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高层住宅设计范文1
关键词：高层建筑；给排水；设计
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
引言：给排水的设计是保证高层建筑质量的一个重要组成部分，影响了居民的生活质量，因此，相关设计人员需要提高对给排水的重视，选择合理的设计方案，进行有效的高质量的设计。在对高层建筑进行给排水设计的时候，要进行充分的分析，综合考虑建筑的布局、施工的安全和质量以及给排水系统的实用性，使给排水设计坚持安全性、科学性和实用性的原则。
1. 高层建筑给水设计
1.1明确高层建筑给水方式
高层建筑常用的就有高位水箱、气压罐和变频泵无水箱三个给水设备，正确选择高层建筑的供水方式，采用最科学合理的供水设备，选用技术先进、供水安全以及经济合理的供水设备，是高层建筑正常供水的核心关键，选择合理的给水方式，使用合适的给水设备，对高层建筑的影响作用非常大。
1.2给排水管道的选用
塑料材料的推广，使塑料管材广泛的应用于建筑施工中，逐渐取代了铸铁排水管的应用。但是鉴于高层建筑需要承受很大的压力，有些设计还需要借助具有柔性且抗震的铸铁管道，其他的地方多采用塑料管。主要是塑料管有很大的优势:首先管道内壁光滑，不易积垢，这样就就有利于给排水的畅通;同时塑料管道的抗腐蚀性强，不易生锈，且化学性质稳定，导热系数小;另外，塑料管道较铸铁管道而言，重量轻，容易粘接，安装方便并且外形美观。然而，塑料管道也有自身的不足:力学性能和复燃性差，增大了热膨胀的系数，加之管壁很薄，减弱了隔音效果。因此在进行管材选择的时候，要综合考虑管材的绝热性和膨胀性和施工的具体环境。
选择合适的管道是设备设计的第一步，还需要对管道进行合理的设计，使其符合居民的要求和建筑的布局。总体来说，高层建筑应用内衬不锈钢的符合钢管作为室内冷水给水的管道，进行螺纹或者是法兰连接，对生活给水采用卫生级的不锈钢管，同时要保证生活热水系统的安全，多采用无缝钢管。
1.3合理布置给水管道
给水管道的布置，要满足高层建筑里的用户的生活用水的要求，选择合适的管道长度和管道的内径，尽量降低成本。但是现在我们国家还不是特别重视高层建筑的管道布置，最大的原因也许是高层建筑的管道比较短，管道内径有相对较小，投入的资金比例也相对较少，而且收到的经济效益不是非常的明显。由于高层建筑的快速发展，建筑的内部设施越来越完善，对管道的种类和数量的要求也随之增多，又因为高层建筑层数多、高度大、振源多的特殊性质，对管道的性能和质量等方面的要求很严格，所以要加大对高层建筑管道设备的资金投入。
2.高层建筑排水设计
2.1设立透气管道
高层建筑应该设立透气管道，因为生活污水的排出水管的水流速度比较小，而污水进水管的水流速度比较大。产生的压力集聚在管道的底部于是出现正压区，靠近管道底部的卫生用器在正压区的压力作用下会遭到一定程度的破环，卫生用器常出现气泡上翻的现象。建立透气管道，不仅可以平衡管道内的气流量，正压区的压力也会被降低，还可以消除卫生用器发生的气泡现象。
2.2选择合适的卫生设备
在高层建筑卫生器具的选择和布置上，要了解当地的民风民俗习惯，再结合卫生间的实际形状、大小等，进行合理的选购、科学的布置，尽量在使用的时候方便舒适。在卫生器具的布置上，特别要注意的是坐便器位置的排水口设置，市场上的坐便器种类繁多，大小不一，各型号的坐便器对排水口的位置要求不一，应该合理预留位置，方便坐便器设置排水口，最大程度的满足居民的生活质量要求。
2.3合理布置排水管道
高层建筑的底部被架空，建造商铺或者商场，为了不对底层功能的使用造成不必要的影响，应该在底层就进行上部分排水管道的转换。很多事例表明把所以排水管道聚集到一根大横管道上进行整栋楼的排水，那是非常不科学的，因为一旦大横管道破裂或者被堵塞，就会对整栋楼的正常生活造成很大的不便。合理布置排水管道，高层建筑的住宅内部使用的排水管道比较复杂，所以底层的连接卫生器具的排水管道应该独立排出，如果需要进行转换，可以把底层的卫生器具直接接到大横的排水管道上。
2.4地漏的正确处理
高层建筑的排水系统中，地漏是其中一个不可忽视的环节，地漏的设置是为了对地面的积水进行排除。在高层建筑的住宅中，大都是在卫生间设置地漏，厨房视情况设置，因为厨房只会有少量的水溅到地面，不会造成大面积的积水，用抹布或拖把就可以清理干净。在卫生间设计的地漏地板下沉300mm-500mm之间，在本层就可以布置横管排水，在管道下部就设立防水层，就可以直接在本层解决漏水和堵塞的情况。
2.5排水噪声的解决方法
可将 UPVC 管设在室外或采用 UPVC 内螺旋管，螺旋管因为内壁上凸起的螺旋形导流线，起了改善水利条件的作用，降低了流水噪声。高层住宅建筑可采用柔性接口铸铁排水管或卡箍式铸铁排水管。柔性接口铸铁排水管与铸铁排水管相比具有承压高、水流噪声低、接口不易漏水、施工简便等优点，接口采用橡胶圈密封，螺柱紧固，在内水压下具有良好的曲挠性、伸缩性，能适应较大的轴向位移和横向曲挠变形，密封性能良好。坐便器的噪声同样不能忽视，在卫生间内布置洁具时，尽量把坐便器布置在与卧室不相邻的墙壁一侧。坐便器的噪声大小，取决于其水路设计的合理性。良好的水路设计可以最大限度的降低冲水时的噪声，而且冲洗后不留痕迹，没有臭味溢出。
