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篇（1）

Super high-rise residential courtyard space design research

Wen Jia

Abstract: along with our country large and medium-sized city great pressure of population and land shortage problem highlight in high-rise residential is listed as the housing market 's flagship product,this paper from China's traditional courtyard-style residential culture and space form angle, discuss how to improve the high density and high volume of residential interior environment design method, so as to meet the residents' physiological and psychological need.

Key word：Urban housing；High-density；Courtyard space；

一、超高層住宅的發展現狀

自20 世紀80 年代以來，中國城市住宅建筑與經濟科技社會的飛躍發展同步完成了歷史的大跨越，不僅建設規模是世界上空前的，而且基本實現了“居者有其屋”的人居理想。然而中國處在一個高速城市化的發展階段，城市目前面臨巨大的人口壓力和土地緊缺的問題。土地價格的飄升使開發商尤其是住宅項目的開發商在對土地的利用上追求高容積率、高密度、超高層數。因此越來越多的開發商將超高層住宅列為開發項目的主打產品。在近幾年間，我國沿海城市、一線城市涌現了一大批超高層住宅，二三線城市如成都、昆明等主城區也開始出現超高層住宅的身影。

在超高層住宅成為住宅市場的主力軍的同時，人們對超高層住宅的憂患意識也越來越明顯：

1、超高層居民與景觀可親近性喪失

早期，法國著名建筑師柯布西耶關于高層住宅的設想，是集中建設高層住宅，余留出大量的土地用于園林景觀，這是一種高層低密度的構想[1]。然而，現實中從高層住宅發展到如今的超高層住宅區，并沒有實現高層低密度的構想，反而成就了高層高密度住宅的典型代表。

超高層住宅垂直方向的建筑體塊高度遠比小區內呈水平方向延展的園林景觀高度大很多，在空間上住在超高層中的居民與園林景觀失去親近性，使得樓下的風景變成了“微縮景觀”；再加上住宅超高層的居民每天必須依靠電梯出入自己的住宅，不方便的交通方式使得老人和小孩失去便利的活動場所。空間和時間的雙重不便利，導致居住得越高的居民與景觀可親近性越低。

2、居民的鄰里交往空間的缺失

人的社會屬性決定了人與人的交往行為的必要性。從環境心理學的角度來看，交往是指在人們共同活動的過程中互相交流不同的興趣、觀念、情感與意向等。在超高層住宅內由于缺失公共景觀空間，使得公共往對象難以確定，只有隨機組合和被動參與的特點。社會往通常只表現為短暫的停留、打招呼等一般禮節談。當人需要停留時間較長，進行情感或信息傳遞時，如鄰里間的交談、老人小孩們的戶外活動行為，則需要一個相對集中、具有內聚感的空間環境來滿足人的交往多樣性的需求。然而，這種發自人類本源的需求在目前超高層住宅環境中卻嚴重缺乏。

在城市化飛速發展的社會背景下，超高層住宅的發展將成為住宅市場的主力軍，如何改善超高層住宅環境質量，解決居民的心理需求已經成為現代超高層住宅可持續性發展的關鍵問題。

二、院落空間

院落是中國人生活方式的載體。中國傳統民居多以院落空間組織功能, 它不僅是建筑對于地方氣候的有效回應, 也體現了“ 天人合一” 的思想, 表達了居民對自然意境的追求。在提倡自然、舒適、生態的居住文化的今天，中國傳統居住文化載體――院落空間仍具有旺盛的生命力[2]。

在空間形態上，中國民居的院落同中國書畫講究的“計白當黑”相一致，以庭院為中心，建筑沿著周邊布置，外實內虛，呈內向匯聚的空間形態（如圖1所示）。

在功能上，中國傳統建筑的庭院因其私密性好，比開放式的花園能夠容納更多功能：院落空間可以為較大密度和進深的住宅提供采光、通風，提供造景功能，滿足人對自然綠色環境的心理需求，同時為室內外過渡空間增加情趣。

在生活理念上，中國人非常注重親情的培養和人情的交往。從傳統的空間營造模式中強調通過院落的圍合感以及院落之間的組合序列性來體現私密空間到公共空間的秩序感和空間存在性，院落空間為人們提供了多樣地交往的平臺，實現鄰里之間交往的可能。

現代居住空間由于受到家庭關系、人口變化的影響以及經濟用地等多方面限制，已經不能完全重復傳統的倫理、人際交往關系和空間尺度，但是我們能夠從傳統院落文化與空間形式的本質出發來解決現代超高層居住環境設計中的問題，以滿足當代人的生理和心理問題。

三、院落空間在超高層住宅中的設計手法分析

如何在今天與未來大量性建設的超高層住宅中引入多一點綠色，創造貼近自然的院落式居住環境，為居住者提供接近一個從私密空間到共享空間的環境呢？

現代超高層院落形式不同于傳統意義上的院落空間，不是簡單的臨摹與照搬。空中院落空間是將傳統院落的原型進行了抽象的再現，使居民處于一種在想象中與傳統進行對話的狀態，隱喻著一條垂直立體的傳統街道與單元院落的組合與重構。

1、加大陽臺的空間和進深

陽臺空間作為室內外聯系的過渡空間，在功能、形態、氣候條件等方面與傳統的院落空間極為相似，因此可以從傳統的院落式住宅形式中吸取經驗，適當地擴大陽臺空間，將其作為廳、房共享的“院落”概念來設計，使之成為住宅的“邊庭”、“側庭”，成為延續室內家庭起居生活的場所。這種類型是現代超高層住宅中最常見的形式，各種樓盤宣傳語中標榜的空中院落大多是這種。在小戶型住宅中，這種手法同樣適用。小戶型住宅在功能合理的情況下，同樣可以設置較為寬敞、深度較大的U型或L型陽臺，從而自然地在形成面積較大的“空中院落”。

2、置換某間房作為內部院落

在戶型設計時，將靠近客廳、餐廳的功能房做開敞處理，設計為一個內部院落，使之成為家庭生活的中心點。客廳、餐廳、臥室圍繞這個“院落”布局，較之普通的陽臺，具有更強的圍合感，更接近于傳統的院落空間形式。還可以利用采用大面積的落地玻璃窗圍合，擴大客廳、餐廳、臥室的空間感和視野，居住者無論是安坐在客廳里，或是就餐，或是在臥室看書的時候均可以享受到院落的景色。這樣的設計使多個個功能區都能看到空中院落景觀，形成景觀四面開放的視覺格局，客廳的空間無形增大，大大增強居室的采光通透感，身居超高層卻得享別墅的居住體驗。相當于別墅的中庭的內嵌式空中院落在超高層住宅中出現。

圖1云南大理喜洲尹府院落分析圖

圖2 內部院落空間模型

3、“入戶花園”的引入

圖5 香港凱旋門空中花園會所

這種空間概念的主要特征表現在三要素的相互關系，也就是起居、餐廳和“前院”的互動關系，在這種“前院”住宅中，入戶必須經過院落，在南方人的生活方式中，很多功能在這個空中院落中進行，從而實現生活中有休閑，休閑中有生活。前院空間的活動成為生活的前奏，大大增加了內部空間的私密性和層次感。這種空中院落可采取每層之間平行布置或錯位布置。從目前市場反應看，帶“入戶花園”的產品不僅備受開發商垂青，更獲得了購房者的認可，“入戶花園”走俏樓市已是不爭的事實。

4、建筑體量的挖減，獲取“院落”空間

通過對建筑體量的挖減，在建筑的立面，形成兩層通高的“院落”空間，使院落獲得了更好的日照通風條件。這種方式是利用下層住宅的屋頂設置“院落”空間，因此，結合庭院綠化可以降低由陽光對下層屋頂的直接輻射，起到調節建筑溫度的作用（如圖3所示）。

5、半公共院落空間布局

在超高層住戶之間以公共型空中院落相連,配以園林景觀、設置休息座椅,為鄰里交往提供了良好的場所在。目前大多數戶型在設計上缺乏對人與人交往的尊重,公共交通空間往往設計狹小、通風采光較差,住戶只是匆匆經過而不愿逗留,間接造成了鄰里交往的缺失、人際關系的冷漠。半公共型空中院落的出現,增加了人們交流的機會,縮短了住戶間交往的距離,它強調鄰里間的居住文化。這種形式表現在超高層住宅中通常是在公共交通空間內每隔兩層設一個兩層高公共院落空間，供鄰里間小敘（如圖4所示）。

圖3 廣東惠州某超高層公寓

圖4 廣東某高層住宅半公共院落空間

6、利用避難層建立公共院落空間

我國高層民用建筑設計防火規范規定了建筑高度超過100m的公共建筑，應設置避難層。避難層的設置要求自高層建筑首層至第一個避難層或兩個避難層之間，不宜超過15層。由于超高層住宅的公共活動空間缺乏，我們可以考慮利用避難層建立公共休閑的院落空間，增加綠化面積，提供適當的鍛煉設施，滿足住在高層居民間交流、老人小孩活動的心理和生理的需要。如成功案例：香港凱旋門第62層避難層做成7大小型主題空中花園，聯合組成4層空中會所[3]，成為項目一大賣點（圖5所示）

四、小結

在社會高速發展的今天,人們逐漸認識到傳統居住文化在住宅超高層化的加速進程中不應被完全拋棄。超高層住宅的院落空間設計關注的是人們精神上對自然的回歸與依戀，并同時力求符合新時代的特征，滿足社會發展的要求。院落空間形式的引入與創作手法的探討，對創造根植于風土地域和歷史文脈的、具有多樣性、更加人性化的居住環境具有積極的意義。在住宅建設與景觀規劃設計中,通過對傳統居住文化的深刻理解、借鑒與合理詮釋，能夠使超高層住宅的環境更加符合人們最深層次的心理需求，這也是我們一代代建筑師、規劃師的職責和努力的方向。

