浅谈住宅建筑层数与结构选择的关系

彭海琴 / 陇西县建筑规划勘测设计院

浅谈住宅建筑层数与结构选择的关系

彭海琴 / 陇西县建筑规划勘测设计院

本文介绍了现代住宅建筑的层数和各种结构的特点，特别是各种建筑固有的结构特点，指明了相关住宅建筑的层数选择与建筑结构之间的关系。

建筑物层数；建筑物结构选择

通常情况下，1-3层为底层，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，性能价格比高，公共空间和氛围较好，公摊面积少，是广泛建造的房屋类型；多层住宅的空间视野、空气质量、噪音等都比高层较差一些，外观相对单调，需要爬楼梯因而舒适性较差，但目前我国现行的多层物业管理费较低，入住率略高。

小高层是指楼层在7至11层并配备电梯的建筑。小高层有以下特点：一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，使住宅的有效使用面积大大增加。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，更是多层住宅难以企及的。

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，使建筑建设向空间纵向发展成为可能，高层建筑最大的优点，就是可以节约土地。同样的地基建造六层住宅与建十一层住宅，土地利用率将近提高一倍。同时，高层住宅还有双路供水，供电系统，可提供更有保障的供应、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原则的同时，也满足了居民在城市中心区“居住相近”的居住便利性和城市生活丰富性的需求。

同一套户型，所在的楼层不一样，居住感觉也会大不相同。同样是板楼，从户型格局上看，南北通透，厨房、卫生间都朝北，起居室、卧室都在南侧或东侧，室内面积浪费很小，的确是不错的房子，可是底层的房子原本应该阳光明媚的室内却总有些阴暗，使得居住品质大打折扣。而高层的房子视野开阔，将小区景观尽收眼底。

多层、小高层与高层房屋有许多优点，如占地面积小、节约用地、城市建筑密度相对提高。但是，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限，各国均不一致，我国一般称八层以上为高层，或高度超过30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。

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，当前大量高层建筑已经明显的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式的框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、简体结构等。

高层房屋结构体系选择要兼顾众多方面的因素。

高层建筑的受力特点是承受垂直荷载和水平荷载的作用。在低层结构中，水平荷载产生的内力很少，结构以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，通常可以忽略。随着建筑高度的增加，水平荷载（风或地震力）产生的内力和位移随之增加。

由于上述特点，选择经济而有效的结构体系是多、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，主要可选用以下几种结构类型：

1、框架结构

框架是由横梁和柱通过结点而组成，框架的横梁和柱，即承受垂直荷载、也承受水平荷载。在多层和高层房屋中，根据房屋的平面布置及垂直高度空间的要求，有的是单跨多层框架，而更多的是多层多跨框架；框架可以是等跨的或不等跨的。层高可以是相同的，也可以是不相同的；个别还有错层的。

随着房屋层数的增多和总高度的增加，水平力对结构构件的截面尺寸和配筋量的控制作用就愈大，在框架结构中更加突出，因而在非地震区，框架结构最多可用到15层左右，一般控制在10层。

框架结构的主要优点是：建筑平面布置灵活，可形成较大的空间，且在立面处理上，也易于表现建筑艺术的要求。

2、剪力墙结构

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，它即承担垂直荷载、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（剪力），“剪力墙”即由此而得名。

实际上，在水平荷载作用下，剪力墙是一个底部固定、顶部自由的竖向悬臂梁，主要是因墙肢的拉、压而产生“弯曲型”变形。

剪力墙结构房屋因被实体的剪力墙分割成各个单独的空间，建筑布置和使用都受到一定的限制，故多用于仅需小开间的住宅、公寓、旅馆等居住性建筑，在工业建筑中很少采用。

剪力墙结构的侧向刚度大，在水平荷载作用下的侧移量少，故能适用于较高的（15至35层）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。

3、框架-剪力墙结构（简称框剪结构）

所谓框架-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，若由框架来承受水平力，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-剪力墙体系，则二者可兼顾，它可以使建筑平面布置比较灵活，也可以满足结构在强度上和抗侧移刚度方面的要求，所以，框架-剪力墙体系在高层建筑中广为应用。

在框架-剪力墙体系中，竖向荷载主要由框架承受，而风荷载等水平荷载则主要由剪力墙承受，在一般情况下，剪力墙要承受70-90%的水平荷载。

剪力墙的布置应满足使用上的要求，尽量与隔墙位置相吻合，除此之外，剪力墙宜放在恒载较大处，并宜尽量均匀对称，否则，在风荷载作用下，房屋将会发生扭转。为增强房屋的抗扭能力，剪力墙宜布置在房屋各区段的两端，在平面形状或刚度有变化处，以加强该薄弱环节。

4、简体结构

所谓简体结构，是指由一个或者几个简体作竖向承重结构的高层结构体系。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。简体结构有框架-核心筒和筒中筒，在抗震区，均能用到百米以上。

综上所述，目前规划设计中究竟采用哪种结构，需经过方案比较确定，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。