【公建研发·超高层】200m以下的超高层到底做多高最合适?

2020-04-25
前不久我跟某地产商一起考察超高层办公,突然被问起:

“200m以下的超高层到底做到多高最合适?”

想想一下子也说不透,说透了又是一句闲谈,便显得小题大做了。是啊,200m以下的超高层到底做多高最合适?能做到200m的为什么做到187.75m最合适?我们认为的200m建筑,是建筑高度还是结构高度?通常意义上的最合理建筑高度其实应该是最合理建筑高度和最合理结构高度的综合运用。这让我想起我们曾经做过的《200m以下超高层办公产品标准化研究》,其中涉及到超高层办公的高度确定方法,借此机会一并跟大家分享,帮助设计师快速计算200m以下超高层最合适高度,其大抵分为三步:最合理建筑高度、最合理结构高度以及综合评判。

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这些年我们做过的超高层项目(其中最高的一栋是西宁绿地中心303米)


第一步 计算最合理建筑高度

按照GB50016-2014《建筑设计防火规范》要求,“第一个避难层(间)的楼地面至灭火救援场地地面的高度不应大于50m,二个避难层(间)之间的高度不宜大于50m”,那么按照规范,似乎做足200m建筑高度可以视为经济高度。但实际上并非如此。
为便于下面的陈述,我们做了以下参数设定:

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按照以上参数设定后,我们可以从建筑角度上得出最合理建筑高度,如下图所示:该建筑做到44层,不计算塔冠高度的情况下,最合理的建筑高度为187.75m(第二个避难层加高,室内外高差150mm)。

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小结:从建筑角度上讲,最合理的建筑高度应该为187.75m,44F。


第二步 匹配最合理结构高度

200m以下办公楼一般采用的是框架-核心筒结构,很少有带伸臂桁架或还带桁架的框架-核心筒。

根据JGJ 3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,不同抗震设防区的钢筋混凝土建筑分为A级和B级,以及所对应的最大适应高度。从成本角度上来讲,我们尽量控制在超限审查高度范围内,一般情况下,最合理结构高度7级抗震设防区不要超过A级,而B级较A级更严格,如容积率不能满足时而必须超过,就要尽量控制在B级的最大使用高度范围内了。

如下图为A级和B级高度的钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度,可以看出不同地区不同抗震设防烈度对建筑最大适用高度的影响很大。

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三分区避难层已然超过A级高度,而匹配最合理结构高度的范围我们要尽量控制在130m~180m之间。我们将第一步最合理建筑高度和第二步匹配最合理结构高度的因素累加作用,会得出如下图所示。

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小结: 如果综合合理的建筑高度和结构高度,“似乎合理”的最终建筑高度应该为179.35m,42F。


第三步 综合评判

从我们从第一步得出最合理的建筑高度为187.75m,而从第二步得出最合理的结构高度为179.35m,到底哪个高度才是最合理的建筑高度?此时,我们需要与业主及时沟通,在综合评判的过程中,最终确定最合理的建筑高度,下面我们将综合评判的分析展示如下:

1.  如果选取最合理的建筑高度187.75m,结构成本会变大(超限建筑),报批时间延长(B级超限审查),但总体塔楼会出量4000~5000㎡,在相同条件情况下,容积率会提升;

2.  如果选取最合理的结构高度179.35m,那么相比之下,建筑在地标昭示性上会偏弱,体型比例上较臃肿(可通过塔冠高度来解决,如果没有航空限高等限制条件),但结构成本下降,但塔楼总量少4000~5000㎡,在相同条件情况下,容积率下降。

通过以上方法,在充分与业主进行沟通的前提下,可以根据项目已知条件快速锁定最经济、最合适的超高层办公高度,以此类推,举一反三。

所以说,对200m以下超高层,我们做足200m真的合适吗?也许再差个20m左右才是最合理的建筑高度吧?所以不要根据任务书要求做一个200m的超高层而想当然的做足200m,从而造成浪费、结构超限、时间进度增加等一系列的问题。

建筑高度的确定其实也是一门学问。

*下附《200m以下超高层办公产品标准化研究》研发部分内容节选,只节选三分区避难层和7度抗震设防的综合速查,设计师可以快速索引到某一区域内最合理的建筑高度。

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