3.屋面及阳台雨水的系统设计
屋面雨水排出应优先选用既安全又经济的雨水系统。高层住宅建筑由于汇水面积小 ，故一般采用重力流。屋面一般应采用 87型雨水斗屋面雨水系统 ，对于处在住户上部的屋面 ，宜采用侧墙式雨水斗。为杜绝屋面雨水从阳台溢出，阳台雨水系统应单独设置，而不应该接到屋面雨水立管上 ，且为防止阳台地漏泛臭 ，阳台雨水排水系统不应与庭院雨水排水管渠直接相接 ，应采用间接排水。当阳台设有洗衣机时 ，可利用洗衣机地漏兼做地面排水地漏 ，可减少阳台的排水立管和地漏数量 ，但排水立管应接入污水管道。
4.消火栓给水设计
高层建筑的给供水系统对消防给水的要求比较严格，即要求给排水系统必须具备较高的自救能力，设计独立的消防给水系统，主要包括室内外的消火栓给水系统和各种灭火系统。
室内消火栓给水系统的被设计成网状，并进行了竖向的分区，确定消火栓口的最低静水压力，采用的消火栓是减压稳压式，设计三台消防泵，这样就为消防工作做足了准备，并且留有充分的余地，而室外的消火栓的供水来自市政的管网。
用于高层建筑给供水设计的灭火系统一般包括自动喷水灭火系统、喷气灭火系统和手提式灭火系统，这些灭火系统都各具优势，很好的保证了给供水系统的消防安全，保证了居民的生活质量。
5.空调冷凝水系统设计
随着人们物质生活的提高 ，空调也越来越普及 ，在现代高层住宅建筑中 ，大多数都会在室外设置空调挂机 ，如果在前期的给排水设计中没有考虑空调冷凝水统一排放 ，则会造成空调冷凝水无序排放 ，势必会污染建筑外墙 ，影响美观 ，所以在高层住宅建筑给排水设计中应设置排水管统一排放空调冷凝水。一般做法是在室外预留空调外挂机的地方设置一根排水立管 ，同时预留排水三通 ，当住户安装空调外挂机时便能将空调机的排水软管直接接入预留的排水三通 ，通过排水立管直接排至地面或雨水管道系统。
6.结语
作为建筑给排水设计者，应严格执行现行相关规范，不断总结设计工作过程中的经验教训，在实践中不断地摸索，吸收新技术、新方法来完善设计，提高整体的专业水平，争取为社会提供更多的高标准的设计成果。
参考文献：
[1] 吴金应. 高层建筑给排水节能节水的实现[J]. 价值工程．2010( 23) ．
高层住宅设计范文2
关健词：高层住宅；配电；设计
中图分类号：TU241.8文献标识码：A
随着我国高层建筑的不断增加，高层建筑的配电设计问题已经成为设计人员们关注的重点问题。高层住宅的配电设计因为要求较为复杂，用电设备种类和数量繁多，所以对现代高层住宅的配电设计也提出了更高的要求。我们在进行高层住宅配电设计时，必须全面考虑配电系统的灵活性、安全性和可靠性，使现代高层住宅的配电系统与高层住宅的整体需求相匹配。
一、高层住宅配电设计的要求
（一）配电设计要考虑系统的可靠性
高层住宅的工程造价较高，居住人员比较集中，因此应该严格保证供配电系统的可靠性。高层住宅在发生火灾时，需要通过自身的消防设施来疏散人群或灭火。而消防设施必须用到电。所以用来报警、灭火以及疏散人员或物资的电源系统必须具有可靠性。另外，还应该对电力的负荷等级进行合理分析及确定，以保障高层住宅供电系统的稳定。
（二）配电设计要考虑转投时间性和方式
高层住宅必须具备两独立电源，并能够满足一、二级负荷的要求，但如果是超高层住宅，且含有特别重要的负荷+，就应该对电源系统的检修或故障问题进行全面考虑，另一电源系统又发生故障时，相应的柴油发电机就应该起到应急电源的作用。如果只能提供一路电源的高层住宅，必须设置柴油发电机组来作为第二电源，这时的发电机组则应该作为备用电源使用。为了保证各项救援工作能够在发生火灾时有效实施，配电设计时应该全面考虑到两个电源系统的切换方式，应急发电设备的启动方式等。而且还需要对两个电源的切换时间进行有效明确。
（三）配电设计要考虑设备选择的一般原则
高层住宅对供配电系统的可靠性要求较高，系统容量也较大，因此应该注重电气设备的选择问题。通常高压系统可选择高压配电成套装置，应选择真空断路器来作为成套设备装置的高压开关，同时还需要对其断电容量进行检验；低压配电装置，通常选择在变压器出线端较近的位置，这样如果在反馈电路中发生短路现象，那么低压开关处的电流应该与短路电流相差不多，一旦低压断路器的处理能力出现问题，出现越级跳闸，就会对整个住宅的用电安全造成影响。
二、高层住宅配电设计
（一）高层住宅电力负荷
高层住宅的配电负荷主要应该考虑以下几个方面：
1、消防设施：主要包括消防水泵、消防电梯、排烟设施、自动报警器、自动灭火设施、应急照明、逃生指示灯、电动卷帘门等。
2、照明装置:主要包括正常的生活照明、应急照明、事故照明、萤光灯广告以及航标灯等。
3、动力负荷：这部分主要包括电梯、供水、排水、供气等，另外还包括空调制冷设备、监控设备、中央控制系统以及其他的电气设备等。
以上用电负荷就用电量来分析，其中动力和照明用电大约分别占总用电量的30%，而其它部分则占40%。由于高层住宅人员密集、内部装饰也较为复杂，而且存在许多易燃因素，发生火灾的机率较大，所以各项用电负荷中，最为重要的应该是消防用电。
（二）供电电源电压及主接线设计
