高层建筑中LOFT楼层设计关键问题探讨

马丽宾

摘 要：LOFT楼层是一种全新的高层建筑居住生活方式，体现了工业化和后现代化的充分结合，基于此，本文结合工程实例，在简要阐述LOFT楼层概念和特点的基础上，分析了高层建筑中LOFT楼层设计关键问题。分析结果表明，科学合理的LOFT楼层设计可大幅度提升居住的舒适性和设计价值，值得高度重视。

关键词：高层建筑;LOFT楼层设计;结构选型;结构布置

随着我国建筑设计理念的不断发展，很多国外的设计理念， 融入到我国高层建筑设计中，尤其是LOFT楼层设计在我国的发展速度非常快。LOFT楼层和普通居室有较大区别，最大的特点是5m左右甚至更高的楼层进行设计，从而营造出一种空间利用更高、更加美观的居住环境。基于此，开展高层建筑中LOFT楼层设计关键问题探讨就显得尤为必要。

1 工程概述

广州某工程，由7栋LOFT公寓楼共同组成，为典型框架-核心筒结构，共16层，总高度为89.60m，LOFT楼层高度为5.6m，全长32.6m，宽度为28.6m，本工程设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，地震设计分组为第一组，建筑場地的类别为三类。

2 LOFT的概念和特点

2.1 LOFT的概念

在百度学科对LOFT的定义为：指的是由旧工厂或旧仓库改造而成的住宅，面积较小，但层高较高，居住者有自由发挥的空间，可以将其改造作多种不同用途，并满足住户的实际需求。LOFT的定义要素比较多，如：开放性、流动性、艺术性、透明性、不确定性等。

2.2 LOFT的特点

第一，LOFT最明显的特点上下两层，为典型的复式结构，此种结构形式，比较强调居住空间的开放性、流动性等，通过降低空间私密性来获得较高的艺术性。

第二，LOFT在空间上还有很强的不确定性，是一种比较开敞的设计形式。LOFT的空间一般不会设置固定的格局和墙体。在卫厨、卧室之间，也没有明确的界限，从而保证LOFT空间更加符合自己的内心世界的需求^[1]。

第三，LOFT对光线有非常严格的要求，充分利用光线，以保证明亮性，通过加强自然光线的应用，还能大幅度提升LOFT室内空间的艺术性。

第四，LOFT对工业元素非常青睐，经常保留原有的建筑形式和外貌特征。如：经常预留出现浇水泥梁和柱，不进行任何修饰，这一点也传统居住空间设计形式有较大区别。

3 高层建筑中LOFT楼层设计关键问题

3.1 结构选型

就案例工程而言，地质条比较差，施工面积比较大，位于高烈度区域，风压基本稳定。本工程平面结构布置相对比较均匀合理，可采用框架-核心筒结构。框架布置形式多样，可以是方形、长方形、圆形或其他形状;结构布置尽可能规则，平面刚度布置宜均匀、对称，以减小扭转影响。质量分布均匀，内筒尽可能居中。在具体设计中，在保证LOFT楼层具有足够抗侧移刚度的基础上，也要满足LOFT楼层设计对大空间的需求，这也是LOFT楼层设计中需要考虑的主要问题。

3.2 LOFT夹层节点设计

LOFT夹层荷载的预留应该结合项目实际使用情况，一般夹层楼板为后期处理，应尽量做成铰接的夹层。设计建模时只需要将夹层的重量换算成柱间荷载输入即可。夹层刚接，比如混凝土整体现浇的场合，这种夹层很容易造成平面和竖向刚度不均匀，造成各种不规则，不利于主体抗震。考虑铰接夹层，例如准备好牛腿预埋件，后期再做钢结构夹层等，与原结构的节点做成较铰接。在结构概念上更加合理。

