关键词：高层建筑、平面设计、标准层
1．高层建筑概述
1.1高层建筑定义
高层建筑根据民用建筑其使用功能的不同分为居住建筑和公共建筑。根据现行建筑的相关规范，不同使用功能的高层建筑对高层的定义也不同。
居住建筑根据我国现行《住宅设计规范》规定：1至3层的住宅为低层住宅、4至6层的住宅为多层住宅、7至9层的住宅为中高层住宅、10层及以上的住宅为高层住宅。规范规定七层及以上的住宅或住户入口层楼面距室外设计地面的高度超过16m以上的住宅必须设置电梯。
公共建筑根据我国现行相关防火规范规定：建筑高度大于24米的公共建筑为高层公共建筑。不同使用功能的公共建筑对于设置电梯的要求各不相同。例如《办公建筑设计规范》规定五层及五层以上办公建筑应设电梯；《商店建筑设计规范》规定大型商店营业部分层数为四层及四层以上时，宜设乘客电梯或自动扶梯。
1.2高层建筑平面分类
在建筑水平与垂直系统中,由大多数建筑、结构、设备等性质相同的楼层重叠起来的空间,称之为标准层。高层建筑标准层的有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑设计的基本精髓，截取水平面和垂直体交汇处的任一单元段,即得到所谓的标准层。
1.2.1高层标准层平面根据不同的使用功能要求可以划分为住宅建筑、办公建筑、酒店建筑、医院建筑等。住宅、办公、酒店、医院等高层建筑各自的使用特点不同，顺应功能要求设计出来的标准层平面无论是平面形状还是平面内部的房间布局、交通流线组织也各不相同。
以高层住宅为例，根据住宅交通疏散形式的不同，住宅平面被分为单元式、塔式、通廊式等。
1.2.2如果单纯的按照高层标准层平面形状划分，高层建筑的标准层平面以对称的几何平面图形居多。主要原因在于高层中,建筑除了受竖向荷载作用外,还要考虑风力或地震力引起的水平荷载,这在很大程度上限制了标准层设计的自由度。这种对称的平面形式可以使高层建筑的结构设计更为经济合理。
高层建筑的竖向交通核心筒系统，即楼梯、电梯、及其前室、疏散走道、公共服务用房、设备室、管道井等集中组合成有机的结构核心体，形成上下贯通，结构刚度强劲的核心筒体组合，其常常布置在平面较为中心的部位，作为高层建筑平面的核心要素，对标准层平面布局的灵活性构成了极大影响。高层建筑基本的平面图形有矩形（板式）、弧形曲线、方形、圆形、三角形等等。这些基本图形可以通过切角、旋转、形体上加减法等设计手法衍生出来新的平面造型。
结合高层建筑不同的使用功能，高层建筑各自的标准层平面形状也会有所不同。例如单元式住宅的平面形式常为矩形（板式）平面形式等；办公和酒店建筑的平面形式常为矩形（板式）、弧形曲线、方形、圆形等；医院建筑平面形式常为矩形（板式）等。
2．标准层平面设计要素
标准层平面设计影响因素来自于多方面、多角度。
2.1交通组织和消防疏散对于高层建筑标准层平面设计的影响是一个主要因素。高层建筑一般都具有人员密集、使用功能复杂、各种设备管线繁多的特点，引起火灾的潜在因素颇多。发生火灾时,将被火情围困的人员迅速安全地疏散到室外地面安全地带是防火疏散设计的重要环节。疏散设计的原则是路线简单明了,便于人们在紧急时进行判断,同时提供从室内任何位置向两个方向疏散的可能性。
根据《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定，不同高度、不同功能的高层建筑其疏散楼梯的形式也不相同。
规范中明确规定：
一类高层建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m的二类建筑以及塔式住宅，均应设防烟楼梯间；
裙房和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度不超过32m的二类高层建筑应设封闭楼梯间。
十一层及十一层以下的单元式住宅可不设封闭楼梯间，但开向楼梯间的户门应为乙级防火门，且楼梯间应靠外墙，并应直接天然采光和自然通风。
十二层及十八层的单元式住宅应设封闭楼梯间。
十九层及十九层以上的单元式住宅应设防烟楼梯间。
十一层及十一层以下的通廊式住宅应设封闭楼梯间；超过十一层的通廊式住宅应设防烟楼梯间。
以上这些关于安全疏散的相关规定，都和高层建筑标准层平面设计息息相关。任何高层建筑平面设计都要以满足人员安全疏散为前提，合理的进行交通流线的组织。
2.2高层建筑平面设计应满足其使用功能的合理性。“以人为本”是当今建筑设计的一个重要设计理念。随着科学技术、经济文化的不断飞速发展，人类对建筑设计的要求已经不仅仅是满足单一的建筑使用功能，而是要求以人的基本生活、心理、行为和文化物质为出发点的人性化建筑设计。 在科技发展、智能化水平不断提高的背景下,强调人性化设计更有必要。标准层的平面设计就是要有利于人的身心健康，具有使用的舒适性合理性。建筑标准层平面布局设计应灵活,尽可能营造符合人体功能学的宽松舒适的工作、生活环境。
2.3标准层平面设计的经济因素是投资方较为关心的一个设计要素。影响经济因素的内容较多，比如结构选型、平面布局的各个功能空间的使用率等。
高层建筑标准层平面规则对称、具有良好的整体性，可以增强其抗侧力的能力。不规则的建筑平面方案，如平面凹凸不规则的建筑方案在结构设计时会按照相关规范规定采取一定的加强措施。这些措施都会增加建筑的投资成本。
便捷高效的水平与垂直交通系统和安全疏散系统，这些标准层平面中主要的公共空间需要在满足安全使用的前提下尽可能的缩减建筑面积，提高标准层的有效使用率。
标准层平面形式及外表宜简不宜繁，过于繁杂化的艺术处理会造成不合理的空间利用、结构及施工困难，装修与维护不便及能源消耗量的无谓增加等。
