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高層住宅設計范文1
關鍵詞：高層建筑；給排水；設計
中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：
引言：給排水的設計是保證高層建筑質量的一個重要組成部分，影響了居民的生活質量，因此，相關設計人員需要提高對給排水的重視，選擇合理的設計方案，進行有效的高質量的設計。在對高層建筑進行給排水設計的時候，要進行充分的分析，綜合考慮建筑的布局、施工的安全和質量以及給排水系統的實用性，使給排水設計堅持安全性、科學性和實用性的原則。
1. 高層建筑給水設計
1.1明確高層建筑給水方式
高層建筑常用的就有高位水箱、氣壓罐和變頻泵無水箱三個給水設備，正確選擇高層建筑的供水方式，采用最科學合理的供水設備，選用技術先進、供水安全以及經濟合理的供水設備，是高層建筑正常供水的核心關鍵，選擇合理的給水方式，使用合適的給水設備，對高層建筑的影響作用非常大。
1.2給排水管道的選用
塑料材料的推廣，使塑料管材廣泛的應用于建筑施工中，逐漸取代了鑄鐵排水管的應用。但是鑒于高層建筑需要承受很大的壓力，有些設計還需要借助具有柔性且抗震的鑄鐵管道，其他的地方多采用塑料管。主要是塑料管有很大的優勢:首先管道內壁光滑，不易積垢，這樣就就有利于給排水的暢通;同時塑料管道的抗腐蝕性強，不易生銹，且化學性質穩定，導熱系數小;另外，塑料管道較鑄鐵管道而言，重量輕，容易粘接，安裝方便并且外形美觀。然而，塑料管道也有自身的不足:力學性能和復燃性差，增大了熱膨脹的系數，加之管壁很薄，減弱了隔音效果。因此在進行管材選擇的時候，要綜合考慮管材的絕熱性和膨脹性和施工的具體環境。
選擇合適的管道是設備設計的第一步，還需要對管道進行合理的設計，使其符合居民的要求和建筑的布局。總體來說，高層建筑應用內襯不銹鋼的符合鋼管作為室內冷水給水的管道，進行螺紋或者是法蘭連接，對生活給水采用衛生級的不銹鋼管，同時要保證生活熱水系統的安全，多采用無縫鋼管。
1.3合理布置給水管道
給水管道的布置，要滿足高層建筑里的用戶的生活用水的要求，選擇合適的管道長度和管道的內徑，盡量降低成本。但是現在我們國家還不是特別重視高層建筑的管道布置，最大的原因也許是高層建筑的管道比較短，管道內徑有相對較小，投入的資金比例也相對較少，而且收到的經濟效益不是非常的明顯。由于高層建筑的快速發展，建筑的內部設施越來越完善，對管道的種類和數量的要求也隨之增多，又因為高層建筑層數多、高度大、振源多的特殊性質，對管道的性能和質量等方面的要求很嚴格，所以要加大對高層建筑管道設備的資金投入。
2.高層建筑排水設計
2.1設立透氣管道
高層建筑應該設立透氣管道，因為生活污水的排出水管的水流速度比較小，而污水進水管的水流速度比較大。產生的壓力集聚在管道的底部于是出現正壓區，靠近管道底部的衛生用器在正壓區的壓力作用下會遭到一定程度的破環，衛生用器常出現氣泡上翻的現象。建立透氣管道，不僅可以平衡管道內的氣流量，正壓區的壓力也會被降低，還可以消除衛生用器發生的氣泡現象。
2.2選擇合適的衛生設備
在高層建筑衛生器具的選擇和布置上，要了解當地的民風民俗習慣，再結合衛生間的實際形狀、大小等，進行合理的選購、科學的布置，盡量在使用的時候方便舒適。在衛生器具的布置上，特別要注意的是坐便器位置的排水口設置，市場上的坐便器種類繁多，大小不一，各型號的坐便器對排水口的位置要求不一，應該合理預留位置，方便坐便器設置排水口，最大程度的滿足居民的生活質量要求。
2.3合理布置排水管道
高層建筑的底部被架空，建造商鋪或者商場，為了不對底層功能的使用造成不必要的影響，應該在底層就進行上部分排水管道的轉換。很多事例表明把所以排水管道聚集到一根大橫管道上進行整棟樓的排水，那是非常不科學的，因為一旦大橫管道破裂或者被堵塞，就會對整棟樓的正常生活造成很大的不便。合理布置排水管道，高層建筑的住宅內部使用的排水管道比較復雜，所以底層的連接衛生器具的排水管道應該獨立排出，如果需要進行轉換，可以把底層的衛生器具直接接到大橫的排水管道上。
2.4地漏的正確處理
高層建筑的排水系統中，地漏是其中一個不可忽視的環節，地漏的設置是為了對地面的積水進行排除。在高層建筑的住宅中，大都是在衛生間設置地漏，廚房視情況設置，因為廚房只會有少量的水濺到地面，不會造成大面積的積水，用抹布或拖把就可以清理干凈。在衛生間設計的地漏地板下沉300mm-500mm之間，在本層就可以布置橫管排水，在管道下部就設立防水層，就可以直接在本層解決漏水和堵塞的情況。
2.5排水噪聲的解決方法
可將 UPVC 管設在室外或采用 UPVC 內螺旋管，螺旋管因為內壁上凸起的螺旋形導流線，起了改善水利條件的作用，降低了流水噪聲。高層住宅建筑可采用柔性接口鑄鐵排水管或卡箍式鑄鐵排水管。柔性接口鑄鐵排水管與鑄鐵排水管相比具有承壓高、水流噪聲低、接口不易漏水、施工簡便等優點，接口采用橡膠圈密封，螺柱緊固，在內水壓下具有良好的曲撓性、伸縮性，能適應較大的軸向位移和橫向曲撓變形，密封性能良好。坐便器的噪聲同樣不能忽視，在衛生間內布置潔具時，盡量把坐便器布置在與臥室不相鄰的墻壁一側。坐便器的噪聲大小，取決于其水路設計的合理性。良好的水路設計可以最大限度的降低沖水時的噪聲，而且沖洗后不留痕跡，沒有臭味溢出。
3.屋面及陽臺雨水的系統設計