通常我国高层住宅采用高压供电，电压大多为10kv。高压供电系统主干线大多采用单母线制。单母线制结构相对简单，设备较少，投资小，通常在普通的高层住宅中使用；根据国家规定高层住宅电力负荷为一级和二级负荷，一级负荷是由两个独立电源来进行供电，二级负荷通常也应该由二回线供电，但是如果取得二回线比较困难，则允许采用一回路专用架空线进行供电；设计时为保证供电的可靠性，高压二回或三回进线，都应该采用内桥接法。低压可采用单母线分段，同时设置母线开关。对于非常重要的负荷应该由备用柴油发电机进行供电。
（三）变压器的选择
在现代的高层住宅建筑中，很少再使用大容量的变压器，虽然大容量的变压器效率较高，但负荷也较大。因此选择变压器时，应该综合的考虑相关因素、用电要求，选择适当的单机容量及数量非常关键。通常可根据空调设备的分组情况来设置专用的变压器，这样便可以根据空调组的投切，来对变压器进行投切。
（四）变配电位置的选择
目前城市用地越来越紧张，一些高层住宅建筑的辅助设施用房都采用了进楼设置。这些辅助设施的用电量都非常大，变电所的位置应该靠近这些电机设备，从而缩短供电线路，减少能耗。同时设置变电房时还应该保证高层部分的供电干线最大压降在允许范围内。通常情况下变电所的位置设置方法有如下几种：将变电所设置在地下室或相邻的辅助建筑内；变电站设置在地下室和最高层；变电站分别设置在地下室、中间层及最高层；变电站仅设置在中间层。
（五）配电线路的设计
目前高层住宅大多为智能型建筑，配电干线系统往往采用垂直方向的多层配电系统：对于插接式母线应封闭在金属外壳内，并在电气竖井中垂直分布，且每层设置一个或两分箱。分接箱内部带断路器；预制式分支电缆，预先加工好主电缆到各分层的分支电缆，以提高其可靠性，不需要对接箱进行分设，这样可以减少能耗，但其缺乏一定的灵活性，不易改动；穿刺式线夹分支电缆，是一种比较灵活的分支形式，其线夹部分是绝缘的，中间有一大一小两个金属穿刺孔。干线电缆夹在大孔上，分支线路夹在小孔中，然后拧紧螺栓，分支电缆便会与干线电路连接上。
三、结论
在高层住宅功能不断增加，配电要求不断提高的现阶段，对其进行配电设计时，应该将居民的安全放在第一位，同时还应该综合考虑经济效益以及能耗等问题，不断优化设计，使高层住宅的配电系统更加安全、可靠和稳定。
文献引用：
[1].闵建站，某高层住宅区供配电设计分析[J].民营科技，2012，（11）：348.
高层住宅设计范文3
关键词：高层住宅；配电设计；防雷接地
中图分类号：TU241.8 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
该工程为二类高层，地下2层为人防层，地下l层为设备层，地上l层为商铺和配电室，2层除一个单元局部为商铺外其余均是住宅，3~18层为住宅，住宅设4个单元，每个单元一梯两户，总共135户。屋顶设水箱间。住宅和商铺层高均为3．0 m。设备层层高为2．1 m。人防层层高为3．0 m，建筑总高度为56．5 m，总建筑面积20676．53 m2。结构形式为现浇钢筋混凝土剪力墙结构，商铺局部为框架结构。每个单元设一部消防电梯，屋顶有消防用正压送风机。设两个低压配电室，分别在第一单元(1号配电室)和第四单元(2号配电室)l层。
2高层住宅的电气设计
2．1照明和动力配电系统
2．1．1负荷等级
消防电梯、正压送风机、消防潜污泵、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志等消防用电负荷为二级负荷．其余用电为三级负荷。
2．1．2供电要求
根据建设方提供的条件及用电负荷要求，本小区在室外拟建10 kV箱式变配电站，前端进线为两回路10 kV电源。满足二级负荷要求。本楼仅做低压配电室。l号和2号低压配电室的进线电源(Ll，L2．L3，PEN)分别引自不同的变压器低压母线段，每个配电室安装5台GCS配电柜。
2．1．3配电系统构成
各单元住宅照明分别由低压配电室分两回路(出线开关为带漏电保护的断路器，漏电动作电流300 mA，动作时问小于0．48)树干式配电。每3层设照明分配电箱(三相)，之后放射出线至每层二表箱或一表箱（单相，10（40）），一户一表，户内设用户配电箱。各单元应急照
明为每3层设一双电源自动切换箱。每套住宅进户线为截面不小于10mm2 的铜导线，用户配电箱的用电负荷标准为4.0kW。其出线回路为7 路：照明1 路、厨房插座1 路、卫生间插座1 路、普通插座1 路、空调插座3 路。照明回路铜导线截面为2.5mm2，插座回路铜导线截面为4.0mm2。除壁挂式空调电源插座外，其他电源插座回路均带漏电保护30mA 瞬动。
《民用建筑电气设计规范》JGJ16—2008 之10.8.1 规定住宅配电箱的进线端应装设短路、过负荷和过、欠电压保护电器。各单元的消防电梯、正压送风机的配电均为由低压配电室放射式引至机房的双电源自动切换箱。人防层电力与照明由低压配电室放射与树干相结合的方式配电。商铺配电应注意出租时的计量与使用的便利。
2．1．4配电干线
a 本工程采用预分支电缆.由于它额定电流小于1600A，故作为配电干线。它与母线槽比较，具有重量轻、外径小、安装方便的优点，防水性、耐腐蚀性、抗震性良好，对环境要求低，满足安全，经济又美观。但是在定货前要提供完整而准确的配电系统图，楼层标高剖面图和电气竖井的实际尺寸,方可定制。