注釋：

1、聯合國1972年國際高層建筑會議將高層建筑按高度分為四類：（1）9～16層（最高為50米）；（2）17～25層（最高到75米）；（3）26～40層（最高到100米）；40層以上（即超高層建筑）。

2、我國《民用建筑設計通則》（JG37―87）將住宅建筑層數劃分為：1～3層為低層；4～6層為多層；7～9為中高層；凡超過100米均為超高層。）

參考文獻

1、王芳，高層住宅景觀補償設計研究.[J].住宅科技,2011(2):08

2、李錦勝，開放VS.私密――院落空間在現代住宅中的應用.[J]中外房地產導報，2002（19）：36

篇（2）

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

中圖分類號：B032.2

前言

在消防術語中，超高層建筑是指高度超過100米的建筑。高聳入云的超高層建筑，可以說是給消防部門帶來不小的考驗。據說如何順利將消防用水送達幾百米高度上出現的火情點，是令消防人員最為頭痛的問題。超高層建筑不同于一般的低矮建筑，火災發生時，超高層建筑主要依靠自身的消防措施來保障安全。消防部門云梯車所能達到的高度一般不超過100米，如果超高層建筑出現火災，很難靠外部力量救援。所以，在超高層住宅消防設計中，應遵循“預防為主、防消結合”的方針，合理進行總體布局，嚴格遵守相關規范，設計合理、可靠的消防安全措施，以保障人民的生命和財產安全。

負荷等級劃分

本工程為大底盤地下室之上的兩棟44層住宅塔樓，建筑高度136.6米，為一類超高層住宅樓，按規范規定劃分，其電梯及消防設備、應急疏散照明、公共通道照明、避難間照明等用電負荷為一級負荷，其中11棟消防監控室（轉為10、11棟配置，兼作視頻安防監控機房）用電負荷為一級特別重要負荷，其余則為三級負荷。

供配電系統設計

本工程綜合考慮設計規范要求，以及城市供電電網的實際情況，由附近城區變電所引兩路獨立10KV高壓電源向設于地下一層的多座小區10KV變電所（分地塊規模設置）供電，承擔工程中全部動力照明、消防設備、弱電機房等的全部用電負荷，二路電源同時供電，分列運行，互為備用，滿足非消防一級負荷（如客梯、生活加壓泵、公共通道照明等）的供電可靠性要求。對于消防一級負荷，其備用電源為地下室附設的消防專用柴油發電機組，以確保消防設備供電更高可靠性要求。消防設備配電系統設計采用放射式或樹干-放射式（豎向公共通道照明、應急疏散照明主干）混合供電模式，末端均采用雙電源切換箱、屏，對所有消防動力設備負荷采用兩路獨立電源電纜末級切換方式供電，并滿足消防規范規定的消防用電設備在火災發生期間的最少持續供電時間的設計要求。對11棟消防監控室設備負荷則在機房另外增設一臺15KVAUPS電源（供電持續時間要求不少于3小時），以確保不間斷供電。配電系統除消防動力設備設置僅設短路非過載及火災漏電監測保護外，其余均設過載、短路、漏電、分勵、過壓等配電保護。

配電干線電纜選擇與敷設

由于超高層建筑發生火災的因素較多，撲救難度大，因此超高層建筑應立足于自防自救，采取可靠的防火措施，選用可靠的防火電纜，以達到預防火災、逃生自救的目的。現行 GB 50045—95（2005年版）《高層民用建筑設計防火規范》及 JGJ 16—2008《民用建筑電氣設計規范》對超高層民用建筑電氣防火電纜的選擇作了嚴格的規定，對建筑高度超過100m的高層建筑，消防供電干線及支線要求采用礦物絕緣電纜、耐火電纜；對于消防設備如消防水泵、消防送風機、排煙風機、消防電梯及應急照明等，在火災發生時必須繼續工作，相應的供電線路敷設應保證安全可靠，避免因供電線路的損壞而影響消防設備的正常功能。

篇（3）

中圖分類號：TU97 文獻標識碼： A

隨著超高層住宅建筑的興起，目前新建商品住宅中高度超過100米的住宅數量日趨增多。超高層住宅建筑的設計成為電氣設計人員關注的熱點。超高層建筑一般建筑面積大，人員密度高，火災危險性大，萬一發生火災，火勢蔓延速度快，撲救難度大，人員疏散較為困難。與超高層公建相比，超高層住宅不屬于人員密集場所，居住人員對環境較為熟悉，規范中的規定相對公建來說寬松些，并沒有停機坪和避難層的設計規定，火災時以自救為主。正因如此，火災的早期報警及消防自動滅火更為重要，它可以將火災控制在初期，為人員疏散爭取時間，使人員能最大程度的得以疏散。

2011年5月并于2012年4月實施的《住宅建筑電氣設計規范》對于建筑高度為100m或35層及以上的住宅建筑進行了詳細的規定，從用電負荷等級、自備電源、導體及線纜選擇、應急照明、防雷、火災自動報警系統幾個方面進行了規定。下面就超高層住宅建筑設計中的一些設計要點進行探討研究：

1用電負荷等級的確定

規范明確規定消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、走道照明、值班照明、安防系統、電子信息設備機房、客梯、排污泵、生活水泵均應為一級負荷供電。其中消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、生活水泵宜設自備電源，即柴油發電機組供電。目前本地的工程項目中，設置柴油發電機組的情況較少，房地產商會首先考慮經濟投資，對于“宜”的設置項會選擇不設置，但隨著人們對消防方面安全防范意識的增強，相信不久的將來，柴油發電機組會成為超高層住宅建筑設計的必要組成部分。

2導體及線纜的選擇要求

規范明確規定用于消防設施的供電干線應采用礦物絕緣電纜。礦物絕緣電纜是用退火銅作為導體、密實氧化鎂作為絕緣、退火銅管作為護套的一種電纜，由于它的全部材料都是采用無機材料，所以它本身不會引起火災，不可能燃燒或助燃，它可以在接近銅的熔點的火災情況下繼續保持供電，是一種真正意義上的防火電纜。近年來多起發生人員傷亡的火災實例顯示，人員出現死亡的一個重要原因是火焰煙霧中毒所致的窒息。火災煙霧中含有大量的一氧化碳及塑料化纖燃燒產生的含氯、苯等有害物質的氣體火焰又可造成呼吸道灼傷及喉頭水腫，這些因素足以使濃煙中的被困者在3~5分鐘內中毒窒息身亡。此外在濃煙的狀態下人員無法辨別方向，進而無法逃生。因此在設計過程中，對于非消防電源的干線電纜、電線應選用阻燃低煙無鹵或無煙無鹵的交聯聚乙烯絕緣電力電纜、電線。這類電纜的特性，使得當火災發生時，煙濃度低，可見度高，有害氣體釋放量小，便于人員撤離。

3防火系統的設計要求

超高層住宅遇見火情時的撲救和應急救援能力，是設計人員設計過程中的重點。對于和居民住宅相關的消防安全內容均應得到重視，建筑內應設消防控制室、火災自動報警系統為特級保護對象，除了衛生間外，均應設置火災自動報警系統。報警系統主要由火災自動報警系統、消防聯動控制系統、消防專用電話系統、火災應急廣播系統、火災漏電報警系統、電梯運行監視控制系統、應急照明控制及消防系統接地構成。

設計中應明確消防安全警示標識、噴淋滅火系統、報警裝置、應急廣播裝置等設置標準。特別是在住宅戶內需安裝火災探測報警器。上海更提出進一步要求：100米以上的超高層住宅應設置避難層。

上海出臺的《住宅設計標準》是國內首個將避難層納入超高住宅的設計標準。新標準明確規定100米以上超高層住宅每15層或者45米設置一層避難層，避難層嚴禁常人居住，凈面積應按每平方米3人計算。新標準的實行為超高層住宅的居住安全提供了保障。

此外，《住宅建筑電氣設計規范》指出建筑高度為100m或35層及以上的住宅建筑、居住人口超過5000人的住宅建筑宜設應急聯動系統。應急聯動系統應以火災自動報警系統、安全技術防范系統為基礎。

應急聯動系統應具有下列功能： 1)對火災、非法入侵等事件進行準確探測和本地實時報警。2)采取多種通信手段，對自然災害、重大安全事故、公共衛生事件和社會安全事件實現本地報警和異地報警。 3)指揮調度。4)緊急疏散與逃生導引。5)事故現場緊急處置。應急聯動系統宜具有下列功能： 1)接受上級的各類指令信息。2) 采集事故現場信息。3) 收集各子系統上傳的各類信息，接收上級指令和應急系統指令下達至各相關子系統。4) 多媒體信息的大屏幕顯示。5) 建立各類安全事故的應急處理預案。

應急聯動系統應配置下列系統： 1) 有線／無線通信、指揮、調度系統。2) 多路報警系統。3) 消防一建筑設備聯動系統。4) 消防一安防聯動系統。5) 應急廣播一信息一疏散導引聯動系統。應急聯動系統宜配置下列系統： 1) 大屏幕顯示系統。2) 基于地理信息系統的分析決策支持系統。3) 視頻會議系統。4) 信息系統。

應急聯動系統宜配置總控室、決策會議室、操作室、維護室和設備間等工作用房。 應急聯動系統建設應納入地區應急聯動體系并符合相關的管理規定。

與此同時，新規范中還規定了住宅設計中通用的以下幾點需要注意：

4低壓配電系統保護方面

規定了每套住宅應設置自恢復式過、欠電壓保護電器。

4.1導管布線方面

潮濕地區的住宅建筑及住宅建筑內的潮濕場所，配電線路布線宜采用管壁厚度不小于2.0mm的塑料導管或金屬導管。這是對以往設計要求的金屬導管1.5mm的進一步提高。

對于敷設在樓板內、墊層內的線纜保護導管做了相應規定，在住宅電氣設計過程中，戶內箱體預留，設備間選擇、樓板內管徑與樓板厚度要求是和土建專業密切配合的幾個方面，也是預留預埋時的設計要點。