屋面雨水排出應優先選用既安全又經濟的雨水系統。高層住宅建筑由于匯水面積小 ，故一般采用重力流。屋面一般應采用 87型雨水斗屋面雨水系統 ，對于處在住戶上部的屋面 ，宜采用側墻式雨水斗。為杜絕屋面雨水從陽臺溢出，陽臺雨水系統應單獨設置，而不應該接到屋面雨水立管上 ，且為防止陽臺地漏泛臭 ，陽臺雨水排水系統不應與庭院雨水排水管渠直接相接 ，應采用間接排水。當陽臺設有洗衣機時 ，可利用洗衣機地漏兼做地面排水地漏 ，可減少陽臺的排水立管和地漏數量 ，但排水立管應接入污水管道。
4.消火栓給水設計
高層建筑的給供水系統對消防給水的要求比較嚴格，即要求給排水系統必須具備較高的自救能力，設計獨立的消防給水系統，主要包括室內外的消火栓給水系統和各種滅火系統。
室內消火栓給水系統的被設計成網狀，并進行了豎向的分區，確定消火栓口的最低靜水壓力，采用的消火栓是減壓穩壓式，設計三臺消防泵，這樣就為消防工作做足了準備，并且留有充分的余地，而室外的消火栓的供水來自市政的管網。
用于高層建筑給供水設計的滅火系統一般包括自動噴水滅火系統、噴氣滅火系統和手提式滅火系統，這些滅火系統都各具優勢，很好的保證了給供水系統的消防安全，保證了居民的生活質量。
5.空調冷凝水系統設計
隨著人們物質生活的提高 ，空調也越來越普及 ，在現代高層住宅建筑中 ，大多數都會在室外設置空調掛機 ，如果在前期的給排水設計中沒有考慮空調冷凝水統一排放 ，則會造成空調冷凝水無序排放 ，勢必會污染建筑外墻 ，影響美觀 ，所以在高層住宅建筑給排水設計中應設置排水管統一排放空調冷凝水。一般做法是在室外預留空調外掛機的地方設置一根排水立管 ，同時預留排水三通 ，當住戶安裝空調外掛機時便能將空調機的排水軟管直接接入預留的排水三通 ，通過排水立管直接排至地面或雨水管道系統。
6.結語
作為建筑給排水設計者，應嚴格執行現行相關規范，不斷總結設計工作過程中的經驗教訓，在實踐中不斷地摸索，吸收新技術、新方法來完善設計，提高整體的專業水平，爭取為社會提供更多的高標準的設計成果。
參考文獻：
[1] 吳金應. 高層建筑給排水節能節水的實現[J]. 價值工程．2010( 23) ．
高層住宅設計范文2
關健詞：高層住宅；配電；設計
中圖分類號：TU241.8文獻標識碼：A
隨著我國高層建筑的不斷增加，高層建筑的配電設計問題已經成為設計人員們關注的重點問題。高層住宅的配電設計因為要求較為復雜，用電設備種類和數量繁多，所以對現代高層住宅的配電設計也提出了更高的要求。我們在進行高層住宅配電設計時，必須全面考慮配電系統的靈活性、安全性和可靠性，使現代高層住宅的配電系統與高層住宅的整體需求相匹配。
一、高層住宅配電設計的要求
（一）配電設計要考慮系統的可靠性
高層住宅的工程造價較高，居住人員比較集中，因此應該嚴格保證供配電系統的可靠性。高層住宅在發生火災時，需要通過自身的消防設施來疏散人群或滅火。而消防設施必須用到電。所以用來報警、滅火以及疏散人員或物資的電源系統必須具有可靠性。另外，還應該對電力的負荷等級進行合理分析及確定，以保障高層住宅供電系統的穩定。
（二）配電設計要考慮轉投時間性和方式
高層住宅必須具備兩獨立電源，并能夠滿足一、二級負荷的要求，但如果是超高層住宅，且含有特別重要的負荷+，就應該對電源系統的檢修或故障問題進行全面考慮，另一電源系統又發生故障時，相應的柴油發電機就應該起到應急電源的作用。如果只能提供一路電源的高層住宅，必須設置柴油發電機組來作為第二電源，這時的發電機組則應該作為備用電源使用。為了保證各項救援工作能夠在發生火災時有效實施，配電設計時應該全面考慮到兩個電源系統的切換方式，應急發電設備的啟動方式等。而且還需要對兩個電源的切換時間進行有效明確。
（三）配電設計要考慮設備選擇的一般原則
高層住宅對供配電系統的可靠性要求較高，系統容量也較大，因此應該注重電氣設備的選擇問題。通常高壓系統可選擇高壓配電成套裝置，應選擇真空斷路器來作為成套設備裝置的高壓開關，同時還需要對其斷電容量進行檢驗；低壓配電裝置，通常選擇在變壓器出線端較近的位置，這樣如果在反饋電路中發生短路現象，那么低壓開關處的電流應該與短路電流相差不多，一旦低壓斷路器的處理能力出現問題，出現越級跳閘，就會對整個住宅的用電安全造成影響。
二、高層住宅配電設計
（一）高層住宅電力負荷
高層住宅的配電負荷主要應該考慮以下幾個方面：
1、消防設施：主要包括消防水泵、消防電梯、排煙設施、自動報警器、自動滅火設施、應急照明、逃生指示燈、電動卷簾門等。
2、照明裝置:主要包括正常的生活照明、應急照明、事故照明、螢光燈廣告以及航標燈等。
3、動力負荷：這部分主要包括電梯、供水、排水、供氣等，另外還包括空調制冷設備、監控設備、中央控制系統以及其他的電氣設備等。
以上用電負荷就用電量來分析，其中動力和照明用電大約分別占總用電量的30%，而其它部分則占40%。由于高層住宅人員密集、內部裝飾也較為復雜，而且存在許多易燃因素，發生火災的機率較大，所以各項用電負荷中，最為重要的應該是消防用電。
（二）供電電源電壓及主接線設計
通常我國高層住宅采用高壓供電，電壓大多為10kv。高壓供電系統主干線大多采用單母線制。單母線制結構相對簡單，設備較少，投資小，通常在普通的高層住宅中使用；根據國家規定高層住宅電力負荷為一級和二級負荷，一級負荷是由兩個獨立電源來進行供電，二級負荷通常也應該由二回線供電，但是如果取得二回線比較困難，則允許采用一回路專用架空線進行供電；設計時為保證供電的可靠性，高壓二回或三回進線，都應該采用內橋接法。低壓可采用單母線分段，同時設置母線開關。對于非常重要的負荷應該由備用柴油發電機進行供電。