b 分支电缆的截面根据楼层的计算负荷选择，并留30%的容量；主电缆的截面根据各层负荷相加的总负荷，再乘以恰当的同时系数后选择，并留30%的容量。如果分支电缆截面与主电缆截面不同，要求在分支后设分支开关以保护分支电缆。
c 该工程中设计了等电位联结。从总等电位联结（MEB）端引出一根MEB 干线自下而上敷设在电气竖井中，竖井的每层设辅助等电位联结（LEB）端子箱。而预制分支电缆采用4 芯。
(3)本工程采用TN－S 接地方式，各个卫生间设置障碍局部等电位联结。
2.2户内照明设置
2.2.1户内配电箱的布置既要出线方便合理、便于检修维护，又要视觉美观、使用安全，尽量避免住户的装修改动。挑剔的业主还有单排与双排开关布置的要求，应综合考虑。
2.2.2电源插座的设置应符合规范要求。卧室、厨房为一个单相三线和一个单相二线的插座两组；起居室（厅）为一个单相三线和一个单相二线的插座三组；卫生间为防溅水型一个单相三线和一个单相二线的组合插座一组；洗衣机、冰箱、排气机械和空调器等处为专用单相三线插座各一个。电源插座底边距地低于1.8m 时，应选用安全型插座。
2.2.3卫生间、浴室等潮湿且易污场所，宜采用防潮易清洁的灯具。卫生间的灯具应避免安装在便器或浴缸的上面及其背后，开关设于卫生间门外。住宅公共走道、走廊、楼梯间的照明除电梯厅和火灾应急照明外，均采用声光控延时开关。应急照明平时作为正常照明的一部分，火灾时，消防系统强行切断正常照明电源，并启动应急照明。除住宅、商铺、设备层正常照明为单回路外，应急照明均为双回路配电，末端设电源自动切换箱，以保证照明的可靠性。应急照明灯采用双控方式，无论现场开关处于什么位置，消防时均能通过强切电路点亮应急照明灯。疏散诱导指示灯及标志灯为自带蓄电池的消防应急灯，平时处于浮充电状态，火灾时正常供电电源全部中断后自动切换至蓄电池供电，连续供电时间不小于30min。
2.3弱电系统
本工程设有火灾自动报警及消防联动控制系统、电话及宽带网络系统、有线电视系统、楼宇对讲系统。本工程为二类建筑，故火灾自动报警系统保护对象等级为二级。消防电梯、防烟楼梯的前室及合用前室、公共走道、门厅设置火灾探测器。建筑设备管线的设计应相对集中、布置紧凑、合理占用空间，宜为住户进行装修留有余地。每套住宅宜集中设置布线箱，对有线电视、通信、网络、安全监控等线路集中布线。本工程在每个住户的客厅内距地0.3m处设置户内弱电集线箱，需注意的是要在其近旁设一个接自插座回路的电源模块（86 盒嵌墙），以便向集线箱内供电。各住户设楼宇对讲室内分机，预留埋管时，要考虑到套管可以穿敷可视对讲的数据线。
3防雷接地设计
3.4 防雷接地
(1)采用TN－C－S接地方式，并进行总等电位联结。在1号和2号低压配电室内各设一块总等电位联结端子板（MEB 端子板），将各配电室的进线PE 母排、进出楼内水暖金属干管、煤气管道、电梯导轨、建筑物金属结构、各强弱电穿线钢管外皮、电缆金属外皮、电缆桥架、强弱电进户管等与这两MEB 端子板进行连通。
(2)各个浴室内应做局部等电位联结，从适当地方引出两根大于d16mm 结构钢筋（与地面和墙内钢筋网连通）至局部等电位箱（LEB），局部等电位箱暗装，底边距地0.3m，具体做法参见图集《等电位联结安装》02D501－2 第34 页。局部等电位联结应包括浴室内给排水管、金属浴盆、采暖管、浴室内PE 线以及建筑物钢筋网，可不包括金属地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立之物，地面内钢筋网宜与等电位连接线连通，当墙为混凝土墙时，墙内钢筋网也宜与等电位连接线连通；所有管道位置与有关专业配合，等电位连接线与浴盆、下水管等卫生设备的连接做法见图集《等电位联结安装》02D501－2第6 页、第16 页、38~42 页等；预埋件做法见第47 页，距地0.3m。一般浴室内皆有电源插座亦即引入了PE 线，则浴室的局部等电位联结必须与该PE线相连。
结束语
随着商业设计项目越来越复杂，需要设计人员不断地提高设计水平，精心设计，作出精品。建筑供配电系统设计在建筑中占有举足轻重的作用,在保证供电安全可靠的情况下,既要考虑到未来的发展需要,遵循技术经济合理的原则,满足环保节能的要求,还要配合装修要求,做到舒适、美观、满足客人消费心理要求检修方便。以上仅是在住宅设计中的点滴经验总结，希望能和广大设计人员交流。
参考文献
［1］刘爱平. 对建筑电气中供配电线路设计的探讨. 广东科技.2007(10)
［2］建筑电气设计中的节能探索.建筑设计管理2009.(2)
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部．JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[s]．北京：中国建筑工业出版社，2008
高层住宅设计范文4
关键词： 高层住宅；结构；设计优化
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
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
0引言