4.2電氣豎井布線方面

規范對于電氣豎井的設置做了明確的規定。高層住宅建筑利用通道作為檢修面積時，電氣豎井的凈寬度不宜小于0.8m。電氣豎井內應急電源和非應急電源的電氣線路之間應保持不小于0.3m的距離或采取隔離措施。電氣豎井內應設電氣照明及至少一個單相三孔電源插座，電源插座距地宜為0.5m~1.0m。電氣豎井內的照明開關宜設在電氣豎井外，設在電氣豎井內時照明開關面板宜帶光顯示。

4.3公共照明方面

住宅建筑的門廳應設置便于殘疾人使用的照明開關，開關處宜有標識。可在距地1.0米和1.3米各設一只照明開關，既滿足了要求又節省了造價。

4.4家居配線箱方面

距家居配線箱水平0.15m~0.2m處應預留AC220V電源接線盒，是為了給箱內的有源設備供電，電源變壓器可安裝在電源接線盒內，接線盒內電源宜就近取自照明回路。

4.5安防技術防范系統方面

電子巡查系統為應設置項，可選擇離線式電子巡查系統和在線式電子巡查系統。

篇（4）

1 工程概況

本項目位于大連市，用地為填海地塊，總用地面積為50800m2，總建筑面積為255290m2。項目包括17棟住宅和5棟配套公建。地下室1層，并設置核6級常6級戰時人防防護單元。8號樓、11號樓為44層超高層住宅，高度為132.2m，9號樓、10號樓為47層超高層住宅，高度為141.200m。地上標準層高均為3.0m，剪力墻結構，為B級高度的建筑。本文針對8號樓進行抗震設計可行性論證分析。

2 設計參數

本工程 設計基準期為50年，抗震設防類別 為丙類，抗震 設防烈度為7 度，設計基本地震加速度為0.1g，設計地震分組為第2組，場地類別為Ⅲ類，場地特征周期0.55s。小震下規范反應譜和安評反應譜擬合曲線如圖1。本工程計算地震作用時按如下原則 取值：小震 采用 安評地震 動參數進行 彈性計 算分析，中震、大震采用規范地震動參數 進行性能 目標驗算。結構水平位 移計算時基本風壓按50年重現期0.65kN /m2；結構承 載力計算時 取該值的1.1倍；地面粗糙度A類。

3 結構體系

8號樓建筑平面尺寸約為50.3mX18.9m，屋頂標高132.2m，高寬比為6.99，選用剪力墻作為結構抗側力體系；標準層結構布置平面如圖2所示。由于結構高度和高寬比均超出了規范的最大限值，因此必須將剪力墻布置在合適的位置，形成有效抗側力體系。Y 向，在山墻位置及內部房間分隔處布置了通長剪力墻，通過墻肢開洞的方式（或有建筑門洞）形成聯肢墻，即提供了有效的抗側剛度，又避免了因墻體過長而吸收過多的地震力造成損傷。X 向，在隔墻處、電梯間及設備井處布置剪力墻，作為主要抗側力構件，但建筑條件限制， X向剪力墻較少，因此將本方向邊梁和墻做寬，以提高該方向的抗側剛度。

4 結構超限情況

8號樓房屋高度超過A級高度但未超過B級高度的建筑；存在凹凸不規則、局部樓層樓板不連續、局部穿層墻共3項一般不規則項。

5 抗震性能目標

綜合考慮抗震設防類別、設防烈度、場地條件、結構的不規則情況、建造費用、震后損失和修復難易程度等因素，確定本工程主要結構構件的抗震性能目標（結構整體抗震性能介于《高規》要求的C級和D級性能目標之間）。C級和D級的小震、中震、大震下性能水準分別為1，3，4和1，4，5。具體目標為所有構件在在多遇地震作用及風荷載作用下均為彈性；關鍵構件中震下偏拉、偏壓不屈服、受剪彈性，大震下不屈服并滿足受剪截面要求；普通豎向構件中震下不屈服并滿足受剪截面要求，大震下較多屈服并滿足受剪截面要求；耗能構件中震下受彎屈服、受剪不屈服，大震下部分發生嚴重破壞。

6 結構計算與分析

設計時采用2個不同力學模型的 空間結構分析程序（SATWE、Midasbuiling）進行風荷載、多遇地 震作用下的 彈性計算和設防烈度地震 作用下的彈性及不屈服計算；用SATWE 進行小震下彈性時程分析，與振型分解反應譜法進行比較；使用Midasbuiling軟件進行動力彈塑性時程分析，考察結 構在大震下的抗震性能。用ETABS進行小震、中震、大震的樓板應力分析。

6.1 小震及風荷 載作用下彈性計 算主要計算結果見表1（兩軟件的計算結果十分接近，相差5%以內，限于篇幅只列出SATWE計算結果）。綜上分析，在多遇地震及風荷載作用下：

（1）SATWE和MIDAS BULIDING兩種軟件分析的各項指標基本吻合且滿足規范要求。

（2）塔樓受力及變形均無明顯突變，結構具有合適的抗側剛度。（3）扭轉周期與平動周期之比小于0.85，結構具有合適的抗扭剛度。（4）結構樓層質量分布均勻，地震力沿高度方向無較大突變。（5）結構構件均處于彈性狀態，承載能力和變形能力均能滿足規范要求。（6）結構剛重比、整體抗傾覆均滿足規范要求。

6.2 小震彈性時程分析

抗規要求需進行小震彈性時程分析 作為結構補充計算。選取1組人工波和2組天然波，計算結果取時程分析法的包絡值與振型分解反應譜法的較大值。樓層剪力、層位移角對比曲線如圖3，經分析得出如下結論： ⑴層剪力曲線表明，X、Y 向頂部時程剪力包絡值大于反應譜結果，頂部放大系數為100%～150%，設計時擬根據此結果對相應樓層的地震力進行放大。⑵層位移角曲線表明，時程反應包絡值小于反應譜結果，最大層間位移角均小于規范限值1/1000。⑶位移曲線（圖略）以彎曲型為主，曲線光滑無突變，反映結構側向剛度較為均勻。

6.3 中震彈性、中震不屈服、大震不屈服計算

按選定的性能目標，對關鍵構件、普通豎向構件、耗能構件進行中震（設防地震）彈性、不屈服、大震不屈服驗算。經計算，底部加強部位的剪力墻和框架柱滿足偏拉、偏壓不屈服、受剪彈性，大震不屈服和抗剪截面的要求；非底部加強部位的剪力墻和框架柱滿足中震不屈服和抗剪截面的要求、大震抗剪截面的要求；框架梁、連梁滿足中震抗剪不屈服的要求。

6.4 動力 彈塑性時程分析

選取1組人工波和2組天然波，采用Midasbuiling進行結構罕遇地震動力彈塑性時程分析。部分計算結果見表2，各組地震波按X、Y 兩個地震主方向分別計算。

通過大震動力彈塑性時程分析，結合結構整體反應指標和結構構件的抗震性能分析結果，得出如下結論：（1）罕遇地震作用下結構基底剪力為多遇地震基底剪力的4.1～4.4倍，地震作用量級合理。（2）結構層間彈塑性位移角均小于規范限值要求。（3）表征剪力墻剪切性能的剪切應變，表征剪力墻偏拉、偏壓性能的砼纖維應變與鋼筋纖維應變絕大多數處于彈性狀態，對局部剪切應變屈服比較集中的墻肢進行抗剪承載力驗算，墻肢整體滿足不屈服的性能目標，且滿足受剪截面控制要求。（4）框架柱大部分處于彈性工作狀態，個別出現彎曲開裂第1狀態，但均未進入屈服狀態，且滿足受剪截面控制要求。（5）多數樓層連梁及框架梁梁端進入屈服狀態，使結構具有良好的變形耗能能力。

7 通過以上論證分析，可得到以下結論：

（1）在多遇地震作用及風荷載作用下，Satwe和Midas Building兩種軟件分析的各項指標基本一致；結構構件處于彈性階段，承載能力和變形能力均能滿足現行規范要求。時程分析與反應譜分析之間具有一致性和規律性，符合工程經驗及力學概念所做判斷。（2）在設防烈度地震作用下，剪力墻和框架柱滿足偏拉、偏壓不屈服，受剪彈性的要求；連梁、框架梁滿足部分受彎屈服，受剪不屈服的要求。（3）在罕遇地震作用下，結構層間彈塑性位移角滿足規范限值要求，底部加強部位剪力墻、框架柱不屈服并且滿足受剪截面要求，非底部加強部位剪力墻、框架柱部分屈服并且滿足受剪截面要求，連梁和框架梁多數屈服進入變形耗能狀態。

綜上所述，通過計算分析和適當的抗震加強措施，8號樓滿足預定的抗震性能目標要求。

篇（5）

Abstract: due to the building function and the needs of the city planning, and construction land nervous, in recent years the domestic high-level building layer of more and more, highly increase constantly, and residential building height also then rise, this project is a tall building under construction for. According to the engineering example, the paper introduces the structure of the performance design, super-tall calculation analysis and aseismatic measures, such as design process of the similar engineering structure design to have the certain reference value.

