在城市高密度集约发展的背景下,提高高层办公建筑的空间利用率有着重要意义。将设备管线集成在梁的无效受力部分,实现结构设备一体化,是提高高层办公建筑竖向空间利用率的全新思路。此外,孔洞也会节省混凝土等建筑材料。因此,结构设备一体化的设计思想,在节省层高、提高空间利用率和节省建筑材料方面都有重要意义,符合可持续发展的绿色理念。然而,在实际施工中,现存的各种异形梁施工技术都存在着造价昂贵、施工误差大等问题,使得异形梁无法普遍在实际工程中运用,因此如何对异形梁的设计及施工方式进行创新,成为了全面推广结构设备一体化、节省办公层高的关键。本文探索出一套组合式模板及其组合方式,通过11种外部模板、20种内部模板和6种插件的组合拼接,可以生产出21种跨度、5种受力类型,共90种预制梁,可以适用于各种平面类型、多种设备方案,可以满足常见高层办公建筑的需求,促进结构设备一体化从设计到施工端的应用。本文主体分为4部分:首先,综述异形梁、结构优化方法、图形拆分与组合及混凝土模板,为设计提供方法与工具;接着,归纳出梁的典型跨度和受力类型,经过结构优化分析和设备空间梳理,得到了既满足设备空间需求,也满足结构受力要求的异形梁图形库,作为模板设计的基础;然后,进行分析优化,运用折线拟合、数据分析等方法完成模板的二维平面设计,并对二维平面设计成果进行三维转换及节点设计,完成模板设计;最后,通过对实际项目的改造设计进行验证和总结。本文正文共约38000字,图表103幅。