高层建筑设计原理

1、高层建筑设计原理和方法一.设计部分 二.规范部分 三.考题部分一、设计部分总平面布置 标准层设计 地下停车高层建筑设计三大特点1.结构设计2.交通流线3.安全疏散 1. 高层建筑结构设计的特殊性 a. 水平荷载是设计的主要因素 水平荷载产生的弯矩与高度的 二次方成正比 M=qH/3 水平荷载产生的侧向位移与高度的 四次方成正比 =11qH4/120EI b. 位移控制是高层建筑结构验算的主要依据 位移过大产生附加内力,导致偏心加剧而破坏结构体系。 位移过大使人们感到不适和恐慌。 位移过大使墙体主要结构构件开裂，电梯轨道变形，水电管道受损。 c. 抗震设计要求更高2. 高层建筑交通流线组织的特殊

2、性 以垂直交通为主要流线形式 3. 高层建筑安全疏散的特殊性 高层建筑消防安全设计以预防为主，防消结合，立足自防自救 一、 总平面布局 1. 基地定界 道路红线：城市道路用地与建筑用地之间的分界线 建筑红线：建筑用地间分界线或与道路红线共同的分界线 蓝线：河流水体用地界线 绿线：城市绿地用地界线 建筑范围控制线：基地上可建筑的范围界线 高层建筑退界要求：主要道路8米，次要道路5米。 2. 基地出入口 规范要求、内部空间布局需要3. 主体建筑位置关系 功能布局、空间层次、城市景观、日照间距4. 景向与朝向 建筑景向、建筑朝向5. 广场道路及停车 行车原则、回车线路、地面临时停车位、消防通道、广场

3、尺度、坡道出入 口位置、坡道长度估算、地下停车库范围、良好的通视条件6. 绿化环境 绿化率要求、绿化环境的整体性、内外空间的有机性、城市景观的系统性 二. 标准层平面设计标准层平面设计 1. 基本平面形式极其特点 影响高层建筑标准层平面形式的因素有： 地形、朝向、景观、结构、造价等2. 典型平面形式分析 公共走道净高2.1m 单面公共走道净宽参考值1.8m，双面公共走道净宽参考值2.1m3. 核心筒设计核心筒面积一般占标准层面积的15%20%左右基本功能：客梯、消防楼梯、消防电梯、设备用房、管道井等结构体系及剪力墙的表达4. 4. 结构布置与层高要求 框架剪力墙或框筒结构 结构跨度对客房及地下

4、停车场的影响 结构跨度与层高的关系三. 地下停车设计地下停车设计 行车路线：逆时针组织行车流线 回车：尽量环线组织，袋型走道留回车位 防火分区：地下室停车库防火分区最大面积为2000 m2 室内净高：车库室内净高应大于2.2m 安全疏散口：每个防火分区保证不少于二个安全出入口二、规范部分高层民用建筑设计防火规范一般概念 高层民用建筑设计防火规范GB50045-95为强制性 国家标准 超规时建设主管部门主持下，建设单位、设计单位和 消防监督机构协商解决 主编部门公安部 批准部门建设部 1.总则 高层建筑防火设计的八字方针：预防为主，防消结合。 本规范适用于下列新建、扩建和改建的高层建筑及其其裙房

5、。 十层及十层以上的居住建筑 建筑高度超过24M的公共建筑 本规范不适用于单层主体建筑高度超过24M的体育馆、会堂、剧院等公共建筑以及高层建筑中的人民防空地下室。 高度超过250M时消防问题应专题论证 2.术语 裙房 建筑高度 耐火极限、燃烧体 商住楼、综合楼 地下室、半地下室 安全出口 3.建筑分类和耐火等级 高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救 难度等进行分类。一类建筑： 住宅：十九层及以上 公建：H50M；S1000M（公建高度超过24M以上部分） H50M；S1500M（商住楼高度超过24M以上部分） 中央或省部级重要特殊类建筑二类建筑： 住宅：十层至十八层 公建：除一类高