2.4建筑的节能设计与建筑所在地区的气候条件、建筑总体布局、建筑物体形系数、朝向、护结构保温隔热性能、外檐门窗质量等诸多因素有关。高层建筑体型庞大，相邻高层建筑相互遮挡，易形成大面积阴影区。
高层建筑平面设计时应考虑到节能设计的相关设计要素，尽可能的降低建筑能耗。例如在寒冷地区平面设计应注意合理的确定建筑位置和朝向，使建筑平面主要功能空间更多的接收到太阳辐射的热能；建筑平面在南向开窗面积可以略大一些，而东西向、北向的房间在满足采光条件下开窗面积要尽可能小一些；高层建筑的平面形体要规整，减少不必要的凹凸变化，严格控制体形系数。这些设计方法可以使建筑获得更多太阳热辐射并且同时减少热损失，给室内创造一个良好舒适的温度环境。
2.5工业化高速发展的社会，人类面临环境破坏、能源危机等种种环境威胁。高层建筑如何充分利用绿色建筑能源已经成为当今高层建筑设计的一个新的设计要素。尽可能利用当地的环境气候、地势、阳光、水和空气等自然特点，减少建筑对生态系统的破坏，创建生态建筑。在进行高层建筑平面设计时主要体现在对绿色能源的充分利用。例如各主要功能空间的平面布局要充分利用自然采光，尽量减少人工照明的能耗；通过平面形体、朝向等设计应将主要功能空间的朝向垂直于夏季主导风向，充分利用自然通风。除此之外还有雨水的重新回收利用系统、天阳能集热器提供热水系统、光电管提供电能系统、呼吸式幕墙系统等等，在进行这些绿色建筑要点设计时，建筑平面设计都需要将平面的使用功能与绿色建筑设备系统进行综合考虑合理布置平面。
【关键词】标准层原则平面形状构成手法
1.标准层的相关概念
在建筑水平与垂直系统中,有由大多数相同的楼层重叠起来的空间,这些空间的建筑、结构、设备等性质均相同,称之为标准层。建筑标准层的有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑设计的基本精髓,它揭示出多、高层建筑的实质构成。有效水平重叠,即无数个不同高度上的最佳水平面,以有效方式组织成大致轮廓相同并满足人们工作和生活需要的使用空间;合理垂直贯穿,即在这样若干个水平面之间,用一定形式、内容的垂直体以某种形式贯穿其中,垂直体通常包括电梯井、楼梯间和设备管道井以及结构支撑系统等内容构成水平面与水平面之间、水平面与地面之间的支撑和联系。截取这种水平面和垂直体交汇处的任一单元段,即得到所谓的标准层。
在高层中,建筑除了受竖向荷载作用外,还要考虑风力或地震力引起的水平荷载,这在很大程度上限制了标准层设计的自由度。高层建筑的竖向交通系统以电梯为主,楼梯只是一个消防疏散和短距离运输的辅助手段,这点对标准层平面布局的灵活性构成了极大影响。
2.标准层设计的基本原则
2.1.重复性原则
标准层的竖向积层,向空中发展是含有标准层建筑的固有属性。有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑标准层设计的基本精髓,揭示出高层建筑的实质构成。为此,重复性是标准层设计要遵守的最为基本原则。这种重复可从以下两方面来考虑:完全重复和部分重复。完全重复是最为常见和最简单的重复原则,即标准层平面的各项要素都完全一致,随着建筑的日新月异,完全机械式的重复所带来的空间单调、形式乏味被人们所重视,而部分重复原则在标准层的设计中表现了更为强大的优势。
2.2.高效性原则
高效、集约是现代社会发展的大趋势,针对标准层这样一个容纳丰富社会活动的场所来说,更加具有现实性,提高标准层空间的高效利用率、使用率等关系到整栋建筑的综合效益,充分发挥标准层高效性原则是现在以至将来标准层所必须遵守和充分重视的基本设计原则。
2.3.安全性原则
标准层的安全性原则主要指交通组织、消防疏散的安全性以及结构材料的坚固性。
(1)交通疏散的安全性由于标准层建筑面积一般都较大,使用功能复杂,各种设备管线繁多,人员密度大,人和各种物品的流动量大,引起火灾的潜在因素颇多。发生火灾时,将被火情围困人员迅速安全地疏散到地面安全地带是防火疏散设计的重要环节。疏散设计的原则是路线简单明了,便于人们在紧急时进行判断,同时提供从室内任何位置向两个方向疏散的可能性。
(2)结构材料的坚固性不同性质的建筑等级都有规定的使用年限,这种划分主要就是从建筑的结构、材料的耐久性来确定的。在合理的结构选型基础上,要保证建筑材料的可靠性,保证标准层的使用寿命。由于我国经济条件的制约,很多建筑不能完全按照规范的使用年限进行维修和拆除,所以,在标准层的结构选取、材料配比上要放宽限度,尽量为延长建筑的使用周期做出富余,这也是保障标准层安全性的重要一点。
2.4.经济性原则
标准层的经济性长期以来一直是设计者和投资者最为关心的问题,标准层形状的经济效益主要从长宽比予以考虑。相对来说,随着建筑层数、规模的增大,办公、商务等需要有较大进深的建筑更适合用点形的塔式;旅馆、住宅、医院等更适合用条形的板式,由于在大规模时进深受限,如果要采取塔式不得不采用内天井,而损失使用效率。在这种情况下,标准层长宽比较小(≤2)的宽板式高层得到了广泛的采用,如果利用得当常能有效地利用塔式和板式的长处,避开短处。
2.5.人本性原则
“以人为本”的设计理念已经成为当代建筑师创作的基本原则,是以人的基本生活、心理、行为和文化物质为出发点的设计。
(1)人性化建筑的目的就是为人服务,人性化是建筑的生命,在今
天智能化水平不断提高的背景下,强调人性化设计更有必要。标准层人本性设计就是要有利于人的身心健康。新一代建筑标准层空间布局更为灵活,空间设计的侧重点应向营造宽松舒适的工作、生活环境转变。在设计中“中庭空间”、“景观空间”、“交往空间”、“共享空间”的概念不断被采纳,并与功能空间相结合,为标准层人性化设计铺开道路。
