高层及超高层建筑的定义范文第1篇

关键词：超限高层；建筑方案；结构设计

随着经济的发展和建筑技术的进步，我国住宅市场上的超限高层越来越多，建筑体型和结构形式日趋复杂。按照规定，所有超限高层必须进行“超限高层建筑工程抗震设防专项审查”，但就目前的住宅市场形势而言，开发商为缩短建设开发的周期，一般都会要求设计单位尽量避免进行超限审查。这就要求结构设计人员能够配合建筑师，针对建筑方案中的超限问题提出专业性的意见和处理方案，避免建筑方案超限。

一、超限高层的界定

超限是指由于建筑物高度过大，体型特别不规则，结构布置特别复杂而使建筑结构超出了现行规范的适用范围。简单而言，就是现行规范对该类建筑结构缺乏研究，也就是所谓“超规范”。

（一）房屋高度超限

房屋高度超过《高规》4.2.2条中表4.2.2-1中规定的高层建筑工程，对于表4.2.2-1我们要注意三点：第一，平面和竖向均不规则的结构或Ⅳ类场地上的结构，最大适用高度应降低20%。第二，甲类建筑，6、7、8度按提高一度确定最大适用高度。第三，具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的最大适用高度7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m。

（二）具有下面所列某一项不规则的高层建筑工程

（1）高位转换（框支层转换构件位置超过5层）；（2）厚板转换；（3）塔楼偏置，单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长的20%；（4）扭转偏大；（5）抗扭刚度弱；（6）层刚度偏小；（7）复杂连接；（8）多重复杂。

上述所列的（4）~（6）项，要结构计算后才能判断是否超限；（7）~（8）项住宅建筑很少出现。所以我们要着重关注（1）~（3）项，并根据判定原则判定结构是否超限。

（三）同时具有下面所列三项及三项以上不规则的高层

（1）扭转不规则；（2）凹凸不规则；（3）楼板局部不连续；（4）侧向刚度不规则；（5）竖向构件不连续；（6）楼层承载力突变。

上述所列的（1）~（3）项属于平面不规则，（4）~（6）项属于竖向不规则。对于平面不规则的第（2）、（3）项，竖向不规则的第（5）项，在建筑的方案阶段，就可以通过建筑方案的户型和平面组合进行判断。上述六项的不规则类型，在住宅设计中经常遇到，下面结合《建筑抗震设计规范》（2008版）、《高层建筑混凝土结构技术规程》详细讲述如下。

1．建筑平面的凹凸不规则

《抗规》3.4.2条表3.4.2-1中给出了定义，凹凸不规则：结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%。《高规》4.3.3条表4.3.3中给出了具体的限值。比较两本规范对此项的规定，主要体现在l/Bmax的限值上有所不同，《高规》中的限值为0.35和0.3，根据不同的抗震等级采用不同的限值。而在《抗规》中此限值统一为0.3。另外在《高规》中增加了l/b的限值，l、b分别为凸出和凹进部位的长度和宽度，此限值根据不同的抗震等级分别取为2.0和1.5。

2．楼板的局部不连续

《抗规》3.4.2条表3.4.2-1中给出了定义，楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层。《高规》4.3.6条中的规定：楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%；在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m，且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。

3．竖向抗侧力构件不连续

《抗规》3.4.2条表3.4.2-2中给出了定义，竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁，厚板）向下传递。

4．扭转不规则

《抗规》3.4.2条表3.4.2-2中给出了定义，扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍。《高规》4.3.5条是通过两个参数来控制的，一个是位移比，另一个就是周期比，针对不同的建筑类型有不同的规定。

A级高度高层建筑

5．侧向刚度不规则

《抗规》3.4.2条表3.4.2-2中给出了定义，侧向刚度不规则：该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%，除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%。《高规》中4.4.2条规定同《抗规》基本相同。

6．楼层承载力突变

《抗规》3.4.2条表3.4.2-2中给出了定义，楼层承载力突变：抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层80%。《高规》4.4.3条的规定：A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。可以看出，《高规》和《抗规》中对此项的规定基本相同。