（三）變壓器的選擇
在現代的高層住宅建筑中，很少再使用大容量的變壓器，雖然大容量的變壓器效率較高，但負荷也較大。因此選擇變壓器時，應該綜合的考慮相關因素、用電要求，選擇適當的單機容量及數量非常關鍵。通?？筛鶕照{設備的分組情況來設置專用的變壓器，這樣便可以根據空調組的投切，來對變壓器進行投切。
（四）變配電位置的選擇
目前城市用地越來越緊張，一些高層住宅建筑的輔助設施用房都采用了進樓設置。這些輔助設施的用電量都非常大，變電所的位置應該靠近這些電機設備，從而縮短供電線路，減少能耗。同時設置變電房時還應該保證高層部分的供電干線最大壓降在允許范圍內。通常情況下變電所的位置設置方法有如下幾種：將變電所設置在地下室或相鄰的輔助建筑內；變電站設置在地下室和最高層；變電站分別設置在地下室、中間層及最高層；變電站僅設置在中間層。
（五）配電線路的設計
目前高層住宅大多為智能型建筑，配電干線系統往往采用垂直方向的多層配電系統：對于插接式母線應封閉在金屬外殼內，并在電氣豎井中垂直分布，且每層設置一個或兩分箱。分接箱內部帶斷路器；預制式分支電纜，預先加工好主電纜到各分層的分支電纜，以提高其可靠性，不需要對接箱進行分設，這樣可以減少能耗，但其缺乏一定的靈活性，不易改動；穿刺式線夾分支電纜，是一種比較靈活的分支形式，其線夾部分是絕緣的，中間有一大一小兩個金屬穿刺孔。干線電纜夾在大孔上，分支線路夾在小孔中，然后擰緊螺栓，分支電纜便會與干線電路連接上。
三、結論
在高層住宅功能不斷增加，配電要求不斷提高的現階段，對其進行配電設計時，應該將居民的安全放在第一位，同時還應該綜合考慮經濟效益以及能耗等問題，不斷優化設計，使高層住宅的配電系統更加安全、可靠和穩定。
文獻引用：
[1].閔建站，某高層住宅區供配電設計分析[J].民營科技，2012，（11）：348.
高層住宅設計范文3
關鍵詞：高層住宅；配電設計；防雷接地
中圖分類號：TU241.8 文獻標識碼：A 文章編號：
1工程概況
該工程為二類高層，地下2層為人防層，地下l層為設備層，地上l層為商鋪和配電室，2層除一個單元局部為商鋪外其余均是住宅，3~18層為住宅，住宅設4個單元，每個單元一梯兩戶，總共135戶。屋頂設水箱間。住宅和商鋪層高均為3．0 m。設備層層高為2．1 m。人防層層高為3．0 m，建筑總高度為56．5 m，總建筑面積20676．53 m2。結構形式為現澆鋼筋混凝土剪力墻結構，商鋪局部為框架結構。每個單元設一部消防電梯，屋頂有消防用正壓送風機。設兩個低壓配電室，分別在第一單元(1號配電室)和第四單元(2號配電室)l層。
2高層住宅的電氣設計
2．1照明和動力配電系統
2．1．1負荷等級
消防電梯、正壓送風機、消防潛污泵、火災自動報警及聯動控制裝置、火災應急照明及疏散指示標志等消防用電負荷為二級負荷．其余用電為三級負荷。
2．1．2供電要求
根據建設方提供的條件及用電負荷要求，本小區在室外擬建10 kV箱式變配電站，前端進線為兩回路10 kV電源。滿足二級負荷要求。本樓僅做低壓配電室。l號和2號低壓配電室的進線電源(Ll，L2．L3，PEN)分別引自不同的變壓器低壓母線段，每個配電室安裝5臺GCS配電柜。
2．1．3配電系統構成
各單元住宅照明分別由低壓配電室分兩回路(出線開關為帶漏電保護的斷路器，漏電動作電流300 mA，動作時問小于0．48)樹干式配電。每3層設照明分配電箱(三相)，之后放射出線至每層二表箱或一表箱（單相，10（40）），一戶一表，戶內設用戶配電箱。各單元應急照
明為每3層設一雙電源自動切換箱。每套住宅進戶線為截面不小于10mm2 的銅導線，用戶配電箱的用電負荷標準為4.0kW。其出線回路為7 路：照明1 路、廚房插座1 路、衛生間插座1 路、普通插座1 路、空調插座3 路。照明回路銅導線截面為2.5mm2，插座回路銅導線截面為4.0mm2。除壁掛式空調電源插座外，其他電源插座回路均帶漏電保護30mA 瞬動。
《民用建筑電氣設計規范》JGJ16—2008 之10.8.1 規定住宅配電箱的進線端應裝設短路、過負荷和過、欠電壓保護電器。各單元的消防電梯、正壓送風機的配電均為由低壓配電室放射式引至機房的雙電源自動切換箱。人防層電力與照明由低壓配電室放射與樹干相結合的方式配電。商鋪配電應注意出租時的計量與使用的便利。
2．1．4配電干線
a 本工程采用預分支電纜.由于它額定電流小于1600A，故作為配電干線。它與母線槽比較，具有重量輕、外徑小、安裝方便的優點，防水性、耐腐蝕性、抗震性良好，對環境要求低，滿足安全，經濟又美觀。但是在定貨前要提供完整而準確的配電系統圖，樓層標高剖面圖和電氣豎井的實際尺寸,方可定制。
b 分支電纜的截面根據樓層的計算負荷選擇，并留30%的容量；主電纜的截面根據各層負荷相加的總負荷，再乘以恰當的同時系數后選擇，并留30%的容量。如果分支電纜截面與主電纜截面不同，要求在分支后設分支開關以保護分支電纜。
c 該工程中設計了等電位聯結。從總等電位聯結（MEB）端引出一根MEB 干線自下而上敷設在電氣豎井中，豎井的每層設輔助等電位聯結（LEB）端子箱。而預制分支電纜采用4 芯。
(3)本工程采用TN－S 接地方式，各個衛生間設置障礙局部等電位聯結。
2.2戶內照明設置
2.2.1戶內配電箱的布置既要出線方便合理、便于檢修維護，又要視覺美觀、使用安全，盡量避免住戶的裝修改動。挑剔的業主還有單排與雙排開關布置的要求，應綜合考慮。
