浅谈建筑层数与结构的选择

建 筑 与 工
浅谈建筑层 数与结构 的选 择
霍永 侠
（ 调兵 山市 建筑设 计 院 辽 宁铁岭 １２０ ） １ ７ ０
［ 摘 要］ 本文 介绍 了现 代住 宅建筑 的 层数和 各种 结构 的特 点， 别是 各种建 筑 固有 的结构 特点， 明了相 关住宅 建筑 的层 数选择 与 建筑结 构之 间的关 系 。 特 指
２ １框 架结 构
剪力墙 结构 房 屋是将 房屋 的 内、外 墙都做 成 实体 的钢筋 混凝 土结构， 它 既承 担 垂直 荷 载 、也抵 抗水 平 力 。因剪 力墙 是 一整 片 高大 的墙 体 、侧 面又 有刚性楼 盖 的支撑 ， 故在 其 自身平面 内有很大 的侧 向刚度， 属于 刚性结构， 能承 受较 大 的水 平 荷 载 （ 力）、“ 力 墙 ”即 由此 而 得 名 。实 际上，在水 平 荷 剪 剪 载作 用下， 力墙 是一个 底部 固定 、顶端 自由的竖 向悬臂 梁， 剪 主要 是因墙 肢的 拉 、压 而产 生 “ 曲型 ”变 形 。剪 力墙 结 构房 屋 因 被实 体 的剪 力墙 分 弯 割成各 个单 独的 空间， 建筑 布置和 使用 都受 到一定 的限制， 多用于仅 需小 开 故 间 的住宅 、公 寓 、旅馆 等 居 性建 筑 ， 工业 建筑 中很 少采 用 。剪 力墙 结 构 在 的侧 向刚度大 ， 在水平 荷载 作用下 的侧 移量少 故能适 用于较 高 （５ ３ 层 ） １至 ５ 的高层 房屋 。 剪力 墙结构 的缺 点和 局限性 也是很 明显 的， 主要是 剪力墙 间距不 能太大 、平面 布置 不灵 活、不 能满足 公共 建筑 的使 用要 求、 结构 自重 较 大。 ２ ３ 框架 一 力墙 结构 （ 称框 剪结构 ） 剪 简 所 谓框 架 一剪力墙 体系 ， 是指 由框架 和剪力 墙共 同承受 竖 向荷 载 的高层 建筑 结构承 重体 系 。在 高层建筑 中， 由框架 来承 受水平 力， 若 显然 不够经 济合 理， 而采 用剪力 墙体 系又难 以满足 使用 上大 开间 的要求， 采用 框架 一 力墙体 剪 系， 二者可 兼顾 。它可 以使建筑 平面 布置 比较灵 活， 则 也可 以满足 结构在 强度 上和 抗侧移 刚度 方 面的 要求， 以， 所 框架 一 力墙 体系 在高 层建筑 中广 为应 剪 用。 在框 架 剪 力墙 体系 中， 向荷 载主 要 由框 架承 受， 竖 而风荷 载等水 平荷 载 则主要 由剪力 墙承受 ， 在一 般情况 下， 力墙 要承受 ７ — ０ 剪 ０ ９％的水 平荷载 。剪 力 墙 的布 置应 满足使 用上 的要求 ， 量 与隔墙位 置相 吻合 。除此之外 ， 力墙 尽 剪 宜 放在 恒载较 大 处， 并宜 均匀 对称 ， 否则， 在风 荷载 作用 下， 屋将 会发 生扭 房 转 。为墙 强房屋 的抗 扭 能力， 力墙 布 置宜周边 ， 散， 匀， 剪 分 均 对称 ， 且宣 布置 在平 面形 状或 刚度 有变 化 处， 以加强 该薄 弱环 节 。框 架 一剪力 墙结 构方 面 ： 由于 近年层 数越 来越 多 、高度加 大， 使得底 层 的墙柱 内力 迅速增 大， 如广州 ， 广东 国际大 厦钢 筋混凝 土 结构 ６ 层 的底层 柱截 面达 到 ｌ８Ｘ２ ２ 增 加 ３ ＿ ． 米， 了 建筑 布 置 困难 、 使 用 上亦 很 方 便 。 ２ ４ 简 体结构 所谓 筒体 结构， 是指 由一 个或几 个 筒体 作竖 向承重 结构 的高 层屋结 构体 系 。简 体体 系适用 于层 数较 多 的高层 建筑 。采用 这 种体系 的建 筑， 其平 面最 好 是正方 形或 者接近 正方 形。筒 体结 构有框 架 核心 筒和筒 中筒， 在抗 震 区， 均 能 用 到 百 米 以上 。 结合 以上所 述， 目前 规划 、设计 中究竟 采用哪 种结构 ， 要经过 方案 比较确 定， 这主 要要 看拟 建建筑 物 的高度 、功能要 求 、 使用 要求 、施工条 件和经 济 比 较而 定 。 参 考 文 献 ［ ］孙 泽 世等． １ 框架 结构柱 基础 加深 的处理 方法 建 筑施工 ， ０ ７ ７ ． ２ ０ （） ［］刘斌等 ． ２ 高层 建筑剪 力墙 与异犁 柱结构 的分析 探讨 ， 建筑 施２０ （） ０ ４ ７． ［］ 于孟 波 ． 商层建 筑混 合积层 工法 的实 践， ３ 超 建筑施 工， ０７ ８． ２０ （）
