【关键词】超高层住宅的结构优化设计 要求设计方案
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
目前，从整个建筑发展形势上来看，高层建筑在所占建筑类型中的比例会越来越大。在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。因此就未来的发展前景来看，建筑高层或超高层住宅是今后整个建筑行业的重点。而近年来，随着中国经济和社会的发展的发展，高层或超高层建筑将越来越多的出现在人们的视野当中。所以，高层或超高层建筑结构优化设计的重要性就显得越来越重要。
结构优化设计的基本原理
所谓结构优化设计，就是指在满足工程结构的基本条件下按预定目标设计结构建造方案并找出最优方案的设计方法。应该怎样做好结构优化设计：首先，要选择合理的结构方案，其决定了整个设计的好坏成败。因为对同一个建筑设计而言，结构设计的方案是多种多样的，而选择不同方案会对工程质量和工程造价产生不同的影响。其次，进行正确的结构计算，一体化计算机结构设计程序的应用和完善，帮助结构工程师能越来越轻松的进行计算分析，使得结构设计更加经济和合理。再次，要提高材料的利用率，因为结构设计的目的就是花尽可能少的钱，做最安全适用建筑，这就要求结构设计时对材料选用要合理，利用要充分。还有，要正确合理的运用和理解《规范》，其是我们设计中必须遵循的标准，是国家技术经济政策，科技水平以及工程实践经验的总结。
二、超高层住宅结构设计的基本要求
满足舒适性的要求。住宅建筑设计应为住户起居舒适性的要求提供条件，例如，多种户型要灵活分隔室内的空间，人居的热光声的环境等要求，给居住的人创造一个舒适的环境。结构方案还应该考虑到住户在日后改变分隔的空间的可能性，当采用剪力墙结构的时候，宜采用大开间的布置。
满足经济性的要求。结构设计时应根据房屋的建造地点、层数多少、平立面体形，在满足耐久性、安全性和舒适性要求的前提下采用经济又合理的结构体系，在构件设计中应该精打细算，要严格执行规范构造要求，注意避免不必要的铺张浪费。尤其是在地基基础设计中更要注意此方案的经济比较，因为地基基础的设计方案是否合理对房屋造价非常重要。
满足耐久性和安全性要求。住宅实行商品化后，应为住户的耐用消费品，使用寿命长是区别其他消费品的最大特点。因此，结构耐久性和安全性是住宅结构设计最基本的要求。结构体系的选择以及材料的选用，都应有利于抗风抗震，以及使用寿命期间改造维修的可能性。
超高层建筑中的优化设计方案
房屋结构抗震性设计。在工程图纸设计过程中，房屋结构按抗震设防分类，房屋抗震等级可根据房屋高度、烈度以及结构类型按国家《抗震规范》确定。地震震力振型组合数据对建筑应当不考虑耦联扭转计算；当振型数大于3 的时候，应取3 的整数倍计算，但数据不能大于建筑物层数；当房屋层数不大于2 时，振型数则可取房屋层数。对于不规则房屋的结构，应考虑扭耦联转，对高层房屋建筑来说，振型数应取不小于9；房屋结构层数多或房屋结构刚度突变系数大的话，振型数则应多取，例如结构中含多塔结构或顶部有小塔楼和转换层等，振型数应取不小于12 的数，但其大小仍不能大于房屋总层数3 倍，除非其含有弹性定义的楼板，而且采取总刚性分析的时候，振型数才能够取的更大。
耐久性的优化设计。在之前大部分混凝土结构设计方案中，很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性，也就是保证高层建成之后，在合理使用期限内，要能满足用户正常使用要求。但是很多的设计未能达到，造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中，由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤，引起房屋可靠度指数下降。对一般高层混凝土结构设计来说，低造价和省材料设计都应为满意的结构设计，但随着人们生活水平的提高和在实际工程中，有时在其他使用要求或技术指标上升为设计主要矛盾时，设计者们就要放弃对经济的单纯追求。所以当选以高层混凝土结构优化为设计的主要目的时，就应依据设计所要面对的关键性问题，分清主次，选多目标或单目标来实施优化，达到满意效果。
合理使用高强钢筋与高强混凝土。高层建筑的总造价一般都包括框架结构材料、施工和基础的物料费用等，其中用钢量以及构筑件截面积对房屋造价影响较大，故在建筑设计中合理使用高强混凝土与高强度钢筋可有效降低用钢量，节约建筑成本。若高层建筑设计位于厚软的地基上，那么由于坐落在地基上的荷载大，合理使用高强钢筋和高强混凝土来优化构件的截面积，减轻结构重量，将会显著降低工程造价及基础设施施工难度，取得较好经济效果。对于震区的高层楼房来说，地震力作用的大小与建筑物的自重相关，人为地减轻建筑物的自重，降低结构在地震的荷载，可提高建筑物的安全性。在设计中高效地使用高强钢筋及高强混凝土，能快速有效的缩小梁墙板柱等构件截面积，达到建筑造价目的。
房屋结构周期性折减系数。房屋框架结构和顶盖等结构设计中，因为填充墙体存在使结构实际表现刚度大于设计计算刚度，计算周期也会大于实际周期，所以当算出结构剪力偏小时，会使房屋的某些结构不安全，而应该对房屋结构计算周期适当的进行折减，这样能达到很好的效果，但是对于房屋框架结构，计算的周期不宜折减或折减系数取小。
地下室的层数处理。多层房屋框架结构房屋一般都设置地下室结构。由于隔墙较少，故常采用的是板筏基础。设计计算时将上部结构与地下层数结合在一起，并在图纸中按实际的地下室的层数计算。如此一来，计算基础底板以及地基纵向荷载可一次设计完成。同时通过侧层移刚度性系数比较，可以调整和判断房屋相应嵌固位置，适当加固构造措施，保证楼板最小配筋率和厚度。当房屋结构纵向不规则时，要验算其最薄弱层。
总结
随着我国经济的发展，我国基础设施的建设也有了很好的发展，越来越多的流动资金向基础设施建设这个行业汇集。在人们对空间充分利用的需求下超高层建筑工程应运而生的，这体现了人们对更舒适、更具现代化的高质量的城市生活的追求。因此就未来的发展前景来看，建筑高层或超高层住宅是今后整个建筑行业的重点。而近年来，随着中国经济和社会的发展的发展，高层或超高层建筑将越来越多的出现在人们的视野当中。所以，高层或超高层建筑结构优化设计的重要性就显得越来越重要。
参考文献
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[4] 马琳。 带转换层的短肢剪力墙结构的计算[J]. 中外建筑. 2005(04)
关键词：超限高层；抗震性能目标；弹性时程分析
Abstract： The design features of a super tall building， from the structure， seismic transfinite judge， seismic performance objectives， the elastic analysis， limit measures are discussed. The key points of the design of high-rise residence are introduced. Through comparing the calculation results， prove that the structure design is safe and feasible， which to offer a reference for similar engineering.
Keywords： Ultra high-rise structure，Seismic performance objectives， Elastic time history analysis
1 工程概况
本住宅项目位于郑州市西太康路南侧、铭功路东侧。地面以上54层，高度为162米；地面以下设有三层地下室，作为停车、设备机房和人防车库用途。平面长X宽（m） 为71.6X21.6，高宽比为7.5，长宽比3.3。2 结构布置
2.1结构体系
本住宅结构高度及高宽比均较大，故选取钢筋混凝土剪力墙结构作为其结构体系。结构布置时，充分利用墙肢翼墙的翼缘效应，通过加大翼墙厚度提供较大的抗侧刚度；由于建筑功能限制，建筑平面X方形可布置建筑剪力墙的数量较Y方向少，设计上通过增加X方向边框框架柱及加宽框架梁，加强X向结构刚度以满足要求。标准层结构布置如图2所示。
2.2楼盖体系
全部采用现浇钢筋混凝土楼板，其中核心筒范围内板厚为150mm，核心筒范围外板厚按实际跨度选取，一般房间板厚100～120mm，屋面层板厚不少于150mm。部分楼盖联系薄弱部位，楼板进行局部加厚，并双层双向配筋予以加强。
3结构超限类型和程度
根据《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》和《超限高层建筑工程抗震设防审查细则》有关规定，结构超限情况为：a）高度超B级高度；b）平面凹凸不规则；c）首层架空层核心筒有夹层。应进行超限高层建筑抗震设防专项审查。
4结构抗震性能目标
针对本工程的超限项目，对结构进行了抗震性能设计。
根据上述计算结果，结合规范要求及结构抗震概念设计理论，可以看出结构扭转周期比、层间位移角、扭转位移比、侧向刚度、受剪承载力等均满足规范要求，说明构件截面取值合理，结构体系选择恰当。且SATWE与Midasbuilding的计算结果相近，这说明计算结果合理、有效，计算模型符合结构的实际工作状况。
5.2弹性时程分析
根据《抗规》第5.1.2条表5.1.2-1规定，对结构进行了多遇地震下的弹性时程分析。时程分析结果满足平均底部剪力不小于振型分解反应谱法结果的80%，每条地震波底部剪力不小于反应谱法结果的65%的条件，所选地震波满足规范要求；在结构部分楼层规范反应谱计算得出的楼层剪力和楼层弯矩小于弹性时程分析的结果。在结构设计时，应对结构地震力适当放大。
6设防烈度地震和罕遇地震下的抗震性能验算
采用SATWE软件进行结构的中震不屈服和中震弹性验算。计算表明，在设防烈度地震作用下剪力墙配筋有所增大，当剪力墙底部加强区纵向分布筋配筋率提高到2.0%，底部加强区剪力墙配筋基本为构造配筋，可以满足抗弯不屈服要求；其余剪力墙和框架柱均可满足抗剪弹性、抗弯不屈服要求；连梁、框架梁可以满足抗剪不屈服要求。结构满足在设防烈度地震作用下的抗震性能水准3的要求。
采用SATWE软件进行结构的大震抗剪不屈服验算。由于SATWE采用的是等效弹性的方法进行大震不屈服验算，该方法计算的剪力墙底部内力过大。对底部加强区抗弯不屈服验算改用ABAQUS软件通过弹塑性时程计算加以深入分析。计算结果表明，结构满足在罕遇地震作用下的抗震性能水准3的要求。
7针对超限采取的主要措施
结构高度超出B级高层建筑适用高度，并存在平面凹凸不规则、局部夹层等不规则类型，针对上述超限情况及设计中的关键技术问题，在设计中采取了如下主要措施：
（1）剪力墙是主要抗侧力构件，须采取措施提高核心筒墙体的延性。具体措施有：（a）增加首层高度较大的剪力墙厚度到600mm，加强其平面外稳定性；（b）底部加强区剪力墙抗震等级提高到特一级；（c）底部加强区剪力墙按大震抗剪不屈服、抗弯不屈服的性能目标进行设计；（d）提高底部加强区墙身水平及竖向分布筋最小配筋率；（e）提高底部加强区剪力墙约束边缘构件竖筋最小配筋率及墙身配箍特征值；并在其端部暗柱内设型钢。
（2）针对平面应力集中位置，对楼板进行加强，板厚不小于150mm，双层双向通长配筋率不小于0.5%。
（3）针对首层架空层夹层，适当提高楼板对竖向构件的约束，板厚不小于150mm，并双层双向配筋率通长配筋率不小于0.5%。