Keywords: overrun, box a framework, seismic measures

中圖分類號： U452.2+8 文獻標識碼：A 文章編號：

1 工程概況

本項目基地位于深圳華僑城東部，臨近OCT-LOFT創意產業園區及OCT當代藝術中心，周圍均為高層居住及低層商業建筑。本工程地下設2層地下室。地上一層為商業及車庫，二層為架空屋頂花園，三層設梁式轉換結構，裙房平面尺寸約67x127m。裙房以上為2棟單體塔樓，標準層層高3.0m，塔樓分南北兩塔：南塔樓長26m，寬25m，高約120m，為B級高度建筑；北塔樓長66.4米，寬26米，高約150米，為超B級高度建筑。根據建筑形式、使用功能和結構受力要求，采用部分框支剪力墻結構。通過轉換，給予裙房較大空間，滿足商業建筑使用功能。

本工程設計基準期為50年，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g，地震分組為第一組，抗震設防類別為丙類，結構安全等級為二級。結構基本風壓取100年一遇的w0=0.90kN/ m2，進行承載力分析；重現期為50年時w0=0.75kN/ m2，進行結構剛度分析；重現期為10年時w0=0.45kN/ m2，進行正常使用狀態下的舒適性分析。地面粗糙度C類。

2 結構體系

南塔樓及北塔樓結構均沿中線左右對稱。南樓電梯間形成筒體，位于標準層結構的正中心；北樓體量較大，在左右各設置一個電梯間筒體。其余部位剪力墻在X及Y方向均形成完整的抗側力體系。電梯間筒體及四周、角部剪力墻直接落地，中間部分剪力墻在三層通過轉換梁直接支承于框支墻柱。框支層及以上樓蓋采用鋼筋混凝土梁板式結構。結構布置圖見圖1，2，3。

南樓轉換層以下剪力墻最大厚度為400，標準層以上分別為300~200；北樓轉換層以下剪力墻最大厚度為500，標準層以上分別為450~200。豎向構件的混凝土等級由框支層的C60向上逐漸降低至C30。豎向構件抗震等級：負二層抗震等級為二級；負一層~二層框支框架為特一級，落地墻及連梁為一級；轉換層以上構件為一級。

3 結構分析

本工程根據建質[2010]109 號《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》，對規范涉及結構不規則性的條文進行了檢查。本工程有多項超限。

1） 塔樓結構高度超限檢查：

本工程屬于框支剪力墻結構，南北兩塔高度均超過100米，屬于超限結構。

2） 塔樓結構一般規則性超限檢查：

A．扭轉不規則：根據satwe模型分析，考慮偶然偏心地震作用時，樓層最大位移比Y方向最大位移與層平均位移的比值: 南樓Y方向為1.34(第3層第1塔)及北樓Y方向為1.27(第3層第1塔)，均介于1.2~1.4區間，屬扭轉不規則結構；

B. 凹凸不規則（北樓）：根據結構平面顯示，屬于“平面凹凸尺寸大于相應邊長的30%”的范圍；

C.樓板不連續（南樓）：電梯間區域開洞較大，多數樓層有效寬度小于50%；

D.尺寸突變、多塔：有南、北兩個塔樓，在二層樓面連為整體，屬于多塔結構；

E. 構件間斷：本工程南北兩塔均為三層樓面進行轉換。

4 抗震性能目標及規范要求

本工程多項超限，故將輔以基于性能的設計方法來評價結構在偶遇地震和罕遇地震下的性能。1）性能目標的設定。綜合考慮超高程度和不規則程度,本工程選用性能目標C作為結構抗震設防的性能目標。即:小震下滿足性能水準1的要求，中震滿足性能水準2的要求，大震下滿足性能水準3的要求。2)構件延性控制。本工程重要構件滿足中震彈性要求，其彈性剪應力水平皆控制在0.2fck以內。

5 結構計算分析結果

1)在彈性階段，使用SATWE，MIDAS兩個不同力學模型的三維空間分析程序對結構體系進行常遇地震下的靜力計算分析，互相校核計算結果，確保總體計算結果吻合，確保局部構件的分析判斷一致；并對結構進行彈性動力時程分析，求得結構的周期比、位移比、位移角、抗側剛度等總體指標滿足相關規范要求。

使用SATWE軟件進行的彈性時程分析結果顯示：七條波（5條天然波+2條人工波）基底剪力的平均值小于規范反應譜的相應值，說明規范反應譜的計算結果是偏于安全的。

2)彈塑性階段，分析模型采用CSI公司的Perform-3D三維結構非線性分析與性能評估軟件完成。Perform-3D在結構彈塑性分析中可以直接利用纖維模型對剪力墻進行模擬，提高結構分析的準確性。采用Perform-3D建立三維彈塑性分析模型，對結構進行彈塑性時程分析，得到該結構在相當于設防標準的大震作用下的反應，依據性能設計的要求判斷該結構的抗震性能水準，論證該結構是否滿足“大震不倒”。

根據場地分類和安評報告,選擇ELcentro波和人工波。對結構輸入峰值加速度為220gal的地震波，進行雙向地震作用的計算，結構豎立不倒，反應歷程中最大層間位移角小于1/120，滿足規范要求；框支墻柱、框支梁在大震下未出現塑性鉸或鋼筋不發生屈服；標準層較多框架梁和連梁在大震下發生屈服，變形水平為IO（立即使用）或LS（生命安全），未達到CP點（防止倒塌），滿足抗震性能目標。以上結果表明，結構布置合理，能夠滿足“大震不倒”的設防目標和本工程罕遇地震作用下的抗震性能目標。

3)采用MIDAS 軟件對樓板的應力分析，結果表明，地震作用下樓板的面內剪應力較小，樓板的剪力滿足承載力驗算條件。

6 超限設計的抗震加強措施及對策

1)分別采用PKPM系列的SATWE、PMSAP結構空間分析程序和MIDAS空間分析軟件程序進行對比校核計算，計算時采用“安評報告”提供的地震動參數。

2)通過幾種程序分析,本工程薄弱層極有可能出現在轉換層及其上一層,故設計時著重加強這兩層的抗震構造,主要采用以下幾點:a.采用“框支框架+落地剪力墻和筒體”的結構體系,框支框架的抗震等級提高至特一級；b.針對結構薄弱部位采取比規范更嚴格的配筋構造，提高框支柱以及底部加強部位剪力墻約束邊緣構件縱向鋼筋最小配筋率，提高底部樓層剪力墻豎向、水平分布筋配筋率。通過這些措施以提高其承載力和抗震安全性，提高結構在罕遇地震作用下的抗震性能。

3)由于本工程高度超限及體型不規則超限，為保證結構的安全，本次設計中提高了重要結構構件的安全度水平，對于框支墻柱、框支梁按中震彈性設計；底部加強部位剪力墻按中震抗剪彈性、抗彎不屈服設計；非底部加強部位剪力墻墻肢不屈服設計。標準層部分連梁、框架梁出現輕微彎曲屈服，滿足“中震可修”的抗震設防目標和本工程的抗震性能目標要求。

4）針對本工程存在多塔的情況，依據高規JGJ3-2010 有關多塔的規定，構件均取單塔及多塔計算的不利值進行包絡設計，二層樓面樓板加強，板厚度不小于150mm，配筋雙層雙向。

5）轉換層的框支梁作為拉彎構件設計,設計中轉換層樓板采用彈性膜模擬，以考慮轉換梁中軸力的不利影響。轉換層樓板采用雙層雙向配筋，每層每方向貫通鋼筋配筋率不宜小于0.35%，且在樓板及孔洞邊緣處結合邊梁設置予以加強。轉換梁之間通過較強次梁連接，加強其整體性。

6）驗算按10年一遇的風荷載作用下結構頂點最大加速度amax，滿足舒適度要求。

7）加強洞口周邊及結構構件：加厚洞口周圍樓板厚至150mm，采用雙層雙向配筋。北樓局部與電梯筒體的拉板加厚至200mm。

7 結束語

1) 為避免由于上下部結構形式的改變所引起的剛度改變及進而產生的震害不利因素，必須重視轉換層結構及樓板剛度的重要性，上部結構的水平剪力只有通過具有足夠剛度的轉換層樓板，才能較好地傳遞給轉換層。轉換層及其上一層一般情況下皆為結構的薄弱層，最大位移角及最大內力突變都出現在這里，設計時應重點加強此部位，保證其具有足夠的剛度和承載力。

2）連接多塔的樓層宜加強。

3)根據工程特點選定不同的性能目標設計。對于特定結構的重要部位如本工程的框支框架，按提高抗震等級及采取屈服判定的方式保證處于彈性狀態；部分構件在地震作用下不屈服；部分選定構件屈服但可修。這也是保證結構在罕遇地震下實現“中震不壞、大震不倒”目標的重要措施。

參考文獻:

[1]建質[2010]109號，超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點。

篇（6）

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

前言 ：超高層建筑的給排水和消防設計并非是簡單的文字就能描述的。隨著我國經濟的不斷繁榮，超高層建筑不斷涌現，各種技術也在不斷的應用到這些建筑中來，因此從設計角度講，沒有一成不變的模式，都是在實踐中不斷地摸索，吸收新技術、新方法來完善設計，并更加合理，以人為本，服務社會。以下根據筆者的工作實踐對一棟43層超高層給排水及消防給水系統的設計，分享設計心得。

一、給水系統設計

水源為某市政道路一條DN600mm市政給水管，市政水壓為0．25 MPa。生活給水系統豎向分區的供水方式如下：根據規范要求進入每戶的用水點的靜水壓力不能超過0．35 MPa，加上該棟樓為超過100 m的超高層住宅，考慮到高區部分用水點的平衡性及安全性，故將整棟樓分為兩個大的區域進行供水，21層及21層以下采用生活變頻泵供水，22層及其上面部分采用屋頂生活水箱供水的方式。有些設計人員在給超高層住宅進行給水分區時，往往喜歡考慮將100 m以下的住宅全部采用變頻泵供水，這往往增加了高區部分供水的不穩定性，同時由于超高層住宅都會考慮設置屋頂生活水箱，何不利用屋頂生活水箱的供水安全性及穩定性，將整棟樓進行合理分區，以確保整棟大樓供水的安全性及合理性。同時，在每個分區內由于要滿足該區最高樓層部分用水點的供水壓力，往往導致該區部分樓層用戶的供水壓力超標，這時往往需要在超壓的樓層考慮設置減壓閥以減去多余的壓力，這時需注意減壓閥前后的壓力差是否太大，如果太大，就需要增設兩組減壓閥以平穩的減去多余的壓力，既避免了對減壓閥的損壞，同時也減少了噪聲的污染。

