高层住宅建筑设计与优化

汪健

摘要：高层住宅建筑设计需要考虑和协调多个方向的问题，力求能够降低工程建设的成本消耗，避免出现工程质量问题，协调环境保护和资源节约，遵循国家的法律法规，提升原材料使用效率等。随着我国城市化发展进程逐渐深化，高层建筑已经成为城市建设中常见的建筑种类，为了保证建设过程安全稳定、居民使用便捷舒适，在高层住宅设计阶段则需要保证建设安全、结构稳固。在本文的研究中详细论述了高层住宅建筑设计相关事宜，以《湖北孝感孔雀城项目》进行实例分析，力求能够为我国建筑领域提供借鉴与参考。

关键词：高层建筑;设计优化;研究

引言

在城市化建设逐渐迈进的背景下，高层建筑能够有效节约城市土地资源，获得单位土地面积的最优使用效果。城市中高层建筑、非线性建筑、大跨度建筑等新兴的建筑模式成为了当下建筑领域的“新兴力量”。为了保证高层建筑的质量优良、结构稳定，需要在设计阶段重视其结构问题、安全性问题、成本消耗问题等，力求能够满足消费者、城市规划、环境发展等各个方面的需求。

1、高层住宅建筑设计概述

高层建筑结构设计是住宅工程中关键性的环节之一，高层建筑的建设难度与工作量可想而知，而安全科学的设计能够保证施工阶段的稳定性和安全性。高层住宅建筑设计可分为以下几个阶段。

（1）建设立项阶段：企业需要配合相关部门和工作人员，详细规划工程选址区域，对其地质条件、水文条件进行研究【1】。

（2）建筑设计阶段：需要根据建筑的使用需求、功能需求定位，了解建筑周围环境的地理位置，以及与其他建筑、功能分区之间的关系，而后提出合理的解决方案，通过设计人员商议、企业评估等方式不断优化设计方法，为后续的建设奠定基础。

（3）在施工图设计阶段：需要建设一支具有专业设计能力的人才队伍，对高层建筑的荷载量、抗震能力加以分析，建模计算并多人协同合作进行结构施工图设计。

根据资料整合和研究能够看出，高层建筑的设计周期较短，工作人员承担的設计工作较为繁重，短时间内完成的设计工作势必会存在一定问题。需要组织工作小组，按照流水线的作业形式实现多人共同设计。在设计前期需要在企业中举办评审会议，不断优化高层建筑中的设计形式、结构布局、参数设定等，杜绝建筑设计中的不合理因素。

2、高层住宅建筑设计优化策略

2.1科学选址

在建筑地点选择阶段，需要对建设区域进行布局研究，了解建筑周围环境的地理位置，以及与其他建筑、功能分区之间的关系，根据工程建设的经验和地质勘察的数据进行选址。规避不利因素，分析工程建设对地质环境、周围自然环境的影响，科学设计施工方案，避免施工过程中出现影响。设计师在选址过程中需要掌握建筑区域内环境与高层的契合程度，勘测工地区域，整理地表水、地下水资源情况，确定施工周围的功能区划和结构布局，以宏观的角度开展设计工作。

在城乡建设的背景下设计高层建筑，需要防止高层建筑影响城乡融合、乡村建设、城市现代化建设的步骤，需要了解建设区域的交通情况，在不破坏当地传统交通结构、不影响区域发展需求的基础上施工建设。利用现代化的设计理念，选择新型工艺，以节能、环保、高效的建设理念设计建筑【2】。

2.2合理设计

高层建筑设计进程中需要坚持科学设计、合理设计的原则，秉承着我国对高层建筑的建设需求，在可持续的视角上开展设计工作，降低工程建筑的资金成本消耗。设计人员需要细化施工流程，制定不同环节的施工方案，掌握现代化高层建筑的理念和方式。高层建筑在建设的过程中需要用到框架式结构、剪力墙结构、装配式结构、钢筋混凝土结合的结构，按照建筑的平面、立体要求，明确建筑使用的工艺类型是否具有抗震能力。还需要设计人员对建筑所处的环境好进行研究，例如，地基中的土壤特点、是否经常出现强降水等恶劣天气，场地环境是否能满足深基坑建设需求等，而后设计人员需要选择质量优良、性能稳定的原材料用于建设。例如，在我国东部沿海地区，经常出现台风、降雨的区域，在高层建筑建设总需要将选择结构强度较大的剪力墙，保证建筑的抗震效果优良。并且建筑平面隔墙平整不露柱角的剪力墙结构，尽量把剪力墙布置在外墙、分户墙、楼电梯间、固定隔墙内。

在高层建筑设计初期，为保障居民的使用需求和审美需求，可向广大居民发放调查问卷，明确居民对高层建筑的使用需求，将建筑企业的自身资源、建筑成就向群众介绍，保障群众的知情权。与此同时，企业也需要学习和借鉴国内外先进的建筑经验，研究高层建筑的成功案例，以与时俱进的视角开展工程方案设计，保证工程项目既能够满足消费者的需求，还能够具备安全性、科技性、观赏性。通过实验与研究，测定建筑抗震、抗风的能力，根据实验的数据结果留有一定的“机动数值”，确保高层建筑建成之后能够万无一失【3】。

