谈超高层建筑精细化设计实践

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摘要：超高层建筑因具备多种现代化建筑的优势，故其设计过程涉及内容多且情况复杂。本文结合具体项目，从建筑专业和结构专业出发，充分考虑设计过程中的每一个细节，务求达到复合、统一、和谐的设计理念。借此分享设计经验，以期对同类设计提供参考。

关键词：超高层建筑；精细化；复合；统一；和谐

1引言

作为现代工程技术发展到一定阶段的产物，超高层建筑以其挺拔的造型和直插云霄的气势，逐渐成为高容积率地块的必然之选。本文以150m左右超高层建筑的实操案例为例，探讨超高层建筑的精细化设计实践工作。

2工程概况

本项目位于杭州市萧山区钱江世纪城内，与钱江新城仅一江之隔。基地西临钱江二路，北靠规划支路，南依景观河道，东侧B-02-02地块为两栋商务办公楼，周边均为规划中的特色产业区。项目交通便利，距离庆春隧道及地铁2号线约300m。本项目定位为甲级5A写字楼，建筑限高150m，总用地面积10694m2，地块呈现出较为规整的长方形，南面景观河道有较高的景观价值，西面、北面沿道路拥有较高的商业价值。

3建筑设计

3.1理念引领

通过对众多制约因素的谨慎分析，有针对性地提出以下设计理念作为项目方案的切入点。

3.1.1复合：最有效的商务模式随着商务模式的多元化发展，人们对于集办公商业于一体的建筑提出了更高的要求。因此，必须在办公与商业之间建立起一种相互依存、资源共享的能动关系，从而形成一个多功能、高效率、复杂而统一的有机体。

3.1.2统一：塑造形神合一的城市标志150m的高度已具备一定的标示性，项目定位为甲级5A写字楼，外形不宜过分追求夸张的表象，而应注重体现以人为本的设计原则，故建筑外表面采用竖向连续构件使得建筑体型愈加高耸，简洁的风格在挺拔中洋溢着一种阳刚向上的激情。

3.1.3和谐：城市与建筑的关系理想的建筑应与城市保持融洽的从属共生关系，要合理分析基地周边环境、自然脉络及人文优势，使得建筑的各项功能都能得到充分的利用和发挥。

3.2精细设计

3.2.1总平面设计地块南面紧邻40m水系和15m滨水绿化带，有较好的景观面和开阔的视野，与东侧地块的高层板楼距离较近，有一定的压迫感，若要突出本项目的优势，势必建超高层为最佳选择。经过多方案比较，设计方案确定由一个150m高的超高层主塔楼从竖向控制全局，主塔楼布置在地块商业性较弱，但是环境较好的南侧，临近后解放河，设计中结合河岸绿地，打造出比实际用地大很多的办公主入口和前广场。项目的商业用房考虑沿主要道路以裙房形式布置，与道路交叉口紧密结合，底层商铺依次排开，充分考虑小商业的入口便利及视线无干扰，二三层为餐饮娱乐大商业功能，在东侧设计了单独出入口，并配以两部电梯。有效地解决了大商业需要把小商业及办公的人流兼顾引入，又不互相产生干扰的问题。建筑整体向钱江二路紧靠，与B02-02号地块之间形成一个中心景观广场，作为与相邻地块的空间分割，也兼顾了本地块办公与商业的功能独立。

3.2.2地面建筑设计主塔楼首层为大堂、主次入口及部分物业用房。主入口处设计为三层通高，吊顶后尚有10m高度，充分彰显出星级写字楼对于大气及品质的高标准要求。二、三层与裙房的商业空间紧密结合，经济效益得到最大的发挥。作为超高层写字楼，标准层布局非常重要，本项目按业主要求每个标准层分为四个办公单元，每个单元不少于400m2，设计中最大限度地减少走廊面积，得房率达到80.5%。核心筒设了八部客梯，高区、低区各四部，均为高速梯。另外，设计了两部摆渡电梯直达地下三层，大大提高了竖向通行的效率同时节约了结构成本。

3.2.3地下室设计机动车数量按照杭州市萧山区城市建设工程的机动车停车位配建标准2012配置。本项目共设三层地下室，在综合设计了人防的前提下，三层地下机动车库总面积23961m2，停车数量为633个，每车占用面积仅37.8m2，其中机械停车位（115个）只占用了1725m2，非常高效。