二、结构设计的几个原则

目前，我们在结构设计中，用的比较多的结构计算软件是中国建筑科学研究院的SATWE有限元分析软件。在用该软件进行结构计算时，三个文件WMASS.OUT、WZQ.OUT、WDISP.OUT是重点要考查的文件。在这三个文件中可以查到关于超限高层的三个重要信息：一是楼层的扭转情况；二是楼层的刚度情况；三是楼层的承载力情况。从而可以通过规范中的具体规定，来判别结构的不规则性。在这三个信息中，楼层的扭转情况一般是我们重点关注的，由于建筑形式的多样性和平面的复杂性，经常会出现：凹凸不规则；楼板局部不连；竖向构件不连续三种情况。这三项不规则，只要有两项存在，我们就必须调整结构的扭转不规则，使其满足规范的要求，即位移比

首先，我们来考查位移比的定义，位移比：Ratio=Max/Ave，该数值为按刚性楼板假定计算，并考虑偶然偏心的影响。Max：楼层竖向构件的最大水平位移，该值一般出现在平面的周边及角部位置。Ave：楼层竖向构件的层间位移，该值为平均值。在我们理解了位移比的定义后，我们就大体可以知道调整位移比的两大原则：一是减少分子Max的数值。二是增大分母Ave的数值。下面讲述针对两项原则采用的具体方法：

1．减少分子Max的数值

（1）加大外周边构件（梁、剪力墙）的截面尺寸，增强结构的整体抗扭能力。

（2）外周边门窗洞口在剪力墙上开洞形成的跨高比小于5的连梁，在计算

模型中按墙上开洞录入，该项的目的是增强结构的整体抗扭能力。

（3）在建筑的凹槽位置拉结构梁或结构板，增强构件的整体抗扭能力。

2．增大分母Ave的数值

（1）削弱核心筒刚度，采用电梯井剪力墙开洞的方法。

（2）调整刚心和质心重合。

（3）减小电梯筒和楼梯筒间的连接梁截面，从而削弱电梯筒和楼梯筒的整体刚度。

三、结语

高层及超高层建筑的定义范文第2篇

关键词：超高层建筑；高宽比；风效应；长宽比；建筑体型

中图分类号：TU312.1；TU972.8文献标识码：A

风荷载和地震作用是高层建筑的两大水平荷载，建筑体型设置显著影响了荷载效应，中国《高层建筑混凝土结构技术规程》[1]对不同抗震设防烈度下高层建筑的体型设置给出了若干规定，但对风荷载却无此方面条文.随着超高层建筑高度的增加，结构各阶自振频率越来越低，风荷载常常取代地震荷载成为水平控制荷载，“重震轻风”的倾向应该得到纠正[2].

气动外形的合理设置可以降低风敏感结构的风致响应[3-4]，对于达到一定高度量级的超高层建筑，建筑体型优化被认为是最有效的气动控制措施，因为通过建筑体型优化来改变风特性是“治本”的行为.某大高宽比方形截面建筑风洞试验表明，该建筑横截面尺寸增大7%，在设计风速下的横风向响应就会减小40%～45%[2，5]，足见建筑体型对风荷载的影响之大（本文认为，建筑高宽比和长宽比亦属于广义建筑体型的范畴）.对于一般量级的超高层建筑（如300 m），不同建筑外形也会因风荷载大小产生显著影响，并有大量研究成果见诸报道[2-8].整体来看，既有体型优化研究是围绕两方面展开的，一是以标准层断面形状作为着重点，例如倒角、削角等；二是建筑断面沿竖向的尺寸及形状变化，如锥化、扭转、顶部开洞等.

不足的是，既有体型优化方面的相关研究未能将建筑物高宽比、长宽比等宏观指标考虑在内，事实上，超高层建筑长宽比、高宽比的合理确定是后续工作的前提，因为它是建筑师在设计之初以及研究人员在研究对象选取时首先要考虑的问题.因而，一方面超高层建筑高宽比和长宽比本身有一个合理的选取范围需要专门分析，另一方面，在此取值范围的基础上，是否需要进一步做气动优化，采用何种优化方式及其优化效果也值得探讨.本文有所侧重地提出并初步探讨了这两个问题，以期为超高层建筑初步设计、抗风研究对象选取和体型优化研究的下一步工作等提供参考.

至此，可将200 m以上的超高层建筑按体型和高度大致分为I，II，III 3类，分别为：200～350 m，350～600 m，600 m以上.具体来说，350 m以下的超高层建筑断面形状相对多样化，断面尺寸沿竖向变化不大，没有明显的抗风优化措施；350～600 m的超高层建筑断面形状多为近似方形，标准层平面尤其是顶部非标准层平面形状设置都起到了气动优化作用；600 m以上的建筑则采取了强有力的气动优化方案，断面形状设置和沿高锥形内收设计都明显考虑了风荷载效应.