(2)可持续性对自然的渴望是人的本性,注重标准层生态化设计是
人本性的重要体现。要保持生态必然要做到节能,两者互为因果关系。可持续性建筑标准层设计是一项复杂系统工程,设计中要紧紧把握“注重效益、崇尚自然、尊重科学”三个生态建筑基本点。“注重效益”就是“建造房屋少用资源,使用房屋节约能源”,“崇尚自然”就是通过建筑设计和构造的处理手法,实现建筑标准层平面高效自然通风、自然采光、隔热和遮阳。“尊重科学”就是在可持续发展的框架下,采用现代科技手段,使建筑标准层的设计达到生态建筑的要求。
3.标准层的平面构成手法
3.1组合连接
组合连接简称组接,可分为硬连接和软连接,都是将相同或不同的若干个形状有序连成一体的构成方式。
3.2复合叠加
复合叠加是将相同或不同的几何平面采用“交集”相叠形成新的平面形式。如方形的叠加、圆形的叠加、方与圆的叠加等。采用这种方法,可在基本几何形体的基础上以复合方式衍生出多样化的建筑体形。
3.3网格旋转
这种组合方式往往是利用单一的几何形平面单元在平面构成网格上进行圆周式转动,以简单元素做平面进行立体构成的变形处理,可以打破简单形体重复的单调、乏味,获得非同一般的效果。也可将不同的形以几何中心为圆心进行多角度旋转。此种构成方式虽然平面形式简单,但逻辑性很强,对构件尺寸设计及施工的精度要求很高。这些处理都能产生光怪陆离的平面及立体形态。
3.4边角切割
边角切割是在完整基本几何形上做局部的简单剪切,是标准层构成及建筑造型上最为常用的手法之一,是在简单几何形平面基础上,用直线或曲线为“刀”对其进行切削,构成新的平面形式
3.5 多向扭曲
扭曲是将基础几何形标准层平面隔层按着某种规律进行不同角度的扭曲变异或在“力”的作用下整体变化,如矩形弯成弧形,扭成S形等,这些均可产生奇妙的新型平面空间关系和赋有雕塑感的建筑形象。
3.6 自由成形
自由成形就是适形的平面形式,是依据场地环境条件和造型上的需要,充分利用钢筋混凝土的可塑性,创造出与众不同的平面形式。复杂的基地形状,不规则的边缘条件,采用不规则图形设计的方式布置建筑,使建筑的体型与基地相呼应,是建筑师设计的基本手法。这种构成方式虽然不能有明显章法可循,但一定是有机的、整体的、符合形式美物质运动规律的。
4.各类建筑标准层设计
4.1居住类建筑以居住为使用主体的建筑标准层平面多以单元(住宅单元、客房单元)形式出现,各单元空间划分方式基本相同,规模大小差别不大,基本表现均质空间效果。建筑外观也呈均匀变化趋势,很少出现大面积体快及材质的对比处理
4.2办公类建筑
关键词：高层住宅建筑 平面设计 面临问题及设计方法
中图分类号：TU241 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0055-01
1 高层住宅建筑平面设计的原则
通常情况下，在对高层住宅建筑进行平面设计的过程时我们应主要遵循四大设计原则：首先是建筑的布局必须合理，功能应较为齐全；其次是房间的类型要齐全并且各尺寸应适中；然后是为了充分的保证使用用户的经济效益，应充分的利用有效的面积，即设计时要尽量保证有较少的交通面积，较多的使用面积；最后则是要保证平面的规整性，这样也更有利于后续的结构设计工作，降低了工程的整体成本。由于住宅建筑平面设计的质量对于建筑整体的体形、体量以及其他很多特性都是有着至关重要的影响的，因此我们必须充分的认识到平面设计工作的重要性。
2 高层住宅建筑平面设计中存在的问题
在一个高层住宅建筑工程的所有设计工作中，平面设计工作应是最基础的工作。由于我国不同地方区域的天气条件、地理环境以及人文条件都是存在了较大的差异的，因此不同区域住宅建筑平面设计工作的出发点也是有着显著的不同的，南方区域为了保证更好的散热和通风，设计时通常都是采取十字型、双十字型或是井字型的；而北方区域则要保证向阳和保温的需求，因此其设计时就采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基础上，高层住宅建筑又多了一个“高”的特点，因此其主要的交通工具就是垂直上下的电梯。另外与多层建筑相比，高层住宅建筑在供电、供水、供气等方面的要求都是更高的，并且其平面布局的规划工作也更为复杂，因此其设计时也更容易出现问题。与多层住宅建筑相比，高层住宅建筑每个单元需要服务的户数肯定是要更多的，因此高层住宅建筑在散热、采光以及通风等方面的效果就要差一些，而噪音污染以及视线干扰也是高层住宅建筑平面设计中存在的问题。
3 高层住宅建筑平面设计的方法
3.1 私人区域的平面设计工作
在对私人区域进行平面设计时，要充分的保证使用用户的生活质量，所以需要对功能进行合理的分区，合理的划分睡眠、餐饮以及活动等区域，防止它们出现互相干扰的现象，同时还必须重视私人区域中卫生间的干湿功能分区的设计工作，充分的保证其使用性能。（1）卧室的设计。对此区域的设计就是要充分的保证住户有一个良好的休息环境，所以设计时就要防止内部和外部的环境对屋内造成干扰，而在位置上卧室应尽量选择在平面的深处。另外，如果卧室空间面积是足够的话，还是留有衣柜以及更衣室的空间。（2）厨房的设计。对厨房进行平面设计时，应将其设计在入户门附近的位置处，这样就能最大限度的降低不必要的人力浪费，同时也缩短了日常用品以及食物的运输时间。厨房平面设计工作中最重要的问题应是油烟的处理问题，因此我们建议应选择质量优异的排烟设备，并科学的铺设排烟管道。最后就是平面设计时还要考虑到厨具以及厨电设备的摆放问题，应以使用方面和安全可靠为设计原则。（3）卫生间的设计。对卫生间进行平面设计时，我们应知道其是由明厕和暗厕的分别的，顾名思义两者的区别就是前者是直接采光的。在我国的南方区域，本身的天气条件就是湿热的，如果再加上暗厕的效果就会给人带来不好影响，从而引起一定的问题。所以在实际的设计工作中，我们应尽量避免设计暗厕，而对于一些确实没有外窗的暗厕，最关键的问题就是串味和通风的问题，要想解决这个问题，设计时就要铺设变压式排气管道，并且在其入口处还应加装一个防火止回阀。