通过以上加强措施，经过计算复核，本工程结构抗震性能目标达到C级要求。
8结论
综上所述，在设计中采用概念设计方法，首先对整体结构体系及布置进行仔细考虑并优化，使之具有良好的结构性能。抗震设计中采用性能化设计方法，除保证结构在小震下完全处于弹性阶段外，还补充了主要构件在中震、大震下作用下的性能要求，再采取多种计算程序进行了弹性、弹塑性的计算。计算结果表明，多项指标均表现良好，基本满足规范要求。同时又通过概念设计及各阶段的计算程序分析结果，对关键和重要构件作了适当加强。
本工程除能够满足竖向荷载和风荷载作用下的有关指标外，结构抗震性能目标达到C级水平，因此结构可行并且是安全的。
参考文献
赵 青* 裔裕峰
(广州容柏生建筑结构设计事务所，广州510170)
摘 要：从结构体系、性能设计等方面对某超限高层住宅结构进行了详细论述，并采用多种计算软件对其进行了弹性、弹塑性分析。计算结果表明，各项指标均表现良好，满足规范的有关要求，结构是可行且安全的。
关键词：超限高层，性能设计，弹塑性分析
1 工程概况
本工程位于郑州市金水区，沈庄北路与燕西路交叉口。本项目设4层地下室，规划建筑用地面积约4.38万m2，总建筑面积约29.7万m2，其中5栋楼住宅面积约19.9万m2，1栋楼办公面积约7.9万m2，沿街商铺面积约1.7万m2。本文主要介绍其中25#楼第一单元的超限设计情况供设计人员参考。25#楼为住宅，分三个单元，每个单元都是独立的。其中第1和第2单元地上50层，第3单元地上18层，均带两层商业裙房。地上总建筑面积为49 786.99 m2，其中住宅建筑面积为45 502.88 m2，商业裙房面积2 830.04 m2，首层基底建筑面积为2 765.53 m2。塔楼主屋面标高为150.000 m，出屋面电梯机房顶标高为157.100 m。首层层高4.5 m，往上各层均为3.0 m。25#楼一单元住宅主要楼层平面详见图1～图2，建筑几何信息详见表1。
表1 建筑几何信息表
Table 1 Building geometril information
单元 结构高度 平面尺寸 长宽比 高宽比25-1 151.5m 35.1 m×18.2 m 1.93 8.32
本工程结构设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，地震抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，地震设计分组为第二组，场地类别为Ⅲ类。
2 主要结构设计内容
2.1 结构体系及结构布置
本项目采用钢筋混凝土剪力墙结构体系，主要抗侧力构件为剪力墙。本项目建筑外形为十字型，电梯间与楼梯间位于十字的上方突出部位，围绕电梯间楼梯间设置核心筒。由于核心筒是靠连梁封闭，筒的效应不明显，增加核心筒上半框的剪力墙至600 mm厚，对提高结构抗侧刚度有显著成效。从建筑图可以看出，此建筑可以布置的有效墙体较少，X向只有中间一片墙，Y向墙体较短而且上下可以对齐拉通的墙体不多，因此根据剪力墙应均匀布置的原则，选了有效部位的墙体布置，并尽量使得Y向墙体与筒体相连，共同协调工作，提供结构高效的抗侧及抗扭刚度。首层主要抗侧力墙厚为400 mm，地下室加厚至600 mm，墙截面向上每隔10层递减50 mm，直到250 mm厚。底部楼层墙柱混凝土强度等级采用C60，向上楼层变化为C50～C40。塔楼结构体系组成详见图3。
图1 二层带裙房建筑平面图
Fig.1 Level floor plan
图2 标准层建筑平面图
Fig.2 Standard floor plan
图3 塔楼竖向承载体系+结构平面布置
Fig.3 Building vertical load carrying system+structure plan
本项目首层为嵌固层，为满足规范要求，地下一层与首层侧向刚度比不应小于2，对此采取以下措施:①利用首层室内建筑标高±0.000 m与纯地下室顶板标高-1.500 m的高差，将首层结构楼板标高降低至-1.500 m，使得首层结构计算层高提高到4.5 m，B1层层高降低为4.6 m;②充分利用塔楼相关范围内的剪力墙及侧壁，并加厚塔楼范围内的墙厚。
2.2 超限情况及抗震设防指标
根据国家相关规范及规程的规定，本工程的超限情况详见表2。特别注意本项目在X向布置的剪力墙较少，此方向具有较强的框剪结构特性。在确定抗震等级时，X向按框架剪力墙结构体系确定，Y向按剪力墙结构体系确定;并且嵌固层设在首层。故按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)第3.9.1条、第3.9.2条、3.9.5条—3.9.7条规定，确定本工程各部分的抗震等级如表3所示。［1］
表2 结构超限情况［2］
Table 2 The out-codes of the structure
结构形式 判定结果 程度与注释(规范限制)是否特殊类型高层建筑否 钢筋混凝土剪力墙结构高度超限 是 超B级:主屋面结构高度151.5mX向:规则 1.09＜1.2(第1层)扭转不规则Y向:不规则 1.27＞1.2(第1层)(该层最大层间位移角1/9999)凹凸不规则 否 楼层凹进尺寸比例27%＜30%楼板不连续 否 X、Y向有效宽度＞50%;开洞面积4%＜30%是否复杂高层 否不同时具有转换层、加强层、错层和连体等复杂类型3种及以上
表3 结构抗震等级［3］
Table 3 Structural anti-seismic grade
*X方向剪力墙的构造抗震等级为特一级。
一级框架 一级负一层地下室 剪力墙/结构部位 抗震等级塔楼、裙房 剪力墙*框架 二级负四～负三层地下室 剪力墙/框架 一级负二层地下室 剪力墙/框架 三级地下室(无上部结构)框架 三级备注 剪力墙底部加强区:1F～5F层(首层～5F层顶)
2.3 结构各关键部位性能目标
针对本工程超限项目，采取了结构抗震性能化设计的措施。结构抗震性能目标按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第3.11节内容执行［1］。根据本工程地处7度(0.15g)区，且房屋高度略超B级高度的特点，设定结构抗震性能目标为D级。结构各部位构件性能化设计的具体要求详见表4。
表4 结构各关键部位性能目标
Table 4 The performance indexes of the structure
构件类型 构件位置 多遇地震(小震) 设防烈度地震(中震) 预估的罕遇地震(大震)性能水准1 4 5关键构件 底部加强部位的剪力墙及弹性 抗剪抗弯均不屈服框架柱中度损坏(弹塑性)满足最小抗剪截面(等效弹性)普通竖向构件 一般部位的剪力墙与框架弹性 部分构件抗弯屈服，但均满足最柱，以及裙房框架柱 小抗剪截面要求部分构件比较严重损坏(弹塑性)满足最小抗剪截面(等效弹性)楼板 所有楼板 弹性 不屈服 中度损坏(弹塑性)耗能构件 框架梁 弹性 抗弯屈服，部分受剪破坏 比较严重损坏(弹塑性)耗能构件 剪力墙连梁 弹性 抗弯屈服，部分受剪破坏 比较严重损坏(弹塑性)
3 结构计算分析
3.1 结构弹性计算分析
本工程弹性分析选用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件(简化墙元模型，2013版)和北京迈达斯技术有限公司的MIDAS Building软件(有限元模型，2014版)进行计算，考虑偶然偏心地震作用、双向地震作用、扭转耦联以及施工模拟加载的影响，程序自动考虑最不利地震作用方向。小震作用下结构的整体计算对比结果详见表5。
根据表5的计算结果，结合规范规定的要求及结构抗震概念设计理论，可以得出如下结论:
(1)结构两个方向的周期和振动特性较为接近，第一扭转周期与第一平动周期之比小于0.85，满足高规第3.4.5条要求。
(2)有效质量系数大于90%，所取振型数满足要求。
(3)多遇地震和风荷载作用下的层间位移角满足高规第3.7.3条的要求(注:X向虽有框架剪力墙结构体系的特性，但层间位移角限值仍按剪力墙结构体系严控)。
(4)X向和Y向的楼层剪重比均大于高规4.3.12限值的0.85倍。
(5)在偶然偏心地震荷载作用下，按高规第3.4.5条规定水平地震力计算得出的最大扭转位移比均小于1.4，满足高规第3.4.5条“B级高度建筑不应大于该楼层平均值1.4倍”的要求，属于扭转不规则结构。
(6)剪力墙最大轴压比为0.39，满足规范对轴压比的规定。
(7)按高规第3.5.2条，首层侧向刚度大于上一层的150%，满足底部嵌固层的侧向刚度比要求;其他楼层侧向刚度均大于上一层的90%。故不属于抗侧刚度不规则结构;
(8)各层受剪承载力均不小于上一层的75%，满足高规第3.5.3条的规定，不存在楼层承载力突变。
(9)结构刚重比大于2.7，计算中不考虑重力二阶效应的影响。
(10)X方向按框架剪力墙结构设计，Y方向按剪力墙结构设计，X，Y方向的层间位移角仍均按剪力墙结构限值控制。
(11)结构整体抗倾覆验算的安全系数大于9，底板无零应力区，结构对抗倾覆的安全性有一定富余。
(12)SATWE与MIDAS Building的计算结果相近，说明计算结果合理、有效，计算模型符合结构的实际工作状况。
(13)综合计算结果表明，结构周期和自重适中，剪重比符合规范要求，位移和轴压比接近规范的限值要求，构件截面取值合理，结构体系选择恰当。
表5 塔楼结构整体计算结果
Table 5 The elastic calculation results
注:标有［注1］的数值是去掉地下室，嵌固在首层的计算模型结果值。
软件 SATWE MIDAS Building计算振型数15 15T1 3.639(0.34+0.65) 4.009(0.29+0.60)自振周期T2 3.222(0.64+0.35) 3.497(0.61+0.27)T3 2.214(0.02+0.00) 2.246(0.03+0.00)第1扭转/第1平动周期0.60 0.56地面以上结构总质36 460.1 37 189.0量/t地面以上单位面积重17.5 17.8度/(kN·m2)地震下首层剪力/kNX 8 604.78 9 574.75Y 9 720.01 10 439.56X 2.33%＞2.70%×0.85 2.43＞2.70%×0.最小剪重比85Y 2.63%＞2.70%×0.85 2.55%＞2.70×0.85地震下首层倾覆弯矩/(kN·m)X 818 395.2 882 436.55Y 817 001.6 932 009.33 50年一遇风荷载下最大层间位移角(层号)限值:1/985［注1］X 1/2811(28) 1/2523(28)Y 1/1268(40) 1/1129(40)规范反应谱地震荷载下最大层间位移角(层号)限值:1/985［注1］X 1/1046(30) 1/1061(36)Y 1/1041(40) 1/985(43)规定水平地震力下考虑偶然偏心最大扭转位移比［注1］X 1.14(4)，1/2018 1.15(2)，1/3603Y 1.27(1)，1/9999 1.36(1)，1/10861地震荷载下本层侧向刚度与上层侧向刚度的比值的最小值［注1］X 1.02(40)＞0.9 1.02(37)＞0.9Y 1.02(40)＞0.9 1.02(37)＞0.9楼层受剪承载力与上层的比值(层号)X 1.0＞0.8 (49) 1.0＞0.8 (49)Y 0.96＞0.8 (26) 1.0＞0.8 (19) 69刚 重 比 EJd/ GH2［注1］X35Y5.5.