3.3 抗侧力系统设计

框架-核心筒结构是指由核心筒与外围的稀疏框架柱组成的高层建筑结构。框架-核心筒结构周边柱子的柱距较大，一般为8?12m，和沿周边布置的梁构成了外框架，中间则为由电梯井、楼梯间、管道井等构成的核心筒，两者在楼板的协同下共同工作。因为有实腹筒，我国规范将其归为“筒体结构”，但其抵抗水平荷载的受力特点更接近于框架-剪力墙结构。

在竖向荷载作用下，框架和核心筒分别承担各自所属面积上的荷载。 在水平荷载作用下，由于周边框架柱数量少、柱距大，框架部分分担的剪力和倾覆力矩都很少， 剪力约占 20%甚至更少;倾覆力矩约占 30%甚至更少，所以核心筒是结构的主要抗侧力构件，而框架则起着第二道防线的作用。这与筒中筒结构中抵抗剪力以实腹筒为主，抵抗倾覆力矩则以外框筒为主不同。

但是在大震的作用下，核心筒的刚度先损伤，其抗侧刚度降低，框架承担的剪力也相应有所增加。因此框架结构也应该保证具有足够的承载力。周边的框架柱截面和刚度设计合理后（当需要时，还可考虑设置钢骨架混凝土柱），才能充分发挥框架-核心筒结构的多道抗震防线的作用。

在框架-核心筒结构中，结构整体可以看成一个箱形的悬臂构件。在水平力作用下，柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形，从而使得翼缘框架中各柱子的轴力不相等：远离腹板框架的柱轴力越来越小，翼缘框架中各柱轴力呈抛物线形，同时腹板框架中柱子的轴力也不是线性规律。这就是一种剪力滞后的效应。这个又是框架-核心筒结构中具备的一个与其他结构体系不同的特征。

当内筒外框间采用不设梁的平板时，由于板基本不传递弯矩和剪力， 翼缘框架中间柱的轴力是通过角柱传来的（空间作用），当外框柱距增大、裙梁的跨高比增大时，外框架-核心筒结构的剪力滞后加重，翼缘框架中间柱的轴力将随着框架柱距的增大而减小，当柱距增大到一定程度时， 中间柱的轴力将很小。

3.4 结构整体设计

结合以上框架-核心筒的结构特征，在进行结构整体设计，包括平面结构和竖向抗侧力结构设计时应注意以下几个方面：

3.4.1 核心筒宜贯通建筑物全高。核心筒的宽度不宜小于简体总高的1/12，当筒体结构设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时，核心筒的宽度可适当减小。

3.4.2 核心筒的周边宜闭合，楼梯、电梯间应布置混凝土内墙;核心筒应具有良好的整体性。

3.4.3 外框架柱与核心筒外墙的距离较大时，会使楼板厚度增大或外框内筒间的主梁高度增大，从而增加结构自重，影响楼层净空高度，增加建筑物造价。高规规定：外框架柱与核心筒外墙的中心距离，非抗震设计大于 12m，抗震设计大于 10m 时，宜采取增设内柱等措施。为此可采用如下一些处理措施：如采用宽扁梁，采用密肋梁，或者在核心筒和外框架间设置内柱等。

4 结语

综上所述，本文结合理论实践，探讨了高层建筑中LOFT楼层设计关键问题，探讨结果表明，LOFT楼层是一种全新的设计理念，缺乏系统的参考和经验启示。为保证设计效果，保证整体结构的稳定性和质量，需要结合工程特性，从结构选型、结构整体设计、抗侧力系统设计、节点设计等方面同时入手，才能最大限度上提升设计效果，保证工程的抗震性和使用的安全性。

参考文献：

[1]魏琨，聂兰慧.H型Loft高层公寓式写字楼的结构设计[J].中华建设，2015（1）：114-116.

[2]俞亚明.膜材在LOFT建筑节能设计中的应用设想[J].艺术与设计（理论），2009（12）：129-131.

[3]张亮，高建成.高层LOFT模式剪力墙预埋铁件施工质量控制措施[J].房地产导刊，2014，000（029）：319-319.

[4]王国瑞，曾雯.谈LOFT空间的多元化设计[J].旅游纵览（下半月），2018，No.269（04）：245-246.