二、給水設計

從目前高層建筑給水方式來看，主要有如下三種：第一，市政管網供給；第二，水池水泵房屋面水箱用水點供給；第三，水池變頻供水設備用水點供給。

第一種市政管網供給方式，在投資、安裝、維護、節能方面具有很大的優點，但其可靠性、持續性比較差，由于在建筑內部供水貯備設施，一旦市政管網出現停水現象，則建筑內部也會隨之出現斷水，但由于內部無貯備水量，當外網停水時，將使內部斷水。第二種供水方式具有水量貯備環節，因此彌補了第一種供水方式供水可靠性缺點，保證供水的持續性和穩定性，但在其它方面與第一種方式相比，明顯處于劣勢狀態，如安裝麻煩、維護不便、投資較大、節能不足等，而且該方式中的水泵在工作時，會產生振動和噪音，對居住者的生活有可能產生一定的影響，同時也有可能帶來給水的二次污染，相關設施的增加，造成了整個建筑物荷載的增加，對建筑物本身的安全性、穩定性或多或少會帶來一定的影響。第三種給水方式雖說在一定程度上考慮到了第一種方式和第二種方式存在著的明顯不足，如供水可靠、維護方便、消耗較少，但由于該方式的應用所需要水泵型號較多，技術要求較高，因此，在投資成本方面會有所偏高。

通過以上分析，可以明顯看出，各種供水方式各有有缺點和適用范圍，需要結合高層建筑實際情況，選擇經濟、科學、合理的給水方式。

三、濕式自動噴水滅火系統

1該棟樓的噴淋系統按中危險一級設計，用水量為21 L／s，系統作用面積260 m2。每個噴頭保護面積12．5 m2，噴頭公稱動作溫度為68℃。

2 本工程屬于超高層住宅，自動噴淋設置于各前室及走道內。

3 系統分為高，中，低三個區。低區：1層一12層，中區：13層～27層，高區：28層～43層，分別由地下室噴淋加壓水泵加壓供水。室外按高、中、低分別設有噴淋水泵接合器，整個噴淋系統組成環狀管網。分別與消防泵房的噴淋加壓管進行連接。

四、排水

1 由于本大樓屬于住宅樓，生活污水量很小，排水不分流，糞便污水與生活污水經化糞池處理后排入市政排水管網。2)本工程設置獨立的雨水系統，排入市政雨水管網。

五、給排水設計建議

1 室外消火栓設置問題根據《高規》7．3．6“室外消火栓的數量應按本規范第7．2．2條規定的室外消火栓用水量經計算確定，每個消火栓的用水量均為10～15 L／s”，以及其條文說明，本工程的室外消火栓個數應為8個，但由于該小區周圍全部是市政道路，同時該部分市政道路由甲方代建，應可以與當地自來水公司協調，如果建筑物40 m內有足夠的消火栓，可以不用設室外消火栓，既符合《高規》要求，也不會造成浪費，以免造成重復投資。

2 水泵房內吸水管，當消防水池合用時，超過500m3必須分成兩格，這就給水泵吸水帶來一定的困難。根據《高規》7.5.4“一組消防水泵，吸水管不應少于兩條，當其中一條損壞或檢修時，其余吸水管應仍能通過全部水量”，設計中采用水池連通管吸水，每個消防水池設一條吸水管，則符合規范要求。

3 地下車庫消火栓、噴淋的設計。地下車庫體積較大，消火栓一般掛在柱子上或邊墻上，而汽車位一般較密，如果不考慮汽車位的位置而設消火栓，就會出現消火栓在汽車位的后面，導致出現看不見或即使看得見也取不到消防水帶和水槍滅火的現象。因此地下車庫設消火栓時，應考慮汽車位的位置。同時，因為地下車庫不安裝吊頂，設計噴頭時不應只按3.6m間距布置噴頭，而應考慮梁的位置，結合結構專業使噴頭布置符合規范要求。

4 屋頂生活水箱的設置高度有時不能滿足最上面兩層最不利點的出水水頭的壓力，需在屋面增設加壓泵以滿足最上面兩層最不利點的出水水頭的壓力，由于垂直高差較大，管路開停頻繁，容易產生水錘現象，管道將發生劇烈振動和較大的聲響。該工程不僅在水泵出口設置了水錘消除器，還在屋頂水箱進水管上設置了兩個水錘消除器。

5 排水管通氣管設置。本工程每根排水管均獨立設置專用通氣立管，通氣立管管徑與污水立管管徑相同，每層設置結合通氣管。

6 雨水系統設置。本工程雨水排除采用雨水斗進行有組織地收集，并考慮到高層建筑的立面雨水按1／2立面面積折算為集雨面積計算雨水量進行雨水排除。本工程地下室的頂板是首層室外地面，且面積較大，該處的雨水排除經與建筑、結構專業進行協調，主要考慮到車庫的凈空較低，幾個方案綜合比較，最后采用地下室頂板結構找坡的形式進行雨水排除，排入市政雨水井。這樣不在地下室吊裝雨水管，既保證了車庫的凈空，又不會因為雨水斗的滲漏而影響車庫的使用。

7 集水井、潛污泵的設置。地下停車庫低于室外地面，其污水不能自流排人市政排水管網，在地下室設置集水井，通過潛污泵提升至室外。潛污泵流量的選用考慮到：①地下停車庫洗地排水量Q1；②車道出入口處的雨水量Q2；③火災消防用水的排水量Q3。對于與車道出人口集水溝相連的集水井，其排水量取Q2與Q3中的大者，泵房集水井考慮消防試泵時的排水量，其潛污泵的流量應滿足消防試泵的要求，其余集水井取Q3，而Q1不與Q2及 Q3同時發生，且其值較小，可略去不計。每個集水井均設置兩臺潛污泵，電氣均考慮兩臺同時工作，平時一臺工作。如果最高水位持續5 min，則兩臺泵同時工作，以便及時排除地下室積水。

8 管材。給水管材：由于鍍鋅鋼管腐蝕較嚴重，現采用鋼塑復合管，既保證水質又能延長給水管壽命。供水主管承受很大壓力，采用無縫鋼管，法蘭連接。排水管材：普通高層建筑一般采用UPVC管或卡箍式排水鑄鐵管，超高層建筑因較高故排水鑄鐵管接口不實，容易造成底層水壓過大而漏水等現象。本工程污水、雨水管材均采用給水鑄鐵管。

六、結束語

作為建筑給排水的設計人員，應本著技術、安全、經濟性原則，在實踐中努力創新，尋找最佳的給排水設計方案，以適應建筑設計發展的新要求，滿足人民群眾不斷提高的物質文化要求，是走上可持續發展之路的基礎和保障。

篇（7）

1 前言

近年來，隨著城市建設的大力開發，為了提高土地的利用率，高層住宅樓中高寬比超限結構也越來越多，這不僅給設計計算分析帶來了難度，而且加大了抗震研究的難度，需要根據具體情況具體計算分析和設計，提出合適必要的抗震加強措施。對于結構工程而言，給出結構在不同強度地震作用下的反應值，使研究和設計人員注重對結構地震作用下地震反應分析。在超限高層建筑的結構抗震設計中，有助于提高高層建筑工程抗震設計的可靠性，促進高層建筑技術發展。設計者需要根據具體工程實際的超限情況，必要時還要進行模型試驗，業主也需要提供相應的資助，以期保證結構的抗震安全性能。高層建筑工程抗震設防專項審查實踐表明，有的工程在抗震審查中由專家組的專家提出某些基于性能的設計要求。

2 高層住宅樓高寬比超限結構抗震設計的重要性和意義

城市化進程讓人們的生活質量水平不斷提高，而住宅樓是人們生活賴以生存的空間，住宅樓的安全是保證人們生活質量的基本保障。目前流行的高層住宅樓在安全問題上是一項挑戰，特別是抗震設計方面的威脅，給設計者和施工者帶來了更加嚴厲的要求。超高層建筑工程是一種建立在現代化技術下的建筑接哦股，在人們對空間的成分利用的前提下應運而生的，反映了人們對充滿現代感和時代感的城市生活的追求。超限高層建筑工程自身的結構特點比較復雜，超出了我國對建筑工程的規定，因而其抗震設計是超高建筑工程的重大難題。建筑物的抗震安全性和人民的生命財產安全密不可分，必須認識到超限高層建筑工程抗震設計的重要性。高層住宅樓高寬比超限結構的抗震設計只管重要，不僅是人民生命財產安全的重要保證，同時也是社會發展的需要所在。

3 高層住宅樓高寬比超限結構的抗震設計研究

3.1 高層住宅樓高寬比超限結構的抗震設計理念

與一般的超高層結構、高寬比超限高層結構一樣，高層住宅樓高寬比超限結構的抗震設計理念也是經濟與性能的抗震設計。基于性能的抗震設計，是為了能夠根據建筑物的重要性和用途，由不同的性能目標提出的一種抗震設計理念。設計分為不同的抗震設防標準，這是因為在建筑物整個生命期內，可能遭遇發生的地震是不同程度的。為了進一步改善結構抗震性能，相繼提出一些新規范及舊規范的修改計劃。基于性能的抗震設計，要求結構在不同水平地震作用下具有明確的性能水平，目標性能水平的確定要綜合考慮來優化確定。基于性能的抗震設計思想，對于具體的工程結構，設計人員提出幾種抗震性能目標及對應的造價，由設計人員根據所選定的性態目標進行抗震設計，使結構滿足預期的抗震性能目標。