3.2 带“计算缝”模型的X向框架承载力复核
本工程结构为剪力墙体系，但X向成榀的剪力墙很少，X向结构刚度很大一部分由框梁和与之相连的翼缘墙(即Y向剪力墙的翼缘)提供，因此X向位移曲线呈框剪结构形式。按照超限专家意见，在Y向翼墙与主墙肢之间设置“计算缝”建模(即断开翼缘墙和主墙肢，中间用刚度较弱的框架梁联系)，按框剪结构作对比计算。翼墙和与之相连的梁可参照框架柱、梁配筋进行调整，且和原模型中的边缘构件(或梁)进行包络设计。统计结果如表6和图4所示。
表6 25#框架首层倾覆弯矩比例表
Table 6 25#Building ratio table of overturning moment resisted by frame
25-1模型 原模型(剪力墙模型)端柱开洞模型(框剪模型)X向框架首层倾覆0.64% 16.21%弯矩所占比例
图4 X向框剪调整系数
Fig.4 X-frame-shear coefficient
4 结构弹性时程分析
根据高规4.3.4条和4.3.5条，对塔楼结构进行了常遇地震下的弹性时程分析。按地震波选取三要素(频谱特性，有效峰值和持续时间)，选取Tg=0.45场地上五组实际强震记录(天然波一至天然波五)，以及两组人工模拟的场地波(人工波一、人工波二)，进行弹性时程分析;在时程分析中，主方向地震波加速度峰值取0.606 m/s2，主方向与次方向的峰值加速度比为1∶0.85。地震波有效持时不小于16 s。
时程分析结果满足七组地震波的平均底部剪力不小于振型分解反应谱法结果的80%，和每条地震波底部剪力不小于反应谱法结果的65%的条件，所选地震波满足规范要求;规范反应谱计算得出的楼层剪力及倾覆弯矩在塔楼40层以上略小于弹性时程分析得出的平均值，设计时将对塔楼40层以上按规范反应谱得出的地震力进行适当放大，X向放大系数为1.09，Y向放大系数为1.07;各条楼层位移曲线形状相似，光滑无突变，X向位移曲线表现为弯剪型，Y向位移曲线表现为弯曲型;各条层间位移角曲线形状相似，曲线较为光滑，结构侧向刚度较为均匀，仅在剪力墙收截面及混凝土等级变号的楼层处稍微突出。
5 设防烈度地震和罕遇地震下的抗震性能验算
按照设定的性能目标要求，需对结构在中震作用下的构件承载力进行复核。
图5 验算拉应力墙肢编号
Fig.5 shear walls number for tensile stress calculation
5.1 中震不屈服计算下拉应力验算
在中震双向地震作用与重力荷载代表值标准组合下(即恒载+0.5活载+双向地震作用)，结构四周的剪力墙容易出现拉力，验算图5中带有编号墙肢的拉应力，其它未编号的墙肢未出现拉应力。验算拉应力时，按弹性模量换算考虑型钢的作用。
Q1-2剪力墙在Y向地震作用下受到拉力较大，B1层～15F层配置约7.4%的Q345型钢能满足拉应力小于两倍混凝土抗拉强度标准值的要求(即2ftk);Q1的其余三片剪力墙在地震作用下满足所受拉力大于一倍ftk，小于两倍混凝土抗拉强度标准值的要求。Q1属于关键构件，因此在Q1-1，Q1-3及Q1-4中的B1层～15层范围内设置构造型钢;其余的剪力墙(Q2～Q6)在地震作用下均能满足拉应力小于两倍混凝土抗拉强度标准值的要求(即2ftk)，但所受拉力大于一倍ftk，在底部加强区宜设置型钢。
5.2 中震抗弯抗剪不屈服验算
根据结构抗震性能要求，底部加强区的剪力墙及框架柱作为关键构件，需满足中震抗剪抗弯均不屈服;一般部位的剪力墙及框架柱作为普通竖向构件，需满足部分构件抗弯屈服，大部分构件抗弯不屈服，且均需满足最小抗剪截面要求。本工程采用等效弹性算法对此进行验算。计算结果表明，中震不屈服的基底剪力约为小震基底剪力的2.6倍。
5.3 大震抗剪截面验算
根据结构抗震性能要求，底部加强区的剪力墙作为关键构件，一般部位的剪力墙作为普通竖向构件，需满足大震最小抗剪截面要求。大震抗剪截面验算时的剪力采用大震不屈服等效弹性算法的结果值。计算结果表明，大震不屈服的基底剪力约为小震基底剪力的5.28倍。
6 罕遇地震下的动力弹塑性时程分析
采用大型通用有限元软件ABAQUS6.12，该软件被工业界和学术研究界广泛应用，是非线性分析领域的顶级软件。对模型的前处理和准备工作由PKPM-SAUSAGE完成。本工程的弹塑性分析将采用基于显式积分的动力弹塑性分析方法，这种分析方法未作任何理论的简化，直接模拟结构在地震力作用下的非线性反应，具有优越性。
经三组地震波，六种地震工况输入下的大震弹塑性分析，综合考虑大震下结构的整体指标响应及结构损伤发展与分布特征，总结如下:
(1)在考虑重力二阶效应及大变形的条件下，结构最大层间位移角为1/130，低于1/120的规范限值。
(2)在各组波作用下，结构最大层间位移角基本都出现在中部楼层，结构位移曲线光滑，位移角曲线没有显著的转折，表明结构在大震弹塑性下没有出现显著的薄弱层。
(3)在各组波作用下，弹塑性楼层位移曲线和层间位移角曲线变化趋势与弹性结果基本一致，弹塑性弹性下基底剪力比值和位移比值均处在合适范围，结构表现出一定的耗能能力。
(4)结构剪力墙和连梁损伤集中在中部电梯筒相关剪力墙，而平面两侧剪力墙受力较小，损伤也不大，这与小震及等效弹性计算结果一致;损伤基本集中在连梁上，部分墙肢端部出现比较严重的受压损伤，但边缘构件均未屈服，结构耗能机制合理。
(5)结构梁板损伤方面，底部楼层与顶部楼层较小，结构中部偏大，但均可接受。
(6)大震下底部墙肢拉力较小，适当配筋即可满足要求。除在电梯筒上方端墙埋置钢骨外(中震性能设计中已考虑)，无需其他加强措施。
7 结论
本项目高度X向超出框架剪力墙结构B级高层建筑最大适用高度140 m，Y向超出剪力墙结构B级高层建筑最大适用高度150 m，并存在平面扭转不规则，结构高宽比适中。采用抗震概念设计方法，根据抗震原则及建筑特点，对整体结构体系及布置进行仔细的考虑并做优化，且设置有效的耗能机制，使之具有良好的结构抗震性能。设计采用多种计算程序进行了弹性和弹塑性的计算，各项指标均满足规范的相关要求。同时在结构端部易受拉剪力墙内设置型钢或增加墙身竖向分布筋，对薄弱部位的剪力墙作了适当加强，保证结构的整体抗震延性。
综上所述，本结构除能够满足竖向荷载和风荷载作用下的有关指标外，抗震性能目标满足D级的要求，设计合理有效，并且安全可行。
参考文献：
［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程［S］.北京:中国建筑工业出版社，2010.Ministry of Housing and Urban-Rural Develgoment of the People’s Republic of China.JGJ 3—2010 Technical specification for concrete structures of tall building［S］.BeiJing:China Architecture＆ Building Press，2010.(in Chinese)
［2］中华人民共和国住房和城乡建设部.建质［2010］109号超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点.Ministry of Housing and Urban-Rural Develgoment of the People’s Republic of China.Construction quality［2010］No109 out-of-codes high rise building for seismic fortification technical points.(in Chinese)
［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50011—2010建筑抗震设计规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2010.Ministry of Housing and Urban-Rural Develgoment of the People’s Republic of China.GB 50011—2010 Code for seismic design of buildings［S］.BeiJing:China Architecture＆Building Press，2010.(in Chinese)
Structure Design of a Super High-rise Residential Building
ZHAO Qing* YI Yufeng
(RBS Architectural Engineering Design Associates，Guangzhou 510170，China)
Abstract：In this article，one of the super high-rise residential buildings was discussed in detail by its structural system concerning performance design.The structure was analyzed with elastic and elastic-plastic analysis by several softwares.The research shows that the indicators are performing well and can meet code requirement，the structure is feasible and safe.