2.2.2電源插座的設置應符合規范要求。臥室、廚房為一個單相三線和一個單相二線的插座兩組；起居室（廳）為一個單相三線和一個單相二線的插座三組；衛生間為防濺水型一個單相三線和一個單相二線的組合插座一組；洗衣機、冰箱、排氣機械和空調器等處為專用單相三線插座各一個。電源插座底邊距地低于1.8m 時，應選用安全型插座。
2.2.3衛生間、浴室等潮濕且易污場所，宜采用防潮易清潔的燈具。衛生間的燈具應避免安裝在便器或浴缸的上面及其背后，開關設于衛生間門外。住宅公共走道、走廊、樓梯間的照明除電梯廳和火災應急照明外，均采用聲光控延時開關。應急照明平時作為正常照明的一部分，火災時，消防系統強行切斷正常照明電源，并啟動應急照明。除住宅、商鋪、設備層正常照明為單回路外，應急照明均為雙回路配電，末端設電源自動切換箱，以保證照明的可靠性。應急照明燈采用雙控方式，無論現場開關處于什么位置，消防時均能通過強切電路點亮應急照明燈。疏散誘導指示燈及標志燈為自帶蓄電池的消防應急燈，平時處于浮充電狀態，火災時正常供電電源全部中斷后自動切換至蓄電池供電，連續供電時間不小于30min。
2.3弱電系統
本工程設有火災自動報警及消防聯動控制系統、電話及寬帶網絡系統、有線電視系統、樓宇對講系統。本工程為二類建筑，故火災自動報警系統保護對象等級為二級。消防電梯、防煙樓梯的前室及合用前室、公共走道、門廳設置火災探測器。建筑設備管線的設計應相對集中、布置緊湊、合理占用空間，宜為住戶進行裝修留有余地。每套住宅宜集中設置布線箱，對有線電視、通信、網絡、安全監控等線路集中布線。本工程在每個住戶的客廳內距地0.3m處設置戶內弱電集線箱，需注意的是要在其近旁設一個接自插座回路的電源模塊（86 盒嵌墻），以便向集線箱內供電。各住戶設樓宇對講室內分機，預留埋管時，要考慮到套管可以穿敷可視對講的數據線。
3防雷接地設計
3.4 防雷接地
(1)采用TN－C－S接地方式，并進行總等電位聯結。在1號和2號低壓配電室內各設一塊總等電位聯結端子板（MEB 端子板），將各配電室的進線PE 母排、進出樓內水暖金屬干管、煤氣管道、電梯導軌、建筑物金屬結構、各強弱電穿線鋼管外皮、電纜金屬外皮、電纜橋架、強弱電進戶管等與這兩MEB 端子板進行連通。
(2)各個浴室內應做局部等電位聯結，從適當地方引出兩根大于d16mm 結構鋼筋（與地面和墻內鋼筋網連通）至局部等電位箱（LEB），局部等電位箱暗裝，底邊距地0.3m，具體做法參見圖集《等電位聯結安裝》02D501－2 第34 頁。局部等電位聯結應包括浴室內給排水管、金屬浴盆、采暖管、浴室內PE 線以及建筑物鋼筋網，可不包括金屬地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立之物，地面內鋼筋網宜與等電位連接線連通，當墻為混凝土墻時，墻內鋼筋網也宜與等電位連接線連通；所有管道位置與有關專業配合，等電位連接線與浴盆、下水管等衛生設備的連接做法見圖集《等電位聯結安裝》02D501－2第6 頁、第16 頁、38~42 頁等；預埋件做法見第47 頁，距地0.3m。一般浴室內皆有電源插座亦即引入了PE 線，則浴室的局部等電位聯結必須與該PE線相連。
結束語
隨著商業設計項目越來越復雜，需要設計人員不斷地提高設計水平，精心設計，作出精品。建筑供配電系統設計在建筑中占有舉足輕重的作用,在保證供電安全可靠的情況下,既要考慮到未來的發展需要,遵循技術經濟合理的原則,滿足環保節能的要求,還要配合裝修要求,做到舒適、美觀、滿足客人消費心理要求檢修方便。以上僅是在住宅設計中的點滴經驗總結，希望能和廣大設計人員交流。
參考文獻
［1］劉愛平. 對建筑電氣中供配電線路設計的探討. 廣東科技.2007(10)
［2］建筑電氣設計中的節能探索.建筑設計管理2009.(2)
[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部．JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范[s]．北京：中國建筑工業出版社，2008
高層住宅設計范文4
關鍵詞： 高層住宅；結構；設計優化
Abstract: with the improvement of people's living standard, the housing is not only a for shelter, rest place, but also the people enjoy living place. Now, to demand more and more housing conditions, high-rise residential structure optimization design, not only can improve the building safety degree, still can reduce the construction cost, cost savings, to have a higher ratio of housing. In this paper, the residential structure design optimization design, puts forward several Suggestions, hoping to help design personnel.
