的往复运动,使得气缸容积发生变化,从而达到制冷的效果,因此其属于容积式制冷压缩式机组。通常情况下,活塞式冷水机组根据冷却剂性质的不同,又可分为风冷式冷水机组和水冷式冷水机组,这两种活塞式制冷机组各有特点,风冷式冷水机组是通过利用冷凝器的冷却风机取代水冷式活塞冷水机组中的冷却水系统的方式,使得冷水机组变得简单紧凑、可安置于室外等优点; 而水冷式冷水机组则具有流程简单、结构紧凑、价格低廉、运行安全可靠等特点。
(2) 螺杆式冷水机组
螺杆式冷水机组是一种回转容积式气体压缩机,通过提供冷冻水的大中型制冷设备,从而达到制冷的效果。与活塞式冷水机组相比,螺杆式冷水机组具有体积小、重量轻、结构紧凑、占地面积小、操作维护方便等优点,但是也有耗油量大、单机容量小、能源消耗大、要求装配精度和加工精度高、部分负荷下的调节性能较差等缺点。由上述螺杆式冷水机组的特点可以看出,螺杆式冷水机组不适用于大型商业建筑空调冷热源设备的制冷系统,而在民用建筑中可以得到广泛的应用。
(3)离心式冷水机组
离心式冷水机组主要有: ( 1) 运行稳定、操作简单,经济适用; ( 2)部件之间无接触,无摩擦,运行平稳,噪声较低,维护便捷; ( 3) 单机制冷量大,占地面积小;。但是其也有单机制冷量过大、能源消耗高、不适用较高的冷凝压力等缺点。
(4)吸收式冷( 温) 水机组
与其他冷水机组相比,溴化锂吸收式冷( 温) 水机组主要以溴化锂溶液为吸收剂,具有以下优点: ( 1) 安装便捷,操作简单,维护保养方便; ( 2) 以热能为动力,以水为制冷剂,用电量少,运行稳定,符合环保要求; ( 3) 对外界的适应能力强,有利于热源的综合利用,减少废气、废热的排放等。
3. 空调热源设备
在重庆地区,热源一般采用以天然气为燃料的燃气热水锅炉作为一次网,供回水温度为95/70℃,经板式换热机组热得到的低温水45/35℃作为二次网供给本楼地板辐射供暖系统。热水锅炉及板式换热机组一般设置在地下一层设备间内。
二.空调系统
1.系统冷源
本工程空调系统采用风机盘管加独立新风的模式,冷源为设置在地下设备机房的水冷螺杆式冷水机组,供回水温度为7/12℃。冷却塔设置于室外绿化地内,供回水温度为32~37℃。
2.空调水系统
空调水系统分区与供暖分区相同,空调水管布置为双管同程式系统(包括主管及支管),供回水立管布置在管道井内,支管均布置在各层走廊的吊顶内,为保证净高,空调水管穿梁设置。空调水系统采用两管制一次泵定流量系统,冷源侧定流量,负荷侧变流量。供回水总管间设置压差旁通控制器,空调末端设置电动调节阀改变通过末端的水量,水系统补水定压与供暖相同。
3. 空调风系统
本工程新风系统为独立新风,考虑到全年使用,采用全热新风换气机,该机组体积小、噪音低、安全实用。全热新风换气机使新风和排风在通过热回收器和对流式热交换材料时进行全热交换,既保证了室内空气的清新流通,同时借助于排风的能量预处理新风,从而使能量得到有效的回收,大幅度地降低空调系统的运行费用,节约新风处理能耗约25%以上。全热新风换气机每层设置一个,机组位于在清洁间的吊顶内,送风管道沿走廊吊顶内梁下设置,进入各房间内的支管均设置手动对开多叶调节阀,根据个人需要调节风量。
三. 案例项目冷热源设置
1、工程概况:
本项目为重庆市东原中心,本项目位于重庆市江北区红石路,总建筑面积约41万m2。共计7个子项,其中1号楼为地上8层的高层商业和地下3层车库和设备用房,2号楼为26层高度不超过100m的办公楼,3号楼和4号楼为24层超高层办公楼,5号楼和6号楼地上5层商业和地下3层车库,7号楼为40层的超高层办公楼。本子项1号楼(裙楼商业),地上8层的高层包括自持商业和出售商业,业态有零售、餐饮、电影院、百货、超市、溜冰场、KTV等,地下3层为地下车库及设备用房。
( 1) 方案一: 离心式或螺杆式冷水机组 + 真空热水锅炉;
( 2) 方案二: 溴化锂吸收式冷( 温) 水机组;
( 3) 活塞型冷水机组 + 热电厂。
在空调冷热源选择的经济性探究过程中,此次通过对某大型商业建筑方案一、二、三投资等方面对此大型商场的经济性及能源消耗情况进行分析( 如表 1) 。并且对其大型商业建筑一年内的能耗情况进行了详细的数据统计,分别为: 方案一耗电 6145kw,耗天然气为 2154m3;方案二耗电 4526kw,消耗天然气 3012m3; 方案三耗电 9456kw。而在商场内部各项负荷所占的百分比分别为: 人员 40% 、新风 28% 、照明及设备 26% 、围护结构 6% 。