Keywords：super high-rise building，performance design，elastic-plastic analysis
【关键词】 高层住宅 消防给水系统 超压 泄压
1 高层住宅消防给水的几种形式
1.1 高位消防水池供水形式
此形式为在高层住宅的屋顶设置大容量消防水池，以达到灭火灾是所需要的全部消防用水，当发生火灾时，直接依靠消防水池中的水，然后通过室内自动喷水灭火系统和消火栓给水系统进行灭火。除此之外，需要在顶层设置消防增压泵，以满足住宅最高几层的消防设施所需的压力外，另外，不需要再设置消防专用水泵，只需要在适当的高度和部位设置小容量的调压水箱，就可以满足消防使用要求[1]。
此种供水形式不会存在平时因管理不善、长期不使用而致使消防专用水泵需要时无法启动等因素。消防控制简单，安全可靠性高，使用方便；而且对供电要求不严，从而简化了消防给水系统，有利于设计、施工和管理。
1.2 屋顶高位水箱供水形式
这种供水方式是目前高层住宅消防给水设计中采用最多、最易被接受的一种方式。该方法为在高层住宅屋顶设置小容量的高位水箱，与生活用水合用，并满足10min的消防用水量。同时，在住宅物底层（地下室）等设置消防专用水池、水泵。
与高位消防水池供水形式的不同点在于：供水灭火的任务主要由消防专用水泵来完成。从住宅的高度及分区来看，该供水方式又可分为分区并联加压供水、一次加压供水及分区串联加压供水三种形式。分区并联加压和分区串联加压供水，适用于住宅高度超过50m，需分区减压供水的高层住宅，而一次加压供水适用于住宅高度在50m以下，无需分区供水的高层住宅。
1.3 消防气压罐供水形式
次供水方式与其他的不同点在于不需要另设高位水箱，而且消防安全可靠性高，不过对供电要求严格，需要两路电源供电系统。
近年来，该供水方式不受高度的限制，操作简单，安装灵活方便，自动化程度高，消防出水快，技术上可靠安全等优点，为广大使用者青睐，在高层住宅消防给水设计中常常被采用。但是，该供水方式存在的缺点为：耗电较高，日常运行费用大。
1.4 全自动恒压变频调速供水形式
这是一种设备，主要用于生活、消防的新型节。其采用了最新的自动化技术和交流变频调速技术，对管网压力进行检测，调整水泵转速等，保证了管网压力恒定。其特点是消防、生活供水共用一组水泵，减少了设备的占地而积，并且增强了消防供水的安全可靠性。
2 高层住宅消防给水系统超压和泄压问题分析
2.1 给水超压的问题
超压即指给水系统内的水压超过了其工作压力的预定值，从而造成了附件、管道、设备和器材的损坏，最终系统非正常运行的现象。超压问题在高层住宅消防给水系统中普遍存在，所以应当引起重视，并采取相应的防治对策[2]分析超压的原因主要存在以下几种情况：系统出水流量小；异向分区的不合理；水锤超压。
2.2 给水的减压和泄压方式
在自动喷水灭火系统中，普遍存在超压的问题，所以必须采用减压和泄压方式来解决系统的超压问题。给水系统的给水减压可通过两个方面来解决：
首先，选择消防泵时，可以选用流量平缓的消防泵。条件更好的可以选用变频调速消防泵、切线消防泵或者水冷直联消防泵，从而提高消防给水系统的承受压力的能力。使之在超压的一般情况下不至于对给水管网造成损坏。
其次，合理的布置自动喷水给水管网，尽量布置在配水管的两侧，使各个配水管的水压达到均衡。同时，合理的选择下放给水系统的分区，并使给水分区的压力值减小。
3 高层住宅消防给水建议
对高层住宅的消防给水要划分成多个供水区域。针对目前我国高层住宅住宅消防给水存在的问题，我们可以通过整体宣传和问题对症逐一解决相结合的方针进行有效防控[3]。
3.1 加大对消防给水系统的安全全民宣传
我国广大的人民群众对消防知识和防火灾逃生能力安全认识小足、防患意识淡薄。我们可以在全国范围内定期、长效的开展消防安全教育与培训，开展灾难逃生培训，把消防知识、灾难逃生培训技能直接带到小区与小区住户共同探讨自救与他救技巧，切实提高全民消防安全索质，全而落实消防给水安装实施。
3.2 严把消防给水系统的安全建设关
国家应从政策层而上制定高层住宅材料消防给水安全标准，以法规指标将高层住宅住宅外墙保温材料纳入建设工程消防给水设计审核、消防验收和备案抽查、施工检查的范围，从材料源头上消除火灾发生的隐患。在高层住宅消防给水设施建设上，消防栓布局上要严格按照高层住宅规范标准来安装、布置[4]。
3.3 消防给水系统设备应定期检查与更换
在高层住宅建立消防给水设备检查与史换责任制，做到“隐患自查、责任自负、风险自担”。小区的物业安全管理人员，需定期的检查消防给水设备的状态，对过期的、小能使用的消防给水设备向公司中报及时史换。行政执法机构要狠抓年检，实行设施年检制，对进入使用寿命期的住宅消防给水设施进行强制年检，明确检测机构的资质，纳入消防机构管理。
3.4 建立火灾自动报警与联动机制
消防给水系统应与火灾自动报警系统有机的结合在一起。消防联动系统涉及到火灾报警、消防联动的消防系统和设备。自动报警系统以火灾为监控对象，设备一般设置在电梯厅、楼梯、走道等公共部位，通过电子感烟、火灾探测器及时发现和通报火情，并通过联动控制装置进行联动，消防设备的动作信号直接反馈至联动中心，控制系统再采取有效措施扑灭火灾。自动报警与联动系统是将火灾消灭在萌发状态，最大限度地减少火灾危害的有力工具。
4 结语
住宅消防给水系统设计的好坏直接影响到人们的生活安全和生活质量，所以在住宅设计过程中除了满足相关规范要求外，设计者还需要从使用效果上精心考虑，小断总结和完善设计技术，达到设计安全、合理、经济的目的。
参考文献：
[1]高明远，岳秀萍.住宅设备工程（第三版）[M].北京：中国住宅工业出版社，2005.
[2]郑瑞文，刘海辰.消防安全技术[M].北京：化学工业出版社，2004.
关键词：住宅；消防设计；水池；灭火器；消防水箱；室内消火栓
1 消防水池
消防水池是储存消防用水的设施。根据住宅的不同层数应分别按照《高规》及《建规》分别讨论消防水池的设置要求。
1．1消防水池设置条件
当住宅为9层及9层以下的居住建筑(包括设置商业服务网点的居住建筑)，按照《建规》的8．6．1条要求，“符合下列规定之一的，应设置消防水池：①当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量；②市政给水管道为枝状或只有1条进水管，且室内外消防用水量之和大于25Us。”
当住宅为10层及10层以上的居住建筑(包括设置商业服务网点的居住建筑)，按照《高规》的7．3．2条要求，“符合下列条件之一时，高层建筑应设消防水池：7．3．2．1市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量。7．3．2．2市政给水管道为枝状或只有一条进水管(二类居住建筑除外)。”因此，在住宅设计中，应根据建筑所适用的不同规范，只要满足设置消防水池的条件就应当按照规范要求设置消防水池。
1．2 消防水池的容积和布置
消防水池的水量与火灾延续时间密切相关，对住宅设计中的火灾延续时间按照现行的国家规范要求，通常为2h。当室外给水管网能保证火灾延续时间内的室外消防用水量时，消防水池的有效容积只需满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；反之，当室外给水管网不能保证火灾延续时间内的室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内外消防用水量不足部分之和的要求。当室外管网能够在火灾延续时间内保证连续补水时，消防水池的容积可减去火灾延续时间内的补充水量，补水量应经计算确定，补水量计算时设计流速的选取以1．Om／s～1．5m／s为宜，满足《建规》的要求，“补水管的设计流速不宜大于2．5m／s ”。
设计计算得到消防水池的容积大于500m3时，为保证在清洗或检修消防水池时仍能供应消防用水，应将水池分设成两个能够独立使用的水池。当消防水池还贮备有火灾延续时间内的室外消防用水量时即消防水池需供消防车取水时，应设置消防车取水口或取水井，同时应保证取水口或取水井的最低水位与消防车的消防水泵吸水高度不超过6．OOm；设计时应按照所使用的规范要求，合理布置取水口或取水井与被保护建筑物之间的距离及计算确定消防水池的保护半径的大小。由于消防水池贮存的消防水量是水灭火系统的前提，因此在工程设计时应根据项目的自然气候条件，确定消防水池是否需要采用防冻保护措施。
1．3消防水池与其它用水合用的讨论
消防用水水质满足无腐蚀、无污染和不含悬浮杂质，保证设备和管道畅通及不腐蚀和污染设备及管道的天然水源和企业、市政供水系统均可作为消防用水。按照《建规》、《高规》中均要求“消防用水与其它(生产、生活)用水共用的水池，应采取确保消防用水量不作他用的技术措施。”可以看出允许消防用水和生产、生活用水共用水池，而《建筑给水排水设计规范》中3．2．8条规定“生活饮用水池(箱)应与其它用水的水池(箱)分开设置。”由于这两本规范要求的不一致所以在实际的工程设计中很难做到消防用水与其它用水共用水池，在通常的情况下为了避免与规范要求的冲突，设计时将生活水池与消防水池分别单独建造。消防水池的消防贮水量通常都会在几百立方米，有些消防水池容积甚至更会达到上千立方米，但在水池检修和清洗时需要将水池内的水排空，并不能供给生活或生产使用，因此造成水资源使用的浪费。
2 高位消防水箱
常高压消防给水系统 一般能满足灭火时管道内以及建筑内任一处消火栓的水量和水压要求，而临时高压消防给水系统供水可靠性较低，因此为保证建筑的火灾初期的消防用水要求，所以临时高压消防给水系统应设高位消防水箱。(实际工程中稳高压消防给水系统也属于临时高压消防给水系统，但由于使用的地区较少，因此不做介绍。)
2．1消防水箱设置条件
当住宅为超过7层的住宅应设置室内消火栓系统，当消火栓系统供水为临时高压消防给水系统时就应当设置屋面高位消防水箱。
2．2 消防水箱的设置容积