高层住宅结构优化是指对建筑物结构进行合理分析，提出结构设计优化方案，目的是在设计满足国家相关建设法规的前提下，提高建筑物的技术质量，降低总成本，是投资利益最大化，并且能保证建筑物抗震性能和安全性。结构设计优化是对设计再次分析，再次加工的过程。让住宅结构刚度适中、均衡整体结构布局、减小构件在外力影响下的变形或者破坏，达到既美观又坚固抗震的效果，这是高层住宅结构优化的目标。
在高层住宅结构优化设计中，每一道工序都要精心设计，做到计算合理准确，方案合理可行，本文对设计优化存在问题进行分析并提出几点可行建议。
1高层住宅结构设计现状
1.1 住宅结构设计现状
低层建筑和高层简述横向和竖向的结构体系设计基本原理是相同的，但是建筑高度越高，竖向结构设计越难，这也是建筑界正在努力解决的问题之一。住宅结构越高，就要求有较大的柱子或者墙来承受垂直压力负荷，这对建筑材料的要求比较高。另外，住宅越高，侧向力所产生的剪切变形和倾覆力矩就要大得多，而且侧向荷载产生的响应并不是线性的，而是随着高度增加而迅速增大，在现代高层住宅建筑物中，重要的问题是整体抗弯和抗变形，抗震等，高层建筑与低层建筑结构有着很大差异，需要考虑的因素也很多，例如共振，扭转，水平侧向位移等。所以，高层住宅结构设计比较困难，考虑因素复杂多变，影响因素很多，所以在设计的时候，要从整体上进行把握，设计出实用性强的好方案。
1.2 高层住宅结构设计影响因素
住宅越高，安全性就越来越要重视，抗震性能也要增强，所以设计中要考虑的因素也就增多，主要影响因素有水平负荷，轴向变形，侧移等。
(1) 水平荷载.。水平荷载是需要考虑的决定因素，一般来说，竖直方向上载荷在构建中受力只与楼房高度有关，但是水平受力却比较复杂，且易受外界条件影响，数值变化不定，所以其是影响住宅结构设计因素。
(2) 轴向变形。在高层住宅建筑中，楼层越高，竖向负荷就越大，能够在轴向引起较大的变形，影响建筑结构的续梁弯矩，将会引起连续梁之间支座点的负弯矩值降低，造成端支座负弯矩值以及跨中正弯矩值增大，从而引起预测材料长度不准确，对下料长度产生影响。
(3) 控制指标侧移。结构侧移量是高层建筑结构设计要重点考虑的因素，这一点与低层楼房不同，楼房高度越高，侧移量在水平荷载影响下变形越明显，所以在设计的时候，要注意在水平荷载作用下的侧移要控制在要求范围之内。(4)结构延性。结构延性是一种重要设计指标，高层住宅建筑在地震作用下的变形大，建筑越高，变形越明显，为了在地震情况下放置建筑物倒塌，要特别注意在构造上采取合适的措施，保证住宅的安全。
2高层住宅结构设计优化
2.1 选择设计结构方案
进行高层住宅结构设计优化时，首先要进行结构方案的选择。结构方案的好坏决定了结构设计的好坏，对于同一个建筑设计要求，其结构方案往往是不唯一的，但是不同的设计方案会影响工程质量和工程造价，在设计时，一定要选择合理的结构设计方案。可以遵循以下原则。
首先，根据相关建筑规则的规定来完成结构设计方案总体要求，处理好结构与结构的相互关系，充分发挥结构的最佳受力状态，是结构尽可能简单明确，直接易懂，具有足够的承载力，良好的延性和刚度。其次，要保持结构的安全可靠。应该仔细考虑每一个构建，使各个构建能够相互协调，发挥最大功能，保证设计目标水准，使结构既经济又安全。再次，要尽量避免或者减小外力作用下的扭转效应。因为抵抗扭转效应所需要的材料用量很大，而且结构也会很复杂，会提高工程造价，不经济不实惠。最后，要积极与建筑部门进行互动交流。结构设计者往往对建筑结构和材料不是很了解，在设计结构方案时，要与建筑师进行交流，听取他们提出的建议，结构设计师要充分理解结构概念，真实客观地进行设计，通过反复优化，修改，最后设计出造价最低并且质量最好的结构方案。
2.2 设计优化
在进行高层住宅结构设计优化时，首先是要对建筑结构进行基础设计，主要有结构承重体系设计，建筑缝的处理设计等，基础设计完成后，就可以开始进行优化设计了，在优化设计时，要注意一下几方面。
(1)正确认识结构设计优化的重要性。现在房地产已经是一个大产业，人们对住宅要求也越来越高，而作为投资方，追求的是利益的最大化，进行住宅结构优化的设计，不但可以有效降低总成本，还可以使建筑结构更美观安全，能经济合理的节材降，从而减低工程造价。高层住宅结构设计优化，首先要仔细阅读建筑结构图纸，综合考虑各种因素的影响，经过反复优选等过程，达到设计优化目标，对原结构方案设计进行改进，合理惊醒构件布置，适当选择构件尺寸等，做到精益求精，最后提出优化建议。
(2)设计方案优化。这部分是设计优化的重点，不仅要进行对抗侧力单元优化设计，还要进行框架结构优化设计。使设计符合防震要求，在各项参数都符合规范要求的前提下，不断进行优化设计，尽量减少剪力墙的数量和厚度，使结构两方向刚度接近两个方向水平位移，达到最佳受力状态。
在设计时，首先要进行建筑结构分析，主要由竖向抗侧力构件构成，包括剪力墙，筒体，框架等。主要分析他们的受力状态，使构件充分利用起来。在进行计算分析时，不能盲目地依赖计算机，还要结合工程师的实际经验，选择合适的计算参数，经过多次计算比较，找到最佳参数值。要注意实际结构与计算模型的偏差，因为计算机在计算的过程中，需要对模型进行假定，而实际结构优势错综复杂的，所以计算值与实际结构会有差异，在通过计算值来选择结构时，要充分结合实际情况来分析。