［ 关键 词］ 建筑 物层数 中图分类号 ：Ｕ ５ Ｔ ７ 建 筑物 结构选 择 文献标 识码 ： ｈ 文章编号 ：０ ９ ９ ４ （０ ０ １ — １ ４ ０ １０— １Ｘ ２ １）３ ０２ １
通常情 况下 ，一 层 为低层 ， Ｉ３ 多层 是指 ４至 ６层 的建筑物 ， 多层 是最具 有 代表 性 的城 市集 合住宅， 能价格 比高， 性 公共空 问和 氛围较 好， 公摊面 积少， 是 』。 建造 的房 屋类 型 ： 泛 多层住 宅 的空 间视 空气质 量 、噪音 等都 比高层 较差 些， 外观相对 单调， 需要爬楼 梯因而舒 适性较差， 目前我 国现 行的多层 物业 但 管理 费较 低， 价相 对 与高层 略低 ， 以入 驻率 略高 。小高层 是指 楼层 在 ７ 造 所 至 ¨ 层 并配 备 电梯 的建 筑 有 比多层 更 优越 的特 点
一
２ ２ 剪 力墙结 构
１小 高层有 以下 特点 是小高 层通 过 电梯 的配置， 使原有 意 义的 多层住 宅具 有 了高层 的舒适 性 。二是 很 多 小高 层通 过 多 阳 台、 多露 台 、多造 型 的 设计 ， 住宅 的有 效 使 使用面 积大 大增加 。小高层 兼顾 了多层 和 高层 的特点， 噪音 小 、空气 质量 稍 好， 且视野 宽 阔、景 观美 好， 更使 多层住 宅难 以与之 相 比。 高层 建筑 是城 市 化 、工业 化 的产物 ， 钢材 和混凝 土 的使用 ， 电梯 的使 用， 建筑 建设 向空 纵 向 使 发 展成为 可能， 高层建筑 最大 的优 点， 是 可以节约 土地 。同样 的地基建 造六 就 层 住宅至 十一层 住宅， 地利用 率将近 提 高一倍 。同时， 土 一 高层 住宅还 有双 路供 水， 电系 统， 供 可提 供更 保 障的 供应 、集 中安 全 的住宅 环境 、规 模化 的 管理 服务 、 以及 良好 的采 光通 风条 件 等优 势 。它是 解 决城 市用 地 紧 张的 一种 高 密度 手段， 在反 映城市 建设 经济 员则 的同 时， 也满 足 了居 民城市 中心 区 “ 职 住相 近 ”的居 住便 利性 和城 市 生活丰 富 性 的需求 。 同 一 户型 ， 套 所在 的楼 层不一 样， 居住 感觉也 会大 不相 同。Ｉ 样足板 楼， 从户 型格局 上看 ， 南北通 透， 厨房 、卫 生 间朝北 ， 起居 室 、卧室都 在南侧 或 东侧， 内面积 浪费很 小， 室 的确 是 不错 的房子 ， 是底层 的房 子原 本应 该 阳光 明媚 的室 内却总 有些 阴暗 。而 可 高 层的房 子视 野 开阔， 小 区景观 尽 收眼底 。多层 、小高层 与高 层房 屋有许 将 多优点， 占地 面积 小 、节约 用地 、城 市建 筑 密度 相对 提 高 。但 是， 如 房屋 层 数增 多 以后 ， 整个建筑 物受 水平风 力和 地震力 影 响很大， 引致 附属设 备增加 施 工技 术要 求高 、房屋 的造价 增 高等， 这又 是其 不足 之处 。对 于多 层房屋 与 高 层房 屋的界 线， 国均不 一致 ， 国 般 称七层 以上 为 高层 、或高度 超过 ３ 各 我 ０ 米的 民用建筑 均称 为 高层 建筑 至于计 算方 法本 身就 更无 多层 、高 层之 分， 截 面 强度 、构 件 设 计 是 基 本 相 同的 。 ２多层和 高层 房屋 结构 主要 由屋 盖 的水 平承 重 结构 、墙 柱 的竖 向承 重 结构 、基础 以及其 它 部 分所 组成 。 当前高层 建筑 已经 明显 地 改变 了各大 城市 的面貌 ， 为满足 建筑 形 成及 功能 的需要 ， 结构体系 出现 了多种 类型， 由过 去的结 构发展 到各 种形状 的 框 架 结构 、剪 力墙 结 构 、框架 一一剪 力 墙结 构 （ 框 ～剪 结 构）、简 体结 称 构等 。高层 房 屋 结构 体系 选择 要 兼顾 众 多方 面 的 因素 。高层 建筑 的传力 特 点是 承受垂 直 荷载和 水平 荷载 的作 用 。在 低层 结构 中， 平荷 载产 生 的内力 水 很少 ， 结构抵 抗垂 直荷 载产 生的轴 力为 主 ： 弯矩和 剪力 的影 响较 小 、侧 向位 移 很小 ， 常可 以忽略 。随着 建筑 物高度 的增 加， 通 水平 荷载 （ 或地 震力） 生 风 产 的 内力和 位移 也随 之增 加 。 由于 上述 特 点 ， 择经 济 有效 的结 构 体系 是 多、 选 高层结 构的重 要 内容 ， 在钢筋 混凝土 多 、高层 建筑 中随着 层数 的不 同， 要 可 主 选 用 以 下几 种 结 构类 型 。