3.2 公共区域的平面设计工作
（1）垃圾收集空间的设计。在高层住宅建筑的每一层楼的公共空间内，都是要有一个特定的区域作为垃圾收集空间的。这个区域的面积要求不需要很大，还是应能够放下一个中型的垃圾桶，而在选择垃圾桶摆放的位置时应尽量选择在货梯附近，这样在运输垃圾以及清理垃圾时，就能省下很多的人力和物力。（2）一楼大堂的设计。在大堂的入口处应进行人性化的设计，即设计时要考虑到居住用户的行为需求，如为了保证残疾人以及婴儿车的顺利通行，并且方便局面搬运物品，就可以在入口处设置坡道。在对大堂的内部进行设计时，应注意以下3个方面的工作：首先是采暖的设计，因为北方冬天的气温很低，所以在北方尤其需要；其次是电梯厅的通风设计和采光设计；最后则是信报箱的设计工作。（3）电梯的设计。高层住宅建筑公共区域的最重要的组成部分就是电梯的部分，因为为其直接关系着居住用户的日常生活，因此平面设计时也应对其进行重点的研究。在高层的公共建筑中，电梯时最主要的垂直交通工具，因此每栋楼的设置都应至少两台电梯。在对电梯进行平面设计时，应排紧并紧凑布置，因此这样居民在等电梯时，观察和操作就都更为方便了。电梯是一类整个建筑用户都能共享使用的交通工具，是绝不允许单独霸占使用的。对电梯进行设计时，应尽量避免出现居住用户房间的大门直接面对电梯大门的情况。另外从消防的角度考虑，不应将两台电梯远离设置，这样人们在选择电梯时就会很容易忽略远离的那一台电梯。同时设计电梯时还应保证消防电梯和客梯的组合模式，从而提高电梯的使用效率。如一个30多层的住宅建筑类型，通常情况下每台电梯都只为30户左右服务，这类电梯的服务水平已经是很高的了。
通过以上的论述，我们对高层住宅建筑平面设计的原则、高层住宅建筑平面设计中存在的问题以及高层住宅建筑平面设计的方法3个方面的内容进行了详细的分析和探讨。在对高层住宅建筑进行平面设计时，我们应认真的分析并研究其平面设计中存在的主要问题，同时将其分为公共区域以及平面区域两个部分进行设计和研究，研究出科学合理并且实用有效的设计建议和改善对策，从而真正的提高我国高层住宅建筑平面设计的水平，促进我国建筑行业的健康发展。
参考文献
[1] 陈建华.浅析高层住宅建筑的平面设计[J].中国房地产业，2012（8）.
[2] 徐建品.浅析高层住宅建筑空间的人性化设计[J].作家，2010（8）.
[3] 于春杰.高层住宅建筑平面设计相关问题的探讨[J].城市建设理论研究，2012（16）.
关键词：平面不规则；高层建筑；结构设计
对于建筑的结构设计，我国有相应的规范要求，要求建筑的平面布置需要具有规则性，相应的的结构之间需要存在一定的对称关系，建筑的整体结构设计需要协调合理，不应该选用不规则的平面布置方案，这样对于结构的整体的性能会造成不利的影响。但是新技术、新材料的不断出现，科学技术的不断创新，为平面不规则高层建筑的结构设计提供了技术保障，如今传统的建筑规范要求已经渐渐不适用于当今的建筑需求。品面不规则建筑为城市建设添加了新的风貌。
一、高层建筑平面不规则结构设计问题
高层建筑会因为结构设计的不规则使得建筑结构产生一定的扭转效应，当然外界不良因素对于建筑的影响也会造成结构发生相应的扭转效应，外界不良因素的影响指的是例如建筑区域内发生地震，地震会对地面结构造成严重的影响，地面某部分结构会发生位移，存在的一定扭转力就会使建筑结构产生扭转效应。建筑结构本身也会导致这种不良现象的产生，以往的建筑结构设计时，会把建筑结构设计想象成一种平面的模型，这种设计方法只是适用于原来循规蹈矩的规则结构设计，在不规则结构设计中会存在很大的缺陷，因为不规则结构设计的建筑，建筑的质量中心和刚度中心所在位置很在一定的差距，并没有相互的重合。在高层建筑品面不规则结构实际时，首先要考虑极限的扭转效应，从而确定建筑需要控制扭转力的额度，并且能对扭转效应的周期指标有一定的了解，要严格的保证建筑可以拥有良好的抗扭转性能，这样才能更好地对周期进行控制，位移比的控制也应格外的注意，提升性能有效途径就是提升建筑的质量和整体结构的刚度。
二、工程概述
某工程建筑面积11457.3O，共21层高66.12m，地下室1层～地上3层是商业广场，层高3.6m，以上楼层为住宅区，层高3m。工程采用框架-剪力墙结构设计，采用平面不规则、扭矩不规则设计，合理的剪力墙能够提高建筑的稳定性，需要对建筑结构设计中的薄弱部分采取抗震构造设计。工程在建筑中中分是用了电梯等，嵌入剪力墙，满足下部商场和上部民用建筑的同时，保证构件的连续性。剪力墙在设计中，纵横面力求平衡，提高抗震性能，为减小扭转效应需要优化调整周边潜力强长度以及宽度设计。地下室顶板厚180mm，采用了双层双向配置，配筋率0.25%。核心结构外力剪力墙厚度从上往下分别为200、250、300、350mm，相应的剪力墙截面尺寸为500、600、700mm。楼面设暗梁，宽度超过墙宽度至少600mm，按照框架梁计算配筋，剪力墙边框的暗梁宽度与墙宽相等，高度是墙宽的两倍。楼板竖向体型突出部位厚度为150mm，上下层楼板厚度为130mm，配筋率超过0.25%.