2风洞试验及结果分析

2.1建筑断面长宽比影响

选取了若干200 m以上实际工程做为分析对象，为增加可比性，所选对象主要为武汉地区的实际高层建筑，分别为：福州宇洋中央金座、菩提金国际金融中心、武汉证大厦、长江传媒大厦、武汉中华城、武汉永清A1塔楼.各建筑风洞试验布置见图6，相关工程参数见表2.

以武汉永清塔楼为例，进一步分析不同风向角下的风致响应（见图7，风向角与坐标轴定义见图8）.可以看出，强轴向的加速度及位移响应整体较小，弱轴向的风致响应则整体偏大，尤其当弱轴向处于横风向时，风致加速度及位移响应达到最大，且加速度响应和部分层间位移角超过了我国规范规定的最大限值[1].事实上，不论风致响应是否超过了规范阈值，两轴向加速度和内力效应差别如此之大必然会降低结构效率，因而是不尽合理的.

2.2建筑高宽比的影响

以上分析案例是200～400 m的超高层建筑，其分析结果证实了结构长宽比选取对风效应有很大影响，但不足以说明高宽比对风效应的影响，因为这些建筑断面形状等参数不尽相同，无法进行对比分析，并且这些建筑高度并不太高，即便建筑高宽比较大，其风致响应也常在容许范围之内.例如：武汉永清塔楼的高宽比（H/B）接近10，其加风致响应也只在很小程度上超过了规范阈值.我团队本世纪初的摆式气弹模型试验研究也证实[9]，当高度360 m的高层建筑高宽比为9时，在B，D类地貌下都未出现大幅涡激振动响应.但是，当高层建筑的高度更高时，结构的上半部分将处于梯度风高度之上，如果对高宽比不加限制，是否会在设计风速内出现大幅位移就值得考虑了.

基于上述分析，本文进行了多自由气弹模型试验，以对比文献[9]的试验结论.模型设计效果见图9，该模型对应的实际建筑尺寸为600 m×60 m×60 m，对应的实际频率为0.1 Hz，可调阻尼范围为ξ=1%～3%，这些参数与既有建筑比较一致.图10显示了风致位移响应随风速的变化曲线.图中各参数含义为：斯克拉顿数Sc=2Mξ/（ρD2）；M，ρ，D分别为均匀当量质量、空气密度和迎风面宽度.图中数据是按缩尺比折算到实际后的结果.可以看出，在B类和D类流场中该建筑都出现了大幅涡致位移响应，在梯度风速57 m/s（折合基本风压0.70 kPa）时，小斯克拉顿数建筑顶部侧移均方根值与高度之比为1/250，大斯克拉顿数建筑顶部侧移均方根值与高度之比也达到了1/410，把均方根位移划算成极值位移后，将严重超过我国规范阈值.

2.3竖向体型的确定

明确建筑的长宽比、高宽比对风效应的影响规律后，就容易得出不同高度建筑长宽比与高宽比的合理取值范围，然后可在此取值范围的基础上，并参考第1节的内容，最终初步确定出建筑在水平向和竖向的体型气动优化方式，如角部处理、锥化处理、顶部开洞等.至于这些优化方式的具体效果如何则需要进行专门的深入研究.

3机理分析

对于不同长宽比的矩形断面柱体来说，斯托罗哈数St随着长宽比的增大而减小 [10，12]，由此可求得漩涡脱落频率（n=vSt/D， D，v分别为迎风面特征尺寸和平均风速）.矩形断面超高层建筑长宽比较大时，弱轴向的自振频率偏低，当来流垂直于短边作用时，漩涡脱落频率较小，此时的尾流激振效应会造成较大的横风向响应.对于不同高宽比的高层建筑来说，高宽比的增大常常伴随着结构频率的降低和特征尺寸D的相对减小，加之表征漩涡脱落频率的无量纲参数St较小，漩涡脱落频率就更容易接近建筑自振频率，进而造成大幅涡致响应甚至涡激共振现象.另外，当建筑高度较高时，平均风速剖面的沿高变化规律可能带来两方面的结果.一是上部较大的风速会增大漩涡脱落频率，使其更接近结构频率；二是风速达到一定高度后近似保持不变，该高度之上的漩涡发放频率比较一致，使得建筑物的风荷载竖向相关性增大，从而引发大幅涡激振动响应，这也解释了为什么高度越高的建筑高宽比限制越严格.