3.2 高層住宅樓高寬比超限結構抗震設計基本原則

從世界范圍來看，抗震的主要原則是“小震不壞，中震可修，大震不倒”。在實踐過程中，大部分建筑物符合了抗震規范設計，但是在中小地震過程中，可能造成建筑物的某些結構正常使用功能的喪失。高層住宅樓高寬比超限結構的抗震設計理念是基于性能的抗震設計理念，如何把這種理念合理并且簡單實用地應用到實際中，主要遵循兩個基本原則。第一，傳統基于力的設計原則，即首先進行基于地震作用的強度設計，然后進行變形驗算，采用可靠度理論和優化思想來確定。第二，直接基于位移的抗震設計原則，即采用結構位移作為結構性能指標，這種方法采用結構對應最大位移進行變形設計，與結構實際情況更為符合。

3.3 高層住宅樓高寬比超限結構抗震設計要點

針對寬度和高度比超限的住宅樓的設計，其要點是一般連體板主要用來計算建筑物的連體部位和周邊，同時還要考慮地震的豎向作用。對在超限高層住宅樓工程中，主要依據就是結構的抗震概念設計，防止出現過大的扭轉，對于抗震薄弱部位的保護措施能夠加強并得以保證，逐步改善建筑的抗震性能。綜合考慮其建設過程中可能出現的各種不利因素和影響，基本要求就是要對框架結構進行超限的程度控制，以滿足提高結構的延性的要求。高寬比必須要有一點或者一點以上符合規程、規范的相關規定，要對結構抗震進行計算分析，要求在超限高層建筑的設計中注意對抗震計算的控制，結構動力特性測試和抗震實驗也必須進行過操作。

3.4 高層住宅樓高寬比超限結構抗震措施

對于高層住宅樓高寬比超限結構來說，抗震設計措施首先是要注意底部剪力墻的厚度的加強，在連梁配筋的時候，采用交叉暗撐這種形式來加強其穩定性。在梁式轉換層的設計上，同樣也要注意剪力墻的厚度的加強，能夠使轉換層的側向剛度符合規定的要求。超限高層建筑工程的抗震設計需要通過對已建成的工程進行分析和總結，抗震實驗的驗證等方面來實現。在加強構建的強度和剛度，對于每一項的超限，都需要要有相應的解決措施和方法來保證其抗震安全和受力的合理。對結構在地震作用下的內力和變形進行計算分析，應多取一些振型，振型數的取值多少應根據振型有效質量來確定，應驗算結構整體的抗傾覆穩定性；并控制這些構件的軸壓比，通過調整樁的布置，滿足有關規范、規程的要求。

4 總結

綜上所述，高層住宅樓高寬比超限結構的出現，順應了國家城市化的進程，也是城市土地資源緊缺情況的必要措施，高層住宅樓抗震設計和研究具有重要意義，抗震設計和研究過程中應該注意和避免一些問題，這對提高我國高層建筑領域的技能和水平，都有著重要的意義和作用。總之，高層住宅樓發展前景廣闊，對其高寬比超限結構的抗震設計要求也將更加嚴格。

參考文獻：

[1]牛發民. 超限高層建筑結構抗震設計[J]. 中華建設，2012，（10）.

[2]方嬌.某超限高層基于性能的抗震設計研究[D].合肥工業大學，2012.

[3]姜文輝，李智.超限高層建筑工程抗震設計中的若干問題[J].廣東土木與建筑，2008（01）.

篇（8）

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

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

超限高層住宅建筑是指高度超高、體型復雜、跨度大、結構異常，國家現行規范和規程所沒有包含的建筑工程，為了杜絕安全與質量的隱患，這類工程在設計初始階段，就應當進行抗震設防的專項審查工作。剪力墻結構作為超限高層住宅中最為常用和主要的結構主體，對其相應設計問題的探討與研究，對保證建筑工程的安全經濟，以及抗震設防目標的實現都有著極為重要的現實意義。

一、工程概況

某工程總建筑面積達23萬平方米，地上部分建筑為6棟41層住宅，地下部分3層，為停車場、人防室和設備用房。工程結構主體采用了剪力墻結構，各樓層的層高分別為負三層為4.3米，負二層為4.1米，負一層為4.4~6.1米，塔樓首層為10米，二層以上為3.45米，天面總標高為148米。

根據工程地質勘察技術報告和抗震設計規范，該場地設計地震分組為第一組，場地抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g，場地土為Ⅱ類。勘察場地地形平坦，地層分布較為均勻，場地也較為穩定，無不良地質作用，是建筑抗震的有利地段。

二、超限情況處理

1、工程超限的問題

（1）該高層住宅工程的塔樓高度為148米，屬于B級高度。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》中的規定，B級工程的建筑結構高寬比應控制在7以內，而該住宅工程的高寬比在7.3，略微超過了《高規》中的最大高寬比，沒有符合該條規定。

（2）《高規》中規定了在開洞和凹入扣除以后，建筑工程的樓板的最小凈寬度值在任一方向都應大于5米，而該工程的塔樓平面類型為凸型，屬于樓板局部不連續，均不滿足《高規》的規范。

（3）工程在首層和地下室為防止伸縮縫漏水問題，并沒有設置伸縮縫，也超過了《高規》中對于伸縮縫最大間距的規定。

2、針對超限問題的設計處理

（1）剪力墻應合理布置，使建筑結構的質心和剛心能夠盡量重合，并通過對樓層周邊配筋和邊梁截面的加強，以最大化的減少扭轉變形和增加抗扭剛度。

（2）為保證尺寸較小的Y方向的側向剛度，應沿該方向布置多道剪力墻，以滿足規范的要求。需適當的增加剪力墻邊緣約束構件的配筋率，以及底部加強部位在豎向和水平方向的配筋分布率，并嚴格控制剪力墻的軸壓比，以符合規范的要求。

（3）該工程的標準層的墻厚為30~40厘米，因首層的高度較大，為滿足側向剛度和墻柱穩定的要求，可將首層的剪力墻的厚度增大為60~70厘米。因部分電梯和樓梯的剪力墻結構受到空間的限制無法加厚，則可進行降低該處層高和加設夾層樓板的設計處理。

（4）在地下室結構的設計方面，應充分對混凝土收縮有可能帶來的不利影響進行評估和考慮，并可適當的提高地下室壁板構造的配筋率。同時還需加強對混凝土在澆筑后的養護管理，做好噴水保濕工作，并至少養護14天以上。

三、計算分析和對比

1、彈性時程分析

該工程采用了國建筑科學研究院編制的 SATWE 和PMSAP 兩種程序進行同時計算分析、對比。為符合《高規》的要求，該工程對剪力墻在小震作用下的彈性時程進行了分析，每棟建筑選二組實際地震波和一組人工波進行計算對比。對彈性時程進行分析時，所輸入的最大地震加速度為35cm/s2。相應各條地震波的特征值見下表1。

表1結構分析結果

下圖1是時程分析所得計算結果繪制的是在X、Y方向最大樓層剪力曲線，圖形顯示了各棟住宅所選波形。

圖1時程分析主要計算結果圖

分析圖1曲線，可見樓層的最大位移曲線在X、Y方向變化光滑、平穩、連續，曲線的變化趨勢也符合剪力墻結構的變化形態，在頂點處的位移峰值比較合理，表面了整體結構分布均勻、剛度適中，無明顯的扭轉偏移；在層間最大位移角曲線無較大的收進和突出，表面了結構的豎向剛度變化均勻，沒有明顯的薄弱層。

2、中震彈性驗算

該工程還采用SATWE程序對中震進行了不屈服驗算，其抗震設防的目標是允許結構輕微受損，上部結構允許局部受彎屈服，豎向構件底部加強部位不屈服。在驗算時，多遇地震影響系數的最大取值為0.23，并控制結構最大層間位移角在1/400以內。驗算結果表明，墻肢截面和其它構件的抗剪承載力均符合中震不屈服的設計要求。

三、結構靜力彈塑性分析

該工程采用了PKPM程序中的EPDA模塊對結構進行了靜力彈塑性分析（Pushover analysis），評估了結構在罕遇地震作用下的抗震能力，并根據計算的結果評價了結構在地震作用下的彈塑性狀態。實現了結構在地震作用下的薄弱部位與屈服部位的尋找，并基本尋找到了結構在地震作用下各個部位的屈服順序。

本工程同時從構件的塑性變形程度和結構的整體性能這兩個方面來評價了結構的安全性，構件的塑性變形主要通過構建塑性鉸的變形發展程度來進行評估；而整體性能則通過頂點位移、最大層間位移角、頂點位移角、剪重比、基底剪力等進行評估。通過結構靜力彈塑性分析，結構在罕遇地震下通過內力重分布，使結構的抗震性能達到規范所規定的抗震設防目標。

總結：

在高層住宅的建設開發中，結構設計是相當重要的一個環節，它與建筑、設備、規劃和施工等各個環節都緊密相連。在該工程中，通過科學的計算分析和合理的構造，解決了相應的在結構設計中的難題，使建筑既符合了變形特性和結構剛度的相應規范，也滿足了抗震設防的要求。

參考文獻：

[1] 施金平，張暉.益中花園1號樓超限高層結構設計[J].結構工程師，2009（6）.