三、架构整体计算
该建筑工程使用年限为50年，抗震等级为8度、第三组，预计设计地震加速度数值设定为0.2，建筑场地特征周期为0.45s，一般地震影响系数不超过0.16，最大为0.9，属于一级抗震等级，地面粗糙度为B类设计。楼面设计依照实际情况设定为居民楼2.0kN/O，楼梯间荷载围为3.5kN/O，卫生间荷载为2.0kN/O，阳台荷载为2.5kN/O，要求上人屋面荷载达到2.0kN/O。结构整体计算采用SATWE和PMSAP软件计算，SATWE最大地震效应角度角为45.285度，PMSAP计算结果与之很接近，取15个结构计算振型，X向和Y向的有效质量系数分别设定为98.66%、99.92%，结构第一振型和第二阵型分别为X向平动、Y向平动，第三振型为扭转。
荷载和地震作用下，满足高规设定要求。建筑总质量为15104.541t，X向和Y向最小建立系数分别为5.09%、5.26%，大于3.2%，满足规定要求。在双向震动作用下，考虑到偶然偏心因素，最大弹性层间位移与楼间平均层间位移比为1.39：1.21，满足要求。X向与Y向结构各层竖向层与层之间的刚度满足高俅，结构竖向不存在薄弱层，地下室和一层X向和Y向的刚度比满足要求。X向和Y向层与层之间抗剪承载力比值范围分别在0.900～1.340、0.900～1.330，满足要求。
四、结构不规则设计措施
在此设计中为提高薄弱地区的抗扭性能，竖向体型突变部位厚度设定为1800mm，钢筋设计采用双层双向通长设计，配筋率大于0.30%.工程在4～21层民用建筑的设计中平面凸出长度为11.3m，加强凸出位置的楼板厚度和配筋率。由于此建筑的上下层之间作用不同，因此在4层以上的平面结构部分收近高度11.1m，收进后的平面宽度为12.7m，满足要求。
结构薄弱层在多遇地震情况下，剪力值设计乘与最大系数，楼层剪力墙的设计采用中震不屈服分析的计算剪力。相邻两层之间的框架柱与剪力墙的尺寸面积相等，所采用的混凝土等级相同。为减少结构的扭转效应，剪力墙的布置要求均匀对称，并在此基础上加强周边剪力墙的抗侧刚度，经过计算本工程，X向和Y向的质量中心和刚度中心分距离别为0.01～0.07m、0.05～0.37m，对应的建筑物边长分别为0.27%、1.50%。在工程设计中采用了转角窗的设计，削弱了结构的抗扭性能，属于薄弱环节设计，容易出现结构的局部破坏现象，在设计中，转角窗的两侧设置剪力墙，加强楼板板筋的配置率，并在洞口边缘的端柱之间设置暗梁，提高抗扭性能。在中震不屈服的设计中，为了提高建筑结构的塑性耗能能力，地震影响系数取最大值0.45，为了保证结构安全，设计采用弹性力时程分析法补充计算，内置特征周期为0.45s，地震加速度是程曲线最大为70cm/s2，加速度依照最大1：0.85取值。
五、抗震设计
针对工程的实际，综合分析各方面因素，采取的抗震技术措施主要有：在建筑允许的情况下尽量加长加厚周边剪力墙，尤其是离刚心最远处，将刚心和质心偏心率调整到最小，减小扭转周期，将结构调整成扭转规则结构。削弱核心筒连梁，采用弱连梁连接，使平动周期增大，增大平扭周期比。控制墙柱轴压比，提高柱的纵筋配筋率和箍筋配筋率（特别是角部），纵筋配筋率均加大一级，柱箍筋全楼加密，角柱加芯柱，来提高结构竖向构件在大震中抵抗的变形能力。在凹角处增设45°斜向钢筋，抵抗角区应力集中，加强薄弱处的板厚和配筋。
总结：根据以上内容本文首先讲述了平面不规则高层建筑结构设计中存在的问题，然后根据相应的工程实例进行分析。我国建筑行业发展的速度很快，平面不规则高层建筑建设的数量越来越多，这是建筑设计者面临的挑战也是巨大的机遇，要严格的保证建筑的科学性、合理性，保证平面不规则高层建筑的各项性能都能够满足人们的使用需求。
参考文献：
【关键词】高层住宅；建筑平面设计；原则；问题；方法
建筑设计所涉及的问题不仅仅是某一个单独的方面，而是相互联系的、大规模的学科背景。建筑贯穿于城市发展的整个过程，随着城市发展水平的不断提高，建筑的建筑也逐渐趋向集中和大规模，并且还会涉及到其他的领域，比如：环境、人口等。所以现代的建筑学科也在不断地细化，之前单独的、集中型的建筑学已经不能适应时代的需求了。
1 高层住宅建筑平面设计的原则
住宅作为一种最常见的建筑类型，在我们的建筑设计中占了一个非常大的比重。而且目前高层住宅建筑不断增多，其平面设计工作涉及的问题也越来越多。通常情况下，我们将高层住宅建筑的平面设计工作分为公共区域的平面设计和私人区域的平面设计，而要想有效地解决所存在的这些问题，就必须从高层住宅建筑的平面设计原则入手，弄清出现问题的原因并制定合理的解决方法，从而真正做好高层住宅建筑的平面设计工作。
通常情况下，在对高层住宅建筑进行平面设计的过程时我们应主要遵循四大设计原则：首先是建筑的布局必须合理，功能应较为齐全；其次是房间的类型要齐全并且各尺寸应适中；然后是为了充分保证用户的经济效益，应充分利用有效的面积，即设计时要尽量保证有较少的交通面积，较多的使用面积；最后则是要保证平面的规整性，这样也更有利于后续的结构设计工作，降低了工程的整体成本。由于住宅建筑平面设计的质量对于建筑整体的体形、体量以及其他很多特性都是有着至关重要的影响的，因此我们必须充分认识到平面设计工作的重要性。