其次进行框架结构优化主要是根据住宅结构平面，分析竖直载荷和水平载荷，合适实际情况，合理布置构件，选用合适材料，结合实际材料构造进行结构分析和内力分析，根据分析结果适当调整设计结构。此外，还要进行可行判断，对优化结果进行内力分析，满足设计要求的前提下，校验可行性，如果不可行，就要调整设计方案，知道方案可行为止。
(3)地基处理的优化。高层住宅建筑更要注重地基的处理，否则将前功尽弃，在选择地基时，要选择地质条件不复杂，容易施工的地质，因为地质条件越复杂，做好地基工作造价越高，而选择相对简单的地质条件，不仅可以降低地基处理的成本，地基安全度也会增加，从而降低工程造价，提高工程性价比。
(4) 进行建筑材料的优化。优化建筑材料目的就是花尽量少的钱，做到经济安全，符合设计要求。这就要求在选择建筑材料时，要合理利用材料性能，根据不同的需求来选择不同的材料，实际上，因材料选择不当造成的浪费很多，有些地方需要质量好材料，有些地方一般材料即可达到要求，设计时，要充分考虑这些因素，例如采用高强度钢筋低强度取代钢筋的时候可以节约钢材。
3结论
高层住宅结构设计优化能够有效降低工程造价，带来可观的经济效益，不仅能让建筑物安全实用，又能使其经济美观，舒适。所以进行结构优化设计至关重要，实际设计中，要结合实际情况和具体条件来灵活运用设计优化方法，实现住宅建筑设计既安全又经济。
参考文献
[1]高立人等.高层建筑结构概念设计［M］．北京:中国计划出版杜,2005．
高层住宅设计范文5
本次选取比较典型的三栋近120m超高层住宅，即板式、规则点式、不规则点式(以下简称板式、规则、不规则)。
2结构选型，高宽比、水平荷载分析
2.1结构选型
从结构造价、施工便捷性角度出发，选用现浇钢筋砼结构;因为项目均为住宅，从建筑使用空间角度考虑，不希望出现突出室内的柱、跨房间梁等，因此结构体系选择剪力墙结构体系。砼强度等级竖向构件C50～C30，水平构件C35～C30。
2.2结构优劣性分析
规则点式因其平面规则、高宽比最小，为结构最优;板式因进深小，且屋顶构架高(如图6)为结构最差;不规则点式则介于二者之间。
2.3建筑结构的高宽比
规则点式平面的宽度容易得到，但板式和不规则点式的平面较为复杂，在此参照广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)补充规定3.2.2条:“…当建筑平面非矩形时，可取平面的等效宽度B=3.5r，r为建筑平面(不计外挑部分)最小回转半径。”［1］。的宏观控制，如果高宽比过大，就会对结构体系、结构构件断面的设计和结构经济性的控制带来不小的挑战。
2.4水平荷载作用下结构基底剪力分析
3个项目地震基底剪力有无安评相差6%～34%(不规则点式超高层对地震力敏感)，因此结构计算均采用安评值;Y向风工况基底剪力比地震工况基底剪力部分大22%～85%，由此可见，该场地水平荷载尤其是风荷载较大。
3结构体系的变形分析及布置原则
3.1通过结构试算，变形控制工况，结构弱轴方向的荷载控制工况全部为风荷载工况;风荷载与建筑体型密切相关而与结构主体关联性较小(仅风振相关)，而地震荷载与结构刚度、周期、自重等息息相关，因此应把握水平荷载的类型在结构体系布置时采取不同的措施。
3.2剪切变形与弯曲变形抗侧力刚度较弱的结构体系(比如框架结构)，其水平力作用下的变形以剪切变形为主，抗侧力刚度较强的结构体系(比如剪力墙结构)，其水平力作用下的变形以弯曲变形为主，框－剪体系则介于二者之间，整体弯曲变形主要体现在竖向构件在倾覆弯矩作用下的拉压变形，因此对于剪力墙结构，要加强关键位置(离刚心较远且整体性较好的位置)的竖向构件轴向刚度，就可提高整体抗弯刚度，减小弯曲变形，控制楼层最大层间位移角。
3.3剪力滞后效应“剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象，小至一个构件，大至一栋超高层建筑，都会有剪力滞后现象，具体表现是:在某一局部范围内，剪力所能起的作用有限，所以正应力分布不均匀”［3］。剪力滞后效应会降低整体抗弯刚度;如果要减少剪力滞后效应，应加强结构体系整体性特别是加强关键竖向构件(或筒体)之间的连接。
3.4结构抗侧力体系布置原则经过4.1～4.3的分析，结构布置原则如下:①找出关键位置的竖向构件并予以加强(提高整体抗弯刚度，原理类似于加强工字钢的翼板)。②尽量对齐纵、横向墙置，加强整体性，减小剪力滞后效应(原理类似于设计工字钢的腹板)③对抗侧力刚度帮助不大的构件以承受竖向荷载为主来设计，以合理低限设计结构断面，减轻结构自重。通过加强关键位置的竖向构件和减小剪力滞后效应形成高效抗侧力体系，从而实现以较小代价达到结构需求的抗侧刚度的设计目的。另外，从建筑使用功能的角度出发，剪力墙布置做如下建议:①优先考虑楼、电梯井，分户墙位置，可减少被转换的概率。②布置在楼、电梯井尽量形成筒体，筒体内墙从底部开始就采用最小断面至顶，降低建筑公摊。
4结构体系的布置要点与结构计算模型、参数的处理
4.1布置要点
4.1.1板式住宅
X向:利用周圈凸窗设计高连梁、提高整体刚度。Y向:南北向离刚心较远位置设置厚墙、大断面柱(如图7中涂黑部分的竖向构件)，利用楼电梯井形成筒体;加强南北向连接;尽量对齐剪力墙。
4.1.2规则点式住宅
建筑外周圈剪力墙体通过凸窗位置高连梁围成筒体，内部楼电梯间围成筒体;加强内外筒体连接。
4.1.3不规则点式住宅