6、层建筑以外 耐火等级 高层建筑的耐火等级应分一、二两级一类高层建筑的耐火等级应为一级二类高层建筑的耐火等级不应低于二级裙房的耐火等级不应低于二级（一类建筑要求相同）地下室的耐火等级应为一级（二类建筑要求相同）一般建筑构件耐火极限（一级耐火等级）防火墙3.00h一般承重墙2.00h楼板1.50h 4. 总平面布局和平面布置 a.一般规定 关于设备用房 锅炉房、变压器等设备用房宜设置在高层建筑外的专用房 间内 如要设置在高层建筑中，容量、位置、隔离措施是三个主 要考虑因素 火灾自动报警系统和自动灭火系统二者必须同时满足规范 要求。 关于消防控制室 关于高层建筑内的观众厅、会议厅、多功能厅等人员密集

7、 场所 关于高层建筑内的歌舞厅、卡拉OK厅、夜总会、录像厅、 放映厅、桑那浴室、游艺厅、网吧等歌舞娱乐放映游艺场 所 关于地下商场 关于托儿所、幼儿园、游乐厅等儿童活动场所 关于高层建筑消防（登高）暴露面 高层建筑的底边至少有一个长边或周长的1/4且不小于一个 长边长度，不应布置高度大于5.00m，进深大于4.00m的裙房， 且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。 b.防火间距 关于高层建筑之间及高层建筑与其他民用建筑之间的防火 间距 高层高层 13m 高层多层 9m 多层多层 6m 三个特例 c.消防车道 高层建筑的周围应设环形消防车道，有困难时，可沿高层 建筑的两个长边设置

8、消防车道。 消防车道宽不小于4.00m，净高不小于4.00m，距高层建筑 外墙大于5.00m。 尽头式消防车道回车场不小于15mX15m，大型消防车的回车 场不宜小于18mX18m。 当建筑的沿街长度超过150m，或总长度超过220m时，应在 适中位置设置穿过建筑的消防车道。 当建筑的沿街长度超过150m，或总长度超过220m时，应在 适中位置设置穿过建筑的消防车道。 有封闭内院或天井的高层建筑沿街时，应设置连通街道和 内院的人行通道，其距离不超过80m。 高层建筑的内院或天井，当其短边长度超过24M时，宜设有 进入内院或天井的消防车道。 穿过高层建筑的消防车道，其净宽和净空高度均不应小于 4

9、.00M。 高层建筑消防车道下的管道和暗沟等，应能承受消防车辆 的压力。 消防车道与高层建筑之间，不应设置妨碍登高消防车操作 的树木，架空管线等。 5. 防火、防烟分区和建筑构造 a. 防火和防烟分区 一类建筑每个防火分区建筑面积 1000m 二类建筑每个防火分区建筑面积 1500m 地下室每个防火分区建筑面积 500m 注:设自动灭火系统的防火分区建筑面积可增加一倍 特例一: 高层建筑内的营业厅、展览厅等，当设火灾自动报警系统 和自动灭火系统，地上部分的防火分区允许最大建筑面积 为4000m，地下部分的防火分区允许最大建筑面积2000m。 特例二: 高层建筑与其裙房之间设有防火墙等防火设施时

10、，其裙房 的防火分区允许最大建筑面积不应大于2500m，当设有自 动喷水灭火系统时，防火分区建筑面积可增加一倍。 上下连通的中庭空间等，应满足防火分区的最大建筑面积 要求。开口部位设有耐火极限大于3.00h的防火卷帘或水幕 等分隔设施，其面积可不叠加计算。 每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m，防烟分区不应跨 越防火分区。 防烟分区的挡烟垂壁高度不小于0.50m。 b.防火墙、隔墙和楼板 防火墙不宜设在U、L形等高层建筑的内转角处，否则两侧 墙上的洞口之间最边缘的水平距离不应小于4.00m。 紧靠防火墙两侧的洞口之间最近边缘的水平距离不应小于 2.00m。 高层建筑内的设备用房通常采用耐火极

