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摘要:以某超高层办公建筑为例,按垂直交通组织,结构设计,管井,使用功能布置四个方面,总结了在超高层建筑设计中,核心筒设计方面的一些心得和经验。
关键词:核心筒;垂直交通组织;结构设计;设备管道;使用功能
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
引言:
超高层建筑的塔楼体型细长,结构形式以框筒结构和筒中筒结构居多。超高层建筑中的核心筒设计是超高层建筑中设计中的核心。
核心筒布置的合理与否直接关系到建筑的品质及使用率,核心筒的布置涉及到垂直交通组织,消防设计,对建筑功能,结构设计和机电设备之间的统筹安排等。作者以自己设计的天津于家堡某地块的一栋超高层办公建筑(以下简称A楼)为例,论述了在核心筒设计中获得的一些心得和经验。
1.项目概况
A楼所在地块仅一栋塔楼,底部四层裙房,地下室三层。建筑功能为办公。建筑高度接近250m,地块容积率约13.5。塔楼部分总建筑面积约10.6万㎡,建筑总层数59层。结构形式为框筒结构。核心筒为配筋剪力墙结构。钢框架部分柱网跨度不超过10m,。柱采用钢包混凝土,型钢钢梁,钢板混凝土楼板。效果图如图1所示:
2.分项设计
核心筒的设计是一个需要综合考虑,各专业分工合作的一个复杂的过程。作者这里按照以下四个方面来分别论述:垂直交通组织,结构设计,管井,使用功能布置。 图1建筑立面效果图
2.1垂直交通组织:
垂直交通组织设计包括电梯和疏散楼梯设计。
2.1.1电梯:
所谓超高层建筑的垂直交通组织,其实指的就是电梯的设计。电梯设计是超高层建筑设计中最关键的内容,电梯的数量和分区形式直接决定了核心筒中其他功能部分的布置形式,决定了核心筒的结构布置合理性,决定了核心筒是否高效,经济。
A楼的建筑层数已经达到59层,电梯的布置方式毫无疑问需采用分区布置。目前的分区布置方式有以下几种:(1)奇偶层停站。(2)高中低分区。(3)单双层双轿厢。(4)高空转换大堂:A楼采用的是高空转换大堂的方式,设置了四部穿梭电梯,以45层作为转换层。分区结合避难层位置进行分区。A楼的电梯配置如下表所示:
表1A楼电梯配置表
2.1.2 A楼电梯舒适度评价:
《办公建筑设计规范JGJ 67--2006》中第4.1.4 条规定:电梯数量应满足使用要求,按办公建筑面积每5000m2至少设置1台。超高层办公建筑的乘客电梯应分层分区停靠。并在条文说明中对电梯数量作了规定,详见下表:
表2电梯数量、主要技术参数表
电梯的A楼的人数是按照整个标准层的面积来计算,人均面积指标取15㎡/人。电梯的电梯设置指标是按照常用级来设置即300人/台并与5000㎡/台的要求相吻合。最终按照以下三种指标来复核电梯的舒适度:
平均候梯时间(AWT):从乘客在厅站登记呼梯信号到相应的电梯门开始打开的平均时间. 过长等候时间说明电梯系統运行性能差,会影响乘客的情绪。A楼该项指标值约为35.6s,基本达到经济型要求。
到达目的楼层时间(TTD):到达目的楼层时间是等待时间和运行时间的总和,其中运行时间指的是电梯开门响应召唤开始一直到电梯到达乘客的目的楼层再次打开门的时间。A楼该项指标值约为115s,基本达到经济型要求。
五分钟运输能力(HC5% ):指电梯系统在五分钟内能运输的人数占电梯服务楼层总人数的百分比。这个数值通常指达到最高峰流量时的 5分钟运输能力。A楼该项指标值约为10%,基本达到经济型要求。