表 1 某一大型商业建筑空调冷热源出投资表( 万元)投资种类
由以上数据可以看出,在设备投资方面,方案一最低的; 而在能耗方面,方案二的能耗是最低的。再根据某地区的气候特征以及大型商业建筑内部的人员流动等因素,方案一和二都是较好的选择。
五.结束语
随着空调的广泛应用,空调的冷热源设备多种多样。因此,在进行大型商业建筑空调冷热源设备的选择过程中,针对具体的建筑形态,结合空调冷热源的特点,从经济性、实用性的角度出发,做出合理的选择,在今后空调的使用过程中意义重大。
参考文献:
课题来源:老师提供
课题目的:
1. 通过本次设计,了解综合型公共建筑和高层建筑设计的基本方法以及建筑看哦关键组合方式。
2. 了解高层建筑的防火设计以及结构设计方法并熟悉国家有关设计规范。
国内外基本研究概况:
1.高层建筑定义:
中国定义
在中国,旧规范规定:8层以上的建筑都被称为高层建筑,而目前,接近20层的称为中高层,30层左右接近100m称为高层建筑,而50层左右200m以上称为超高层。在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3-2002)里规定:10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时,称为超高层建筑。
国外定义
在美国,24.6m或7层以上视为高层建筑;在日本,31m或8层及以上视为高层建筑;在英国,把等于或大于24.3m得建筑视为高层建筑。
2.高层建筑简史
现代高层建筑首先从美国兴起,1883年在芝加哥建造了第一幢砖石自承重和钢框架结构的保险公司大楼,高11层。1913 年在纽约建成的伍尔沃思大楼,高52层。1931年在纽约建成的帝国州大厦,高381米,102层。第二次世界大战后,出现了世界范围内的高层建筑繁荣时期。1962~1976年建于纽约的两座世界贸易中心大楼,各为110层,高411米。1974年建于芝加哥的西尔斯大厦为110层,高443米,是目前世界上最高的建筑。加拿大兴建了多伦多的商业宫和第一银行大厦,前者高239米,后者高295米。日本近十几年来建起大量高百米以上的建筑,如东京池袋阳光大楼为60层,高226米。法国巴黎德方斯区有30~50层高层建筑几十幢。苏联在1971年建造了40层的建筑,并发展为高层建筑群。
中国近代的高层建筑始建于20世纪20~30年代。1934年在上海建成国际饭店,高22层。50年代在北京建成13层的民族饭店、15层的民航大楼;60年代在广州建成18层的人民大厦、27层的广州宾馆。70年代末期起,全国各大城市兴建了大量的高层住宅,如北京前三门、复兴门、建国门和上海漕溪北路等处,都建起12~16层的高层住宅建筑群,以及大批高层办公楼、旅馆。中国1986年建成的深圳国际贸易中心大厦,高50层。
预计达到的目标:
根据任务书的要求设计高层综合办公楼,并用图纸文字表达,进行毕业答辩。具体要求如下:
(1)建筑设计要求
1. 建筑规模:
2. 内容及要求:
①门厅:包括总值班室、接待室、卫生间、总台、贮藏室、消防控制中心等;
④部分商业店铺,咖啡厅,酒吧,休息厅,健身房,中西餐厅和厨房;
⑤电梯:13人客梯3~5部,另外设1消防梯(可兼作客梯或货梯);电梯必须设置前室; ⑥顶部:设置电梯机房、水箱等,屋顶绿化设置与否由设计者自定;【建筑学开题报告范文】
⑦地下室或半地下室,利用主楼基础空间设置水泵房、配电室、发电机房和空调机房等; ⑧不少于100个标准停车位。室外地面停车场和地下停车场的数量分配自己定。
以上面积学生自己拟定,可大可小。
(2)图纸内容及要求 【建筑学开题报告范文】
①总平面图:1:500~1:1000
②各层平面(底层、二层、标准层平面、电梯机房层平面和屋顶平面等):1:100~1:300,各层平面标注两道尺寸。
③剖面图: 1~2个,1:100~1:300
④立面图(2个,一定要有入口处立面,可用透视图生成):1:100~1:300