Keywords: high-rise residential; Structure; Design optimization
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
0引言
高層住宅結構優化是指對建筑物結構進行合理分析，提出結構設計優化方案，目的是在設計滿足國家相關建設法規的前提下，提高建筑物的技術質量，降低總成本，是投資利益最大化，并且能保證建筑物抗震性能和安全性。結構設計優化是對設計再次分析，再次加工的過程。讓住宅結構剛度適中、均衡整體結構布局、減小構件在外力影響下的變形或者破壞，達到既美觀又堅固抗震的效果，這是高層住宅結構優化的目標。
在高層住宅結構優化設計中，每一道工序都要精心設計，做到計算合理準確，方案合理可行，本文對設計優化存在問題進行分析并提出幾點可行建議。
1高層住宅結構設計現狀
1.1 住宅結構設計現狀
低層建筑和高層簡述橫向和豎向的結構體系設計基本原理是相同的，但是建筑高度越高，豎向結構設計越難，這也是建筑界正在努力解決的問題之一。住宅結構越高，就要求有較大的柱子或者墻來承受垂直壓力負荷，這對建筑材料的要求比較高。另外，住宅越高，側向力所產生的剪切變形和傾覆力矩就要大得多，而且側向荷載產生的響應并不是線性的，而是隨著高度增加而迅速增大，在現代高層住宅建筑物中，重要的問題是整體抗彎和抗變形，抗震等，高層建筑與低層建筑結構有著很大差異，需要考慮的因素也很多，例如共振，扭轉，水平側向位移等。所以，高層住宅結構設計比較困難，考慮因素復雜多變，影響因素很多，所以在設計的時候，要從整體上進行把握，設計出實用性強的好方案。
1.2 高層住宅結構設計影響因素
住宅越高，安全性就越來越要重視，抗震性能也要增強，所以設計中要考慮的因素也就增多，主要影響因素有水平負荷，軸向變形，側移等。
(1) 水平荷載.。水平荷載是需要考慮的決定因素，一般來說，豎直方向上載荷在構建中受力只與樓房高度有關，但是水平受力卻比較復雜，且易受外界條件影響，數值變化不定，所以其是影響住宅結構設計因素。
(2) 軸向變形。在高層住宅建筑中，樓層越高，豎向負荷就越大，能夠在軸向引起較大的變形，影響建筑結構的續梁彎矩，將會引起連續梁之間支座點的負彎矩值降低，造成端支座負彎矩值以及跨中正彎矩值增大，從而引起預測材料長度不準確，對下料長度產生影響。
(3) 控制指標側移。結構側移量是高層建筑結構設計要重點考慮的因素，這一點與低層樓房不同，樓房高度越高，側移量在水平荷載影響下變形越明顯，所以在設計的時候，要注意在水平荷載作用下的側移要控制在要求范圍之內。(4)結構延性。結構延性是一種重要設計指標，高層住宅建筑在地震作用下的變形大，建筑越高，變形越明顯，為了在地震情況下放置建筑物倒塌，要特別注意在構造上采取合適的措施，保證住宅的安全。
2高層住宅結構設計優化
2.1 選擇設計結構方案
進行高層住宅結構設計優化時，首先要進行結構方案的選擇。結構方案的好壞決定了結構設計的好壞，對于同一個建筑設計要求，其結構方案往往是不唯一的，但是不同的設計方案會影響工程質量和工程造價，在設計時，一定要選擇合理的結構設計方案?？梢宰裱韵略瓌t。
首先，根據相關建筑規則的規定來完成結構設計方案總體要求，處理好結構與結構的相互關系，充分發揮結構的最佳受力狀態，是結構盡可能簡單明確，直接易懂，具有足夠的承載力，良好的延性和剛度。其次，要保持結構的安全可靠。應該仔細考慮每一個構建，使各個構建能夠相互協調，發揮最大功能，保證設計目標水準，使結構既經濟又安全。再次，要盡量避免或者減小外力作用下的扭轉效應。因為抵抗扭轉效應所需要的材料用量很大，而且結構也會很復雜，會提高工程造價，不經濟不實惠。最后，要積極與建筑部門進行互動交流。結構設計者往往對建筑結構和材料不是很了解，在設計結構方案時，要與建筑師進行交流，聽取他們提出的建議，結構設計師要充分理解結構概念，真實客觀地進行設計，通過反復優化，修改，最后設計出造價最低并且質量最好的結構方案。
2.2 設計優化
在進行高層住宅結構設計優化時，首先是要對建筑結構進行基礎設計，主要有結構承重體系設計，建筑縫的處理設計等，基礎設計完成后，就可以開始進行優化設計了，在優化設計時，要注意一下幾方面。
(1)正確認識結構設計優化的重要性?，F在房地產已經是一個大產業，人們對住宅要求也越來越高，而作為投資方，追求的是利益的最大化，進行住宅結構優化的設計，不但可以有效降低總成本，還可以使建筑結構更美觀安全，能經濟合理的節材降，從而減低工程造價。高層住宅結構設計優化，首先要仔細閱讀建筑結構圖紙，綜合考慮各種因素的影響，經過反復優選等過程，達到設計優化目標，對原結構方案設計進行改進，合理驚醒構件布置，適當選擇構件尺寸等，做到精益求精，最后提出優化建議。
(2)設計方案優化。這部分是設計優化的重點，不僅要進行對抗側力單元優化設計，還要進行框架結構優化設計。使設計符合防震要求，在各項參數都符合規范要求的前提下，不斷進行優化設計，盡量減少剪力墻的數量和厚度，使結構兩方向剛度接近兩個方向水平位移，達到最佳受力狀態。