11、限不低于2.00h的隔 墙，1.50h的楼板和甲级 防火门与其他部位隔开。 c.电梯井和管道井 电梯井及各种管道井应独立设置，楼板处应做防火处理。 检修门为丙级防火门 垃圾井道不应设在楼梯间内 d.防火门、防火窗和防火卷帘 甲级防火门、防火窗，耐火极限为1.20h。 乙级防火门、防火窗，耐火极限为0.90h。 丙级防火门、防火窗，耐火极限为0.60h。 防火门应向疏散方向开启的平开门。 防火门与变形缝 防火卷帘与防火墙6.6. 安全疏散和消防电梯 a.一般规定 高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个 高层住宅满足一定条件可设一个安全出口 塔式住宅 单元式住宅 剪刀梯要求 高层住宅向前室开门

12、要求 商住楼楼梯设置要求 除地下室外，相邻两个防火分区之间的防火墙上有防火门 连通时两个防火分区之和最大允许建筑面积 注：设自动喷水灭火系统时，仍应符合上述规定建筑类别两个防火分区建筑面积之和一类建筑1400m二类建筑 2100m 以高层旅馆为例 高层旅馆房间门至最近的外部出口或楼梯间的最大距离： 位于两个安全口之间的房间-30米 位于袋形走道两侧或尽端的房间-15米 安全疏散 高层建筑的安全出口应分散布置，两个基安全出口之间 的距离不应小于5.00m。 高层建筑内的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业 厅和阅览室等，其室内任何一点至最近的疏散出口的直 线距离，不宜超过30m，其它房间内最远一

13、点至房门的直 线距离不宜超过15m。 疏散走道及门的净宽要求 高层建筑地下室及半地下室的安全疏散要求 每个防火分区应设两个安全出口，共享防火墙上有防火 门时，每个防火分区可设一个直通室外的安全出口。 高层建筑避难层要求 建筑高度超过100m的公共建筑应设置避难层 自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不 宜超过15层。 避难层的净面积按5.00人/m计算。 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，但人员均必须经过避难层方能上下。 避难层相关技术措施要求 高层建筑屋面停机坪设置要求 b.疏散楼梯间和楼梯 一类高层建筑及高度超过32m的二类公共建筑应设防烟楼 梯间 裙房

14、及高度不超过32m的二类公共建筑应设封闭楼梯间 前室的面积,公共建筑不小于6.00m，住宅不小于4.50m。 前室和楼梯间的门均应为乙级防火门，并应向疏散方向 开启。 地下室或半地下室与地上层不应共用楼梯间，当必须共 用时，应在首层与地下或半地下层的出入口处，设置耐 火极限不低于2.00h的隔墙和乙级防火门隔开，并应有明 显标志。高层住宅楼梯要求：住宅类型1011层1218层19层以上单元式开放楼梯封闭楼梯 消防电梯防烟楼梯通廊式封闭楼梯防烟楼梯 消防电梯塔式防烟楼梯 消防电梯 疏散楼梯采用扇形踏步时，上下两级所形成的平面角度不应超过10，且每级离扶手0.25m处的踏步宽度应超过0.22m。 楼梯设计的基本原则 定性：一般楼梯、封闭楼梯、消防楼梯 定位：服务半径、疏散距离、疏密适当、公共空间 定量：数量合理、简洁共享、双向疏散 疏散楼梯的最小净宽度要求 高层建筑疏散楼梯的最小净宽度m 医院病房楼 1.30 居住建筑 1.10 其他建筑 1.20c. 消防电梯 一类公共建筑及高度超过32m的其它二类公共建筑应设消防 电梯 消防电梯可兼用做客梯或工作电梯 消防电梯宜分别设在不同的防火分区内 消防电梯应设前室，其面积： 居住建筑不小于 4.50m 公共建筑不小于 6.00m 当与防烟楼梯合用时： 居住建筑不小于