消防水箱的贮水容积按照建筑的室内消防用水量以及建筑物的类别不同有不同的要求。在住宅的消防设计中主要涉及以下几种情况：①居住建筑的层数在7层以上，9层及9层以下(包括首层设置商业服务网点的住宅)。此时的消防水箱容积应按照《建规》中8．4．4条要求“消防水箱应储存lOmin的消防用水量。当室内消防用水量小于等于25L／s，经计算消防水箱所需消防储水量大于12m 时，仍可采用12m3：当室内消防用水量大于25L／s，经计算消防水箱所需消防储水量大于18m 时，仍可采用18m3；”。②居住建筑为19层及19层以上的住宅，消防水箱容积应按照《高规》中7．4．7．1条要求消防水箱的消防储水量不小于12m 。③ 居住建筑为10层～18层的住宅，按照《高规》中7．4．7．1条的要求，消防水箱的消防储水量不小于6．0m3。
2.3 消防水箱的设置高度
当住宅为10层及l0层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)，依据《高规》中7．4．7．2的要求，当建筑高度不超过100m 时，消防水箱的设置高度应满足最不利点消火栓静水压力不应低于0．07MPa；当建筑高度超过10om 时，消防水箱的设置高度应满足最不利点消火栓静水压力不应低于0．15MPa。当消防水箱的设置高度不能满足以上的静压要求时，应设增压设施(增压设施的设置应符合《高规》7．4．8条要求)。
3 室内消火栓系统
3．1室内消火栓系统管道布置
按照《建规》要求，超过七层的住宅应设置室内消火栓系统。室内消火栓给水系统的管道布置及室内消火栓的设置按照住宅类型的不同有较大的区别。按照《建规》、《高规》的消防给水管道的设置要求，7层～9层的单元式住宅楼、塔式住宅楼以及18层及18层以下的单元式住宅、18层及18层以下，每层不超过8户且建筑面积不超过650m 2的塔式住宅；当设两根竖管确有困难时，可设一根消防竖管并可采用一条进水管，但必须采用双阀双出口型消火栓。
3．2 室内消火栓布置
住宅建筑当满足只设一根消防竖管的条件时，室内消火栓应选用双阀双出口型消火栓，其它情况下应尽量采用单阀单出口型室内消火栓。当建筑层数在9层及9层以下时，布置室内消火栓有困难时可以只设置干式消防竖管(应在首层靠出口部位设置便于消防车供水的快速接口和止回阀)和不带消火栓箱的 65mm室内消火栓，消防竖管直径不应小于 65mm。住宅设有消防电梯时为便于消防队员尽快使用消火栓扑救火灾并开辟道路，在消防电梯前室应设置消火栓。
3．3室内消火栓设置的讨论
在住宅设计中常常会遇到底层架空的情况，那么在架空层中是否应设置室内消火栓呢?若架空层四周有窗或外墙与室外环境分隔开，那么按照《建规》8.3．1条及《高规》7．4．6条的要求应设置室内消火栓；当架空层没有外墙或其它与室外环境分隔的构造时，室内消火栓的设置就很难一概而论了。从方便居民或消防队员灭火时使用，实现快出水、早灭火的目的，建议在架空层中有消防电梯到达且防冻保温措施比较容易做到的情况下在架空层中设置室内消火栓。
4 自动喷水灭火系统
4．1 自动喷水灭火系统的设置条件
符合《住宅建筑规范》(GB50368-2005)中9．6．2条“35层及35层以上的住宅建筑应设置自动喷水灭火系统。”以及《高规》7．6．1和7．6．2条要求的住宅建筑中均应设置自动喷水灭火系统。
4．2 自动喷水灭火系统的设置场所
由于《住宅建筑规范》(GB 50368-2005)中9．6．2条规定了设置自动喷水灭火系统的条件，但没有提出设置场所的具体要求，因此具体的设置场所要求仍应按照《高规》7．6．1和7．6．2条的规定即除住宅的户内用房及不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。当住宅建筑为建筑高度不超过100m的普通住宅时，只要建筑层数达到35层也应按照《住宅建筑规范》(GB 50368-2005)中9．6．2条要求设置自动喷水灭火系统，自喷系统的设置部位应依据《高规》7．6．2条执行。在住宅的首层设置商业服务网点时，应当注意商业服务网点的建筑面积是否大于300m2 ，当其建筑面积大于300m2时，整幢建筑就成为了商住楼此时自动喷水灭火系统的设置场所要求应按照《建规》8．5．1条及《高规》7．6．1至7．6．4条的规定对应确定。
4．3 自动喷水灭火系统的系统选择
住宅中依据《建规》、《高规》确定自动喷水灭火系统的设置场所的最大净空高度不超过8m，保护面积不超过l 000m2 并且采用湿式自喷系统时，应按照《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2001)(2005年版)12．0．1条规定采用局部应用系统，其它的情况下应按照该规范第四章的系统选型要求，选择适合工程要求的自动喷水灭火系统。
5 建筑灭火器的设置
《建规》8.1.6条指出“⋯⋯住宅宜设置灭火器健筑灭火器配置设计规范》(GB 50140-2005)的总则中明确“灭火器的配置类型、规格、数量及其设置位置应作为建筑消防工程设计的内容，并应在工程设计图上标明。”所以，在进行住宅的消防设计时建筑灭火器的配置应当是不可缺少的一部分内容。住宅灭火器的配置最低标准应符合“当住宅楼每层的公共部位建筑面积超过100m2时，应配置l具lA的手提式灭火器；每增加100m2时，增配l具lA的手提式灭火器。”住宅楼的公共部位包括套外的走廊、通道、楼梯间、电梯间等，别墅由于没有套外的公共部位因此灭火器的设置应当在室内。在灭火器的配置设计时应当根据火灾种类、危险等级、灭火效能和通用性以及环境温度等因素，合理的选择灭火器类型；如配电间、电信间就不能与住宅的火灾种类一概而论。
关键词消防水池高位消防水箱室内消火栓系统自动喷水灭火系统居住建筑消防定性
住宅（居住建筑）是供家庭居住使用的建筑。住宅按照建筑层数可划分为多层住宅（1层至9层）、小高层住宅（10层至18层，即二类高层住宅）、高层住宅（19层及以上，即一类高层住宅）等类别。住宅消防设计及技术处理，既要保障国家、人民的财产和生命安全，又要考虑建设项目的投资造价，做到安全适用、经济合理。住宅消防设计的主要依据为《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（以下简称《建规》）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005年版）（以下简称《高规》）等相关的国家及地方标准。
一、消防水池
消防水池是储存消防用水的设施。根据住宅的不同性质，按照《高规》或《建规》相关规定考虑消防水池的设置。
1.1 消防水池设置条件
1、《建规》第8.6.1.2条规定消防水池设置条件：“市政给水管道为枝状或只有1条进水管，且室内外消防用水量之和大于25L/s”。设置室内消火栓系统的多层住宅（层数≥8）其室内消防水量为5 L/s，若出现多个单元式住宅拼连成一栋建筑且其体积超过20000m3（这种概率很低但不是没有）或因住宅配套有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地上车库、超过10辆的地下车库（均应设置自动喷水灭火系统）的情况，导致室内外消防用水量之和大于25L/s，则必须设置消防水池。
2、《高规》第7.3.2.2条规定消防水池设置条件：“市政给水管道为枝状或只有一条进水管（二类居住建筑除外）”。国内现有自来水厂很难在环状市政供水管网、消防水量、供水标高等方面均满足高层建筑的常高压供水条件，再加上高层建筑消防执行“室内自救为主、室外扑救为辅”的消防原则，各设计单位目前均考虑高层建筑（含住宅）设置消防水池。
3、与建筑配套的游泳池、景观水池等不能作为消防水池之用。
1.2 消防水池的容积和布置
1、多层、高层住宅消防水池的储水量通常按2h火灾延续时间内灭火水量来确定。一般情况下，高层建筑消防水池内均储存火灾延续时间内的全部室内消防水量，并根据室外给水管网能提供的水源、水量考虑消防水池内是否储存部分或全部室外消防水量。
2、当消防水池储存火灾延续时间内的室外消防用水量时，应设置消防车取水口或取水井，取水口或取水井的最低水位应保证消防车的消防水泵吸水高度不超过6米。设计时，应合理布置消防水池及其取水口、取水井，使之与被保护建筑物之间的距离不应超过消防水池的保护半径。若因住宅小区建筑规模大、距离远，除设置室外消防取水泵直接向室外消防环网供水外，还应设置一套室外消防稳压装置，以保证室外消防环网随时处于常高压状态（水压不低于0.1MPa）。
1.3 消防水池与其它用水合用及消防水池合用
1、《建规》、《高规》中均要求“消防用水与其它（生产、生活）用水共用的水池，应采取确保消防用水量不作他用的技术措施。”，而《建筑给水排水设计规范》中却规定“生活饮用水池（箱）应与其它用水的水池（箱）分开设置。”。鉴于不同规范要求的矛盾，为便于通过审查，实际设计中往往执行规范从严，将生活水池与消防水池分开设置。结果，在城市高层建筑密集区域内，现有多栋建筑的消防水池总储水量就很有可能超过为该区域供水的城市自来水厂1天的产水量，且在消防水池检修清洗时需全部排空，造成水资源的巨大浪费。
2、笔者建议：某些大型居住区，若生活用水量远超过消防灭火用水量，且水池内的储水能在48h内更新以保证生活饮用水质达标，在这种情况下，可以考虑生活消防水池合用。城市高层建筑密集区域内，在消防水池的保护半径内的业主单位也可采取签署消防水互用协议、连通消防水池等措施，让多栋建筑尽量共享消防水池、避免重复建设、保护水资源。但应在设计合用水池时采取相关防倒虹吸、防短流、防污、防他用等技术措施。
二、高位消防水箱
2.1 消防水箱设置条件
为保证建筑的火灾初期的消防用水，按《建规》、《高规》要求，临时高压消防给水系统应设高位消防水箱。
2.2 消防水箱的容积
消防水箱的储水容积主要有这几种情况：