在設計時，首先要進行建筑結構分析，主要由豎向抗側力構件構成，包括剪力墻，筒體，框架等。主要分析他們的受力狀態，使構件充分利用起來。在進行計算分析時，不能盲目地依賴計算機，還要結合工程師的實際經驗，選擇合適的計算參數，經過多次計算比較，找到最佳參數值。要注意實際結構與計算模型的偏差，因為計算機在計算的過程中，需要對模型進行假定，而實際結構優勢錯綜復雜的，所以計算值與實際結構會有差異，在通過計算值來選擇結構時，要充分結合實際情況來分析。
其次進行框架結構優化主要是根據住宅結構平面，分析豎直載荷和水平載荷，合適實際情況，合理布置構件，選用合適材料，結合實際材料構造進行結構分析和內力分析，根據分析結果適當調整設計結構。此外，還要進行可行判斷，對優化結果進行內力分析，滿足設計要求的前提下，校驗可行性，如果不可行，就要調整設計方案，知道方案可行為止。
(3)地基處理的優化。高層住宅建筑更要注重地基的處理，否則將前功盡棄，在選擇地基時，要選擇地質條件不復雜，容易施工的地質，因為地質條件越復雜，做好地基工作造價越高，而選擇相對簡單的地質條件，不僅可以降低地基處理的成本，地基安全度也會增加，從而降低工程造價，提高工程性價比。
(4) 進行建筑材料的優化。優化建筑材料目的就是花盡量少的錢，做到經濟安全，符合設計要求。這就要求在選擇建筑材料時，要合理利用材料性能，根據不同的需求來選擇不同的材料，實際上，因材料選擇不當造成的浪費很多，有些地方需要質量好材料，有些地方一般材料即可達到要求，設計時，要充分考慮這些因素，例如采用高強度鋼筋低強度取代鋼筋的時候可以節約鋼材。
3結論
高層住宅結構設計優化能夠有效降低工程造價，帶來可觀的經濟效益，不僅能讓建筑物安全實用，又能使其經濟美觀，舒適。所以進行結構優化設計至關重要，實際設計中，要結合實際情況和具體條件來靈活運用設計優化方法，實現住宅建筑設計既安全又經濟。
參考文獻
[1]高立人等.高層建筑結構概念設計［M］．北京:中國計劃出版杜,2005．
高層住宅設計范文5
本次選取比較典型的三棟近120m超高層住宅，即板式、規則點式、不規則點式(以下簡稱板式、規則、不規則)。
2結構選型，高寬比、水平荷載分析
2.1結構選型
從結構造價、施工便捷性角度出發，選用現澆鋼筋砼結構;因為項目均為住宅，從建筑使用空間角度考慮，不希望出現突出室內的柱、跨房間梁等，因此結構體系選擇剪力墻結構體系。砼強度等級豎向構件C50～C30，水平構件C35～C30。
2.2結構優劣性分析
規則點式因其平面規則、高寬比最小，為結構最優;板式因進深小，且屋頂構架高(如圖6)為結構最差;不規則點式則介于二者之間。
2.3建筑結構的高寬比
規則點式平面的寬度容易得到，但板式和不規則點式的平面較為復雜，在此參照廣東省實施《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3—2002)補充規定3.2.2條:“…當建筑平面非矩形時，可取平面的等效寬度B=3.5r，r為建筑平面(不計外挑部分)最小回轉半徑?！保?］。的宏觀控制，如果高寬比過大，就會對結構體系、結構構件斷面的設計和結構經濟性的控制帶來不小的挑戰。
2.4水平荷載作用下結構基底剪力分析
3個項目地震基底剪力有無安評相差6%～34%(不規則點式超高層對地震力敏感)，因此結構計算均采用安評值;Y向風工況基底剪力比地震工況基底剪力部分大22%～85%，由此可見，該場地水平荷載尤其是風荷載較大。
3結構體系的變形分析及布置原則
3.1通過結構試算，變形控制工況，結構弱軸方向的荷載控制工況全部為風荷載工況;風荷載與建筑體型密切相關而與結構主體關聯性較小(僅風振相關)，而地震荷載與結構剛度、周期、自重等息息相關，因此應把握水平荷載的類型在結構體系布置時采取不同的措施。
3.2剪切變形與彎曲變形抗側力剛度較弱的結構體系(比如框架結構)，其水平力作用下的變形以剪切變形為主，抗側力剛度較強的結構體系(比如剪力墻結構)，其水平力作用下的變形以彎曲變形為主，框－剪體系則介于二者之間，整體彎曲變形主要體現在豎向構件在傾覆彎矩作用下的拉壓變形，因此對于剪力墻結構，要加強關鍵位置(離剛心較遠且整體性較好的位置)的豎向構件軸向剛度，就可提高整體抗彎剛度，減小彎曲變形，控制樓層最大層間位移角。
3.3剪力滯后效應“剪力滯后效應在結構工程中是一個普遍存在的力學現象，小至一個構件，大至一棟超高層建筑，都會有剪力滯后現象，具體表現是:在某一局部范圍內，剪力所能起的作用有限，所以正應力分布不均勻”［3］。剪力滯后效應會降低整體抗彎剛度;如果要減少剪力滯后效應，應加強結構體系整體性特別是加強關鍵豎向構件(或筒體)之間的連接。
3.4結構抗側力體系布置原則經過4.1～4.3的分析，結構布置原則如下:①找出關鍵位置的豎向構件并予以加強(提高整體抗彎剛度，原理類似于加強工字鋼的翼板)。②盡量對齊縱、橫向墻置，加強整體性，減小剪力滯后效應(原理類似于設計工字鋼的腹板)③對抗側力剛度幫助不大的構件以承受豎向荷載為主來設計，以合理低限設計結構斷面，減輕結構自重。通過加強關鍵位置的豎向構件和減小剪力滯后效應形成高效抗側力體系，從而實現以較小代價達到結構需求的抗側剛度的設計目的。另外，從建筑使用功能的角度出發，剪力墻布置做如下建議:①優先考慮樓、電梯井，分戶墻位置，可減少被轉換的概率。②布置在樓、電梯井盡量形成筒體，筒體內墻從底部開始就采用最小斷面至頂，降低建筑公攤。
4結構體系的布置要點與結構計算模型、參數的處理
4.1布置要點
4.1.1板式住宅