⑥透视图:外立面彩色透视表现图,手法不限
⑦图纸规格和效果: 6~8张a1图,全部彩色图。在每张a1图正面上写上指导教师、学生原学校和姓名;
另做3本a3图册:封面(彩图。注:在封面上写上指导教师、学生原学校和姓名)、目录、设计说明、透视图(彩图)、总图(彩图)、技术经济指标、各层平、立、剖等。以上各图的比例自定或不标。
(3)设计说明要求
①总平面设计对总图布局的道路、广场、人流、车流、周围环境以及建筑设计对城市景观及环境影响的系统叙述。技术经济指标。
② 平、立、剖面设计:建筑设计构思、功能关系和防火设计。
(4)参考地形图:见附图,城市自定
关键技术理论和技术指标:
《建筑设计防火规范》、《建筑结构制图标准》、《混凝土结构设计规范》《城市居住区规划设计规范》、《房屋建筑制图统一标准》、《民用建筑设计通则》、《地下车库设计规范》、《办公楼设计规范》。
完成课题的方案及主要措施:
老师讲解课题、调研分析、查找外文资料和翻译、写工作日志、写调研报告、构思方案、总平面设计、平面设计、剖面设计、立面设计、透视效果图表现、写设计说明和进行答辩。
课题研究进展计划
第1周:布置任务,学生收集相关资料并调研参观
第2~14周:分析地形环境,构思方案,完成毕业设计档案袋内的所有内容(3000字设计说明,1500汉字外文翻译,4篇日记,3000字含图调研报告,填开题报告表,帮老师填毕业设计任务书表,成绩记录单2页不填留在档案袋内),自己合理安排。所有cad设计图和设计彩图以及word文档都刻成光盘,放入档案袋内。答辩时档案袋内所有东西一起带来。 第15周:老师讲课、布置任务,调研参观
第15~18周:到华中科技大学,给指导老师改设计方案图,其中第15周:老师讲课、布置
任务,调研参观;第19周:毕业答辩
主要参考文献
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关键词:型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒;弹性分析;高层建筑
中图分类号:TU398文献标识码:A文章编号:1007-7359(2015)06-0121-03
1工程概况
某大型综合办公楼,规划建设用地面积为12202m2,总建筑面积为79110m2。该项目由1栋37层办公楼及附属裙房组成,地下3层,主要功能为办公及商业。地上总建筑面积为51240m2,地下总建筑面积为27870m2,办公楼结构主屋面高度为149.35m。
2结构设计
2.1结构选型及结构布置
本建筑标准层平面形状接近正方形,局部凹进,平面尺寸为37.5m×37.5m,高宽比为3.98。基础埋深18.75m(约1/8),屋面以上局部收进。一~五层(裙房)层高均为4.99m,标准层层高为3.8m。竖向结构采用平面布置对称均匀、沿竖向贯通落地的型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系。筒体连续完整,尺寸为16.5m(X向)×14.8m(Y向),核心筒最大高宽比为10.1。外框柱的布置主要依据建筑的轴网来确定,上部结构基本柱网为12.6m×12.45m。在设计的过程中,考虑到甲方对层高要求较高,同时梁的跨度较大,因此结构设计时对结构的主要框架梁均采用型钢混凝土梁,通过降低结构梁的高度来提升建筑楼层的净高。
2.2结构设计参数本工程主要结构设计参数。
2.3主要构件截面尺寸、配筋及材料
2.3.1混凝土核心筒
核心筒墙体的厚度从下至上面逐步减薄,使得上部筒体适当弱化,整体结构刚度变小,可减弱水平地震作用。相对来说,使得框架的剪切刚度得到了提高,因此对于结构的抗震来说是有利的。