基于限额要求的超高层建筑设计策略

【摘要】近年来，随着我国城市化进程的不断推进，城市土地资源紧缺问题正日益严重，在此背景下，城市中出现了越来越多的超高层建筑，因为超高层建筑可以将大部分建筑空间延伸到上层，从而大大节省土地资源，缓解城市中土地资源紧缺的压力。由于一般超高层建筑都有一定的限额，所以在进行设计时，必须要基于限额要求来进行合理的设计。本文主要以某具有限额要求的超高层建筑工程为例，针对基于限额要求的超高层建筑设计策略进行了探讨。

【关键词】限额要求;超高层建筑;建筑设计;设计策略

当前我国的建筑工程正逐渐趋向超大、超高及功能复杂的方向发展，这一方面节省了土地资源、给人们带来了更加舒适安全的建筑使用空间，另一方面也對建筑设计提出了更高的要求。建筑设计是建筑工程开展过程中的最重要环节之一，工程的一切施工工作都需要依照建筑设计方案来进行开展，所以只有先保障了建筑设计的科学性、合理性与可行性，才能够保障建筑工程的质量。而在超高层建筑设计中，不但要遵循一般建筑设计原则，还必须要把控好限额要求。以下就以某具有限额要求的超高层建筑工程为例，来浅要谈谈基于限额要求的超高层建筑设计策略，仅供参考。

1、项目概况

某超高层建筑工程项目位于某市商务中心区，地处各重要街道、广场、商业大厦及政府部门的中心交汇区，周边规划条件比较确定。本项目占地总面积约8800平方米，规模为15×104平方米，结构高度为228米，地上建筑面积为12×104平方米，建筑共计48层，以办公用房为主。另外该项目还具有明确的限额要求。

2、设计难点分析

由于超高层建筑的特点是体型巨大、规模较大、结构复杂、设备集中以及人员密集，所以超高层建筑工程也通常造价高、设计和施工难度大。特别是在具有明确的限额要求的前提下，如何通过有效的方案比选，设计出兼具经济性、实用性以及美观性的超高层建筑，是一项非常大的挑战。在超高层建筑的实际设计过程中，会涉及到许多方面的内容，例如结构选型设计、标准层设计、垂直交通设计以及立面设计等等，并且这些不同方面之间是相互关联和相互影响的，因此设计起来十分复杂，一旦有任何一个方面的设计不够合理，均可能会直接影响到建筑的整体品质和造价。

3、基于限额要求的超高层建筑设计策略

3.1结构选型设计

在超高层建筑中结构占比较大，并且超高层建筑的主体结构形式较多，常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构、束筒结构、框筒结构、筒中筒结构以及巨型支撑结构等。一般情况下，一个超高层建筑工程的主体结构既可由其中某个体系单独构成，也可由多个体系组合而成。为了有效满足建筑的形式、功能及抵抗外部荷载能力的要求，必须要合理选择结构体系。根据本项目的实际情况，选择框筒与筒中筒组合的结构体系最为合适，其中框筒结构可以增大柱网间距、提高布局的灵活性，而筒中筒结构则可以节约材料用量、降低工程造价。

3.2标准层设计

通过将无数个不同高度的水平面进行合理组合，形成轮廓基本相同、满足实际需求的空间，即为标准层。而超高层建筑的塔楼空间设计，正是从各个标准层设计入手的。大多数的超高层建筑的标准层面积都在2500-3000平方米，其中核心筒占比26%-30%，办公区域进深11-14米。而在平面形式选择上，通常以方形、菱形、三角形及椭圆形为主。根据本项目的实际情况，选择正方形平面形式最为合适，而在此基础上，初步给出了三个标准层设计方案：①平面尺寸为44米×44米，高度为275米，共计60层，房间进深为9-11米;②平面尺寸为48米×48米，高度为235米，共计50层，房间进深为11-14米;③平面尺寸为54米×54米，高度为195米，共计40层，房间进深为14-16米。考虑到本项目的限额要求，①方案高度不足，③方案房间进深超限，因此最终选择以②方案为基础进行进一步优化设计。

3.3垂直交通设计

我们可以将超高层建筑比喻成一个垂直叠加的立体城市，其中标准层面积较小，但人流量大并且人流集中，所以垂直交通设计成为了一大难点。通常情况下，当建筑层数大于25层时，就需要对电梯采用分区设计，不同的电梯群组负责运送不同区间的乘客，这样既可以方便乘客直达想要去的楼层，又可以大大提高运送效率。如果建筑层数过多，采用电梯分区设计也无法满足乘客运送要求的话，则还可以采用空中大堂+分区的设计形式，将空中大堂当作一个转运站。根据本项目的实际情况，初步给出了三个垂直交通设计方案：①采用空中大堂+分区的设计形式，安装单轿厢穿梭梯，电梯井道共计22个;②采用空中大堂+分区的设计形式，安装双轿厢穿梭梯，电梯井道共计20个;③采用分区设计，安装双轿厢穿梭梯，电梯井道共计18个。分析比对三种方案发现，③方案的使用率最高，但工程造价也较高;②方案的使用率和工程造价都较适中，但其首层和空中大堂的候梯方式设计显得比较繁琐;③方案的使用率能够满足实际需求，且工程造价也比较合适，故最终选择了③方案。

3.4立面设计

影响超高层建筑立面设计的因素有很多，包括结构因素、材料因素、设备因素、施工因素、环境因素、历史文脉因素以及可持续发展的建筑理论因素等等。超高层建筑的立面设计需遵循三个基本原则：经济性原则、实用性原则、美观性原则。但在具有限额要求的前提下，如何才能够兼顾经济性、实用性以及美观性，是一项较大的设计难点。根据本项目的实际情况，外立面设计需简约、精致，基于此要求，对两种幕墙系统进行了方案比对：①全玻璃幕墙的系统，外观朴实细腻，以简洁明快的竖线条为主，可使建筑外观显得谦虚、低调;②石材+方窗的平整外观，注重建筑细节处的精细与美感，突出建筑坚固的体量感，兼顾建筑的实用与工艺品质。其中①方案造价偏高，而②方案既更符合本项目的设计理念、又造价较低，所以最终选择了②方案。

结语：

综上所述，基于限额要求的超高层建筑在设计过程中往往会涉及到许多方面的内容，包括结构选型设计、标准层设计、垂直交通设计以及立面设计等等，因此只有先把握好每个方面的设计，才能够提高超高层建筑的整体设计水平。

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作者简介：

李培民（371327198404242215），1984

.04-，男，山东人，工程师，本科学历，研究方向：建筑设计。