基于限额要求的超高层建筑设计策略

基于限额要求的超高层建筑设计策略

陈旭，周娜，刘畅，董天杰

天津市城市规划设计研究总院有限公司 天津市 300384

摘要：随着城市化的发展进城加快，我国的一些城市土地已经出现了明显的资源紧缺的问题，尤其是在一线城市当中，逐渐有越来越多的超高层建筑出现，通过建设超高层建筑来缓解因土地紧缺的问题所带来的压力，并且能够有效把土地资源利用起来。但是在城市的建筑建设要求中，一般都会对超高层建筑有限额要求，因此基于限额要求的情况下，超高层建筑的设计应当如何展开，成为了值得探讨的话题。

关键词：限额要求；超高层建筑；建筑设计；

当前我国的城市用地正逐渐出现了用地紧张的情况，为了能够让城市能容纳更多人，且充分利用好土地资源，许多城市已经开始搭建起了超高层建筑，以此缓解土地的紧张。但是因为超高层建筑在建设的时候，受到了限额的要求，所以在设计超高层建筑的时候，应当要遵循好建筑设计的基本原则，其次在这个基础上一定要严格按照限额要求建设。

一、超高层建筑结构分析与设计特点

（一）水平载荷成为决定因素

对于超高层建筑的结构要求，由于超高层建筑层高较高，因此其结构需要具备一定的抗风和抗地震的能力。其中抗风的要求中，超高层建筑比起较低高层的建筑，其所要承受的风产生的水平与垂直荷载的作用力会更大，在结构的设计上应当要更加关注水平荷载上的力。

（二） 侧移成为控制指标

在高层建筑的结构设计当中，侧移也是需要重点考虑的因素，因为随着楼层的增加，水平荷载的作用就会随着建筑结构侧向的变形而增加。因此在超高层建筑的结构当中，要求其建筑结构在水平荷载的作用下所产生的侧移应当要控制在一定的范围之内，如果侧移发生的距离过大，则会导致建筑产生危险。

（三）轴向变形不容忽视

超高层建筑当中，楼层数越多，建筑的轴力值就会越大，其轴向变形的情况就会变得明显起来。如果不对轴向变形的情况进行详细的分析和研究，就会在建筑后期建设的时候受到轴向变形的影响，可能会导致建筑发生危险。

二、超高层建筑设计难点分析

超高层建筑当中，其最明显的特点有规模庞大、楼层数高且结构非常复杂。而且因为楼层数高，可容纳的人就会更多，导致其安全性显得尤为重要，因此超高层建筑在建设的时候，其审核要求非常的严格，导致在设计和施工上的难度都非常大，整个建筑的造价会非常高。

而且受到限额的要求，在这么多的要求下，想要设计出有效的建筑方案，既能控制对成本进行控制，又能符合安全施工的要求，是一项极其困难的事情。所以超高层建筑的设计，应当要有专门的团队进行设计。在思考建筑形体的时候，需要有专门的审核人员对图纸进行审核，确保所有的设计都是符合建筑要求的，不让等到实际施工的时候，一旦发现建筑设计不达标，就会导致大额的经济损失。

三、基于限额要求的超高层建筑设计策略

（一）结构选型设计

超高层建筑的设计中，结构是建筑设计中最为重要的一部分，因为超高层建筑层数高，抗风和抗地震的要求都会更加严格，因此对于结构的要求自然就会更加严格。当前超高层建筑的结构选用当中，可供选择的还是比较多的，常见的结构有：框架结构、同体结构、框筒结构和框架剪力墙结构等。

而超高层建筑的结构选用上，既可以以某个结构体系单独来完成，也可以把多个结构体系结合起来使用。在结构的选用上，应当要根据超高层建筑的要求来选择，比如要考虑到建筑形式、功能以及抗风等要求。比如使用框筒结构，其可以增加柱网间距，因此布局上会更加灵活，建筑的形体则能更加丰富，如果考虑到了造价的问题，想要对成本进行把控，则可以选用筒中筒结构。