综上所述，降低结构响应有3种方法：一是在考虑经济成本的前提下合理增大结构刚度和频率；二是通过结构尺寸来改变漩涡发放频率，比如适当控制高宽比，并严格控制长宽比在一定限值内（比如1.5）；三是通过结构的断面形状及竖向外形优化来改变漩涡发放的特性.当然，在考虑适用性和经济性的前提下，使建筑物在不同重现期风速下满足安全性要求是抗风设计的最终目的，因而，是否有必要采取气动控制措施以及采取何种控制措施不是一成不变的，而是对不同基本风压的地区要区别对待.

由于轴力、弯矩、位移与建筑高度分别呈线性、平方和四次方的关系[13]，即随高度增加位移增大最快，过大侧向位移可能引发结构性或非结构性破坏，PΔ效应产生的附加弯矩又会加剧结构侧向变形，因而，高层建筑不仅需要较大承载力，而且需要较大的刚度，使结构侧向变形限制在一定范围内.一般来说，增加结构刚度有2种方式：一是改善材料强度或结构构件布置方式（尺寸、体系等）；二是控制结构高宽比和长宽比.第1种方式在增加结构刚度的同时控制了结构受风面积，从而有效抑制了风致静力效应，第2种方式增加了结构刚度和频率，并使迎风面尺寸D增大，降低了漩涡脱落频率，使风致动力效应得到有效控制，长宽比的控制会改善矩形断面建筑承受水平荷载时的剪力滞后现象，进而增加结构效率.显然，对于超高层建筑，采用第2种方法是更为有效的，即控制结构高宽比使结构不至于过柔，并严格限制长宽比避免明显弱轴的出现.

4结论

本文主要研究了高宽比、长宽比对建筑风效应的影响，并概括性地分析了建筑竖向体型选取问题，结论有以下几条：

1） 长宽比较大的超高层建筑弱轴向风效应显著大于强轴向，高宽比较大的高层建筑顶部位移较易超过规范阈值，对建筑长宽比和高宽比进行合理控制可显著降低风致响应，在建筑初步设计时应对此有所考虑.比如，在没有有效的气动控制措施时，建筑长宽比不宜大于1.5，并严格控制在2以内，高宽比应控制在10以内，且越高的建筑越对高宽比限制越严格.

2） 超高层建筑按体型特点可大致以350 m和600 m为界限分成3个级别.200～350 m高层建筑的断面形状相对灵活多样，一般不必进行专门的抗风优化设计，但要适当控制结构高宽比和长宽比；350～600 m高层建筑的标准层平面形状可选择有利于抗风的近似方形，结构顶部应进行适当气动优化；600 m以上高层建筑的断面形状和沿高外形设置都应采取强有力的气动优化方案.

3）可对不同体型的高层建筑进行专门分析，确定出不同条件下超高层建筑体型选取的具体规定，以避免建筑师在设计之初和研究人员在对象选取时过于盲目，尤其对低于600 m的超高层建筑，其标准层断面通常是矩形、方形等规则形状，更容易形成规范并具有较大的现实意义.

参考文献

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高层及超高层建筑的定义范文第3篇

关键词:避难层设计，人性化，安全性，因地制宜

Abstract: the humanized design in architectural design in is very important, the safety of the building is the first condition of humanized reflect, building itself wants to be able to withstand some natural disasters attacks, such as earthquake, flood, volcanic eruptions, etc. Consider when a fire in the building of the crowd to safe evacuation design. For example, BiNanCeng evacuation stair setting, BiNanJian, roof PingTai helicopter, which is able to make the building space design to the safety of the timely and evacuate purpose and use function demand. To BiNanCeng (room) the number, size and floor position have special design requirements, while building space so is the component, such as fire stair clear, BiNanCeng below the window of the set fire to pick eaves above, doors, Windows, how the stability and security, how to are all important. This paper mainly discusses the humanized factors based on security, how in high-rise buildings BiNanCeng, BiNanJian design, can better reflect human nature Angle and professional thinking.