1、居住建筑层数为8层至9层，消防水箱容积应按照《建规》第8.4.4条要求“消防水箱应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量小于等于25L/s，经计算消防水箱所需消防储水量大于12m³时，仍可采用12m³：当室内消防用水量大于25L/s，经计算消防水箱所需消防储水量大于18m³时，仍可采用18m³。”确定。注意，此处室内消防水量应为室内消火栓及自动喷水系统水量之和。
2、居住建筑层数为10层及以上，消防水箱容积应按照《高规》第7.4.7.1条要求分别设为18 m³、12 m³、6 m³等几种规格。
3、当居住建筑中设有需要设置自动喷水灭火系统的车库时，消防水箱的容积不仅要按照《建规》、《高规》的相关条文计算确定，同时还应满足《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-97）第7.1.13条规定，应为18m³。
4、消防水箱的设置高度及压力控制
《建规》第8.4.3条规定“高层厂房（仓库）和高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，并应有保护设施。”。若消防系统能够正常联动、可靠运行，消防水泵一般在接受消火栓按钮的信号后15~30s内启动。重力自流高位消防水箱设置在建筑物最高层处即可保证临时高压供水的消防给水系统的管道中充满灭火水。
《高规》中对消防水箱的设置高度有明确的要求，设计按规范执行即可。
自动喷水灭火系统的高位消防水箱设置高度应满足G50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》（2005年版）第10.3.1条规定。
占地长度超过200米的建筑组团、住宅小区，建议在每个组团最高一栋建筑设屋顶消防水箱或屋顶消防增压装置（需经计算后确定）。
三、室内消火栓系统
3.1室内消火栓的设置条件
除7层及以下的普通住宅外，室内超过此标准的住宅均应设消火栓系统。
3.2 室内消火栓布置
1、《建规》、《高规》中均要求室内消火栓布置满足同层两支水枪的充实水柱同时到达被保护的部位。
2、多层住宅消火栓立管可设置在楼梯间休息平台上。高层住宅因设有封闭楼梯间或防烟楼梯间，消火栓立管可设置在本层公共走道、消防电梯前室等处。
3、消防电梯前室应设消火栓，并计入正常使用消火栓数量（仅限于普通住宅）。公共走道上消火栓、立管的安装不得影响入户门的开启，不得使疏散走道的净距（宽）小于1.2米，并应在建筑图上注明消火栓、立管位置，消火栓图示须明确单栓还是双栓，水平管与消防栓接口不得影响吊顶装修。消防栓箱宜优先采用薄型，并结合装修暗装或半暗装设计。商业门面消火栓在满足建筑美观的条件下，尽量暗装于门面外墙。若确须设于室内，但必须满足消防设计规范。室内消火栓应设置在走道、楼梯附近的便于取用的公共部位，不宜设在商铺、房间、楼梯间内。
四、自动喷水灭火系统
4.1 自动喷水灭火系统的设置条件
1、《住宅建筑规范》(GB50368-2005)第9.6.2条规定“35层及35层以上的住宅建筑应设置自动喷水灭火系统。”，也就是说，建筑高度虽然不超过100m的普通住宅，但只要其层数达到35层也应设置自动喷水灭火系统。《高规》第7.6.1和7.6.2条也要求在住宅建筑中的部分位置设置自动喷水灭火系统。
2、符合《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-97）第7.2.1条要求的居住建筑的配套附属汽车库应设置自动喷水灭火系统。
4.2 自动喷水灭火系统的设置场所
虽然《住宅建筑规范》（GB 50368-2005）第9.6.2条规定了设置自动喷水灭火系统的条件，但没有确定具体设置场所，特别是住宅户内是否需设自动喷水系统？业内对此有不同意见。笔者认为按照《高规》第7.6.1和7.6.2条的规定来控制自动喷水灭火系统的设置位置即可，不宜从严。
五、普通住宅消防设计类别的判定
5.1商业服务网点形式的认定
无论《建规》还是《高规》中均将居住建筑底部设置的商业服务网点纳入居住功能。商业服务网点形式有单层和跃层式（跃1层）商业服务网点两种形式，应注意其疏散方向、疏散出口、防火隔断与上部住宅的分开设置且单套建筑面积不应超过300m2。跃层式网点内上下层联系交通必须在本网点内部解决，不得借用公用楼梯走道、连通廊。网点之间互通开门或设连通廊等，均不属于商业服务网点，其所在居住建筑不应定性为普通住宅。
5.2 其它配套功能的认定
1、规划（建设）行政主管部门出具的《建设项目选址意见书》及其设计条件、法定控规中要求的，在项目建设中必须配套设置的社区管理用房、社区工作用房、社区卫生室、社区活动室、社区文化站、物管办公用房、居委会、警务室（派出所）、公厕等公共服务设施和配套用房，若其建筑面积不超过300m2，且只设置在居住建筑首层、独立疏散，则可根据其仅配套服务于本居住项目之目的，将其定性为普通住宅功能的组成部分。
关键词：建筑设计；住宅工程；常见问题
Abstract: with the development of city construction speed, the real estate of warming, people on the quality of the construction project is more and more attention, this paper combined with years of the worked experience according to the current residential building design problems, and make some phase and the solving measures.
Keywords: architectural design; Residential projects; Common problem
中图分类号：[F287.8]文献标识码：A文章编号：
引 言
近几年，随着房地产市场开发的日渐发展，我国在建筑设计方面的整体水平有较大的提高，为了保证住宅质量，提高人民群众生活水平，国家建设部提出，住宅设计应当贯穿“适用、经济、安全、美观”的建设方针和“以人为本”的指导思想。下面就住宅建筑设计中常见的一些不符合强制性规范要求的问题作分析和比较。
一、建筑住宅设计中常见的问题与解决措施
1.1建筑物定性
一幢住宅建筑当其使用功能为纯住宅时，要明确其是多层建筑，一类还是二类高层并不困难，但当其使用功能超过2种时，许多设计人员就开始犯难了。一旦定性错误，那后面的设计肯定就一错百错了。设计一开始时，要把握住以下几点：
(1)非营业性的公寓、宿舍（包括底部设有营业性商业服务用房，层数不超过2层（不得设置于地下室）、面积不超过300㎡)，和为住宅服务的管理办公服务用房、娱乐休闲用房等内容的建筑均可定为居住建筑。当层数为9层以下（含9层）时，无论高度是否超过24m，均按多层执行《建规》。
(2)建筑底部超过1层为公共建筑（性质单一）上部为居住建筑时，规范尚未明确归属，暂按商住楼性质判定；底层商业服务用房2层以上如设有与上下层无关的其他公共建筑时，应定为综合楼。无论几层，只要高度超过24m，均为高层建筑。
(3)建筑高度超过50m或24m以上任1层建筑面积超过1500㎡的商住楼为一类高层，其它为二类高层。
注：上述建筑高度的计算：应从室外地面算至屋面面层（建筑构造层完后的表面）。
1.2住户入口层楼面距室外地面的高度超过16m以上的住宅，必须设置电梯
对这个问题，早些时候有些设计者最容易忽略，因为许多老的住宅小区往往盖到7层，甚至8层都不设电梯，这是不合规范的，也没有充分体现"以人为本”的精神。对此，应把握好主要的一点：高度计算时，应加上室内外高差，从室外地坪算起，尤其要注意坡地建筑，是就低不就高。
1.3住宅建筑上下相邻套房开口部位间多层应设置高度不低于0.8m的窗坎墙，高层住宅则要求窗坎墙不低于1.2m。
现在许多住宅为了房间的敞亮和立面造型的需要，往往设计成落地窗、低窗台和凸窗，或者是下层是阳台，上层阳台和下层错开，又是落地窗的情况，很容易造成窗坎墙的高度不满足上述要求，尤以高层住宅为主，且容易被忽略，。遇到这种情况时，有3种处理手法：
①不满足高度的下部窗户采用固定防火窗：
②如果房间的功能允许，提高上层窗户的窗台高度；
③下部窗户的窗顶梁下吊板，减小窗户高度。
需要特别说明的是：如果上、下层为跃层，同属一户，则不受此条的限制。
1.4楼梯间窗口与套房窗口最近边缘之间的水平间距不应小于l.Om
楼梯间作为人员疏散的通道，保证其免受火灾烟气的影响十分重要。在设计上，特别要注意转角户型的处理。
1.5高层单元式住宅单元之间窗口与窗口最近边缘之间的水平距离不应小于2.Om，户与户之间不小于1.2m
这是小于或等于18层的高层单元式住宅设置一部疏散楼梯的条件之一，也是设计人员容易忽略的问题之一。条式住宅的中间单元相连处一般是挖l条凹槽，让布置于此的卫生间借此通风采光，为了满足此条规范的要求，现在常见的处理手法是：
①在2个单元之间加l面防火墙，如图1所示，但这种做法是否可行，还有待消防部门的认可；
②卫生间的窗设计为固定乙级防火窗，里面增加通风竖井。
图1建筑凹缝处开窗的处理手法之一
1.6防火分区
一般来说，住宅防火分区不太容易违规，因为住宅每层的面积不会太大，但也许正是这样，此类问题常被忽视，特别要注意有跃层式套型时，应该上、下层叠加计算面积。一个防火分区的最大面积是：多层2500㎡，一类高层lOOO㎡，二类高层1500㎡，设有自动灭火系统时增加1倍。大底盘多塔楼的商住楼，塔楼间距符合规范规定的防火间距时，可分别计算面积。当一层平面中有2个或2个以上防火分区时，应绘制防火分隔及各防火分区面积指标简图，以方便消防审查。
1.7疏散宽度、距离及其他要求
这是设计中的重点，也是相关部门审核中容易出问题的地方，归纳起来，主要有以下几点：
(1)疏散宽度：规范所要求的宽度均为净宽，是扣除了装修宽度和栏杆等构件的尺寸后的净尺寸，设计时，不应把标注尺寸当作实际尺寸，应略有富余。
