高層建筑中LOFT樓層設計關鍵問題探討

馬麗賓

摘?要：LOFT樓層是一種全新的高層建筑居住生活方式，體現了工業化和后現代化的充分結合，基于此，本文結合工程實例，在簡要闡述LOFT樓層概念和特點的基礎上，分析了高層建筑中LOFT樓層設計關鍵問題。分析結果表明，科學合理的LOFT樓層設計可大幅度提升居住的舒適性和設計價值，值得高度重視。

關鍵詞：高層建筑;LOFT樓層設計;結構選型;結構布置

隨著我國建筑設計理念的不斷發展，很多國外的設計理念， 融入到我國高層建筑設計中，尤其是LOFT樓層設計在我國的發展速度非?？?。LOFT樓層和普通居室有較大區別，最大的特點是5m左右甚至更高的樓層進行設計，從而營造出一種空間利用更高、更加美觀的居住環境?；诖?，開展高層建筑中LOFT樓層設計關鍵問題探討就顯得尤為必要。

1?工程概述

廣州某工程，由7棟LOFT公寓樓共同組成，為典型框架-核心筒結構，共16層，總高度為89.60m，LOFT樓層高度為5.6m，全長32.6m，寬度為28.6m，本工程設計使用年限為50年，抗震設防烈度為7度，地震設計分組為第一組，建筑場地的類別為三類。

2?LOFT的概念和特點

2.1?LOFT的概念

在百度學科對LOFT的定義為：指的是由舊工廠或舊倉庫改造而成的住宅，面積較小，但層高較高，居住者有自由發揮的空間，可以將其改造作多種不同用途，并滿足住戶的實際需求。LOFT的定義要素比較多，如：開放性、流動性、藝術性、透明性、不確定性等。

2.2?LOFT的特點

第一，LOFT最明顯的特點上下兩層，為典型的復式結構，此種結構形式，比較強調居住空間的開放性、流動性等，通過降低空間私密性來獲得較高的藝術性。

第二，LOFT在空間上還有很強的不確定性，是一種比較開敞的設計形式。LOFT的空間一般不會設置固定的格局和墻體。在衛廚、臥室之間，也沒有明確的界限，從而保證LOFT空間更加符合自己的內心世界的需求^[1]。

第三，LOFT對光線有非常嚴格的要求，充分利用光線，以保證明亮性，通過加強自然光線的應用，還能大幅度提升LOFT室內空間的藝術性。

第四，LOFT對工業元素非常青睞，經常保留原有的建筑形式和外貌特征。如：經常預留出現澆水泥梁和柱，不進行任何修飾，這一點也傳統居住空間設計形式有較大區別。

3?高層建筑中LOFT樓層設計關鍵問題

3.1?結構選型

就案例工程而言，地質條比較差，施工面積比較大，位于高烈度區域，風壓基本穩定。本工程平面結構布置相對比較均勻合理，可采用框架-核心筒結構?？蚣懿贾眯问蕉鄻?，可以是方形、長方形、圓形或其他形狀;結構布置盡可能規則，平面剛度布置宜均勻、對稱，以減小扭轉影響。質量分布均勻，內筒盡可能居中。在具體設計中，在保證LOFT樓層具有足夠抗側移剛度的基礎上，也要滿足LOFT樓層設計對大空間的需求，這也是LOFT樓層設計中需要考慮的主要問題。

3.2?LOFT夾層節點設計

LOFT夾層荷載的預留應該結合項目實際使用情況，一般夾層樓板為后期處理，應盡量做成鉸接的夾層。設計建模時只需要將夾層的重量換算成柱間荷載輸入即可。夾層剛接，比如混凝土整體現澆的場合，這種夾層很容易造成平面和豎向剛度不均勻，造成各種不規則，不利于主體抗震?？紤]鉸接夾層，例如準備好牛腿預埋件，后期再做鋼結構夾層等，與原結構的節點做成較鉸接。在結構概念上更加合理。