Keywords: BiNanCeng design, humanization, safety, adjust measures to local conditions

中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：

一、现行规范对避难层、避难间概述

避难层定义：建筑高度超过100米的高层建筑中，为消防安全专门设置的供人疏散、避难的楼层。

民用建筑设计通则规范6.4.2条中规定建筑高度超过100m的超高层民用建筑，应设置避难层，而高层民用建筑设计防火规范6.1.13条中规定建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层（间）等规定。高度超过100m的超高层民用建筑因人员密集，在火灾发生时某个楼层暂时可作为等待救援、大火被扑灭、险情被排除前的避难空间以及人员疏散消防通道。避难层、避难间是超高层民用建筑安全疏散的一种有效便捷途径。安全快速便捷疏散问题在超高层民用建筑中引起了广泛的关注和重视。

随着社会的进步和经济的发展，现在的很多住宅居住建筑也超过了100m,住宅居住建筑不属于公共建筑，但属于高层民用建筑，那么在超过100m的居民建筑中应该如何设置避难层、避难间呢？一些二线城市只考虑了眼前的经济利益，没有考虑到安全的长远利益，利用规范球未设计避难层，造成了疏散不安全；或者按规范设计了避难层，但是没有领会避难层的实际含义，将避难层的功能与其他空间功能一样对待，作为清洁室、健身房等，平时锁住楼梯间的疏散门，造成了楼层上下不通畅，不仅没有发挥避难层的作用，反而在发生火灾等紧急情况下还阻碍了整栋大楼内部人群及时疏散。因此，部分大城市就此条规范修补出了地方规范指导政策，严格要求超100m高层住宅建筑必须合理设计避难层。

二、高层建筑物避难层、避难间的设计问题

个人认为建筑超过100m的超高层住宅建筑，当标准层为1梯两户，整个大楼居住人数较少时，当大楼起火时本楼人群完全可通过疏散楼梯进行安全、快速、便捷疏散时，加上现在已有几所城市消防大队登高扑救云梯车已达到了100m的攀登高度，（附注：大多数城市消防云梯车扑救高度仅在54~78m左右。）可根据需要实际情况对是否需要设置避难层进行专家组论断后再进行避难层设计，这样对整个社会节约资源，充分利用工程资金，降低工程造价成本，避免过多资源浪费起到很好的作用。

2.1高层建筑物避难层、避难间的楼层设置

避难层设计中规定首层至第一个避难层或两个避难层之间不宜超过15层应该因适制宜，根据需要实际情况对是否需要设置避难层进行专家组论断再进行是否需设计。避难层的净面积应能满足设计避难人员避难的要求，并住宅宜按5.00人/m2计算。在现实情况中，一些人员密集的高达十几层综合大型商场、关口办公联检大楼、人员密集的大型旅馆等（这类建筑均未超100m的建筑高度）出于整个大楼内部人群安全疏散考虑也会设计避难层，这种做法我们应该多鼓励，多支持，多奖励。

如果发生火灾，高度100m以上的建筑物内的人员很难完全疏散到室外地面，根据加拿大有关研究部门使用一座宽1.10m的楼梯，统计将高层建筑的人员疏散到室外所用的时间见下表。

表1：不同层数、人数的高层建筑、使用楼梯疏散需要的时间

目前，国内高层建筑确定设置避难层的层数有一定的灵活考虑和依据，如，深圳新都酒店楼层共26层，在第14层、第23层设置了避难间，11层的深圳罗湖联检大厦（附注：整个大楼高度为55米）在第5层和第10层设避难间。同时避难层的设计还需要综合考虑机电设备和管道的布置，为了很好地布置和管理机电设备和管道，目前一般两个避难层之间的楼层跨度在十五层左右为宜。

同时，避难层下面一层的房间与避难层窗之间的窗槛墙的高度不宜低于2m，或在避难层下方的窗上方设防火挑檐，以防止避难层下面一层着火，火苗、黑烟从窗上方窜出，对避难层的安全造成严重威胁。

2.2高层建筑物避难层、避难间的地点设置

确定好了高层建筑物避难层、避难间的楼层之后，避难层、避难间的具体地点设置也相当重要。高层建筑物避难层、避难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、避难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。

三、高层建筑物避难层、避难间设计的人性化体现

建筑空间直接关系到人们的生活起居、健康、安全、生活质量、工作效率、舒适度等。建筑空间设计的主体就是对人的设计，空间的使用者和设计者也是人，因此人就是设计的主要载体和衡量一个建筑设计好与坏的尺度的主体。所以高层建筑物避难层、避难间设计，不仅是时代的潮流和趋势，同样也是出于人性化、安全性设计本质要求，并非是设计师追逐风格和个性的手段。因为离开了对人的需求，设计便偏离了正轨，也就算不上一个合格的优秀的设计商品。因此高层建筑物避难层、避难间的设计已成为当代评判设计优劣的一个标准和法则。

参考文献：

[1] 张艳霞.浅谈高层建筑火灾的特点及疏散逃生[J].科技情报开发与经济. 2008(20)

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高层及超高层建筑的定义范文第4篇

关键词：超高层建筑，给排水，设计

Abstract: this article analyses the current water supply and drainage system design of several main aspects and existing problems in the design of high building and comprehensive utilization, launch concrete, this article has discussed for scientific and reasonable improve water supply and drainage system function, make the tall building water supply and drainage design, it has very important practical significance.