建筑外周圈剪力墙体尽量满布，周圈凸窗位置均设计为高连梁;离刚心较远位置设置筒体并适当加厚墙体(如图9中涂黑部分的竖向构件)。
4.2结构计算模型中部分构件、参数的处理。
4.2.1连梁:计算模型处理方式分两种，墙上开洞方式和按普通梁方式，按墙上开洞方式输入计算则软件一般按壳单元处理，按普通梁方式输入则软件一般按杆单元处理，前者的力学模型更贴切实际情况，整体性比后者大甚至大很多，因此在结构计算模型中连梁尽量按墙上开洞方式输入。
4.2.2连梁刚度折减系数:风荷载工况下取1.0，地震工况取0.5～0.7。
4.2.3带边框柱剪力墙:传统软件将剪力墙作壳单元处理(不考虑面外刚度)，边框柱作杆单元处理，在承受垂直于剪力墙方向弯矩时未考虑剪力墙的有利作用而全部由边框柱承担，会造成边框柱设计不合理，解决办法是读出内力手算复核或采用能考虑剪力墙的有利作用的软件。
4.2.4位移比对层间位移角的影响:当楼层层间位移角不满足规范要求时，不要盲目去做加法，应该分析是由于整体刚度不足造成还是扭转造成，如果是扭转造成则调整刚心位置去解决，如果是整体刚度不足(位移比已很小)则应再加强整体刚度。
5竖向构件的设计与优化
在主体结构的砼用量中，板式超高层住宅剪力墙所占的砼体积比例一般在2/3左右，点式超高层一般也占到50%以上，同时剪力墙中边缘构件的用钢量又占到整个剪力墙用钢量的2/3左右，因此整个结构体系设计是否经济重点在于剪力墙以及其边缘构件的设计是否合理;剪力墙在设计中注意问题如下:
(1)多布长墙少布短肢墙，在优化墙体时先考虑优化墙厚，后考虑优化墙长;设置的厚墙、端柱在通过了层间位移角最大楼层后应及时收断面。
(2)在结构电算模型初步定案后，应在图中画出边缘构件范围并推敲其合理性，修改完成后再反馈到电算模型中。
(6)端柱的含钢率较剪力墙高，如结构经济指标要求较高，则要把端柱断面设计至合理低限。
(4)组合墙、边框柱、端柱应按照合并的组合墙截面进行配筋。
(5)在约束边缘构件区域，计算体积配箍率时考虑墙身水平筋伸入边缘构件作箍筋，优化配筋同时提高墙体的整体性;在构造边缘构件区域，暗柱箍筋除采用封闭箍外，内部采用拉钩隔一拉一，在优化配筋的同时使其与约束边缘构件区域承载力有所差别，形成多道防线。
6结构经济指标、结构的建筑适用性评估
在结构初步设计阶段，结构体系定案后应及时评估结构的经济性和适用性，避免后面返工:
6.1结构经济性评估在地震烈度7.5度，风荷载较大地区，建筑物高宽比以及结构的规则性对结构经济指标的影响较大，以上三栋建筑的砼单方指标比值为1:0.72:0.89;钢筋单方指标比值为1:0.78:0.92;三个项目的经济指标均在可以接受的范围内。
6.2结构对建筑空间的适用性评估
(1)板式住宅:除少数北面外墙较厚外(500～600mm)，其余墙体厚度在第3层以上均不大于200mm，除凸窗外，梁高不大于450，梁宽不大于200，在高宽比超规范很多、水平荷载很大的地区达到了结构与建筑在使用空间上的基本和谐统一。
(2)规则点式住宅:除底层墙厚300～400外，标准层以250，200厚度为主，除凸窗位置外，其余主梁高不大于570;满足建筑要求。
(3)不规则点式住宅:除底层及三个控制弯曲变形的角部墙厚为300～400外，标准层以250，200厚度为主，除凸窗位置外，其余主梁高不大于570;满足建筑要求。
7结论
本文以三栋具体的超高层住宅建筑为例，总结出厦门杏林湾这一水平荷载较大地区超高层住宅结构设计的流程：
(1)在水平荷载大、高宽比大情况下，通过加强关键位置竖向构件和减小剪力滞后效应形成高效抗侧力体系，实现以较小代价达到结构需求抗侧刚度的目的。
(2)通过第(1)点布置出合理的结构体系后，还应在结构计算模型、电算参数的处理方面抓住重点，使其符合实际情况;最后落实到具体的每个结构构件的设计上来。
(3)板式超高层住宅因其大开间、小进深的原因在采光通风方面有着天然的建筑优势，但其结构造价是最高的，适用于高附加值的项目;规则点式结构造价是最低，但在沿海地区与板式比较具一定建筑劣势，适用于高容积率项目;不规则点式则介于上述两者之间。
高层住宅设计范文6
关键词：高层建筑；转换层；上部结构；框支柱设计
1 工程概况
某工程位于某市开发区研究中心，采用框支剪力墙结构，地下1层，地上33层，建筑高度为99.70m。地下室作为停车库，1～3层为商场；第4层为设备转换层；5层及以上为住宅楼。当地抗震设防烈度为6度，场地土为类Ⅱ；按100年重现期计算的基本风压值0.35kN/㎡，地面粗糙度C类。
2 上部结构设计
2.1抗震等级的确定
根据建筑平面使用功能要求，采用框支剪力墙结构形式。转换形式为梁式转换，转换梁板位于4层顶，为高位转换层建筑。抗震等级为框支框架一级，剪力墙底部加强部位一级，剪力墙非底部加强部位三级。建筑结构安全等级二级； 设计基准期50年；结构设计使用年限50年。框支柱和剪力墙混凝土强度等级为：地下2层～8层C55，8层～34层由C50递减至C30。
2.2 上部与下部结构的调整
本工程的结构设计特点在于根据建筑功能要求设置的设备层层高仅为3m，使得转换层的侧向刚度均较大于相邻以下三层和相邻上层的侧向刚度，从而在结构计算分析中需解决以下问题：