X向:利用周圈凸窗設計高連梁、提高整體剛度。Y向:南北向離剛心較遠位置設置厚墻、大斷面柱(如圖7中涂黑部分的豎向構件)，利用樓電梯井形成筒體;加強南北向連接;盡量對齊剪力墻。
4.1.2規則點式住宅
建筑外周圈剪力墻體通過凸窗位置高連梁圍成筒體，內部樓電梯間圍成筒體;加強內外筒體連接。
4.1.3不規則點式住宅
建筑外周圈剪力墻體盡量滿布，周圈凸窗位置均設計為高連梁;離剛心較遠位置設置筒體并適當加厚墻體(如圖9中涂黑部分的豎向構件)。
4.2結構計算模型中部分構件、參數的處理。
4.2.1連梁:計算模型處理方式分兩種，墻上開洞方式和按普通梁方式，按墻上開洞方式輸入計算則軟件一般按殼單元處理，按普通梁方式輸入則軟件一般按桿單元處理，前者的力學模型更貼切實際情況，整體性比后者大甚至大很多，因此在結構計算模型中連梁盡量按墻上開洞方式輸入。
4.2.2連梁剛度折減系數:風荷載工況下取1.0，地震工況取0.5～0.7。
4.2.3帶邊框柱剪力墻:傳統軟件將剪力墻作殼單元處理(不考慮面外剛度)，邊框柱作桿單元處理，在承受垂直于剪力墻方向彎矩時未考慮剪力墻的有利作用而全部由邊框柱承擔，會造成邊框柱設計不合理，解決辦法是讀出內力手算復核或采用能考慮剪力墻的有利作用的軟件。
4.2.4位移比對層間位移角的影響:當樓層層間位移角不滿足規范要求時，不要盲目去做加法，應該分析是由于整體剛度不足造成還是扭轉造成，如果是扭轉造成則調整剛心位置去解決，如果是整體剛度不足(位移比已很小)則應再加強整體剛度。
5豎向構件的設計與優化
在主體結構的砼用量中，板式超高層住宅剪力墻所占的砼體積比例一般在2/3左右，點式超高層一般也占到50%以上，同時剪力墻中邊緣構件的用鋼量又占到整個剪力墻用鋼量的2/3左右，因此整個結構體系設計是否經濟重點在于剪力墻以及其邊緣構件的設計是否合理;剪力墻在設計中注意問題如下:
(1)多布長墻少布短肢墻，在優化墻體時先考慮優化墻厚，后考慮優化墻長;設置的厚墻、端柱在通過了層間位移角最大樓層后應及時收斷面。
(2)在結構電算模型初步定案后，應在圖中畫出邊緣構件范圍并推敲其合理性，修改完成后再反饋到電算模型中。
(6)端柱的含鋼率較剪力墻高，如結構經濟指標要求較高，則要把端柱斷面設計至合理低限。
(4)組合墻、邊框柱、端柱應按照合并的組合墻截面進行配筋。
(5)在約束邊緣構件區域，計算體積配箍率時考慮墻身水平筋伸入邊緣構件作箍筋，優化配筋同時提高墻體的整體性;在構造邊緣構件區域，暗柱箍筋除采用封閉箍外，內部采用拉鉤隔一拉一，在優化配筋的同時使其與約束邊緣構件區域承載力有所差別，形成多道防線。
6結構經濟指標、結構的建筑適用性評估
在結構初步設計階段，結構體系定案后應及時評估結構的經濟性和適用性，避免后面返工:
6.1結構經濟性評估在地震烈度7.5度，風荷載較大地區，建筑物高寬比以及結構的規則性對結構經濟指標的影響較大，以上三棟建筑的砼單方指標比值為1:0.72:0.89;鋼筋單方指標比值為1:0.78:0.92;三個項目的經濟指標均在可以接受的范圍內。
6.2結構對建筑空間的適用性評估
(1)板式住宅:除少數北面外墻較厚外(500～600mm)，其余墻體厚度在第3層以上均不大于200mm，除凸窗外，梁高不大于450，梁寬不大于200，在高寬比超規范很多、水平荷載很大的地區達到了結構與建筑在使用空間上的基本和諧統一。
(2)規則點式住宅:除底層墻厚300～400外，標準層以250，200厚度為主，除凸窗位置外，其余主梁高不大于570;滿足建筑要求。
(3)不規則點式住宅:除底層及三個控制彎曲變形的角部墻厚為300～400外，標準層以250，200厚度為主，除凸窗位置外，其余主梁高不大于570;滿足建筑要求。
7結論
本文以三棟具體的超高層住宅建筑為例，總結出廈門杏林灣這一水平荷載較大地區超高層住宅結構設計的流程：
(1)在水平荷載大、高寬比大情況下，通過加強關鍵位置豎向構件和減小剪力滯后效應形成高效抗側力體系，實現以較小代價達到結構需求抗側剛度的目的。
(2)通過第(1)點布置出合理的結構體系后，還應在結構計算模型、電算參數的處理方面抓住重點，使其符合實際情況;最后落實到具體的每個結構構件的設計上來。
(3)板式超高層住宅因其大開間、小進深的原因在采光通風方面有著天然的建筑優勢，但其結構造價是最高的，適用于高附加值的項目;規則點式結構造價是最低，但在沿海地區與板式比較具一定建筑劣勢，適用于高容積率項目;不規則點式則介于上述兩者之間。
高層住宅設計范文6
關鍵詞：高層建筑；轉換層；上部結構；框支柱設計
1 工程概況
某工程位于某市開發區研究中心，采用框支剪力墻結構，地下1層，地上33層，建筑高度為99.70m。地下室作為停車庫，1～3層為商場；第4層為設備轉換層；5層及以上為住宅樓。當地抗震設防烈度為6度，場地土為類Ⅱ；按100年重現期計算的基本風壓值0.35kN/㎡，地面粗糙度C類。
2 上部結構設計
2.1抗震等級的確定
根據建筑平面使用功能要求，采用框支剪力墻結構形式。轉換形式為梁式轉換，轉換梁板位于4層頂，為高位轉換層建筑?？拐鸬燃墳榭蛑Э蚣芤患?，剪力墻底部加強部位一級，剪力墻非底部加強部位三級。建筑結構安全等級二級； 設計基準期50年；結構設計使用年限50年?？蛑е图袅炷翉姸鹊燃墳椋旱叵?層～8層C55，8層～34層由C50遞減至C30。
