浅谈高层住宅平面布置对结构安全经济的影响

浅谈高层住宅平面布置对结构安全经济的影响

邵其刚

四川宏泰同济建筑设计有限公司，四川省眉山市，620000

[摘要]  根据对数个房地产开发项目户型设计的对比，发现部分户型设计在结构体系上考虑不周，造成结构抗震能力不足，部分户型采取结构加强措施或进行抗震性能化设计后经济性较差。为从根本解决这一问题，应在建筑方案设计阶段应多专业介入，使建筑设计达到相对协调统一。

[关键词]  户型平面；概念设计；不规则判定

1  户型设计的基本流程

在房地产开发过程中，特别是在较大的项目开发前期过程中，主要阶段包括项目考查、项目策化、项目市场意见收集分析、项目优化、项目定稿，然后再按部就班进行各阶段的设计、审查、施工，同时推向市场。在以上各环节中户型设计可谓是工作重点之一，是决定项目开发成功与否的重要影响因素之一。但有时决定户型平面布置的不是专业的设计师，从而产生一些设计缺陷。

2  户型设计的特点、存在的问题及解决办法

在户型设计上大型的开发企业设有专门的产品研发部，其人员主要为各专业设计师组成，户型设计成品质量在结构专业上表现较为合理。但也有部分开发企业的户型开发人员主要由非建筑专业人员组成，不能从总体布局去考虑，其设计成品结构合理性可想而知，这也是平面布置不合理的源头。下面简要说明其存在的主要问题。

第一方面，现在大量的开发项目处于寸土寸金的闹市区，用地紧张，为达到最大开发强度，多设计为塔式高层建筑，这本无可厚非（如下图1），但部分建筑平面形式严重不合理，如“十”字形、“品”字形，更有甚者采用锯齿形平面。某楼盘地处抗震设防烈度为7度（0.1g）的市区，为34层住宅楼，用地特点呈长条形，面宽窄进深大，开发单位为追求固定的建筑朝向，将图示下侧的两户套房进行了变形处理，在平面形式上加大外伸长度，按照《四川省抗震设防超限高层建筑工程界定标准》（以下简称界定标准）的规定可按两种方法进行判别，一种是按“T”形平面计算平面外凸长度与平面典型长度比则达到了72%>60%,属于《界定标准》第三条第1款所规定的严重不规则的情况；另一种是按“工”字形平面计算各外肢的平面规则性，则外凸长度与平面典型长度比为32%<35%，表面上可判定为平面规则结构，但该户型平面上下部分连接仅靠楼电梯间进行连接，该区段楼板缺失，楼面水平刚度较小，地震作用下极易破坏。针对该结构存在的问题，采取几种补墙措施：1、在楼电梯间附增设核芯筒，提高核芯部位的连接能力，保证楼梯间作为安全通道的作用；2、将细腰部位有效楼板厚度增加到180mm，并在此处采用了双层双向配筋方案；3、在外墙上增加了长肢剪力墙的比例，提高建筑结构的自身抗扭刚度，周期比控制在0.85以内。采取以上措施后结构可靠度达到了提高，对经济性影响也是必然的。为或者为满足采光通风等功能需求，在核芯筒附近开天井形成细腰，其平面规则性判断结果可想而知，最后只能通过结构措施（如增强抗扭刚度、增设结构板）弥补其不足。

第二方面，在方案设计阶段，部分户型设计时结构专业介入较少，造成部分户型在结构概念设计上考虑欠佳。图2为一总层数25层的户型平面，表面上看建筑纵横轴线对齐较好，但按结构专业规则性逐条判定，也存上第一、二方面的同类问题。图2户型采取上述加强措施后基本可满足概念设计的要求。但图3户型平面的情况就不容乐观了，仅从建筑外观来说，立面效果较为丰富，但以舍弃了结构可靠度为代价是不可取的，细判其各项规则性指标严重超限，这类户型优化难度较大，且经济性较差，经与建设单位沟通后取消了该户型。

图2

图3

以上是户型设计对结构体系合理性的主要影响因素，究其本质还是结构概念设计执行不到位，所谓概念设计是以工程概念为设计依据，用符合工程客观规律和本质的方法，不经数值计算，对一些难以精确作出理性分析或在规范中难以规定的问题。依据整体结构体系与分体之间的力学关系，结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。对于这个原则有些个别结构设计师没有充分重视，不从概念设计出发提出合理化的优化建议，只利用设计软件进行计算分析，各项结构指标满足便顺理成章成力合格设计，不用概念设计分析问题、发现问题，过分依赖设计软件分析结果，这是不可取的。反之，高层建筑的户型设计时，应从首先从宏观的角度出发，采用由大到小原则选定结构平面形式，应充分考虑除功能需求以外的结构体系合理性，才能尽可能避免出现上述三类问题。特别是建筑设计单位的方案设计阶段，应在设计过程中与开发单位积极沟通、交流，针对人员配备不完善的建筑单位更应如此，保持设计过程全专业、全过程介入的方式，实现各专业的协调统一，为保证建筑的安全性与经济性打下基础，而非采用后期“结构补丁”的被动式设计思路，这样做得不偿失。

4  结语

总言之，要做好一个高层住宅建筑的户型设计，各专业均应紧密配合，控制好前期方案阶段的户型定型设计，它决定着后期结构设计的各项设计指标，对建筑经济性也起着决定性的作用，在设计中应予以充分重视。

〖参考文献〗

[1]建筑抗震设计规范：GB 50011-2010（2016年版）

[2]高层建筑混凝土结构技术规程 ：JGJ 3-2010

[3]四川省抗震设防超限高层建筑工程界定标准：DB51/T5058-2020