为保证其与型钢混凝土框架梁的连接,在核心筒的四角以及框架梁与核心筒连接处,均设置了端柱,并在其内安徽建筑2015年第6期(总206期)安徽建筑小震、风荷载作用下结构的位移角、位移比对比表表6计算软件水平地震作用下最大层间位移角风荷载作用下最大层间位移角规定水平力作用下最大扭转位移比SATWEX向Y向1/18681/20601/14431/14631.38(X+5%)1.32(Y+5%)盈建科X向Y向1/16491/18771/12071/12481.37(X+5%)1.31(Y+5%)主体结构周期、平动和扭转系数对比表表4振型编号SATWE周期(s)盈建科周期(s)SATWE平动系数(X×Y)扭转系数振型14.124.42(0.56+0.44)0.01振型24.104.39(0.43+0.56)0.00振型32.893.21(0.01+0.00)0.99振型41.171.26(0.88+0.00)0.12振型51.061.14(0.00+0.98)0.02振型61.051.13(0.12+0.02)0.86T扭/TI0.70<0.850.73<0.85核心筒墙厚、混凝土强度等级表2楼层墙体厚度(mm)内部墙体厚度(mm)混凝土强度等级地下1~2层450200~250C50一层~六层400200~250C50~C45六层~屋面层350200~250C40~C35标准层结构平面布置图部设置了型钢柱,可大大提高墙体的延性,核心筒剪力墙的墙厚、混凝土的强度等级详见表2。
2.3.2外框柱
为减少柱截面,提高结构的延性,以及便于与楼层型钢混凝土梁的连接,外框柱均采用型钢混凝土框架柱。
2.3.3楼面梁
型钢混凝土框架梁:截面尺寸为400×750,内置型钢为H-450×200×12×16。次梁截面尺寸:300×700、250×650。
2.3.4楼板厚度
标准层核心筒内楼板厚150mm,核心筒外楼板厚120mm,屋面板厚为150mm。
3结构的分析与计算
3.1多遇地震作用下计算分析
为保证计算结果的准确性,采用两个不同力学模型的结构空间分析程序SATWE和盈建科进行计算,整体结构的主要计算结果及相互对比见表3~6所示。从计算结果的对比来看:①计算结果基本相符;②SATWE计算的结构刚度略大于盈建科;③所有竖向构件未出现拉力,满足结构抗倾覆要求;④结构刚度、竖向规则性等各项计算指标均满足现行规范。
3.2多遇地震作用下的弹性时程分析
本工程采用时程分析法进行了多遇地震的补充计算(采用SATWE软件计算),并根据规范的相关要求选取1条人工波RH1TG045和2条天然波TH1TG045、TH2TG045进行计算。分析结果。从以上分析图中可以看出:①所得的计算结果规律基本一致;②不同的地震波作用下结构的内力有较明显的区别;③不同地震波作用下的结构平均效应均小于振型分解反应谱下的结构内力。因此,本工程最终采用振型分解反应谱法的计算结果作为设计依据。
3.3中震作用下结构的竖向构件性能分析
按中震弹性做结构计算,外框柱及核心筒剪力墙截面均未出现抗剪超筋信息,处于抗剪弹性阶段。按中震不屈服做结构计算,所有抗震等级自动按照抗震等级四级处理,外框柱及核心筒剪力墙截面均未出现抗弯超筋信息,处于抗弯不屈服阶段。综合以上分析,竖向构件可以满足预先设定的中震作用下的性能要求。
3.4罕遇地震作用下的静力弹塑性分析
分析表明,核心筒中的部分剪力墙及连梁在大震作用下处于屈服状态。为从整体上把握结构的抗倒塌能力,找到结构相对较为薄弱环节,主体结构采用PUSH&EPDA软件进行静力弹塑性推覆分析(为简化,推覆模型中不带地下室)。在倒三角形荷载作用下,结构Y向结构弹塑性静力推覆能力谱验算结果如图6所示(X向计算结果相似,此处略去)。计算结果表明:X向及Y向结构变形性能均能满足需求谱需求,可以达到大震作用下的抗倒塌目标。
4设计结论、抗震措施
本工程属于超高层建筑,上部结构主要跨度12.6m×12.45m,跨度较大。考虑到型钢混凝土结构构件的承载能力可以高于同样尺寸的钢筋混凝土构件的1倍以上。因此,对于本工程,通过采用型钢混凝土柱和型钢混凝土梁来减小构件截面,可以增加使用面积和层高,其经济效益显著,同时也极大的提高了结构的延性性能,抗屈服能力增强,具有优良的抗震性能。计算考虑藕联,并对框架梁配筋加强;标准层局部凹口较大处,采用双层双向配筋;为保证结构的延性、使得框架部分具有二道防线的能力,对框架柱采用如下加强措施:①型钢柱含钢率不小于4%,纵向钢筋配筋率不小于0.8%,底部加强区适当提高框架柱的含钢率;②底部加强区、斜柱(屋面局部收进处采用斜柱)转折处的上下一层框架柱进行中震弹性设计;型钢混凝土梁含钢率不小于3%,配筋率不小于0.3%。
参考文献
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