Keywords: tall building, water supply and drainage, design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1 引言

我国经济的快速发展带来了建筑业的兴起和建筑技术的提高，建筑正在朝着超高的方向发展。这不仅能够解决城市人口拥挤带来的居住工作环境问题，还缓解目前紧张的城市用地压力，因此，发展超高层建筑属顺应经济社会发展趋势。但是随着高度的增加，给建筑给水排水设计带来的诸多困难，而且，超高层建筑越来越多，造成相关的给排水方面的规范条文相对滞后，为了适应超高层建筑的给排水要求，加强对超高层建筑的给排水系统设计研究显得十分必要。本文就目前超高层建筑给排水系统设计的主要内容出发，重点讨论了超高层建筑在给排水系统设计中存在的主要问题，并提出了相应的解决方法，为提高超高层建筑给排水方面的功能提供帮助，确保办公、生活用水、消防用水的充足等，具有非常重要的意义。

2 超高层建筑给排水系统设计

高层建筑分类中指出超高层建筑在40层以上或者高度大于100m，这是1972年在美国召开的国际建筑会议上专门讨论并确定的分类和定义。1976年，广州白云宾馆的建成(33层、115m)标志着我国大陆自行设计的高层建筑突破100m，进入超高层建筑发展时期。经过近40年的发展，目前主要在供水方式选择、中间转输水箱的计算、消防给水及排水系统中存在主要的问题，以下进行详细分析说明。

2.1 供水方式的选择问题

单在供水方式选择上，超高层建筑由于其自身原因，宜采用变频供水和重力供水相结合的方式供水。超高层建筑都是每个15层设置一个避难层，此层兼备设备层的作用，可以利用此层来设置中间转输水箱，同时，每30层可以设置一个大区，然后在每个大区分区设置，有两种设置方法：第一种，每个大区分成四个小区，每个小区都设置一台变频泵，往上供水；第二种方法就是在每个大区分两个小区设置两套变频泵，往上15层供水的同时，采用重力流往下供水15层。第一个大区都是在地下室，所以第一个大区内没有往下供水的情况出现。中间转输水箱兼职高位重力水箱，可以满足每个用水的水压在一定的压力范围。变频泵采用压力自动控制功能，而转输水箱是通过水位控制来实现供水。每15层设置一个避难层，而每30层设置一个大区，中间转输水箱设置在每个大区，不用每隔15层都设置，有效的减少了占用机房的面积。办公楼的避难层设置较多，而住宅的避难层设置较少，一般情况可以进行上述设计。在管材设备承压方面，30层高度的建筑，系统承压在1.5~2.0MPa，目前的技术和设备都能承受此范围的压力，能够满足承压要求。对于一些高层的酒店，供水压力要求稳定性高，为避免供水出现忽冷忽热的情况，酒店采用屋顶水箱重力供水比较合理，二次污染问题可以通过物业管理来解决。酒店用水变化大，无法高效发挥变频供水的优势，造成能源无法充分利用，因此，超高层的酒店建筑可以采用屋顶水箱重力供水。

2.2 中间转输水箱的计算

超高层建筑中，中间转输水箱的作用非常明显，基本上都是采用此方式来供水，它包括消防转输和生活转输水箱两部分。

消防中间转输水箱容积计算根据国家标准《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》(2003)中规定的：采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水容积按15-30min的消防设计水量经计算确定，并且不宜小于60m³。假如超高层建筑消火栓用水量为50L/s，自动喷水用水量为40L/s，那么中间转输水箱的容积=（50+40）×10×60+（50+40）×5×60=81000L，其中10min的水量为屋顶水箱水量，5min为上区输水泵的吸水池水量，如有其它水消防系统则把有可能在火灾时启动的消防系统的水量叠加，结果作为中间转输水箱的容积。