2 高层住宅建筑平面设计中存在的问题
在一个高层住宅建筑工程的所有设计工作中，平面设计工作应是最基础的工作。由于我国不同地方区域的天气条件、地理环境以及人文条件都是存在了较大的差异的，因此不同区域住宅建筑平面设计工作的出发点也是有着显著的不同的，南方区域为了保证更好的散热和通风，设计时通常都是采取十字型、双十字型或是井字型的；而北方区域则要保证向阳和保温的需求，因此其设计时就采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基础上，高层住宅建筑又多了一个“高”的特点，因此其主要的交通工具就是垂直上下的电梯。另外与多层建筑相比，高层住宅建筑在供电、供水、供气等方面的要求都是更高的，并且其平面布局的规划工作也更为复杂，因此其设计时也更容易出现问题。与多层住宅建筑相比，高层住宅建筑每个单元需要服务的户数肯定是要更多的，因此高层住宅建筑在散热、采光以及通风等方面的效果就要差一些，而噪音污染以及视线干扰也是高层住宅建筑平面设计中存在的问题。
3 高层住宅建筑平面设计的方法
3.1 私人区域的平面设计工作
在对私人区域进行平面设计时，要充分的保证使用用户的生活质量，所以需要对功能进行合理的分区，合理的划分睡眠、餐饮以及活动等区域，防止它们出现互相干扰的现象，同时还必须重视私人区域中卫生间的干湿功能分区的设计工作，充分的保证其使用性能。
3.1.1 卧室的设计。对此区域的设计就是要充分的保证住户有一个良好的休息环境，所以设计时就要防止内部和外部的环境对屋内造成干扰，而在位置上卧室应尽量选择在平面的深处。另外，如果卧室空间面积是足够的话，还是留有衣柜以及更衣室的空间。
3.1.2 厨房的设计。对厨房进行平面设计时，应将其设计在入户门附近的位置处，这样就能最大限度的降低不必要的人力浪费，同时也缩短了日常用品以及食物的运输时间。厨房平面设计工作中最重要的问题应是油烟的处理问题，因此我们建议应选择质量优异的排烟设备，并科学的铺设排烟管道。最后就是平面设计时还要考虑到厨具以及厨电设备的摆放问题，应以使用方面和安全可靠为设计原则。
3.1.3 卫生间的设计。对卫生间进行平面设计时，我们应知道其是由明厕和暗厕的分别的，顾名思义两者的区别就是前者是直接采光的。在我国的南方区域，本身的天气条件就是湿热的，如果再加上暗厕的效果就会给人带来不好影响，从而引起一定的问题。所以在实际的设计工作中，我们应尽量避免设计暗厕，而对于一些确实没有外窗的暗厕，最关键的问题就是串味和通风的问题，要想解决这个问题，设计时就要铺设变压式排气管道，并且在其入口处还应加装一个防火止回阀。
3.2 公共区域的平面设计工作
3.2.1 垃圾收集空间的设计。在高层住宅建筑的每一层楼的公共空间内，都是要有一个特定的区域作为垃圾收集空间的。这个区域的面积要求不需要很大，还是应能够放下一个中型的垃圾桶，而在选择垃圾桶摆放的位置时应尽量选择在货梯附近，这样在运输垃圾以及清理垃圾时，就能省下很多的人力和物力。
3.2.2 一楼大堂的设计。在大堂的入口处应进行人性化的设计，即设计时要考虑到居住用户的行为需求，如为了保证残疾人以及婴儿车的顺利通行，并且方便局面搬运物品，就可以在入口处设置坡道。在对大堂的内部进行设计时，应注意以下3个方面的工作：首先是采暖的设计，因为北方冬天的气温很低，所以在北方尤其需要；其次是电梯厅的通风设计和采光设计；最后则是信报箱的设计工作。
3.2.3 电梯的设计。高层住宅建筑公共区域的最重要的组成部分就是电梯的部分，因为为其直接关系着居住用户的日常生活，因此平面设计时也应对其进行重点的研究。在高层的公共建筑中，电梯时最主要的垂直交通工具，因此每栋楼的设置都应至少两台电梯。在对电梯进行平面设计时，应排紧并紧凑布置，因此这样居民在等电梯时，观察和操作就都更为方便了。电梯是一类整个建筑用户都能共享使用的交通工具，是绝不允许单独霸占使用的。对电梯进行设计时，应尽量避免出现居住用户房间的大门直接面对电梯大门的情况。另外从消防的角度考虑，不应将两台电梯远离设置，这样人们在选择电梯时就会很容易忽略远离的那一台电梯。同时设计电梯时还应保证消防电梯和客梯的组合模式，从而提高电梯的使用效率。如一个30多层的住宅建筑类型，通常情况下每台电梯都只为30户左右服务，这类电梯的服务水平已经是很高的了。
4 结束语
通过以上的论述，我们对高层住宅建筑平面设计的原则、高层住宅建筑平面设计中存在的问题以及高层住宅建筑平面设计的方法3个方面的内容进行了详细的分析和探讨。在对高层住宅建筑进行平面设计时，我们应认真的分析并研究其平面设计中存在的主要问题，同时将其分为公共区域以及平面区域两个部分进行设计和研究，研究出科学合理并且实用有效的设计建议和改善对策，从而真正的提高我国高层住宅建筑平面设计的水平，促进我国建筑行业的健康发展。
参考文献：
[1] 陈建华.浅析高层住宅建筑的平面设计[J].中国房地产业，2013，（08）.
[2] 徐建品.浅析高层住宅建筑空间的人性化设计[J].作家，2010，（10）.
[3] 于春杰.高层住宅建筑平面设计相关问题的探讨[J].理论研究，2012，（16）.