2.2 上部與下部結構的調整
本工程的結構設計特點在于根據建筑功能要求設置的設備層層高僅為3m，使得轉換層的側向剛度均較大于相鄰以下三層和相鄰上層的側向剛度，從而在結構計算分析中需解決以下問題：
（1）如何使高位轉換時轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比滿足《高規》附錄E的要求；
（2）一層～三層的各層側剛度比（本層側移剛度與上一層相應塔側移剛度70%的比值或上三層平均側移剛度80%的比值）需滿足《抗規》表3.4.3-2規定；
（3）經計算分析，最大轉換梁截面為1300x2500， 最小為1000x2000，形成框支柱的剪跨比小于1.5。根據《高規》第6.4.2條注3，剪跨比小于1.5的柱，其軸壓比限值應專門研究并采取特殊構造措施。
由于本工程的一層～三層作為商場，業主要求盡可能的減少上部住宅的落地剪力墻數量，以保證使用空間，給結構設計增大難度。為保證主體結構豎向剛度均勻，使轉換層上下剛度接近，避免剛度突變形成薄弱層并且滿足《高規》附錄E第E.0.2條和公式規定，抗震設計時等效側向剛度比宜接近1.0且≤1.3。因此采取以下措施解決上述的問題，具體措施包括以下幾個方面：
（1）轉換層上部在剪力墻滿足《高規》規定的各項控制參數前提下，盡量減少數量，增大結構洞口，降低連梁高度，以減少上部樓層的側向剛度。
（2）與業主和建筑專業協商降低一～三層的層高，由原層高5.1m，4.2m，4.2m改為4.8m，3.9m，3.9m；以增大轉換層下部各層的側向剛度。
（3）增大轉換層以下各層墻體厚度。轉換層以下各層均按一層厚度取值為350～450mm厚，轉換層減小為30mm厚，上部為200～250mm厚，避免剛度突變；在一～三層周邊將部分磚墻改為剪力墻（新增，與上部剪力墻不對應）以提高剪力墻的數量并增大側向剛度。
經調整后，轉換層上、下剛度比均滿足《高規》附錄E的要求；一～三層的各層側剛度比亦滿足《抗規》表3.4.3-2規定。
2.3設備轉換層的設置
為避免出現剪跨比小于1.5的框支柱，對設備轉換層的設置提出多個結構方案進行比較：
設備轉換層采用輕鋼結構體系，在主體結構完成后再施工；不考慮該層參與主樓的整體計算分析。 則轉換層的實際層高為6.9m。經計算分析，轉換層的側向高度在保證建筑功能要求的前提下無法滿足 《高規》附錄E第E.0.2條中 “當轉換層設置第二層以上時，計算的轉換層與其相鄰上層的側向剛度比不應小于0.6”。
直接加高設備層層高為4.6m以滿足框支柱剪跨比大于等于1.5。這樣，建筑總高度大于100m，無法實現。
確定設備轉換層層高為3m。對剪跨比小于1.5的框支柱采取特殊構造措施。這樣，最終采用方案。
由于目前國內并沒有對剪跨比小于1.5的框支柱進行專門研究的規范和資料，因此結構設計時采用幾點措施來提高框支柱的抗震性能和延性：（1）軸壓比限值降0.1， 對于一級抗震的框支柱取0.5；（2）框支柱截面中部設置芯柱；（3）在框支柱內增設交叉斜筋；（4）增大框支柱的配筋率和配箍率。
3 結構計算分析
通過采用SATWE和PMSAP兩個不同力學模型的結構分析軟件進行整體內力位移計算分析，計算時按結構不規則且同時考慮雙向地震作用和平扭藕連計算結構的扭轉效應。采用彈性時程分析法進行補充計算——根據建筑場地類別和設計地震分組選用了兩組記錄地震波和一組人工模擬地震波進行計算對比。
剛重大于1.4，能夠通過《高規》第5.4.4條的整體穩定驗算；
剛重比大于2.7，可以不考慮重力二階效應。
通過以上數據顯示，計算結果正常，各項參數均滿足《高規》條文要求，結構設計能達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標。
4 框支柱設計
框支柱截面尺寸主要由軸壓比控制并滿足剪壓比要求。為保證框支柱具有足夠延性，對其軸壓比應嚴格控制。
（1）該工程框支柱抗震等級為一級，軸壓比不得大于0.6，對于部分因截面尺寸較大而形成的短柱，不得大于0.5。柱截面延性還與配箍率有密切關系，因而框支柱的配箍率也比一般框架柱大得多。箍筋不得小于φ10@100，全長加密，且配箍率不得小于1.5%。
（2）在工程中，個別框支柱還兼作剪力墻端柱，所以還應滿足約束邊緣構件配箍特征值不小于0.2的要求，折算成配箍率（C55混凝土）即為1.82%。框支柱為非常重要的構件，為增大安全性，對柱端剪力及柱端彎矩均要乘以相應的增大系數，每層框支柱承受剪力之和應取基底剪力的30%。因為程序計算時，一般假定樓板剛度無限大，水平剪力按豎向構件的剛度分配，底部剪力墻剛度遠大于框支柱，使得框支柱分配的剪力非常小。然而考慮到實際工程中樓板的變形以及剪力墻出現裂縫后剛度的下降，框支柱剪力會增加，因而對框支柱的剪力增大作了單獨規定。
5 結束語
綜上所述，在進行（設備）轉換層結構設計時，與無設備層的轉換層設計難點不同。后者需著重對轉換層的側向剛度進行調整，以滿足轉換層上下剛度比的各項要求。 而前者由于設備層的存在，轉換層的側向剛度很大，因此往往對轉換層以下各層剛度的調整才是關鍵。在設置設備層時宜盡量避免出現超短柱，只要通過采取特殊的構造措施去加強和提高其抗震性能。
參考文獻
[1]覃文勝.高層建筑梁式轉換層結構設計探討[J].中國高新技術企業，2010.