生活给水系统中，《建筑给水排水设计规范》（2009年版）中对于水量的规定：生活用水中途转输水箱的转输调节容积宜取5-10min转输水泵的流量。生活给水系统中的转输水箱有两个作用：第一，作为上区加压水泵的吸水井，为上区水泵用水提供3-5min的用量，第二，为下区转输泵调节容积。第二个作用即为保证初级水泵启动次数不大于六次每小时调节水量的要求。例如，当上区水泵流量为6L/ s，转输水泵的流量为6L/s时，采用变频供水系统时，计算的转输水箱的容积为6×5×60+6×10×60=5400L。当采用重力供水系统时，中间转输水箱一是作为上区水泵的吸水井，二要具有一定的调节容积来储存本区用水，此部分的容积计算按照重力供水区最大用水量的50％计。通过吸水井的容量叠加调节容积量来得到重力供水系统的中间转输水箱的容积。

2.3 消防给水系统设计

超高层建筑消防给水设计中水泵接合器的设置与否存在疑问，《高层民用建筑设计防火规范》中规定消防给水在一定条件下设置水泵接合器，在消防水车供水压力范围内的分区中设置，且是在采用串联给水方式下，上区用水由下区水箱抽水供给，可仅在下区设水泵接合器，供全楼使用。《自动喷水灭火系统设计规范》中规定，当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采用增压措施；且根据消防局的消防经验，规定在当地消防车供水能力接近极限的部位，设置接力设施。两种规范的规定存在一定的矛盾，高规中在消防车供水范围外，不设置接合器，而喷规中规定在范围之外需要设置接力装置。从消防安全的角度考虑，消火栓系统和喷淋系统都应设置水泵接合器，一种方法是根据喷规中的进行设计，另一种就是从用途考虑，水泵接合器是在室内水泵遇到问题或者室内消防用水不足的情况下，从室外取水，通过接合器将水送到给水系统中。

2.4 排水系统设计

排水系统的问题是水气混合的问题，超高楼层排水对管材的损害和水气混合对卫生器具水封稳定的破坏。设计中要根据以下三点进行设计：第一，严格的水力计算，最大流量值的限定；第二，每隔一段距离设置耗能装置，减少水流对管材的冲击损害；第三，设置专用通气管，调节排水管路里面的压力与外界一致，保证空气流通。

3 结束语

超高层建筑的复杂性和特殊性，使得在给排水系统设计中的考虑因素增多，设计难度加大，因此一定要做好超高层建筑的给排水系统设计。本文从给水系统的选择、转输水箱的计算、消防给水和排水系统设计四个方面对存在的问题进行了分析解决，从一定程度上为超高层建筑的给排水系统设计提供了帮助。

参考文献：

[1] 邓宏毅.建筑设施给排水设计施工的探讨[J].科技创新导报,2008,31(21)

高层及超高层建筑的定义范文第5篇

关键词：高层建筑；结构设计；问题分

高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑的结构设计的要求越来越高。通过对高层建筑结构设计的科学优化,能够促进投资成本在工程项目的质量安全和环保节能等方面进行合理而均衡的分配,从而使高层建筑项目获得更高的增值,并进一步推动我国经济建设以及城市化步伐的加快。我国在近几年的发展建设中，建筑行业的变化最为明显，不仅是在外形上发生了重大的变化，在内部结构上也得到了进一步的改善，这其中最突出的变化要数高层建筑甚至超高层建筑的不断涌现，但是需要注意的是，随着建筑造型结构的愈发复杂，对于结构设计的要求就更加严格了，如果仅仅停留在最初的设计阶段而不向前发展，那么我国建筑的整体水平就无法得到显著的提高。

1高层建筑结构设计的问题分析与解决方案

1.1建筑结构超高的问题

现代城市建筑物在楼宇的高度上不断进行更新，好像楼层越高就代表城市的地位就更上一层楼。可是建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定，无论是多高的建筑物，都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题，建筑物规范将会进行限定，不断细化规则，与时俱进，这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题，在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题，不断进行论证，避免对工程的造价与工期造成影响。

1.2短肢剪力墙的设置的问题

随着我国高层建筑结构设计的不断深入，对短肢剪剪力墙的设置问题更加关注。目前我国的相关建筑规范已经对它进行了充分严格的定义，并对其使用进行了限制。

1.3嵌固端设置的问题

高层建筑的嵌固端在二层以上的地下室顶板上，同时也有可能会设计到人防顶板上，嵌固端设置时，结构设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提前判断与预测，比如楼板的设计、上下层的刚度要求等等，这些问题都有可能在后来的设计中做出更改，造成不必要的损失与安全隐患。

