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超高层综合体建筑设计要点及发展分析

时间:2022-05-25 12:55:07 浏览次数:

摘要:近年来我国大批超高层综合体建筑如雨后春笋般不断涌现,尤其是高度大于250m的超高层综合体建筑更是成为各个城市的地标建筑。结合某超高层综合体结构设计实例。本文对大型综合体建筑结构设计与建筑设计、设备专业设计、园林设计等各专业的配合问题展开了分析,从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词:超高层;综合体建筑;设计

在城市建设不断加快的背景下,综合体建筑已经成为重要的公共建筑,并向着大型化、现代化的方向发展。而相较于普通建筑,大型综合体建筑功能较多,涉及的专业复杂,在结构设计方面不仅需要考虑建筑的外观效果和结构安全性问题,还要为建筑各项功能的实现提供支持。因此针对大型综合体建筑,在结构设计上需要加强与各专业配合,对各专业的要求进行综合分析解决。

一、与建筑设计的配合

1.该主楼主要为办公用房,在建筑造型设计上,采取中式布局,外观方正、平直,侧边辅以镂空的中国建筑元素及图案造型,建筑物顶部装饰为一算盘端部造型,建筑平面上两侧隔层设置了两层通高的空中花园。在实际进行结构方案选择时,主楼采用能够承载较大竖向和水平荷载的框架-核心筒结构体系[1]。为达到这一建筑外观要求,在传统结构体系的基础上,进行了设计方案优化,在建筑两侧增设了四道水平剪力墙,作为上部大跨度装饰构架的支撑点,大跨度装饰构架则采用钢结构空间桁架方案,出屋面部分剪力墙采用型钢混凝土剪力墙,与钢结构桁架进行连接,即满足了结构扰度及位移比等各项规范设计要求,又实现了立面造型与空间结构完美结合。主楼平面布置根据使用及消防要求,设有两座疏散楼梯及九部电梯,用于竖向交通及人员疏散使用。由于结构采用框架-核心筒结构体系,建筑设计时须在建筑物中部核心筒内完成楼梯电梯竖向交通及设备管道井的集中布置。这时就需要结构专业与建筑专业协调,满足结构筒体设计的一些构造要求,比如设备检修门尽量不要开在筒体的四角处,平面分隔时,尽量使结构的外框柱与竖向剪力墙形成一个抗侧体系,有效传递水平荷载。

2.该综合体建筑四层以下均为商业用途,裙房部分采用利于空间分隔的框架结构体系,与主楼设缝脱开。商业部分结构设计与建筑的配合从以下两个方面进行阐述:①地下室商业部分需考虑货物的进出,注意运货车辆高度对汽车坡道的净空要求,入口处高度不够时可把梁上反处理,以保证货车正常进出。货车进入地下车库后,根据货车的回转半径及卸货平台要求,合理设计柱网,避免大跨度的结构出现影响地下室层高,增加建设成本;对于负两层地下室,货车荷载则可能导致结构梁柱断面的加大,对地下车库的停车产生影响,设计上采取柱宽度不变,加大柱长边尺寸的措施解决。②本大型商场设有4部自动扶梯、十部电梯及大量的疏散楼梯,下地下室的汽车坡道共有3个,其中2个环形的汽车坡道作为垂直交通设施;商业流线上,建筑采用两端悬臂外走廊平面,中间设连廊连接,连廊跨度一般10~15m,走廊悬臂一般4~5m,部分悬臂构件可能到6~7m左右,给结构设计带来一定的挑战性,故结构布置时考虑采用预应力梁或型钢梁解决其扰度及裂缝问题,对平面薄弱部分采取构造加强措施,最大可能满足建筑功能要求[2]。

二、与设备专业设计的配合

1.地下室设计时,须考虑各专业管线布置占用的尺寸,合理布置柱网,并对地下室顶板进行多方案比较,确保车库净空满足规范要求。

2.与给排水设计的配合:给排水专业的管线不能竖向穿越人防地下室顶板,设计时应局部降板,使相关管线在顶板上部水平弯折后直接接入室外管网。另外人防部分的套管要采用密闭防水套管,不得事后补埋。

3.与电气设计的配合:电气专业在地下两层设置一座10kV配电所及两座10/0.4kV变电所,结合电气设计需求,在变配电所内部需根据设备布置设计电缆沟,并采取防水和排水措施确保防水等级到达一级;变配电所设计时要满足其净高3.6m的要求,一般地下室层高取3.9~4.0m,结构设计时须在负二层局部降板0.9m,降板的下方应尽量布置汽车停车位,以满足负三层车库的使用净空2.2m的要求。大型发电机组进入设备房需要一定宽度的车道尺寸,所以在结构设计上预留吊装孔,即在裙楼首层和地下一层预留8.1×16.2m设备吊装孔,并在附近梁板位置预埋吊装点预埋件[3]。

4.与暖通设计的配合:暖通设计冷冻机房设在地下二层,锅炉房设在地下一层,结构设计时要按照实际设备荷载考虑。空调冷却塔设在裙房屋面,一般建议其设在框架柱周边,以利于荷载直接传递到柱上,减少梁端弯矩。主楼地下一层设了一个夹层作为自行车库使用,层高仅2.6m,暖通专业须设排风系統,利用自行车坡道实现自然进风,经过反复比较论证,结构设计时采用了轻钢小跨多柱结构体系,钢平台与主楼铰接方案,很好的解决了层高问题。

三、与幕墙设计的配合

幕墙运用在建筑物上,可以达到较好的立面效果,使建筑通透,采光效果良好。该项目建筑主体和裙房均采用了玻璃幕墙,且幕墙类型复杂、体量较大。采用幕墙外观时,主体结构设计首先须考虑幕墙传来的荷载,根据荷载进行预埋件节点构造设计,然后再考虑预埋件在主体结构上的埋设位置。一般预埋件埋在楼层位置,埋件部分钢筋混凝土厚度不宜小于250mm。为便于幕墙后期维护,超高层建筑需要在主楼结构顶层,沿着建筑物周边设计支架,作为擦窗机行走轨道,擦窗机的轨道之间应保持1.5m间距,内轨转弯半径应大于3m,实现幕墙的清洁,保持建筑外观的美观。

四、与景观园林设计的配合

该项目在裙房设有屋顶花园,按照荷载规范,屋顶花园活荷载可取3.5kN/m2,恒载部分则须根据园林要求,考虑覆土重量,针对局部堆载加大,种植大树等部位,做好荷载位置的受力分析。此外,还需要配合给排水专业完成花园排水设计。

五、结束语

大型综合体建筑不仅拥有较大的面积和高度,同时平面功能复杂,在实际进行结构设计时需要加强与建筑、电气、暖通等各专业设计的配合,才能满足建筑设计要求。因此,还应加强对大型综合体建筑的结构设计配合研究,继而更好的完成类似工程的建设。

参考文献:

[1]孙广锋.超高层综合体建筑设计要点及发展分析[J].城市建筑,2018(11).

[2]解析高层综合体建筑消防电气设计方法及应用[J].低碳世界,2018(2):169-170.

[3]黄伯平,李晓慧.超高层商业综合体给排水设计要点[J].建筑设计管理,2015(3):86-89.

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