3.3?抗側力系統設計

框架-核心筒結構是指由核心筒與外圍的稀疏框架柱組成的高層建筑結構。框架-核心筒結構周邊柱子的柱距較大，一般為8?12m，和沿周邊布置的梁構成了外框架，中間則為由電梯井、樓梯間、管道井等構成的核心筒，兩者在樓板的協同下共同工作。因為有實腹筒，我國規范將其歸為“筒體結構”，但其抵抗水平荷載的受力特點更接近于框架-剪力墻結構。

在豎向荷載作用下，框架和核心筒分別承擔各自所屬面積上的荷載。 在水平荷載作用下，由于周邊框架柱數量少、柱距大，框架部分分擔的剪力和傾覆力矩都很少， 剪力約占 20%甚至更少;傾覆力矩約占 30%甚至更少，所以核心筒是結構的主要抗側力構件，而框架則起著第二道防線的作用。這與筒中筒結構中抵抗剪力以實腹筒為主，抵抗傾覆力矩則以外框筒為主不同。

但是在大震的作用下，核心筒的剛度先損傷，其抗側剛度降低，框架承擔的剪力也相應有所增加。因此框架結構也應該保證具有足夠的承載力。周邊的框架柱截面和剛度設計合理后（當需要時，還可考慮設置鋼骨架混凝土柱），才能充分發揮框架-核心筒結構的多道抗震防線的作用。

在框架-核心筒結構中，結構整體可以看成一個箱形的懸臂構件。在水平力作用下，柱子之間的橫梁會產生沿著水平力方向的剪切變形，從而使得翼緣框架中各柱子的軸力不相等：遠離腹板框架的柱軸力越來越小，翼緣框架中各柱軸力呈拋物線形，同時腹板框架中柱子的軸力也不是線性規律。這就是一種剪力滯后的效應。這個又是框架-核心筒結構中具備的一個與其他結構體系不同的特征。

當內筒外框間采用不設梁的平板時，由于板基本不傳遞彎矩和剪力， 翼緣框架中間柱的軸力是通過角柱傳來的（空間作用），當外框柱距增大、裙梁的跨高比增大時，外框架-核心筒結構的剪力滯后加重，翼緣框架中間柱的軸力將隨著框架柱距的增大而減小，當柱距增大到一定程度時， 中間柱的軸力將很小。

3.4?結構整體設計

結合以上框架-核心筒的結構特征，在進行結構整體設計，包括平面結構和豎向抗側力結構設計時應注意以下幾個方面：

3.4.1?核心筒宜貫通建筑物全高。核心筒的寬度不宜小于簡體總高的1/12，當筒體結構設置角筒、剪力墻或增強結構整體剛度的構件時，核心筒的寬度可適當減小。

3.4.2?核心筒的周邊宜閉合，樓梯、電梯間應布置混凝土內墻;核心筒應具有良好的整體性。

3.4.3?外框架柱與核心筒外墻的距離較大時，會使樓板厚度增大或外框內筒間的主梁高度增大，從而增加結構自重，影響樓層凈空高度，增加建筑物造價。高規規定：外框架柱與核心筒外墻的中心距離，非抗震設計大于 12m，抗震設計大于 10m 時，宜采取增設內柱等措施。為此可采用如下一些處理措施：如采用寬扁梁，采用密肋梁，或者在核心筒和外框架間設置內柱等。

4?結語

綜上所述，本文結合理論實踐，探討了高層建筑中LOFT樓層設計關鍵問題，探討結果表明，LOFT樓層是一種全新的設計理念，缺乏系統的參考和經驗啟示。為保證設計效果，保證整體結構的穩定性和質量，需要結合工程特性，從結構選型、結構整體設計、抗側力系統設計、節點設計等方面同時入手，才能最大限度上提升設計效果，保證工程的抗震性和使用的安全性。

參考文獻：

[1]魏琨，聶蘭慧.H型Loft高層公寓式寫字樓的結構設計[J].中華建設，2015（1）：114-116.

[2]俞亞明.膜材在LOFT建筑節能設計中的應用設想[J].藝術與設計（理論），2009（12）：129-131.

[3]張亮，高建成.高層LOFT模式剪力墻預埋鐵件施工質量控制措施[J].房地產導刊，2014，000（029）：319-319.

[4]王國瑞，曾雯.談LOFT空間的多元化設計[J].旅游縱覽（下半月），2018，No.269（04）：245-246.