篇（9）

1 工程概況

本工程為蘭州蘭石集團有限公司3#住宅樓，建設用地位于蘭州市七里河區。3#樓地下為2層(地下一層為管道夾層，層高1.50m，地下二層為甲類核六級人防兼自行車庫，層高3.60m)，地上30層為住宅，結構主體高度87.30米，慣性矩等效寬度13.75米，高寬比6.35，全現澆抗震墻體系，抗震墻抗震等級一級。嵌固端位置取在一層樓面(標高±0.000)處。

2 超限類型

根據建設部《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》，本工程不屬于建設部規定的超限高層建筑。根據《甘肅省建筑工程施工圖設計文件審查要點》結-C50201的規定，3#住宅樓高寬比超過規定，為省定超限高層建筑。

3 建筑結構設計等級及設計參數

4 地基與基礎

4.1 地基概況

擬建場地位于建設用地位于蘭州市七里河區。勘察場地主要地層特征見下表。

4.2 基礎設計

根據場地的地層結構及物理力學性質，并結合上部結構的特點，基礎采用樁-筏基礎，樁以卵石為持力層。基礎埋深6.0米（5.1+1.2- 0.3=6.0），埋置深度為建筑物高的1/14.55。

5 上部結構選型

由于高寬比超限，且建筑物主要使用功能為住宅，故結構體系選擇抗側力性能較好的剪力墻結構，并通過合理的布置剪力墻以達到抗傾覆、結構整體穩定的要求。樓（屋）蓋采用現澆混凝土樓（屋）蓋，并適當加厚嵌固樓板及屋面板的厚度，以提高建筑物的整體性能。

6 結構分析

6.1 本工程使用中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部編制的結構分析程序《多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件SATWE》（2010年版）進行結構分析，由于高寬比超過《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2002限值，采用PMSAP軟件進行補充整體分析，并用SATWE選用兩條天然波TH1TG040、TH3TG040，一條人工波RH1TG040進行結構彈性動力時程分析，并對三種計算結果列表對比。

6.2 主要電算結果

4.3 結果分析

對SATWE與PMSAP兩套不同振型分解反應譜法進行計算比較，SATWE程序的振型分解反應譜法與結構彈性動力時程分析法進行計算比較，主樓彈性動力時程分析、PMSAP分析結果與SATWE計算結果基本一致，第三周期為扭轉周期，結構設計采用SATWE計算結果。

彈性動力時程分析每條時程曲線主要結果：

TH1TG040 X: 6348.8KN Y:6592.2 KN

TH3TG040 X: 4976.6KN Y:9691.9 KN

RH1TG040 X:5979.7KN Y:5761.8 KN

振型分解法的底部剪力：X: 6495.72KN Y: 7343.00KN

4.3.1 X：{6348.8，4976.6，5979.7}＞6495.72*65%=4222.22，

Y：{6592.2，9691.9，5761.8}＞7343.00 *65%=4772.95KN，

計算結果滿足每條時程曲線所得的結構底部剪力不小于振型分解法的底部剪力的65%。

4.3.2 （6348.8+4976.6+5979.7/3=5768.37＞6495.72*80%=5196.58

（6592.2+9691.9+5761.8）/3=7348.6＞7343.00*80%=5874.40

計算結果滿足多條時程曲線所得的結構底部剪力的平均值不小于振型分解法的底部剪力的80%。

彈性動力時程分析每條時程曲線計算所得結構底部剪力大于振形分解反應譜法計算結構的65%，三條時程分析曲線計算所得結構底部剪力的平均值大于振形分解反應譜法計算結果的80%，且振型分解反應譜法計算結果曲線均能包絡時程分析曲線的平均反應曲線。

結構的剛重比最小為6.65大于2.7，結構計算可不考慮重力二階效應的不利影響，也滿足高層建筑結構穩定對結構剛度的要求。底部加強區各樓層與其上一樓層的剛度比、承載力比均大于0.8、0.9。結構計算的有效質量系數均大于95%；考慮5%偶然偏心的地震作用下，樓層或層間位移比均不超過1.2，平面扭轉規則。多遇地震作用下基礎底面未出現零應力區。中震作用下，結構底部抗傾覆彎矩與傾覆彎矩之比均大于2.0，基底出現零應力的范圍占基礎底面積的最大值為23.4%，小于25%。中震下結構不發生整體傾覆。基礎埋深滿足抗傾覆的要求。

在罕遇地震作用下，層間彈塑性位移角最大為1/174,小于1/150。

外縱墻最大軸壓比0.30

主要受力構件配筋適中，除極少量剪力墻連梁截面抗剪強度不夠外，其它構件基本無超筋超限，豎向抗側力構件未出現塑性鉸，未出現薄弱部位。說明結構布置合理，各控制指標均滿足規范限值要求，計算結果有效、可靠。

5 結構加強措施

結構設計采取以下加強措施：

5.1 控制樓層層間最大位移與層高之比≤1/1100。

5.2 加大基礎有效埋深，基礎埋深6.0米，埋置深度為建筑物高的1/14.55，不小于房屋高度的1/16。

5.3 嚴格控制外縱墻軸壓比，其限值按《高規》表7.2.14所對應的數值降低0.1（即0.5-0.1=0.4）。

5.4 剪力墻底部加強區墻體水平及豎向分布鋼筋配筋率控制不小于0.30%,對底部加強剪力墻約束邊緣構件從基礎底板以上設置，設置高度在《高規》7.2.15條基礎上再向上延伸一層，縱向邊墻約束邊緣構件配筋率不小于1.35%并不小于6 18。

5.5 底部加強區剪力墻連梁加強密箍，一般控制其跨高比不大于2.5，當跨高比小于2.5 時，設置水平縫形成雙連梁或增設斜向交叉暗撐或鋼筋。

6 預期性能目標

當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時，一般不損壞或不需修理可繼續使用，當遭受相當于本地區地震設防烈度的地震影響時，可能損壞，經一般修理或不需修理可繼續使用，當遭受高于本地區抗震設防烈度預估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。

篇（10）

本文通過某市超高層住宅建筑施工實例，對這一工程中勁性混凝土柱施工技術進行了介紹，該工程通過采用先進的技術措施，提高了勁性混凝土柱施工的效率與質量。超高層住宅建筑的施工具有一定的特殊性，由于這類建筑的樓層比較高，所以，在施工的過程中存在的危險性也比較大。為了提高超高層住宅建筑的安全性，本文對勁性混凝土柱的施工難點以及處理技術進行了介紹，通過本文的實例可以看出，應用這些技術可以有效的保證施工的質量以及建筑的安全，是值得推廣的施工技術。

一、工程概況

某市的超高層住宅建筑，地下2層，地上38層，建筑高度152.65m，標準層高為4m，其框架結構為剪力墻結構，在施工的過程中采用了大量的勁性混凝土柱。勁性混凝土柱的截面為矩形，勁性鋼柱是由某種強度較大的鋼板焊接成的，這種鋼柱的厚度是36mm，鋼柱的加工是在施工現場進行安裝操作的。在施工的過程中，采用了多種勁性混凝土柱施工的先進技術，取得了較好的效果。

二、勁性混凝土柱施工難點與流程

1、施工難點

1.1勁性混凝土柱是由多種型鋼柱以及鋼筋構成的，這兩種材料的交點比較多，其中鋼柱與柱軸主筋以及水平梁鋼筋的施工比較復雜，屬于施工的一大難點。

1.2勁性混凝土柱在在型鋼柱中現澆混凝土形成的，其結構與混凝土柱的結構一致，在這種結構中加入型鋼柱，需要保證施工的準確度。如果型鋼柱出現位置偏移、梁筋不能正常通過等質量問題，就會極大的影響后續工程的正常運行。這加型鋼的施工中，要注意保證型鋼軸線的位置不要偏移，還要保證型鋼板的焊接質量；在進行鋼筋綁扎時，也要注意規范施工人員的額操作，提高綁扎的質量；另一大施工難點是模板安裝，這些都是勁性混凝土柱施工的基礎工作，如果模板安裝出現問題，就會造成較大的安全隱患。所以，施工人員一定要提高安全意識，保證施工難點的質量。

2、施工流程

加工圖深化設計型鋼柱制作鋼柱吊裝、耳板臨時固定鋼柱接頭施焊、探傷耳板割除柱主筋接長柱箍筋綁扎承重架搭設梁底模鋪設梁筋綁扎、梁側模與板底模安裝板筋綁扎、安裝預埋混凝土澆筑、養護。

三、型鋼柱的深化設計

1、應用鋼結構安裝施工仿真技術

采用專業軟件對每根型鋼柱進行建模，認真分析框架梁柱鋼筋與型鋼柱的位置關系，下料尺寸、穿孔鋼筋數量等，保證梁柱接頭部位鋼筋能順利找到自己位置，相互之間不發生碰撞。在模型中優化設計方案，深化設計圖紙，并在建立的模型基礎上，利用此軟件導出正式的CAD圖紙。

2、設計與土建施工的銜接

2.1鋼柱每段的制作長度由車間制作條件和滿足現場吊裝能力的前提下決定。

2.2鋼柱制作長度和標高、現場鋼柱安裝標高、梁筋標高等會產生一定的允許偏差。當多種允許偏差疊加在一起時，會造成梁截面與鋼柱牛腿截面標高的偏差，致使梁鋼筋無法穿過鋼柱預先留設的孔洞。

2.3鋼柱穿孔的孔徑需考慮鋼筋接頭的形式。由于接頭位置比原鋼筋直徑略大，使得經過接頭加下的鋼筋無法穿越鋼柱孔洞，所以孔徑應適當放大。

四、型鋼柱的制作與安裝

1、型鋼柱的制作

型鋼柱一般是由多種厚板拼焊而成的，在加工制作的過程中，對制作的工藝要求非常嚴格，所以施工單位一般會請專業的加工廠進行加工制作。在加工完成后質檢人員還需要對構件進行檢查與驗收，其中檢查的重點包括型鋼板的長度、孔位大小、型號等。另外，施工人員還要觀察鋼柱是否有變形的情況，要對鋼板焊接縫的外觀進行重點檢查，避免出現質量不合格的問題。