2.1.3电梯布置对其他功能的影响:
电梯的布置对其他功能主要的影响主要有以下三个方面:
1.电梯井的分区方式,直接决定了每个分区卫生间的位置和布置方式。
在A楼的设计中,分区电梯之间无梯井的位置被图2利用作卫生间。与之矛盾的是A楼的电梯均为高速电梯,运行速度从4m/秒(中低区客梯)到9m/秒(消防电梯)不等。电梯运行速度越高,冲顶高度越高,基坑也越深。以运行速度为4m/秒的电梯为例,其冲顶高度和基坑深度均需要5m左右。而卫生间又要求每层都有,因此必须利用避难层消化掉电梯的冲顶高度和机房高度。设计中,设计单位与电梯厂家、甲方反复商讨,在机房高度,运行速度,避难层机房部位楼板标高,合理的避难层高度四者之间平衡,最终使机房不影响办公层的使用。这同时也是利用避难层作为电梯分区的一个重要原因。
2.对管井的影响。
A楼的管道井基本的布置原则是放置在核心筒的外圈,但出于对核心筒面积利用的最大化,在电梯井减少的楼层,外圈的管井都被压进核心筒内。因此电梯分区方式直接决定了管井的布置。
3.对使用功能的影响。
A楼的电梯数量在第三个避难层和转换层之后大量减少,这部分空间被利用作为办公的会议室。如图2所示。
2.1.4楼梯。
1.疏散楼梯设计与其他类型的建筑主要不同的地方在于避难层的出口与前室的设置。
《高层民用建筑设计防火规范》的规定是这样的:通向避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开,但人员均必须经避难层方能上下。在A楼设计的时候也严格按照这条规范来设计,疏散人员下到避难层以后,被楼的隔墙和门引导到避难层,通过避难层之后,再下到下一段楼梯。但是
高规并未对避难层和前室的关系进 图3 行详尽的讲诉,因此保险起见,设计者除了在楼梯间跑向避难层的位置,按防烟楼梯间的要求设置了前室,在避难层进入楼梯间的位置也设置了消防前室。如图3所示。
据笔者了解,在一些工程建筑设计中这一点常常被忽视,疏散楼梯虽然与避难层相通,但疏散楼梯与避难层并没有起到串联的作用。疏散人员可不必通过避难层就可以继续向下疏散。疏散楼梯在避难层处并没有断开,这与《高规》中的规定有较大的差距。如何使得避难层或避难闻与疏散楼梯形成串联形式,充份发挥避难层或避难间的作用,是值得我们大家去认真对待的问题。
2.另一方面,超高层核心筒中厚厚的剪力墙,使 图4楼梯的细部设计有了不同的思路。在开门的位置,砖墙的厚度远远小于剪力墙的厚度,一般建筑中开门挡踏步,踏步与疏散门的距离等问题,都可以利用这一厚度差解决,可以节省一部分楼梯休息平台的进深。顺便可以提一句的是,对设备用房或卫生间来说,厚厚的剪力墙开门的部位,虽然由于下部有梁,不能作为立管的空间,但却可以作为人活动的空间或者是操作的空间。对于寸土寸金的核心筒,这些看似微不足道的小面积,往往能解决大问题,如图4所示。
2.2结构设计:
对于结构设计来说,最主要的部分也是核心筒的设计。结构对核心筒布置的主要影响有一下几个方面:1.柱梁关系对剪力墙布置的影响;2.不断变化的剪力墙的外壁厚度对使用功能的影响;3.伸臂桁架的影响。
2.2.1梁柱关系
A楼采用的是框筒结构,在核心筒外面是钢框架结构,主要跨度在10m左右。为了使整个结构体系整体性更强,核心筒的剪力墙需要考虑与整个框架体系的对位关系。因此主要的剪力墙需尽量放在柱网轴线上,这样轴线上的水平受力构件具有连续性。结合整个标准层柱网平面的对称方式,A楼核心筒主要的剪力墙布置 图7 也呈对称关系,基本形态呈“田”字,如图7所示。