在高层建筑的设计阶段需要秉承着合理性、科学性的原则，尽量精简工程设计图纸、成本消耗等，避免出现不必要的资源浪费现象。由于高层建筑的建设流程较为复杂，建设需求较高，施工阶段面对的风险和干扰因素较多，为了避免使用阶段出现不可抗的客观因素影响施工效果，如构件延性性能、温度应力、钢筋锚固长度等因素，需要采用灵活多样的施工建设技术，保证工程实施能够满足建筑企业、法律法规的要求。在此基础上，可以分析区域内高层建筑的施工案例和需求，详细研究其中影响工程进度的因素，制定一套抵抗和规避外界风险因素的策略，避免出现工程暂停、工程中断的现象。

2.3抗震减灾性能

在高层建筑的设计阶段，需要全面了解建筑抗震方面的需求和标准，保证建筑物设计在绝对安全的条件下进行，一旦工程建设失去的安全保障，对于建筑工人、居民而言都是十分严重的影响，且安全问题出现基本上都是不可逆的，会严重影响建筑企业的社会形象、消费者与工作人员的人身安全。高层建筑的抗震设计需要结合抗震工程的等级分类表，根据建筑物的使用区间确定抗震级别，而后开展设计工作【4】。

在确保建筑整体安全的基础上才能够完善后续的设计理念和方案，增强建筑的视觉效果。鉴于此，在建筑结构设计阶段，需要将安全意识、安全建筑作为设计的首要原则，了解建筑物所处的地理位置，明确不同等级地震对建筑物的影响。我国国土面积较为广阔，不同区域的地震分布情况也是不同的，设计前期需要了解不同省市和地区地震历史、地震影响。在掌握建筑物地基承载力的基础上，对房屋建筑进行抗震实验，保证建筑物能够应对地震的基础上，进行房屋建设成本控制工作。值得注意的一点是，在房屋建筑过程中需要选择新型建筑材料，降低房屋建筑自身重量，提升其抗震能力。

3、以《湖北孝感孔雀城项目》为例

3.1项目概述

规划净用地面积：29682.34㎡（44.52亩）;

规划用地性质：商住混合用地;

用地位置：迎宾大道与武南路交汇处;

容积率：≤2.5;

建筑密度：≤30%;

绿地率：≥30%;

建筑限高：80米;

商业建筑面积占总建筑面积：≤10%;

停车位配比：按国家相关规范要求执行。

3.2设计理念

延续古典中轴式的传统规划布局，营造传统礼制的仪式感，追求现代品质空间，用现代手法演绎古典美学，打造品质社区。项目用地西北侧为大型生态湖泊杨汊湖，周边未来配套设施完善，景观资源优越。具体如图1所示。

3.3方案比较

项目设计采用三个设计方案，其设计效果如图2、3、4所示。

方案一：1、高层+高层，住宅南北向错开式排布，减少建筑空间闭塞感。2、沿迎宾大道设置沿街商业，结合城市绿带打造风情化商街，开闭所结合景观布置，减少干扰，住户使用效果佳。

方案二：1、高层+小高层，总图整体布局较为局促。空间形式单一，缺少集中绿化，品质感较低。

方案三：1、高层+洋房，沿街面展示效果较弱。2、高、低区没有明显分区，住户使用感不佳。

综上分析，选择方案一，为项目的设计方案。

3.4附属设计分析

消防设计：小区内消防车道为环状道路，连接各个消防登高场地。设计宽度为4米消防车道，车行道路设计宽度为6米。景观分析图：三重景观体系，层级化景观系统，营造高端品质社区。城市绿化公园+入口景观广场+中央大花园+组团景观。

景观设计：三重景观体系，层级化景观系统，营造高端品质社区。城市绿化公园+入口景观广场+中央大花园+组团景观。

给水市政设计：本工程南侧为武南路，东侧为迎宾大道，迎宾大道上有DN500城市自来水管，供水压力约为0.2MPa。拟在迎宾大道接入一条DN150给水管道。

雨污水市政设计：本工程规划有DN500城市污水管和DN1000城市雨水管。

供电市政设计：一路10kV高压电源由当地供电部门引来，电缆采用穿管埋地或地下室桥架敷设方式至园区开闭所。同时设置一台柴油发电机作为备用电源。

燃气市政设计：在迎宾大道有市政燃气支管线。

4、结论与建议

针对高层建筑的设计，需要在保证整体结构的稳定性和安全性基础上，开展延伸设计，追求良好的视觉效果、居住舒适度等。在保证设计理念和方式符合国家相关规定的基础上，采用科学的结构形式，规范工程建设造价，提升建筑可行性。与此同时，还需要在设计初期对建设区域的气候环境、地质条件进行详细勘察，寻找大量数据为工程建设奠定基础，避免出现质量问题，有效提升高层建筑建设的经济效益。

参考文献：

[1]吴炜斌.浅析现代高层住宅建筑结构选型与设计管控[J].四川水泥，2020（12）：271-272.

[2]杨贞.高层住宅建筑的外观造型设计策略探究[J].工程技术研究，2019，4（17）：180-181.

[3]原晓辉.高层住宅建筑结构设计需关注的问题分析[J].工程技术研究，2019，4（01）：185-186.

[4]张少见，刘静，安翠.一类高层住宅建筑安全疏散设计问题探讨[J].消防科学与技术，2017，36（06）：782-784.

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