2、型鋼柱的安裝

2.1鋼柱柱腳錨栓設置

型鋼柱一般是有4根柱腳螺栓固定形成的，所以，柱腳螺栓的施工質量與鋼柱的安裝質量有很大的影響。柱腳螺栓的數量很多，為了保證螺栓之間的距離，通常采用套板以及固定支架等工具對其位置進行確定，固定支架還可以避免螺栓出現變形的情況。這種固定架需要先埋入地下，與鋼筋固定在一起，而套板的規格也要符合相關的要求，這樣才能在現澆混凝土的施工中，使螺栓、套板以及支架固定澆筑在一起。

2.2安裝基礎節

錨桿安裝是勁性混凝土柱施工中一項重要的安裝工作，在安裝前，施工人員需要調整螺母的高度，將其調至柱腳底部。微動四角錨桿的調整螺母，可完成鋼柱基礎節的垂直度和標高的校正及軸線的調整，校正完成后，將基礎節的底板與預埋螺栓采用雙螺帽擰緊，并將錨桿墊板與柱底板四周圍焊，之后安裝周邊鋼筋。

五、勁性混凝土柱鋼筋施工

1、框架柱主筋穿插

勁性混凝土柱內穿過牛腿孔的主筋難以進行電渣壓力焊焊接，故而采用直螺紋套筒連接，其余主筋仍采用電渣壓力焊連接。為保證穿過牛腿的主筋位置準確，應在滿足設計要求的前提下，將牛腿預留穿筋孔適當放大2 mm；在框架柱根部及主筋接頭位置以下100 mm設置定位箍筋。

2、框架柱箍筋綁扎

框架柱內箍筋受鋼柱影響，需穿過型鋼柱的箍筋，按照常規做法無法施工。采用制作L型箍筋，穿過預先在型鋼柱的留孔，再將L型鋼筋焊接閉合，焊接長度滿足規范要求，單面焊應≥10d，雙面焊5 d。

3、框架梁主筋綁扎

框架梁主筋的綁扎形式主要采用鋼柱穿孔通梁筋和梁筋與鋼柱焊接相結合的方式。由于梁主筋要從鋼柱內穿過，梁不能架起綁扎，為防止梁筋箍筋綁扎困難，支設模板先立底模，留下側模不支。綁扎鋼筋按如下順序：擺放梁箍筋、穿梁底筋、箍筋與梁底筋綁扎、穿梁面筋、梁面筋與牛腿焊接、綁扎梁面筋、支梁側模。

六、結語

超高層住宅建筑在施工的過程中，需要采用先進的技術以及施工材料，這樣才能達到相關部門對超高層住宅建筑質量與安全的要求。勁性混凝土柱是超高層住宅施工中常用的材料，這種柱子主要是由強度性能較強的型鋼柱以及鋼筋構成的，其承重能力極強，可以有效的提高超高層建筑結構的穩定性。超高層住宅是未來建筑行業發展的方向，所以，施工單位一定要通過相應的措施解決勁性混凝土柱施工存在的問題，克服施工的難度，這樣才能有效的提高超高層住宅的安全性，并為其他高層施工項目提供可借鑒的經驗。■

參考文獻

篇（11）

目前，城市建設已從平面上的擴展模式為主轉變為立體上的發展模式為主。為了提高城市住宅的容積率，同時保證居民小區的日照、綠化及通風條件，高層及超高層住宅將成為城市擴展的主要方向。超高層的建造從很大程度上提高了同等面積下的土地利用率，但是也對施工、設計質量提出了更為嚴格的要求，同時超高層的室外環境的設計也是很重要的環節。

1 光污染的控制

超高層綜合建筑外的圍護往往大面積采用建筑材料中最為輕質的玻璃幕墻，而玻璃材質對可見光往往有極高的反射率，因此光污染是超高層城市綜合體對其周邊環境影響的一個重要因素，需要通過某些設計和措施，以減小對周邊環境的不利影響。減小超高層綜合對周邊區域體光污染，主要有建筑主體體形的設計、維護結構構造、圍護結構材料的選擇等措施。在超高層綜合體的規劃設計之初就應將玻璃幕墻的反射光線對周邊的影響考慮在內。對幕墻反射光線分析，可以盡量避免在某一時段內反射光對周邊某區域過度集中，特別是避開如居住區等對環境影響敏感的周邊區域。建筑幾何形體以及朝向的選擇會影響到玻璃幕墻的反射光的投射角度，因此在方案選擇時，應考慮盡量將反射光方向偏離城市主要街道和行人的視線，而使反射光投向空中或空礦的區域。幕墻的細部構造也會在很大程度上影響反射光的強度和形態，例如上海中心大廈的幕墻設計就分析了平滑式與交錯式兩種不同的幕墻構造對周邊的光污染情況，結果顯示交錯式構造相比平滑式構造，光污染的強度有明顯的減少，因此最終選擇了交錯式的幕墻構造。相對于傳統的平滑玻璃幕墻，交錯式或鱗片式的玻璃幕墻構造在超高層綜合體的設計中正越來越多地被采用，這是這種構造由于在光污染控制、減少熱福射及通風等方面具有一定優勢。在光污染的角度應該注意到，雖然麟片式的構造可以在避免反射光集中影響某一區域，使得反射的范圍更為分散，也同時使得反射的方向更不規則和難以控制。外遮陽構造的使用也能有效地減少光污染，雖然這一構造的主要目的是改善室內的熱環境及光環境。

2 室外風環境的控制

由于體量的關系，超高層綜合體建筑對周邊風環境的影響比一般建筑物更大。風在建筑體量周圍產生的尾流效應、狹管效應等會使室外風速增大，風速超過一定值會使室外行人產生不舒適感（《超高層綠色建筑評價技術細則》中規定的是1.5m高處不超過5m/s），因此有必要考慮超高層綜合體對室外風環境的影響。如倫敦瑞士再保險公司大樓的設計是一個考慮建筑形體對室外風環境影響的例子。建筑外形經過空氣動力學的考慮，曲線形對周圍氣流產生引導，使得氣流緩和地通過并具有向上的趨勢，避免在周圍產生強烈的下旋氣流或禍流。相比傳統以方體為基礎的建筑形式，很多超高層綜合體往往傾向采用流線型的體形，除了創造新穎形式的目的以外，這些形式主要考慮了空氣動力學的原理，一方面減小風荷載，一方面可以將建筑體對周邊風環境的不利影響降到最低。最后設計的結果往往結合了這兩方面的考慮。

3 立體綠化

《超高層綠色建筑評價技術細則》中有“合理采用立體綠化方式”的評價項，立體綠化具有固定二氧化碳、改善屋頂與墻面的保溫隔熱性能的效果，同時也具有改善室內外環境的價值。超高層綜合體的立體綠化需要溫熱、濕潤氣候條件，一般來說熱帶雨林氣候的地區（如我國南部、東南亞地區）最為理想，在干旱或寒冷地區較難實現。位于法蘭克福的德國工商銀行總部大樓（Commerzbank Headquarters），世界第一座生態辦公大樓，其特色之一就是利用了立體綠化技術。這個設計利用螺旋上升的通高中庭空間作為立體綠化的場所。根據中庭朝向的不同，分別選用了來自北美、亞洲和地中海的植物類型作為綠化。但從目前來看多數超高層綜合體采用的立體綠化形式是結合空中庭院來實現如越南工商銀行總部（Vietin Bank），或者在屋頂進行綠化，如意大利聯合圣保羅銀行辦公樓（Intesa Sanpaolo Office Building）；對于高度越來越高以致外部環境不適于植物生長的超高層綜合體，結合裙房或底層部分進行綠化是最有可行性的立體綠化方式。

4 空中室外平臺

空中室外平臺屬于城市中人造程度非常高的空間，依賴于超高層綜合體而存在，而且往往能夠成為一個建筑乃至城市的特色。在關于空中城市的很多構想中，都出現了將城市室外可供人們活動地面環境提升至空中的意象，這是為了彌補城市豎向發展帶來的不足，也為了創造新的城市公共空間的形態。當然這樣的構想還需要考慮諸如高空寒冷、風速高等等不利的環境條件，以及其造價與收益是否成比的現實問題。與空中室外平臺相對的是超高層綜合體的空中庭院，這一要素在超高層綜合體設計中被更廣泛地使用。

5 城市熱島效應的緩解

超高層城市綜合體體量巨大并且立體布置，容易大量吸收日照轄射，在夜間所吸收的熱量又會散發到城市中；而且超高層城市綜合體中設備和人員密集，本身包含了大量的熱源；另外超高層綜合容易阻礙氣流通行，不利城市環境的散熱。因此超高層綜合體容易增加城市熱島效應，特別是在夏季不利于室外熱環境。超高層綜合體對于減小城市熱島效應目前尚未發現單獨的顯著措施，然而很多以其它目的為主導的綠色技術同時也能緩解城市熱島效應的形成。如減小能耗及改善室內環境質量的自然通風，能夠減少超高層綜合體空調系統的運行，從而減小超高層綜合體對城市環境排放的空調散熱。降低空調系統負荷的自遮陽或通過形體變化減少日照福射的手段，也減小了在夜間超高層綜合體向城市散發日間儲存的日照福射熱量。利用可再生能源而在超高層綜合體表面設置光伏太陽能板，使其所接受的部分日照輻射能轉化為諸如電能等的其它能量形式，從而減小了對周圍環境的熱輻射。改善室內外環境的屋頂綠化、立體綠化、空中綠化等，讓植物吸收了部分的日照輻射，而且增大建筑的熱容以減小升溫的幅度，也能超高層綜合體減小熱島效應的程度。

6 結語

總之，超高層建筑的室外環境設計需要具有前瞻性，因為超高層建筑項目規模巨大，設計、施工到投入使用再到完全運轉使用的周期往往較一般項目更長，因此要求在設計進行綠色技術方面的考慮時要具有一定的前瞻性。在技術、設計等方面不僅要立足與現在解決當下的問題，還要順應各領域在未來的發展趨勢。

參考文獻