2.2.2不断变化的剪力墙的外壁厚度
超高层建筑按照结构计算的要求,核心筒的整体刚度从下而上是有变化的。A楼的剪力墙外壁厚度經过五次不断收进,从最下方1200mm厚到最顶端厚度仅仅为600mm。这种收进主要带来两方面的影响:
1.管井收进。A楼有一部分管井是贴在核心筒外围的。随着外壁的变薄,管井为了保持面积不变,需要随着外壁进行位移。而这种变化也不是完全紧随的突变,为了避免管道出现90度弯,一般需要管井在变化层附近做一层较宽的部分,以方便管道拐弯。
2.建筑可使用面积变大。A楼的核心筒在的周长大约是70~80m左右,每减少0.1米,每层都可以获得大约7.0~8.0个平方的使用面积。这对得房率的提高是相当可观的。
2.2.3伸臂桁架
按照抗震设计的要求,需要提高整个超高层建筑的刚度,伸臂桁架是现在比较常用的一种方式。伸臂桁架一般是结合避难层来设置的,这样对建筑使用功能的影响降到最小,同时在竖向上看,位置也比较均匀,对结构有利。伸臂桁架是要穿过核心筒,布置在剪力墙内的。如图8所示。而对于A楼来说,核心筒内有大量的管线进出。相对来说,伸臂桁架的开口位置和核心筒各种开门位置的关系是比较直观,容易发现问题的。而穿过核心筒的那些管道,尤其是大风管,建筑专业需要增加小剖面才能发现问题,在设备和机构与建筑功能上进行总体协调处理。
同时伸臂桁架的布置,也要求核心筒中的剪力墙位置与外部框架的轴线有对位关系。
图8
2.3设备管道
设备管道的设计主要有两方面的难点。一是管道井的垂直关系,二是各种管道在核心筒里的水平走向和在核心筒上的出口。
2.3.1管道井的垂直关系。
从核心筒的利用率上考虑,A楼的管井都尽量在核心筒内部解决。由于电梯井道是分段布置的,而利用没有贯通的梯井位置所布置的管井无法做到上下贯通。又因为设备用房集中放置在避难层中所以每个避难层之间,两个避难层之间的部分,设备布置相当于一个单独的分区,很多井道位置都重新布置一次。以A楼为例,每两个避难层之间都相当于一个15层的,和其他部位有联系又独立的一个高层建筑。在低、多层建筑设计中,管井往往只考虑平面位置,但在这次的超高层设计中,管井的布置需要认真考虑其空间关系。
2.3.2管道的走向和出口
管道井集中放置在核心筒中,带来的另一个问题是如何从核心筒中出进。一般分两种情况:
1.从已有的开门开洞的位置上进出。核心筒的结构计算对刚度是有要求的,但是一般建筑专业按照房间布置,在开门位置的开门的位置和数量基本还是可以让结构满足计算要求的。这种情况的主要是针对电气专业和给排水专业而言。电气的桥架数量相对有限,给排水专业的管道尺寸较小,因此利用设备用房的开门高度以上的空间,在不影响结构梁高的情况下,一般是能够满足要求的。
2.另一种情况是专门为某一个管道在剪力墙上开口,这种情况多数是指暖通专业的风管。因为而风管大多截面尺寸很大,动辄一两个平米,甚至更大。由于管井在核心筒内上下不对齐,增加了许多管道转换的情况。因而不只一处需要单独为这些截面大,转弯难的风管单独在剪力墙上开洞。这种上下不对齐的大洞对于结构的抗震计算是不利的,同时对于A楼来说,结构计算相对比较经济,余量较小,因此每开一个这样的大洞,都需要结构进行复核。另一方面,在管线集中的避难层附近,会遇到上部的电梯基坑,开洞的位置也需要认真考虑其空间关系,如图9
图9 所示.
