多层住宅建筑结构的发展与分析

多层住宅建筑结构的发展与分析

【摘要】多层住宅建筑是借助公共楼梯解决垂直交通，是一种极具代表性的城市集合住宅。本文介绍了多层住宅建筑结构的发展现状，分析了多层住宅建筑结构计算中几个重要参数的合理选取。

【关键词】多层住宅建筑结构现状重要参数

Abstract: the multilayer residence building by public stair solve perpendicular traffic, is a very typical cities set house. This paper introduces the structure of the multilayer residence building development present situation, has analyzed multilayer residence building structure in some important parameters calculation of rational selection.

Keywords: multilayer residence building structure status important parameters 中图分类号：TU3文献标识码：A 文章编号：

在我国，住宅建筑按其层数分为：低层、多层、和高层三类。我国在《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）中明确规定：一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅。除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑，大于24m者为高层建筑(不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑)；建筑高度大于100m 的民用建筑为超高层建筑。多层住宅建筑是借助公共楼梯解决垂直交通，是一种极具代表性的城市集合住宅。

一、多层住宅建筑结构的发展现状

1、多层住宅建筑结构的特点

多层住宅在我国目前新建或正在建造的城镇住宅中占90%以上，与中高层（小高层）和高层住宅相比，有一定的优势：（1）在建设投资上，多层住宅公摊面积少，不需要像中高层和高层住宅那样需要增加电梯、高压水泵、公共走道等方面的投资，物业费也较低，整体的性能价格比高，因此得房率比较高。（2）在户型设计上，多层住宅户型不仅结构设计成熟、设计空间大，而且居住舒适度较高。通常采用砖混结构，建材可就地生产，可大量工业化、标准化生产。因此，多层住宅造价较低，价格适中，易于被普通消费者接受。（3）在结构施工上，多

层住宅通常采用砖混结构，同时又比高层住宅建设工期短，一般开工一年内即可竣工，因而多层住宅的建筑造价一般较低。

但是，多层住宅也有不足之处，主要表现在：（1）底层和顶层的居住条件不算理想，底层住户的安全性、采光性差，厕所易溢粪返味；顶层住户因不设电梯而上下不便。此外屋顶隔热性、防水性差。（2）难以创新。由于设计和建筑工艺定型，使得多层住宅在结构上、建材选择上、空间布局上难以创新，形成“千楼一面、千家一样”的弊端。如果要有所创新，需要加大投资又会失去价格成本方面的优势。多层住宅的平面类型较多，基本类型有梯间式、走廊式和独立单元式。

2、几种常见的多层住宅建筑结构体系

（1）混凝土空心砌块多层建筑体系。混凝土空心砌块多层建筑体系在我国发展迅速，并形成相当规模的砌块生产能力，砌块生产已“供大于求”。与此同时，混凝土空心砌块多层建筑体系也存在着一些问题，例如：混凝土空心砌块自重大，由人工采用人工砌筑的劳动强度大，不符合建筑工业化的方向；砌筑工艺存在不足之处：很薄的砂浆在空心砌块上铺设很难粘结密实和牢固，影响整体强度；雨水容易从砂浆缝隙渗入，如果双面抹灰，又大大增加抹灰量；并且在光洁的砌块上抹灰难度很大，易空鼓、开裂；在砌块内放置钢筋、建筑混凝土等工艺复杂，质量无法检验。

（2）框架轻板结构体系。框架轻板结构多为钢筋混凝土框架结构，内外墙均为非承重墙。可用陶粒空心砌块、加气混凝土砌块或其它非粘土砌块以及陶粒混凝土轻质两面光条板、3E板等等做内外墙。

（3）钢筋混凝土剪力墙结构体系。钢筋混凝土剪力墙结构体系，内外墙全部采用现浇钢筋混凝土墙。目前已开发出多种配套的外墙保温体系。这类结构体系，亦可以把外墙做成预制墙板在现场预制生产后就地安装。

（4）用多孔粘土砖或非粘土砖代替实心粘土砖的多层建筑体系。用多孔粘土砖或非粘土砖代替实心粘土砖的多层建筑体系在我国的发展比较缓慢，究其原因，主要有以下几个方面：粘土多孔砖仍需要大量的粘土，少用粘土有限；不能用于承重墙；由于涉及原材料及投资前景等问题，生产厂家不敢下决心扩大规模，制约了其发展；灰砂砖由于抗剪强度及其与砂浆的粘结性能不佳，影响其大面积推广使用。

（5）革新“外砌内浇”体系。采用革新“外砌内浇”体系就是将外墙粘土实心砖改为加气混凝土砌块，内墙仍为钢筋混凝土墙体(一般为140~160mm厚)，用大模板施工。

二、多层住宅建筑结构计算中几个重要参数的合理选取分析

《建筑抗震设计规范》中第3.6.6.4条指出，所有的计算机计算结果，应

经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。通常情况下，计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移（包括最大位移与平均位移）和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架一抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值、超筋超限信息等等。

为了分析判断计算机计算结果是否合理，结构设计计算时，除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外，正确填写抗震设防烈度和场地类别，合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。现以空间有限元分析与设计程序SATWE为例，结合施工图审核校对中发现的问题，来说明有关参数如何合理选取。

1、结构的抗震等级

在工程设计中，多数房屋建筑按其抗震设防分类属于丙类建筑，如民用住宅、办公楼及一般工业建筑等等，其抗震等级可根据烈度、结构类型和房屋的高度按《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定。而电讯、交通、能源、消防和医疗等类建筑以及大型体育场馆、大型零售商场等公共建筑，首先，应当根据《建筑抗震设防分标准》确定其中哪些建筑属于乙类建筑（可能还有甲类建筑，本文不涉及）。乙、丙类建筑，地震作用均按本地区抗震设防烈度计算。对于乙类建筑，一般情况下，当抗震设防烈度为60——80时，抗震措施应符合本地区抗震设防列度提高一度的要求。所谓抗震措施，在这里主要体现为按本地区设防烈度提高一度由《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定其抗震等级。例如，位于80地震区（如北京）的乙类建筑，应按90由《建筑抗震设计规范》表6.1.2确定其抗震等级为一级；当80乙类建筑的高度超过表6.1.2规定的范围时，还应经专门研究，采取比一级抗震等级更有效的抗震措施。如北京某大型零售商场和某三级医院的门诊楼本属乙类建筑，但设计人员错当成丙类建筑来设计，使建筑物的抗震能力降低，不得不对设计计算做重大修改。

2、地震力的振型组合数

地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考扭转耦联计算时，至少应取3；当振型数多于3时，宜取3的倍数，但不应多于层数；当房屋层数2时，振型数可取层数。对于不规则的结构，当考虑扭转耦联时，对高层建筑，振型数应取9；结构层数较多或结构刚度突变较大，振型数应多取，如结构有转换层、项部有小塔楼、多塔结构等，振型数应取12或更多，但不能多于房屋层数的3倍；只有当定义弹性楼板，且采用总刚分析，必要时，振型数才可以取的更多。《建筑抗震设计规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SATWE等电算程序已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用，选取振型数时比较随意，这是应当改进的。此外，由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算，仅当结构存在明显示扭转时才采用耦联计算，但在必要时应补充非耦联计算。