高层住宅小户型设计优化研究及应用
黄立雄
【摘 要】摘要：根据市场需求，研究了高层保障性住房建筑房型设计和结构设计优化的关键技术，并结合工程实例，提出了相对应的技术措施，其社会效益和经济效益明显，为类似工程设计优化提供了借鉴。 【期刊名称】建筑施工 【年(卷),期】2014(000)006 【总页数】3
【关键词】社区规划 高层住宅 房型 设计优化 技术措施 通讯地址：上海市东大名路666号（200080）。
本文围绕高层保障房建筑设计优化和结构用钢量控制技术开展研究，并结合上海市某保障房工程，详细介绍了该项目的设计优化方法。该工程总建筑面积299 818.32 m2，地下建筑面积34 253.87 m2，由15 栋17 层、12 栋14 层高层住宅楼组成，标准层层高2.8 m，均设置1 层地下室。
1 建筑设计优化
高层保障房由于房型面积小、容积率高，建筑单体设计一般采用一梯多户策略，这就对得房率高、房屋功能舒适度高的建筑房型设计提出了很大的挑战。本工程对一梯四户房型和一梯六户房型进行了设计优化，见图1～图4。
一梯四户优化前的房型，主要存在以下问题：得房率为82%；该房型次卧室通风及采光弱；卫生间门对客厅。优化后：得房率提高至85%；次卧室位置调整后，通风采光良好；避免卫生间门对客厅的不雅。
一梯六户优化前的房型，主要存在以下问题：得房率为79%；户型合用的前室
无通风采光，出现暗厅，影响户型品质；H户型对应布置家具的墙不到3 m，不利家具布置。通过调整后，得房率提高至83%；户型合用的前室采光通风良好；改变了H房型的厨房开口方向，增长了客厅右侧墙面长度。另外，墙体布局的调整使得结构剪力墙墙体对正，增加了结构抗侧力刚度，从而控制了土建造价。
2 结构设计优化[1-5]
2.1 建筑方案对用钢量的影响 2.1.1 建筑体量对用钢量的影响
建筑体量主要是指建筑的平面长度、平面的长宽比、建筑物的高度和高宽比。超长建筑还应考虑到混凝土的收缩应力和温度应力，会增加很多抗裂措施而增加造价；而长宽比过大即平面过于狭长的建筑物在地震作用下，结构扭转特性更为显著，为了增加抗扭转刚度，会增加抗侧力构件的布置，从而导致混凝土的增加和用钢量的增加；高宽比大的建筑为了增强结构的整体稳定并控制结构侧向位移，势必要设置刚度及强度较大的抗侧力构件来提高结构抗侧刚度，这些都会使得用钢量增加。
2.1.2 平、立面形状对用钢量的影响
有些建筑为追求外观效果，经常会采用在平面上大凸大凹、在立面上大收大挑及高位转换等手法，但这会给结构设计带来许多困难，容易造成抗震超限等问题，会大幅度提高建造成本。 2.2 结构方案对用钢量的影响 2.2.1 桩基设计优化
上海软土地基的桩型一般多选用预应力管桩、钻孔灌注桩，而传统的桩基承载
力计算一般是根据地质勘察报告中的土层数据确定，但地质报告中的数据又是通过土工试验的结果转换得出，不能充分体现原状土的土体承载力，一般取值比较保守。而通过现场试桩得出的桩基承载力，可充分体现建筑工程桩基的实际承载能力。以笔者所在公司开发的上海市某保障性住房项目为例，工程抗压桩选用PHC Φ400mm AB 95预应力管桩，桩长30 m，桩端入地质⑦1层4.6 m，根据地勘报告计算的单桩承载力设计值为1 050 kN，而试桩抗压承载力极限值却达到2 400 kN，比根据地质报告得出的抗压承载力可提高近20%，按此调整桩型和布桩方式，桩基造价可大幅减少。 2.2.2 基础布置形式优化
作为建筑物的重要组成部分，地基基础的造价占总造价的10%～20%，在结构设计的时候选择好基础形式将有利于合理地控制工程造价。对某一具体建筑，要选择多种方案进行比选，只有经过技术经济比较，严格遵循相关规范，才能得出合理经济的方案。
仍以该工程某号楼为例，其高层住宅选用了2 种基础底板布置形式进行比较。方案一：桩基联合承台+厚350 mm防水静力板，见图5，用钢质量总计14.1 t；方案二：梁板式桩基，基础梁600 mm×800 mm，板厚400 mm，见图6，该方案用钢质量15.2 t。经与相关部门技术评审，上海软土地区适宜采用方案二，该方案造价虽然略高，但整体刚度大，该基础形式更符合基础受力特点，结构计算时剪力墙通过地基梁将上部荷载传至桩，基础底板则应考虑水浮力和部分上部荷载的作用。
2.2.3 抗侧力构件平面布置优化
抗侧力构件（剪力墙）的布置是为了抵抗水平力的作用，为防止扭转，讲究
高层住宅小户型设计优化研究及应用