2.4对使用功能的影响
核心筒对使用功能的影响主要是指对核心筒中无电梯井道的位置如何利用。主要是分两种情况:一种是布置卫生间,一种是布置会议室。
2.4.1卫生间
卫生间的布置,本身是涵盖在核心筒的总面积中的。但是卫生间会利用无电梯井道的位置和无电梯开门的电梯厅布置,因此卫生间会随着不同的电梯分区而改变位置。这样会带来两个问题:
1.管线的不断转换。暖通和给排水专业增加了很多水平横管,这是设备专业比较忌讳的。但为了增加得房率,不得不在别的地方付出代价。
2.卫生间会落到下层电梯机房的 图10上面。电梯机房属于用电房间,上面当然不允许出现用水房间。于是需要在卫生间下面做一个小小的夹层。并给这个夹层的楼板也作一级防水。相当于增加了一个楼层。而这个夹层既要满足给排水走管和检修,同时也要考虑其结构实现性。这也成为了一个设计的难点,A楼最后是解决了这个问题,如图10所示。
2.4.2办公用房
这主要是指楼上最后一个避难层以上。这个分区只剩下一组高区电梯和一组消防电梯。因此核心筒中可利用的面积就变的很多了。除了布置卫生间,还有相当可观的面积用来布置会议室。不包括走道面积,这个分区的得房率可达到80%以上,如图11所示。
结语:
综合来讲,作者做完A楼的全阶段设计之后,对自己的工作总结下来,认为以上四个部分是这项工程最重要的部分——核心筒设计中图11的难点。而核心筒设计中,电梯的的设计是关键。在超高层建筑中,核心筒就像一台精密复杂的发动机,因此整个设计过程中,建筑专业必须不停的协调各专业,精细考虑。在未开始BIM设计的阶段,关键部位需建立局部的工作模型,来考察设计想法的可实现性。
由于整个设计团度的不懈努力,A楼取得了较高的经济效益:本项目标准层面积平均在1970㎡左右,平均每层得房率在78%左右(公摊面积仅核心筒,不含走道)。核心筒的面积按照电梯分区和结构核心筒外圈剪力墙厚度的分区变化面积从下到上逐渐减小,其中底部核心筒面积约460㎡,顶层核心筒面积约300㎡。
参考文献:
[1]吕明芳.超高层建筑的电梯设计的探讨[J].致富科技向导,2010(26):267
[2]李忠.《高层建筑避难屡设计中几个问题的探讨》,消防科技,1992.
[3]《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045--95),中国计划出版社,2005
[4]《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001[S]
[5]《办公建筑设计规范》JGJ 67--2006
关键词:核心筒;垂直交通组织;结构设计;设备管道;使用功能
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
引言:
超高层建筑的塔楼体型细长,结构形式以框筒结构和筒中筒结构居多。超高层建筑中的核心筒设计是超高层建筑中设计中的核心。
核心筒布置的合理与否直接关系到建筑的品质及使用率,核心筒的布置涉及到垂直交通组织,消防设计,对建筑功能,结构设计和机电设备之间的统筹安排等。作者以自己设计的天津于家堡某地块的一栋超高层办公建筑(以下简称A楼)为例,论述了在核心筒设计中获得的一些心得和经验。
1.项目概况
A楼所在地块仅一栋塔楼,底部四层裙房,地下室三层。建筑功能为办公。建筑高度接近250m,地块容积率约13.5。塔楼部分总建筑面积约10.6万㎡,建筑总层数59层。结构形式为框筒结构。核心筒为配筋剪力墙结构。钢框架部分柱网跨度不超过10m,。柱采用钢包混凝土,型钢钢梁,钢板混凝土楼板。效果图如图1所示:
2.分项设计
核心筒的设计是一个需要综合考虑,各专业分工合作的一个复杂的过程。作者这里按照以下四个方面来分别论述:垂直交通组织,结构设计,管井,使用功能布置。 图1建筑立面效果图