1.4结构规则性的问题

在目前的高层建筑结构设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对结构嵌固端上下层的刚度进行了规定，现代建筑不宜采用严重不规则的设计方案。不规则的设计将对建筑的竖向荷载计算产生偏差，不易估计，有可能会存在安全风险。

1.5消防结构设计的问题

高层建筑结构本身的特点非常明显，它的功能复杂性决定着建筑结构在设计时非常复杂，需要选用不同的建筑功能材料。传统建筑中所选用的材料多为可燃性材料，这种材料无形中增加了高层建筑火灾的发性频率，更不易进行救火。高层建筑间空气流动强，风力非常大，如果发生高层火灾事故，救援难度可想而知。在传统高层建筑结构设计时，把火灾线路设计成垂直形态，建筑人员在进行火灾疏散时将花费更多的时间，对人身财产安全造成了更大的延误。在消防结构设计中，也需要对排烟结构设计，这对于高层建筑的安全性设计有着重要的意义。在设计中要保证烟气能够有效排出，避免在火灾发生时不利情况的蔓延。

1.6抗风结构设计的问题

在高层建筑设计中，抗风性研究非常重要。在进行设计建造时，要注意抗风压性，对有效的设计非常重要。随着高层建筑的高度不断增加，结构本身对风起着扰动作用与阻隔作用，不利于风量的及时移动，在风速较大时，会对静止的高层建筑产生振动效果，从而造成一定的动力荷载力，将会对其稳定性造成威胁，甚至有可能会导致主体结构受到破坏，导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量受到影响的危险。

2高层建筑结构设计的策略总结

在高层建筑结构设计时要注重设计原则，合理选择基础条件与结构设计方案，对高层的消防结构、抗震结构、抗风结构设计进行优化。在消防结构设计方面，要设计合适的防火间距，对建筑物间的距离进行精确计算，根据地形条件设计合理的防火结构设计，增加疏散通道设计，采用分隔式进行设计，控制烟雾与火势的蔓延，在抗震结构设计方面，要合理规划建筑结构的构件位置，发挥不同的构承载功能，对地基进行抗震设计，简化建筑平面，分割高度差异，提高建筑物的刚率与强度，实现地基的稳固性，另外需要注重对剪力墙的设计，控制位移，对简体结构进行抗震设计，确保结构的完整性与对称性，在抗风结构设计优化中，首先要进行基础设计，选择级配高的砂石，在结构义部使用抗拔锚杆，稳定地基，在高层建筑结构中增加耗能减振系统设计，通过多种元素的综合，使用强粘弹性的阻尼材料，解决好水平力、风荷载造成的荷载叠加问题，对受力高压区进行加固处理，精确计算建筑物的风荷载与承载力。

3结语

随着我国城市化进程的不断加快，我国的建筑行业得到飞速发展，人们对于高层建筑的质量要求也越来越高，高层建筑的结构设计的规范不规范直接决定着高层建筑质量的好坏，所以高层建筑的结构设计在建筑工程中显得非常重要。随着社会经济的快速发展和科学技术发展创新，建筑设计理论建和筑施工技术越来越完善，建筑施工材料和施工机械设备得到大量改良，高层建筑发展步伐也非常迅速。高层建筑设计复杂，为促进建筑设计的科学性和合理性，我们需要把高层建筑结构设计放在设计首位优先考虑。我国城市化进程的快速发展，高层建筑的结构设计也越来越受到人们的关注，如果可以及时发现设计中的问题，就可以努力促进高层建筑建设的发展，大幅度提高我国建筑的安全系数。当然跟着现代建筑理论不断发展，建筑对于我们来说不仅仅具必要的实用性，还在方面艺术性提出了比较高的要求。这对高层设计者来说，必须要同时将建筑物的实用价值和审美价值这两个方面都要完美的体现出来，才能够表达出设计的质量与外形都完美的现代建筑。

作者:甘桂其 聂凤玲 单位:甘肃建筑职业技术学院

参考文献

[1]梅洪元，付本臣.中国高层建筑创作理论发展研究[R].高层建筑与智能建筑国际学术研讨会，2002.

[2]赵西安.现代高层建筑结构设计[M].北京：科学出版社，2004.