(2)疏散距离：要牢记跃廊式住宅的安全疏散距离的计算，应从户门算至房间内最远一点，户内楼梯的计算，《高规》要求按其1.5倍水平投影计算，而《建规》则要求按其楼梯总长度的水平投影计算。工作中，要根据实际工程情况按不同的规范执行。
(3)需设2个出口的情况：单元任一层建筑面积大于650㎡，或任一住户的户门至安全出口的距离大于15m (10层以下)、lOm (10～18层)时，和超过19层时，要求每层安全出口不应少于2个；高层塔式住宅一般采用两部剪刀楼梯，共用前室，但当楼梯下到底层时，也应该有两个独立的安全出口。2个出口的间距不应小于5m，这点实施起来有一定的难度，但还是应该满足规范要求。
(4)当地下、地上共用楼梯间时，在首层采用耐火极限不低于2h的不燃烧墙体隔开，一般的设计者都会注意到这一点，而忽略了“直通室外”这一要点，这几乎是审图机构提得最多的问题之一。
(5)楼梯间应通至屋顶，设计时，各单元楼梯间均应出到屋面，并且连通。对于坡屋面，可以在不破坏立面的情况下局部设计为平屋面，保证楼梯间的连通。
1.8封闭楼梯间和消防电梯的设置
(1)超过2层的通廊式居住建筑要设封闭楼梯间，内廊是肯定要设的，按规范要求外廊也要设，但是意义不大，因为外廊本身就是敞开的，具体要跟当地消防部门沟通；当电梯井和楼梯间相邻布置时，也要设置封闭楼梯间。以上两种情况当户门为乙级防火门时，可不设封闭楼梯间，如果套数较多时，还是设封闭楼梯间安全、经济一些，也容易实施。
(2)除通廊式外其他形式的居住建筑层数超过6层或者任一层面积超过5 00㎡时，应设置封闭楼梯，当户门为乙级防火门时，可不设封闭楼梯间。层数上一般会注意，但往往容易忽略面积，实际工作中应特别注意这一点。
需要说明的是：上述居住建筑不仅仅指套型住宅，还包括宿舍、单身公寓等以居住为主的建筑。
(3)塔式住宅、12层及12层以上的单元式和通廊式住宅，需设消防电梯。当遇到11层跃12层时；或是建筑只有11层，但底层层高太高（如达到4.5m，应折算为2层）时，也应该算作12层，按规范要求设置消防电梯。
二、建筑住宅设计中其他需要注意的事项
需要注意的事项还很多，限于篇幅的原因，在此就不一一详细叙述，只是简要地列举出来，供设计时严格执行规范，并灵活应用于实际工作中。主要有：
(1)日照、采光、通风：要避免黑房间，采光系数（窗地比）满足要求。
(2)卫生视距、噪声防治：除满足防火间距外，塔式、条式住宅还要考虑不同的卫生、防噪间距；与电梯相邻的主要房间，要采取防噪措施；维护结构的隔声性能也要满足要求，这点最易忽视。
(3)房间的尺寸大小、形状、比例要满足规范要求，便于使用，尤其是小户型的厨、卫设计，最易犯规。
(4)栏杆的高度、净距，尤其是儿童不易攀爬这一条要满足要求；楼梯、阳（露）台、护窗栏杆要分别表述清楚，注意净高的计算（是从完成面算起）和强度的要求，还有可踏面的要求。
(5)当出入口位于阳台等下方时要采取防护措施，这一条也容易被忽视。
(6)无障碍设计的范围包括建筑入口、入口平台、侯梯厅、公共走道、无障碍住房等，各部分在设计时要满足要求，注意不要漏项。
(7)节能设计方面，设计说明中要说清建筑的体型系数、窗地比、维护结构的传热系数、外窗遮阳系数等方面，严格遵守国家及地方的有关规范、规定。
关键词：住宅建筑设计；细节处理
中图分类号：TU201
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2013）07-0172-02
1.前言
住宅，作为一种最常见的建筑类型，在我们的建筑设计中，也占了一个相当大的比重。但怎样的住宅是好的设计，仁者见仁智者见智，我们很难有一个统一的判断标准。而且，目前居高不下的房价，让我们设计者在设计之初，就得考虑消费者的经济承受能力、开发商的利益空间等问题，往往我们的设计过程就是一个各方利益平衡的过程。作为消费者，对于我们的设计也更为挑剔，所以，这几年，我们面临的纠纷也不断增多，这就迫使我们设计者在设计中除了考虑设计理念、空间合理利用等因素外，还得考虑自我保护，如何遵守我们国家繁多的规范。纵观我自己近20年的设计，对于住宅设计中一些容易忽略的问题及防治解决措施作了一下总结，与大家分享。
2.总平面设计容易忽略的常见问题
2.1绿地率的计算
按照《城市居住区规划设计规范》的要求，住宅小区内绿地率的计算面积应扣除建筑周边1.5m的范围。但实际工作中，我发现大部分的设计人员在匡算绿地面积时会忽略这一点，匡算至外墙边。以前，绿化验收工作比较马虎时，这样计算也蒙混过关了，但现在各部门的验收工作越来越规范，越来越严格，这样的问题就值得我们引起重视了，否则，在验收时就会出现不合格的现象，应当予以重视。
同时，由于小区停车位要求的提高，小区的车库越建越大。按照相关规范要求，车库顶部覆土大于等于1.5m，其上的绿地面积才能计入绿地率。这点作为设计师应尤其注意。
此外，值得注意的是，消防登高场地的范围，我们不能采用铺植草砖的方式计算绿地率。自上海11.15大火以后，消防在这方面的要求予以了进一步的明确，验收时也更为严格。
2.2地下车库进排风口与住宅的距离及离地高度
目前，小区的停车位要求越来越高，地下车库越建越大。在上海，基本上新建的住宅小区，地下基本全部掏空。如此大的车库，必然分为很多个防火分区，每个防火分区均有进风机房和排风机房，这些机房的设置与车库的车道及停车布置相关，同时要考虑相对位置在通风要求上的合理性，在满足以上要求的同时，我们应注意这两个机房出地面的进风口和排风口在总平面上的位置，避免其与道路冲突，同时与住宅留出足够的间距。尽管查不到有关排风口与住宅的间距要求的条文，我们还是要尽可能地远离住宅，并杜绝排风口正对住宅门窗洞口的现象。排风口底部离地的高度，按照《汽车库设计规范》的要求为离地2.5m，按照《采暖通风与空气调节设计规范》的要求为2m。上海市地方标准《机动车停车库（场）环境保护设计规程》中规定，排风口底部离地应满足2.5m，当位于无人员出入的绿化中时，可适当降低。如果能做到2.5m，这是最理想的，但此高度可能对景观的影响较大，所以我们最低限度应做到2m，并注意与周边的关系予以技术处理，否则在竣工验收中我们可能面临需整改的问题。
2.3地下车库出入口位置
2.3.1出入口与道路的关系
《汽车库设计规范》中，对出入口与城市道路的距离有具体的要求，但与小区道路就没有明确的要求。所以，我们很多设计师在设计出入口时就比较随意。但从使用和安全的角度出发，我觉得我们在设计上应注意一些细节，比如，出入口与小区道路间留个大于2m的距离，并保证120°范围内无遮挡障碍物；出入口与道路尽量垂直相交，避免车辆出库后大角度地转弯；出入口的位置尽量少地干扰小区主干道的通行等。
2.3.2出入口与住宅的间距
这个问题也是一个比较敏感的问题，国家没有相应的技术规范要求，上海市地方标准《机动车停车库（场）环境保护设计规程》中，有10m的要求，由于这本规范不是我们设计中常用的规范，所以，很多设计人员可能会忽略这个问题，在此列出，以供大家参考。
3.建筑单体设计容易忽略的问题
3.1低层、多层、中高层及高层的界定
《民用建筑设计通则》《住宅设计规范》中，均定义低层住宅为一层至三层；多层住宅为四层至六层；中高层住宅为七层至九层；高层住宅为十层及以上。但这两个规范中，没有定义具体的层数如何计算，底层设架空层或层高不超过2.2m的用房时，是否记为一层？《建筑设计防火规范》中，明确建筑的地下室、半地下室的顶板面高出室外设计地面的高度小于等于1.5m者，建筑底部设置的高度不超过2.2m的自行车库、储藏室、敞开空间，以及建筑屋顶上突出的局部设备用房、出屋面的楼梯间等，可不计入建筑层数内。住宅顶部为2层一套的跃层，可按1层计，其他部位的跃层以及顶部多于2层一套的跃层，应计入层数。
之所以在这里累述关于住宅类型的界定，是因为，不同层数的界定，国家相关规范有不同的设计要求，有时，我们会忽略这方面的问题，以我个人在实际工作中碰到的一个实际案例为例，说明如下。
我在工作中曾遇见这样的案例：业主要求，住宅一层设自行车库，上面建六层住宅。那么，按照以上规范条文，该项目如果想按照多层住宅未定义，则一层自行车库必须高度小于2.2m，而且按照不超16m的要求，如果界定住宅层高按常规的2.8m计算，自行车库高度只能做到2m，且室内地坪不能高出室外地坪面。但如果自行车库层高只做2m，则不能满足作为经常有人员出入的场所，净高不小于2m的规定。
业主对于这样的设定不满意，他们提供了当地设计单位常规的做法。在当地，设计单位把一层车库设计为2.4m的层高，其上住宅设计为2.7m的层高。然后，该住宅按照多层住宅来处理。对于这样的处理，个人认为，从规范条文解释上，该住宅层数已为7层，按照多层住宅处理，存在以下几方面的问题：
3.1.1电梯的设置
《住宅设计规范》4.1.6条规定，“七层及以上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”。该条文为强制性条文，注释中，注明底层为商店或其他用房的多层住宅，底层为架空层或储存空间的多层住宅，其住户人口层楼面距该建筑物的室外设计地面高度超过16m时必须设置电梯。
该住宅入口高度经过处理，不超过16m，但层数为7层，同样应该设置电梯。
3.1.2楼梯间的处理
《住宅建筑设计规范》4.1.2条规定，“楼梯梯段净宽不应小于1.10m。六层及六层以下住宅，一边设有栏杆的梯段净宽不应小于1m。”
一般，我们多层住宅的楼梯间轴线宽度设计为2.4m，一般墙厚度为240mm厚，楼梯间净宽为2160mm。不设梯井，梯段宽度为1080mm，算上栏杆宽度及墙面粉刷层厚度，勉强能满足梯段净宽1m的要求。但该单体应为7层，所以应满足1.10m的要求，所以，楼梯设计中应放宽梯间的宽度。
另外，按照《建筑防火设计规范》第5.3.10条规定，如建筑层数超过6层，则应设置封闭楼梯间或将楼梯间的门窗设置为乙级防火门窗。
通过以上案例，可以看出，我们对一个问题进行了技术处理，规避了一些规范条文约束的同时，又会衍生出另一些问题，在处理时，我们必须全面考虑。
3.2交通空间