2.1垂直交通组织:
垂直交通组织设计包括电梯和疏散楼梯设计。
2.1.1电梯:
所谓超高层建筑的垂直交通组织,其实指的就是电梯的设计。电梯设计是超高层建筑设计中最关键的内容,电梯的数量和分区形式直接决定了核心筒中其他功能部分的布置形式,决定了核心筒的结构布置合理性,决定了核心筒是否高效,经济。
A楼的建筑层数已经达到59层,电梯的布置方式毫无疑问需采用分区布置。目前的分区布置方式有以下几种:(1)奇偶层停站。(2)高中低分区。(3)单双层双轿厢。(4)高空转换大堂:A楼采用的是高空转换大堂的方式,设置了四部穿梭电梯,以45层作为转换层。分区结合避难层位置进行分区。A楼的电梯配置如下表所示:
表1A楼电梯配置表
2.1.2 A楼电梯舒适度评价:
《办公建筑设计规范JGJ 67--2006》中第4.1.4 条规定:电梯数量应满足使用要求,按办公建筑面积每5000m2至少设置1台。超高层办公建筑的乘客电梯应分层分区停靠。并在条文说明中对电梯数量作了规定,详见下表:
表2电梯数量、主要技术参数表
电梯的A楼的人数是按照整个标准层的面积来计算,人均面积指标取15㎡/人。电梯的电梯设置指标是按照常用级来设置即300人/台并与5000㎡/台的要求相吻合。最终按照以下三种指标来复核电梯的舒适度:
平均候梯时间(AWT):从乘客在厅站登记呼梯信号到相应的电梯门开始打开的平均时间. 过长等候时间说明电梯系統运行性能差,会影响乘客的情绪。A楼该项指标值约为35.6s,基本达到经济型要求。
到达目的楼层时间(TTD):到达目的楼层时间是等待时间和运行时间的总和,其中运行时间指的是电梯开门响应召唤开始一直到电梯到达乘客的目的楼层再次打开门的时间。A楼该项指标值约为115s,基本达到经济型要求。
五分钟运输能力(HC5% ):指电梯系统在五分钟内能运输的人数占电梯服务楼层总人数的百分比。这个数值通常指达到最高峰流量时的 5分钟运输能力。A楼该项指标值约为10%,基本达到经济型要求。
2.1.3电梯布置对其他功能的影响:
电梯的布置对其他功能主要的影响主要有以下三个方面:
1.电梯井的分区方式,直接决定了每个分区卫生间的位置和布置方式。
在A楼的设计中,分区电梯之间无梯井的位置被图2利用作卫生间。与之矛盾的是A楼的电梯均为高速电梯,运行速度从4m/秒(中低区客梯)到9m/秒(消防电梯)不等。电梯运行速度越高,冲顶高度越高,基坑也越深。以运行速度为4m/秒的电梯为例,其冲顶高度和基坑深度均需要5m左右。而卫生间又要求每层都有,因此必须利用避难层消化掉电梯的冲顶高度和机房高度。设计中,设计单位与电梯厂家、甲方反复商讨,在机房高度,运行速度,避难层机房部位楼板标高,合理的避难层高度四者之间平衡,最终使机房不影响办公层的使用。这同时也是利用避难层作为电梯分区的一个重要原因。
2.对管井的影响。
A楼的管道井基本的布置原则是放置在核心筒的外圈,但出于对核心筒面积利用的最大化,在电梯井减少的楼层,外圈的管井都被压进核心筒内。因此电梯分区方式直接决定了管井的布置。
3.对使用功能的影响。
A楼的电梯数量在第三个避难层和转换层之后大量减少,这部分空间被利用作为办公的会议室。如图2所示。
2.1.4楼梯。
1.疏散楼梯设计与其他类型的建筑主要不同的地方在于避难层的出口与前室的设置。
《高层民用建筑设计防火规范》的规定是这样的:通向避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开,但人员均必须经避难层方能上下。在A楼设计的时候也严格按照这条规范来设计,疏散人员下到避难层以后,被楼的隔墙和门引导到避难层,通过避难层之后,再下到下一段楼梯。但是
高规并未对避难层和前室的关系进 图3 行详尽的讲诉,因此保险起见,设计者除了在楼梯间跑向避难层的位置,按防烟楼梯间的要求设置了前室,在避难层进入楼梯间的位置也设置了消防前室。如图3所示。