（二）标准层设计

超高层建筑中的标准层指的是把高度不同的各个水平面按照一定的标准进行重新的组合，然后组合成轮廓基本相似且能够满足需求的空间。标准层的设计主要为了辅助超高层建筑的塔楼空间设计。一般情况下，标准层的面积都是在2600平方米上下，办公区域的进深一般是在15米左右。在平面形式上的设计，有方形、三角形和椭圆形等。标准层在设计的时候，采光还有防火是最需要考虑的两件事情，超高层建筑当中防火设施应当要做好，对于高于50米的建筑，每个防火区的面积需要达到一千平方米。

（三）垂直交通设计

对于超高层建筑的理解，可以把超高层建筑想象成是一个不断垂直叠加一个又一个办公层的立体建筑，其中标准层的面积最小，但是人流量最大且呈现人流集中，因为人们都需要往标准层中的办公室集中。因此垂直交通的设计上就会存在一定的困难，因为人流集中的情况下，就需要合理安排垂直交通，不然就会导致交通拥挤的情况出现。在以往的电梯设置中，有的高层建筑就存在着电梯群集中，导致人们上下电梯耗时非常长，极度影响了大家的工作效率。

如果建筑低于26层以下的，可以只设置一组电梯群。但是对于高于26层的建筑，都需要对电梯采取分区的设计，通过分区的设计，可以实现不同的电梯群组单独负责某个区间的乘客，比如专门针对低层的设计一个电梯群组，像1层到16层的可以单独用这个电梯群组。然后针对高层的标准层设计一个电梯群组，比如17层以上的就用这里的电梯群组。通过这种方式可以有效对人群进行分流，极大提高了运作效率。如果建筑层数过多，通过电梯分区设计的方式也无法满足乘客的需求，那么就可以采用空中大堂加分区的方式来实施，具体的操作方式是把空中大堂作为一个转运站。

（四）立面设计

超高层建筑的立面设计当中，由于涉及到的因素有非常多，比如建筑的结构、材料还有环境等，所以在设计上应当要全面进行考虑，以及遵循以下三个原则。第一个原则是经济性原则，超高层建筑中本身的造价就非常高，如果盲目追求建筑的特别，不断加大投资，只会导致资金的过度浪费。比如在结构的材料选用上，一般的建筑都会选用钢筋混凝土，但是用在超高层建筑时由于考虑到刚劲混凝土的自重较大，导致实际可用的楼面效率非常低，因此超高层建筑的结构选用中，有的就会选择使用造价更高的纯钢结构，纯钢结构能够有效提高楼面的可用面积，但是其造价非常高，如果遵循经济性原则而言，用纯钢的结构就会显得有点浪费了，因此在结构的选用上可以结合钢筋混凝土与纯钢结构来进行，既能满足建筑的需求，同时也能遵循经济性原则，做到成本的有效控制。第二个原则是实用性原则，超高层建筑主要是用来办公的，在功能的划分上要以经济效益最大化为主，避免规划过多没有实际意义的公共空间。第三个原则是美观性，超高层建筑作为当前最受人瞩目，也是最具科技含量的建筑，其备受社会人士的瞩目，如果建筑在设计上没有从美观的角度去思考，就会导致建筑在建成以后，可能会受到很多人的诟病。

如果想要很好的结合这三个原则，就需要全面进行考虑和分析，第一为了能遵循美观性原则，需要在外立面的设计上花心思，要体现简约和精致等特点。第二为了能够体现实用性，在功能分区上要尽可能少设计公共空间；第三为了能够体现经济性原则，应当要多种材料结合起来使用。

结语：

基于限额的要求，超高层建筑在设计的时候需要考虑到过个方面的内容，由于超高层建筑涉及到多个方面，因此在设计的时候不仅是要思考其外立面的形体设计，还需要结合建筑的相关标准来设计，为了能更好的设计出符合标准的超高层建筑，对于施工方应当专门成立团队，针对超高层建筑的设计展开讨论。最后超高层建筑的设计需要遵循实用性、美观性和经济性三个原则。

参考文献：

[1]张红;.基于限额要求的超高层建筑设计策略[J].工程建设与设计,2019:20-22.

[2]鄢兴祥.某超限高层建筑结构设计[J].低温建筑技术,2019:38-43.

[3]杜明军,许平,胡振杰,王鹏.某高位大跨连体超限高层建筑结构设计[J].建筑结构,2019:88-94.