【关键词】高层住宅建筑；平面；分类；设计；问题；方法
一、高层住宅建筑的涵义
高层建筑一般指的是建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库以及其他民用建筑。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m得建筑视为高层建筑。中国《高规》（JGJ3-2010）1.0.2条规定10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑。
二、高层住宅建筑平面分类
高层住宅建筑平面分类：（1）根据平面的形状，不同的住宅平面布局可以归结于以下的基本形式：板式住宅一同进深相比开间较长的住宅、点式住宅一同平面规模相比高度较高的住宅。（2）根据住户形式，不同的住宅平面布局可以归结于以下的基本形式：面层住宅，是指所有的住宅功能位于同一平面层上：双平面层或多平面层住宅，是指所有的住宅功能位于不同平面层上。（3）高层住宅的上部住户。日常出入完全要依赖电梯，根据电梯的位置、消防楼梯的位置和形式，以及水平交通走廊的有无和形式，住宅被分为单元式、独立式、走廊式和组合式。对于一般的家庭型住宅，不论采用的何种形式都可以满足要求：超高层住宅由于在结构上追求合理性和确保容积率的必要性，所以寻求简洁紧凑的平面。在交通方面，中央核心筒式、面对中庭的廊式比较多。
三、高层住宅建筑平面设计中存在的问题
平面设计是高层住宅建筑设计中最为基础的工作。由于我国不同的地方区域，其人文条件、天气条件及地理环境都有着不同的特征，所以针对不同区域的住宅建筑，平面设计工作的出发点也有着显著的不同。南方区域为了保证更好的通风和散热，设计时通常都是采取十字型、双十字型或是井字型；而北方区域为了保证向阳和保温的需求，设计通常采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基础上，高层住宅建筑又多了一个“高”的特点，主要的交通工具就是垂直上下的电梯。另外，与多层建筑相比，高层住宅建筑在供水、供电、供气等方面的要求都要更高，加之其平面布局的规划工作更为复杂。因此，其设计也更容易出现问题。高层住宅建筑与多层住宅建筑相比，每个单元需要服务的户数要更多，所以在散热、采光以及通风等方面的效果就要差一些；同时，噪音污染以及视线干扰也是高层住宅建筑平面设计中存在的问题。
四、高层住宅建筑平面设计的分析
1、高层住宅建筑私人区域的平面设计工作。对高层住宅建筑的私人区域进行平面设计时，要充分的保证用户的生活质量，故需要对功能进行合理的分区。为了防止出现互相干扰的现象，应合理的划分睡眠、餐饮以及活动等区域。同时，在私人区域中还必须重视卫生间的干湿功能分区的设计工作，充分保证其使用性能。（1）卧室的设计。为了保证此区域的住户有一个良好的休息环境，设计时要防止内外部的环境对屋内造成干扰，故卧室位置应尽量选择在平面的深处。另外，如果卧室空间面积充足，还应该留出衣柜以及更衣室的空间。（2）厨房的设计。厨房就是用来存储、烹调食物的地方，一般有存储、洗涤和烹饪三个区域。厨房一般可以称作是家庭中心，在社会发展中也越来越重视厨房，对厨房的位置、面积等进行更加合理的设计，可以为效率的提高、时间的节约等提供很大的便利。厨房的主要设备一般就是灶台、洗涤槽和操作台，这三者通常会形成工作三角形，面积不超过两平米，而其他的设备根据需求来自行放置即可。而现在时展迅速，家庭电器的更新换代也变的快速起来，家庭的电气化程度也越来越高，设计时还需要考虑水管、电线、煤气管道等等的走线，还要给这些预留专用空间才可以。（3）卫生间的设计。对卫生间进行平面设计时，我们应知道其是由明厕和暗厕的分别的，顾名思义两者的区别就是前者是直接采光的。在我国的南方区域，本身的天气条件就是湿热的，如果再加上暗厕的效果就会给人带来不好影响，从而引起一定的问题。所以在实际的设计工作中，我们应尽量避免设计暗厕，而对于一些确实没有外窗的暗厕，最关键的问题就是串味和通风的问题，要想解决这个问题，设计时就要铺设变压式排气管道，并且在其入口处还应加装一个防火止回阀。（4）阳台的设计。阳台在人们的生活中有着十分重要的地位，因为它直接接触到室外，与客厅连接的阳台，可以延伸客厅空间，阳台可以根据户主不同的喜好来设计成一个多样化的空间，面积虽然小但可以进行绿化、休息、观景等行为，如果有条件的话，可以设计多个阳台、或阳台面积较大，露天的也可以，设计成私人的空中小花园，让生活变得更加多姿多彩。（5）餐厅的设计。餐厅是一户住宅的核心地方，在餐厅的时间是人们就餐、放松储能的时间，因而对餐厅的设计需要格外关注，餐厅家具的摆放和布置需要符合人们的活动空间需求，也是平面设计的依靠，餐厅在住宅中的位置，除了一些具备餐厅功能的空间外，那些独立的餐厅大多数应该在客厅和厨房之间，这样可以避免互相干扰的现象，而且在餐厅和客厅共处一地时，可以用一些类似矮柜的隔断来隔开形成两个空间，存在各自的独立性就行，也并非一定分开，只要餐厅紧邻厨房即可。
2、公共区域的设计。高层住宅建筑平面设计中的一楼大堂入口处应该进行人性化的设计，即设计时要充分的考虑到居住用户的行为需求，比如：为了保证残疾人和婴儿车的顺利通行，以及为了方便用户搬运物品，可以在入口处设置坡道。对大堂的内部进行设计时，应注意三个方面的工作内容：一是采暖的设计，此点北方尤为必要；二是电梯厅的通风设计和采光设计；三是信报箱的设计工作。
3、电梯。高层住宅建筑中公共区域最主要的就是电梯，因为它是贯通楼层上下的一个主要交通工具，关系着人们的日常的生活，因而对电梯的设计也就要格外的关注和研究，每栋楼最好是安装两部电梯，且布置紧凑一点更为方便，在消防的角度看来如果分离较远不是很好，而且就会很容易忽略另一台电梯，紧凑设计令住户在等电梯时更方便操作。在设计时需要注意，电梯的大门不要直对住宅的门户，要注意保护住户的隐私。同时，还要保证消防电梯和客梯的组合模式，进而提高电梯的使用效率。
五.结束语
综上所述，高层住宅建筑平面设计要求布局合理、功能齐全，交通面积要最少，使用面积要最大，使有限的面积，发挥其最大的效益。此外，平面设计是决定住宅建筑的体量和体形以及体现其建筑特性的关键，所以对平面设计的分析具有重要的意义。
参考文献：
[1]陈建华.浅析高层住宅建筑的平面设计[J].中国房地产业（理论版），2012（08）
关键词:平面不规则；结构；构件设计；结构整体计算；设计措施
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