据笔者了解,在一些工程建筑设计中这一点常常被忽视,疏散楼梯虽然与避难层相通,但疏散楼梯与避难层并没有起到串联的作用。疏散人员可不必通过避难层就可以继续向下疏散。疏散楼梯在避难层处并没有断开,这与《高规》中的规定有较大的差距。如何使得避难层或避难闻与疏散楼梯形成串联形式,充份发挥避难层或避难间的作用,是值得我们大家去认真对待的问题。
2.另一方面,超高层核心筒中厚厚的剪力墙,使 图4楼梯的细部设计有了不同的思路。在开门的位置,砖墙的厚度远远小于剪力墙的厚度,一般建筑中开门挡踏步,踏步与疏散门的距离等问题,都可以利用这一厚度差解决,可以节省一部分楼梯休息平台的进深。顺便可以提一句的是,对设备用房或卫生间来说,厚厚的剪力墙开门的部位,虽然由于下部有梁,不能作为立管的空间,但却可以作为人活动的空间或者是操作的空间。对于寸土寸金的核心筒,这些看似微不足道的小面积,往往能解决大问题,如图4所示。
2.2结构设计:
对于结构设计来说,最主要的部分也是核心筒的设计。结构对核心筒布置的主要影响有一下几个方面:1.柱梁关系对剪力墙布置的影响;2.不断变化的剪力墙的外壁厚度对使用功能的影响;3.伸臂桁架的影响。
2.2.1梁柱关系
A楼采用的是框筒结构,在核心筒外面是钢框架结构,主要跨度在10m左右。为了使整个结构体系整体性更强,核心筒的剪力墙需要考虑与整个框架体系的对位关系。因此主要的剪力墙需尽量放在柱网轴线上,这样轴线上的水平受力构件具有连续性。结合整个标准层柱网平面的对称方式,A楼核心筒主要的剪力墙布置 图7 也呈对称关系,基本形态呈“田”字,如图7所示。
2.2.2不断变化的剪力墙的外壁厚度
超高层建筑按照结构计算的要求,核心筒的整体刚度从下而上是有变化的。A楼的剪力墙外壁厚度經过五次不断收进,从最下方1200mm厚到最顶端厚度仅仅为600mm。这种收进主要带来两方面的影响:
1.管井收进。A楼有一部分管井是贴在核心筒外围的。随着外壁的变薄,管井为了保持面积不变,需要随着外壁进行位移。而这种变化也不是完全紧随的突变,为了避免管道出现90度弯,一般需要管井在变化层附近做一层较宽的部分,以方便管道拐弯。
2.建筑可使用面积变大。A楼的核心筒在的周长大约是70~80m左右,每减少0.1米,每层都可以获得大约7.0~8.0个平方的使用面积。这对得房率的提高是相当可观的。
2.2.3伸臂桁架
按照抗震设计的要求,需要提高整个超高层建筑的刚度,伸臂桁架是现在比较常用的一种方式。伸臂桁架一般是结合避难层来设置的,这样对建筑使用功能的影响降到最小,同时在竖向上看,位置也比较均匀,对结构有利。伸臂桁架是要穿过核心筒,布置在剪力墙内的。如图8所示。而对于A楼来说,核心筒内有大量的管线进出。相对来说,伸臂桁架的开口位置和核心筒各种开门位置的关系是比较直观,容易发现问题的。而穿过核心筒的那些管道,尤其是大风管,建筑专业需要增加小剖面才能发现问题,在设备和机构与建筑功能上进行总体协调处理。
同时伸臂桁架的布置,也要求核心筒中的剪力墙位置与外部框架的轴线有对位关系。
图8
2.3设备管道
设备管道的设计主要有两方面的难点。一是管道井的垂直关系,二是各种管道在核心筒里的水平走向和在核心筒上的出口。
2.3.1管道井的垂直关系。
从核心筒的利用率上考虑,A楼的管井都尽量在核心筒内部解决。由于电梯井道是分段布置的,而利用没有贯通的梯井位置所布置的管井无法做到上下贯通。又因为设备用房集中放置在避难层中所以每个避难层之间,两个避难层之间的部分,设备布置相当于一个单独的分区,很多井道位置都重新布置一次。以A楼为例,每两个避难层之间都相当于一个15层的,和其他部位有联系又独立的一个高层建筑。在低、多层建筑设计中,管井往往只考虑平面位置,但在这次的超高层设计中,管井的布置需要认真考虑其空间关系。