由于经济的问题，我们在住宅设计中尤其注意得房率，使得我们在公共交通面积的设计上，所有的尺寸均按照规范的最小尺寸去做。但这样做的同时，我们尤其需要注意一些部位的细节，否则处理不好就违反了相关规范或引起纠纷，我总结了一下，有以下几方面。
3.2.1入地下室防火分隔墙处楼梯的净宽问题
《建筑设计防火规范》中，要求用耐火极限大于2小时的不燃烧体墙及乙级防火门将地下半地下部分与地上隔开，所以下地下室时，我们需将楼梯栏杆改为实体墙，墙体厚度需做100厚方能满足2小时的要求。我们有些设计师会比较随意地将墙设在其中一个梯段上，由于楼梯间尺寸一般都是卡着最小尺寸做的，这样做的结果是使下地下室的一个梯段宽度不满足1m（多层）和1.1m（高层）的要求。有时我们设计注意到了这个问题，但施工人员未注意也会做错，所以在设计交底时应特别提醒施工人员予以注意。
3.2.2楼梯休息平台的净宽
《民用建筑设计通则》规定，楼梯平台净宽不小于梯段净宽并不小于1.2m，我们一般会从踏步起点至墙面的尺寸留为1.2m，考虑墙面粉刷，会放出50mm的余量，但平台处，楼梯扶手往往会突进平台，考虑此部分，平台宽度就会不满足，所以，我们应在设计交底时特别强调此点，楼梯扶手转弯时不能突入平台。
3.2.3电梯厅净宽
《民用建筑设计通则》规定，电梯厅深度应大于等于最大轿厢深度并不小于1.5m，现行的住宅设计规范要求设置一台担架梯。按照有关解释，轿厢尺寸满足1.4m×1.4m的净尺寸就可以满足担架的斜放，所以，电梯厅深度满足1.5m就可以了。但《城市道路和建筑物无障碍设计规范》中，首先对居住建筑需进行无障碍设计的部位进行了定义，高层、中高层住宅的候梯厅为无障碍设计的范围，对于候梯厅的深度要求为1.8m，这就与《民用建筑设计通则》相矛盾，设计时我们应引起重视。
3.2.4入户门开启方向
对于入户门的开启方向，设计人员一般比较随意，设计规范也没有特别的规定。但不经意间就会埋下纠纷的隐患。为了提高得房率，公共空间我们一般都会抠得比较紧凑，配套的设备专业往往见缝插针式地布置设备。此时，如果入户门往公共空间开启，就应注意是否会影响公共空间的疏散，门扇开启后是否会影响消火栓门的开启等。如果入户门往住户户内空间开启，就应考虑门开启后鞋柜，衣帽柜的位置等，要方便住户的布置和使用。对于方案时提供的门开启方向在施工图阶段有修改的，就应及时与设备专业及时沟通，以免发生开关装在门背后等情况的发生。
3.3阳台空间
阳台的设计主要有几点需要注意。
3.3.1建筑面积
《建筑工程建筑面积计算规范》对阳台面积的计算条文为“建筑物的阳台均应按其水平投影面积的1/2计算”。这个水平投影面积可以理解为阳台结构板的投影面积。但上海市测绘部门的内部文件计算时以阳台栏杆中心线为准。如果按结构底板投影计算，不会产生超面积问题，但测绘面积会减小，对于大型住宅小区，整个小区的减少面积还是相当可观的，如一个3000户的住宅小区，每户阳台面积测绘减少0.5m2，整个小区就减少面积1500m2，对建设单位来说是一个相当可观的数据。
同样的，由于有以上计算一半面积的条文，在加上前几年7090政策的推行，开发商想出了拓展面积的方法，就是把整间房间定义为阳台。同时，超面积时又会把阳台的一部分定义为设备平台，不计入面积计算。针对这种情况，上海市于2011年8月出了《上海市建筑面积计算规划管理暂行规定》，2011年10月1日开始实施。规定中针对以上情况，规定大于8m2的阳台将以全面积记入容积率，同时设备平台、装饰性阳台进深大于0.6m也将被记入容积率。其他省市对此也出了一些相关的条文，我们在设计时应先了解清楚。
3.3.2栏杆高度
规范规定，多层建筑栏杆高度为1.05m，高层建筑栏杆高度为1.1m，窗台的高度小于0.9m时应加护栏。目前，我们设计的住宅，有时建设单位会要求做全封闭阳台，此时有些设计人员就会把栏板视同于窗台。对此，2011版的住宅设计规范在条文说明中有明确的解释，还是应执行栏杆高度的要求。
3.4套内空间
住宅的套内空间设计，我们应注意以下几点。
3.4.1窗地面积比
《住宅设计规范》要求，卧室、起居室（厅）和厨房的窗地面积比不应小于1/7。—般情况下，卧室均会满足，但厨房和厅有时就会忽略掉，设计时稍加注意，这种情况还是可以避免的，如设计时不注意，等审图时再发现，往往盖起来就相当麻烦，会牵涉到其他专业的相应修改。
3.4.2上下房型发生变化时引起的问题
由于立面变化需要或是业主要求，我们有时会将部分房型进行变化，上下户型不一致，此时，我们应注意几方面的问题。首先，我们应注意上层的卫生间布置是否在下层住户的起居室、卧室、餐厅、厨房的上部。其次，上层如相对于下层有缩进留出退台等情况，应协调结构专业采取上翻梁等措施，以免出现下层住户卧室中间出现大梁压顶等情况。如上层住户改为了复式住宅，应核定一下复式上层的消防疏散距离是否满足相关规范的要求。
具体到建筑领域，就是如何在同样的用地上解决好更多人的居住问题。从规划建筑学的角度来讲有两个指标与此有直接关系，一是建筑密度，二是建筑容积率。而住宅高层化无疑是解决这一问题行之有效的途径之一。据资料显示：目前我国人均住宅面积已达到22m，在本世纪初的五年内住宅的建设量将达到每年4.59亿平方米，将为城市居民提供500万套的住宅，建设量之巨在世界各国中绝无仅有。而其中，城市高层住宅占到了很大比重。因此，新世纪对城市住宅，尤其是高层住宅的研究就具有极端的重要性和现实意义。而近几年来，板式高层住宅在我国城市建设中占据越来越大的比重。我们有必要对其进行研究探讨，在理论、研究上先行一步，冷静思考未来高层住宅的模式并寻找相应的答案。
2.板式高层住宅的定义
具体到板式高层住宅，目前也没有一个严格的定义，许多人以“板楼”称之。一种观点是从外观来对其进行定义：设高层住宅的高度为H，住宅宽度为L，当H/L<1/2.5，就称为板式高层住宅。但这种定义并不确切，如上海世贸滨江花园超高层住宅小区，这种住宅从外形上来看，比例似乎和塔式高层更类似，高宽比不符合H/L<1/2.5，这些情况下就不能套用这个定义。我认为，给板式高层住宅下个较为准确的定义还是应该看其平面。我们知道，塔式高层有明确的定义：是指以一组垂直交通枢纽为中心，各户环绕布置，不与其他单元拼结，独立自成一栋。我们可以采取“非此即彼”的方法来定义板式高层住宅。本文对板式高层住宅做如下定义：七层以上包括七层,设有电梯作为垂直交通工具的非塔式高层的高层住宅。按照这个定义，组合式单元高层住宅、内廊式高层住宅、外廊式高层住宅、越廊式高层住宅等都属于板式高层住宅，还包括了这几种型式混合运用的高层住宅。住宅的外立面不再是一个决定因素。这是一个对板式高层住宅广义的定义。我认为，随着高层住宅技术的不断发展，必然会出现和以往不同的住宅形式，呈现出不同的住宅特点，例如目前出现了一种融合板式和塔式特点的高层住宅形式：一梯三户的“短板式高层住宅”，将塔楼和板楼两种住宅形式的特点融合在一起：端头两户沿袭了板楼南北通透，朝向均好的优势，中间的户型通常以上下两层作为一个复式居住单元，大大改善了居住质量。
3.对板式高层住宅建筑设计探讨
3.1板式高层住宅朝向的问题
板式高层住宅采光分为直接采光和间接采光两种。采光窗户直接向外开设称为直接采光；采光窗户朝向封闭式走廊、直接采光的厅、厨房等称为间接采光。间接采光效果显然不如直接采光。
现在高层住宅设计中有种介于直接采光和间接采光之间的方式，多见于大进深高层住宅：住宅外立面凹凸不平，采光窗虽然直接对外，但由于处于较深的凹空间内，处于凸出部分阴影内，采光效果受到很大影响，其室内房间如作为厨房、厕所等辅房间来使用尚可，但如果作为卧室、厅的采光通风就很不理想。我认为这是一种钻建筑法规空子的设计方法，我国《住宅设计规范》中规定：“厨房应有直接采光，自然通风”，虽然这种凹口内采光也满足了规范基本要求，但实际效果并不理想，一天中绝大部分时间还是无法直接采光。我认为现行的住宅规范应明确这种采光的方式，并在规范上对其使用加以限制，比如规定此种采光方式只能使用于辅房间，而不能使用于客厅、卧室等主要生活、起居房间。光线之于建筑如同呼吸之于人体，光线会使居住的空间充满灵动和生气。相对南向光线来说，东向西向光线更加富于变化。板式高层住宅在考虑吸收利用南向采光的同时，还应将东向、西向光线利用起来。东西向光线的利用常常要结合遮阳措施，如遮阳板、遮阳百叶等等，而且窗户面积也要经过科学计算。
3.2板式高层住宅通风
相对塔式高层住宅来说，板式高层住宅更容易组织穿堂风，好的朝向对其室内通风有很大帮助。适宜的通风能保证室内外空气顺利流通，特别是在炎热的夏季能有穿堂风通。风的另外一个作用是能迅速排除房间内部的异味，维护室内环境质量。住宅通风还和住户的身体健康有直接的关系，2003年世界上爆发的非典型性肺炎Sars就提醒了我们要从住宅设计入手增强住宅卫生防疫功能，这也是此次非典疫情带给整个房地产业的思考板。板式高层住宅室内通风换气是十分简便而且行之有效的净化方法。资料显示室：内空气污染要比室外高2~5，倍严重的高达百倍以上。住宅内良好的通风可大幅度降低室内微生物密度，开窗75分钟就可减少室内96.4%~99.5%的细菌。
从通风角度看，我国大部分地区夏季盛行东南风。高层住宅面南。东南风可直接吹入。有利于空气的流通。也使人感到凉爽舒适；冬季盛行西北风，由于关闭了朝北的窗户，西北风很难直接吹入，而住户多居住、活动于朝南房间，这样可避免寒风的侵袭，使人有一个比较温暖舒适的小环境。由于地理位置和气候不同，我国北方地区如北京和南方地区相比更需要阳光和采暖，因此北方的板式高层住宅建设也更应重视朝向；而南方地区，如广州、香港的高层住宅则更需要通风，甚至连浴室也需要直接对外开窗，反映在住宅平面上缺口就较多。
3.3板式高层住宅电梯设计
在板式高层住宅中，电梯是最为主要的垂直交通工具，按照一般的设计规定，每部电梯的使用户数和消防电梯的设置都是非常明确的。一般来讲,一台电梯承担50户左右的运送量较为合理。
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