随着建筑行业的迅速发展，建筑高度也不断增加，建筑类型与功能也越来越复杂，人们的思想观念不断更新，出现了一批平面或立面不规则建筑。平面不规则建筑指的是扭转不规则、凹凸不规则以及楼板局部不连续。它们的出现既给城市建筑带来了崭新的面貌，同时又给结构设计人员提出了严峻的挑战。因此，如何遵循规范精神，对平面不规则建筑结构进行设计与计算分析，使结构的安全性得以保证，从而满足建筑的使用功能和安全，成为工程设计中必须解决的重要课题。
1 工程概况
某建筑工程，建筑面积11457.2m2，地下1层，地上21层，建筑总高度66.24m，地下层1～地上层3为商业广场，层高3.6m，层4～21为住宅，层高3.0m。地下层1至地上层2近似为矩形平面，外轮廓尺寸约为25.8m×24.1m，层4以上楼层平面局部收进成“凸”形平面。
工程采用框架-剪力墙结构，存在平面不规则、扭转不规则、楼板不连续、竖向体型收进等抗震不利因素，为不规则高层建筑，须进行抗震设防专项审查。合理布置剪力墙以减弱结构的不规则程度，缓解竖向刚度突变部位和平面薄弱环节在地震作用下应力和变形的集中程度，对薄弱部分进行中震不屈服分析并采取适当的抗震构造措施，提高结构在强烈地震作用下的抗震性能。
2 结构和构件设计
2.1 结构形式
工程设计利用楼、电梯间设置核心筒，在框架柱内嵌入剪力墙形成框架-剪力墙结构，该结构形式在较好地满足下部商场和上部住宅建筑功能的同时，保证了结构竖向抗侧力构件的连续，具有良好的抗侧刚度和抗扭性能。
2.2 结构平、立面布置
核心筒剪力墙布置时，纵、横向剪力墙力求均匀对称并互为翼墙，并保证筒体角部墙肢的完整性，提高核心筒的抗震性能。通过优化调整建筑物周边剪力墙墙肢长度和厚度，实现结构质量中心和刚度中心的接近或重合，减小结构的扭转效应。
2.3 地下室设计
地下室顶板作为上部结构的嵌固部位，板厚为180mm，楼面钢筋双层双向配置，配筋率为0.25%。地下层1柱的配筋按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)(简称抗规)第6.1.14的规定加强。
2.4 上部结构主要构件设计
(1)剪力墙的设计
核心筒周边和结构剪力墙厚度从下往上分别为350，300，250，200mm，对应的剪力墙端柱及框架柱的截面尺寸分别为700，600，500mm，混凝土强度等级分别为C40，C35，C30。
(2)框架梁、暗梁和次梁的设计
嵌入框架柱之间的剪力墙在楼面位置设暗梁，暗梁宽度为墙宽，高度取墙宽的两倍且不小于600mm，该暗梁参与结构整体计算并按框架梁计算配筋。核心筒区域剪力墙设边框暗梁，宽度为墙宽，高度为墙宽的两倍，该暗梁按抗震构造配筋。
(3)楼板设计
竖向体型突变部位及上下1层的楼板厚度分别为150，130mm，双层双向配筋，配筋率取计算值且不小于0.25%。
3 结构整体计算分析
3.1 结构计算参数
该工程设计使用年限50年，抗震设防烈度为8度、第三组，设计基本地震加速度值0．2g，抗震设防类别为丙类，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.45s，多遇地震影响系数最大值0.16，罕遇地震影响系数最大值0.9，抗震等级为一级。50年重现期基本风压0.30kN/m2，地面粗糙度B类。楼面恒荷载按实际计算:活荷载卧室、起居室楼面2.0kN/m2，楼梯间及前室3.5kN/m2，电梯机房7.0kN/m2，卫生间2.0kN/m2，厨房2.0kN/m2，阳台2.5kN/m2，上人屋面2.0kN/m2，不上人屋面0.5kN/m2。
3.2 计算结果分析
结构整体分析采用SATWE(2010版)软件。
(1)振型数与周期比
结构计算振型数取15个，X向的有效质量系数98.66%，Y向的有效质量系数99.92%，满足高规第5.1.13规定。
结构第1振型为X向平动，第2振型为Y向平动，第3振型为扭转，T3/T1=0.7761，满足高规第3.4.5规定。前3阶振型周期结果见表1。
表1 SATWE整体分析的振型和周期
(2)风荷载和地震作用下的结构层间位移
风荷载和地震作用下的结构层间位移计算结果见表2，可见结果满足高规第3.7.3条的规定。
表2 风荷载和地震作用下结构层间位移角
(3)总质量和最小剪力系数
结构总质量为15104.859t。X向最小剪力系数5.09%，Y向最小剪力系数5.26%，满足抗规第5.2.5条最小剪力系数≥3.2%的规定。
(4)平面规则性分析
在双向地震作用和考虑偶然偏心的地震作用下最大弹性层间位移和楼层平均层间位移之比的最大值为1.32(X向)，1.16(Y向)，满足抗规第3.4.5条的规定。
(5)竖向规则性分析
结构各层侧向刚度与相邻上一层的侧向刚度比的范围为0.979～1.2833(X向)、1.0～1.3321(Y向)，满足高规第3.5.2条该值不宜小于0.9的要求。结构竖向无薄弱层。底部嵌固层(地下层1)与地上层1侧向刚度比为2.3465(X向)、2.3662(Y向)，满足高规第3.5.2条该值不宜小于1.5的要求。
(6)下、上楼层抗剪承载力之比验算
本工程结构各楼层其上一楼层抗剪承载力与本楼层抗剪承载力的比值范围为0.900～1.340(X向)、0.900～1.330(Y向)，满足高规第3.5.3条关于A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层层间受剪承载力的80%的规定。
(7)结构整体稳定性分析
工程结构X向最小刚重比为10.08，Y向最小刚重比10.09，均大于1.4，建筑的整体稳定性满足高规第5.4.4条的要求。
(8)抗倾覆验算
Mr/Mov计算值见表3，结果满足高规第12.1.7条在重力荷载代表值与水平地震作用标准值作用下，高层建筑基础底面不宜出现零应力区的要求。
表3 Mr/Mov计算值
4 结构的不规则情况和设计措施
4.1 楼板不连续
为提高楼板削弱区域抗震性能，竖向体型突变部位的楼板在该区域的厚度取180mm，其他楼层的板厚在该区域分别增加30mm，该薄弱区域楼板钢筋采用双层双向通长设置，配筋率不小于0.30%。楼板边缘设扁梁，扁梁上部纵筋直锚入楼板内，锚固长度按照抗震要求确定。
4.2 凸凹不规则
本工程层4～21平面凸出长度为11.3m，大于平面突出方向结构总长度(22m)的51.4%，按照高规判别为凸凹不规则。结构设计时对平面尺寸突变位置的楼板厚度和配筋进行加强。