2.3.2管道的走向和出口
管道井集中放置在核心筒中,带来的另一个问题是如何从核心筒中出进。一般分两种情况:
1.从已有的开门开洞的位置上进出。核心筒的结构计算对刚度是有要求的,但是一般建筑专业按照房间布置,在开门位置的开门的位置和数量基本还是可以让结构满足计算要求的。这种情况的主要是针对电气专业和给排水专业而言。电气的桥架数量相对有限,给排水专业的管道尺寸较小,因此利用设备用房的开门高度以上的空间,在不影响结构梁高的情况下,一般是能够满足要求的。
2.另一种情况是专门为某一个管道在剪力墙上开口,这种情况多数是指暖通专业的风管。因为而风管大多截面尺寸很大,动辄一两个平米,甚至更大。由于管井在核心筒内上下不对齐,增加了许多管道转换的情况。因而不只一处需要单独为这些截面大,转弯难的风管单独在剪力墙上开洞。这种上下不对齐的大洞对于结构的抗震计算是不利的,同时对于A楼来说,结构计算相对比较经济,余量较小,因此每开一个这样的大洞,都需要结构进行复核。另一方面,在管线集中的避难层附近,会遇到上部的电梯基坑,开洞的位置也需要认真考虑其空间关系,如图9
图9 所示.
2.4对使用功能的影响
核心筒对使用功能的影响主要是指对核心筒中无电梯井道的位置如何利用。主要是分两种情况:一种是布置卫生间,一种是布置会议室。
2.4.1卫生间
卫生间的布置,本身是涵盖在核心筒的总面积中的。但是卫生间会利用无电梯井道的位置和无电梯开门的电梯厅布置,因此卫生间会随着不同的电梯分区而改变位置。这样会带来两个问题:
1.管线的不断转换。暖通和给排水专业增加了很多水平横管,这是设备专业比较忌讳的。但为了增加得房率,不得不在别的地方付出代价。
2.卫生间会落到下层电梯机房的 图10上面。电梯机房属于用电房间,上面当然不允许出现用水房间。于是需要在卫生间下面做一个小小的夹层。并给这个夹层的楼板也作一级防水。相当于增加了一个楼层。而这个夹层既要满足给排水走管和检修,同时也要考虑其结构实现性。这也成为了一个设计的难点,A楼最后是解决了这个问题,如图10所示。
2.4.2办公用房
这主要是指楼上最后一个避难层以上。这个分区只剩下一组高区电梯和一组消防电梯。因此核心筒中可利用的面积就变的很多了。除了布置卫生间,还有相当可观的面积用来布置会议室。不包括走道面积,这个分区的得房率可达到80%以上,如图11所示。
结语:
综合来讲,作者做完A楼的全阶段设计之后,对自己的工作总结下来,认为以上四个部分是这项工程最重要的部分——核心筒设计中图11的难点。而核心筒设计中,电梯的的设计是关键。在超高层建筑中,核心筒就像一台精密复杂的发动机,因此整个设计过程中,建筑专业必须不停的协调各专业,精细考虑。在未开始BIM设计的阶段,关键部位需建立局部的工作模型,来考察设计想法的可实现性。
由于整个设计团度的不懈努力,A楼取得了较高的经济效益:本项目标准层面积平均在1970㎡左右,平均每层得房率在78%左右(公摊面积仅核心筒,不含走道)。核心筒的面积按照电梯分区和结构核心筒外圈剪力墙厚度的分区变化面积从下到上逐渐减小,其中底部核心筒面积约460㎡,顶层核心筒面积约300㎡。
参考文献:
[1]吕明芳.超高层建筑的电梯设计的探讨[J].致富科技向导,2010(26):267
[2]李忠.《高层建筑避难屡设计中几个问题的探讨》,消防科技,1992.
[3]《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045--95),中国计划出版社,2005
[4]《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001[S]
[5]《办公建筑设计规范》JGJ 67--2006