3.2.4场地交通设计交通流线组织高效，整个基地由4m宽消防车道结合铺装建筑物环通，车辆在基地出入口附近考虑道路双向通行，需要到达办公主楼南面的车辆则采用单相循环的模式进入地块内部。广场部分不仅对车辆形成了很好的停放条件，在基地内外空间的过渡与商业办公的功能分割上也起到很大的作用。

3.2.5建筑立面设计本项目建筑立面设计，紧扣时代特征，采用金属铝板、玻璃幕墙及少量石材的有机结合，采用横向隐框对玻璃幕墙进行技术处理，竖向线条流畅简洁，很好地突出了主楼形体的利落与挺拔。设计中既注重形式的美感，又注重细部的推敲和材质的精心选择。强调光影、颜色、质地等要素，与环境景观相互映衬，使得项目建成后即为区域地标。

4结构设计

本工程主楼36层，裙房3层，地下3层。主楼为型钢混凝土框架—核心筒结构，框架抗震等级为三级、核心筒抗震等级为二级。为了有效节约结构建造成本，在结构设计时，结合本项目的实际情况，采取了如下优化设计措施。

4.1优化基础形式

根据地质勘察资料，本工程采用φ700~1000mm钻孔灌注桩，以圆砾层为桩基持力层。为提高钻孔灌注桩的单桩承载力、减少沉渣的不利影响，故在桩底进行了压力注浆，使得承压桩桩基承载力平均提高30%左右。另外，设计时充分验算了水浮力对桩基的有利作用，优化减少了桩基数量。

4.2减少地下室埋深

1）总图设计时考虑了土方平衡需求，尽可能地提高了正负零的绝对标高。2）地下室地下二层和地下三层采用无梁楼盖结构顶板，降低地下室层高。3）地下室管线布置时采用BIM技术进行碰撞测试，尽可能地压缩管线布置高度，必要时在负一层结构梁上预留管线洞口来达到降低地下室层高的目的。经努力，三层地下室总埋深控制在了11.4m，有效节约了地下室建造成本。

4.3合理选用楼盖体系

结构楼盖常规设计有：单向板楼盖、双向板楼盖、空心楼盖、无梁楼盖、预应力楼盖，各种楼盖在不同边界条件下，具有不同的经济性，根据已完成的楼盖专项经济性分析比较结果，选用最合理的楼盖体系。减少剪力墙数量，优化剪力墙配筋，在满足建筑正常使用状态的条件下，尽可能地减少剪力墙数量，既可以减少结构自重，还可以节省钢筋混凝土：剪力墙边缘构件的配筋率也是结构优化的一个重点，区分不同轴压比，严格控制构造配筋率，是提高剪力墙配筋经济性的有效手段。

4.4合理化楼板配筋方案

楼板配筋采用了双向双层拉通一部分，不足处另加的配筋方案，也可根据建设方的要求采用分离式配筋，采用高强钢筋梁、墙、柱、板的主要受力筋及箍筋均可考虑采用HRB400钢筋，尤其是墙边缘构件、柱、梁的箍筋，HRB400钢防较传统HR8300钢筋经济性明显胜出。有些梁截比较宽的梁，按常规设计，不能采用两肢箍筋，就是采用四肢箍筋，但我们设计为三肢箍筋，即满足了规范，又节省了成本。精心设计，精益求精结构设计的态度和经济性密切相关，根除“多放筋，少操心”设计态度，明确“按需配筋”的原则，严格控制合理的梁截面高宽比，合理控制梁、挡土墙等的配筋率，多比较、多计算、多画图。经过一系列的优化设计，结构含钢量控制在了68kg/m2，项目成本比预计节省了约6千万元。

5结语

经本项目的设计实践，我们得出了超高层建筑精细化设计的5个要点：1）总平面设计要合理，功能分区明确，交通流线顺畅。2）建筑平面设计要紧凑，得房率高。3）建筑层高设计定量准确。4）结构设计要技术先进，选型正确，含钢量低。5）设备设计要选型合理，管线综合优化到位。

作者：张一宏 孙楣 杨慧昕 单位：华汇工程设计集团股份有限公司高级工程师