（1）如何使高位转换时转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比满足《高规》附录E的要求；
（2）一层～三层的各层侧刚度比（本层侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值）需满足《抗规》表3.4.3-2规定；
（3）经计算分析，最大转换梁截面为1300x2500， 最小为1000x2000，形成框支柱的剪跨比小于1.5。根据《高规》第6.4.2条注3，剪跨比小于1.5的柱，其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施。
由于本工程的一层～三层作为商场，业主要求尽可能的减少上部住宅的落地剪力墙数量，以保证使用空间，给结构设计增大难度。为保证主体结构竖向刚度均匀，使转换层上下刚度接近，避免刚度突变形成薄弱层并且满足《高规》附录E第E.0.2条和公式规定，抗震设计时等效侧向刚度比宜接近1.0且≤1.3。因此采取以下措施解决上述的问题，具体措施包括以下几个方面：
（1）转换层上部在剪力墙满足《高规》规定的各项控制参数前提下，尽量减少数量，增大结构洞口，降低连梁高度，以减少上部楼层的侧向刚度。
（2）与业主和建筑专业协商降低一～三层的层高，由原层高5.1m，4.2m，4.2m改为4.8m，3.9m，3.9m；以增大转换层下部各层的侧向刚度。
（3）增大转换层以下各层墙体厚度。转换层以下各层均按一层厚度取值为350～450mm厚，转换层减小为30mm厚，上部为200～250mm厚，避免刚度突变；在一～三层周边将部分砖墙改为剪力墙（新增，与上部剪力墙不对应）以提高剪力墙的数量并增大侧向刚度。
经调整后，转换层上、下刚度比均满足《高规》附录E的要求；一～三层的各层侧刚度比亦满足《抗规》表3.4.3-2规定。
2.3设备转换层的设置
为避免出现剪跨比小于1.5的框支柱，对设备转换层的设置提出多个结构方案进行比较：
设备转换层采用轻钢结构体系，在主体结构完成后再施工；不考虑该层参与主楼的整体计算分析。 则转换层的实际层高为6.9m。经计算分析，转换层的侧向高度在保证建筑功能要求的前提下无法满足 《高规》附录E第E.0.2条中 “当转换层设置第二层以上时，计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6”。
直接加高设备层层高为4.6m以满足框支柱剪跨比大于等于1.5。这样，建筑总高度大于100m，无法实现。
确定设备转换层层高为3m。对剪跨比小于1.5的框支柱采取特殊构造措施。这样，最终采用方案。
由于目前国内并没有对剪跨比小于1.5的框支柱进行专门研究的规范和资料，因此结构设计时采用几点措施来提高框支柱的抗震性能和延性：（1）轴压比限值降0.1， 对于一级抗震的框支柱取0.5；（2）框支柱截面中部设置芯柱；（3）在框支柱内增设交叉斜筋；（4）增大框支柱的配筋率和配箍率。
3 结构计算分析
通过采用SATWE和PMSAP两个不同力学模型的结构分析软件进行整体内力位移计算分析，计算时按结构不规则且同时考虑双向地震作用和平扭藕连计算结构的扭转效应。采用弹性时程分析法进行补充计算——根据建筑场地类别和设计地震分组选用了两组记录地震波和一组人工模拟地震波进行计算对比。
刚重大于1.4，能够通过《高规》第5.4.4条的整体稳定验算；
刚重比大于2.7，可以不考虑重力二阶效应。
通过以上数据显示，计算结果正常，各项参数均满足《高规》条文要求，结构设计能达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。
4 框支柱设计
框支柱截面尺寸主要由轴压比控制并满足剪压比要求。为保证框支柱具有足够延性，对其轴压比应严格控制。
（1）该工程框支柱抗震等级为一级，轴压比不得大于0.6，对于部分因截面尺寸较大而形成的短柱，不得大于0.5。柱截面延性还与配箍率有密切关系，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，全长加密，且配箍率不得小于1.5%。
（2）在工程中，个别框支柱还兼作剪力墙端柱，所以还应满足约束边缘构件配箍特征值不小于0.2的要求，折算成配箍率（C55混凝土）即为1.82%。框支柱为非常重要的构件，为增大安全性，对柱端剪力及柱端弯矩均要乘以相应的增大系数，每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%。因为程序计算时，一般假定楼板刚度无限大，水平剪力按竖向构件的刚度分配，底部剪力墙刚度远大于框支柱，使得框支柱分配的剪力非常小。然而考虑到实际工程中楼板的变形以及剪力墙出现裂缝后刚度的下降，框支柱剪力会增加，因而对框支柱的剪力增大作了单独规定。
5 结束语
综上所述，在进行（设备）转换层结构设计时，与无设备层的转换层设计难点不同。后者需着重对转换层的侧向刚度进行调整，以满足转换层上下刚度比的各项要求。 而前者由于设备层的存在，转换层的侧向刚度很大，因此往往对转换层以下各层刚度的调整才是关键。在设置设备层时宜尽量避免出现超短柱，只要通过采取特殊的构造措施去加强和提高其抗震性能。
参考文献
[1]覃文胜.高层建筑梁式转换层结构设计探讨[J].中国高新技术企业，2010.
