高层住宅建筑的结构选型与合理高度
西 北 建 与 建筑材
年
月
总第
期
高
住 宅 层 建筑 结的构 选型 与 理合度高
王东
伟
李静西安
陕 西省 建 筑标 设 计准 办 公室
摘
意
义。
要
本 时 文层 住 宅 高 筑建 结构选 型 与合 理 度 高提 出了合理 化 建 议 对 层高 宅 住 建 筑 设计 具 有重
要关健 词
高层 宅 建住筑 结 构 选型 理 合度 剪 高 墙力 构
③采结 用 向短楼 板跨度小 节约 楼板钢 筋水泥
, ,
、我省
的 高层 住宅 建筑 始 建于 上 个 世八纪 十
代年 随建设着 业 事的发 展 城市 地 日用趋紧 张高
,
,。
,
主要缺点
① 房间
,
小
层 住宅建 筑 逐 渐增多
, ,
,在
构上结选 择 哪种 型类
, 较
,建
筑布 置 不灵 活
,合为适 在高 上 建 多 少 度层 才比 较 经 合 理济本
试分文析 如
下
横墙②数 量 多 剪 力墙的 承 载 能力未 能 分 充利
用
在巧 层 以下 的建 筑中墙 体多 为构造 配筋,
。
③由
于墙 多
,
则混凝土 用 量
大,
屋 自重 大房
,
高
层 住 宅建筑的 结 构 选型
一般 层 住高宅 建 绝大筑分部采 用 剪力 墙 构结很 少 用采框 架结构 或 框 架 力剪 墙结构
,
,
基费用增础加 ④
振周自期 短
,
地
震力大
,。
这 因为是
,
⑥墙 配筋 体 低率
结
构延性小
。框架
一 柱 尺 般寸 大 对住 宅房较间 使的用 不 利 此 还 外异 形 框有架 柱宅
房 间 的 使用层 住宅
力 楼结构
墙
,大
间 横距墙 重 方 承案
。
对 于 部 下为 大空间 的 商 楼住等 高
—
剪力墙 结构
,
也不影 响住
随轻 质着 坚固 并 具 有良好隔 性 音 的 能隔 墙材
的发料 展 剪力墙 体 系开始 向 大 间距 过 渡 一 般 每
两开 设 间 道 钢 筋 混一 凝土承 重 墙 间距 一 般 为
一 ,,,
则
可选 用 框 托 墙 体 即底 层 系大空 剪间
。,
米
楼 多板 采 现 用钢 浇 筋混 凝 土梁 式 板 或 无 结粘预
应 力 钢 筋混凝 土 平
板
。。
钢
筋 凝 混土剪 力墙 结 构体系 剪 力 的 墙 置布方案有
列
,
下
优其点
种
,,
①
于 墙由 数体 量
少则混凝土 用量
小,
自重
小 距间 墙 横承 重方案 早 建期造 的剪 力 结 墙 构 住 多宅 采用 间小距方 案 即 每 开间 竖 一 道 钢 筋混凝 土横墙
,,
轻
,
基础 用 可 减 费少
②自振 周 期 较长
水, 平 地震作 用小
,减,口 习 矛
距 为
间
一,
米
。
其
优 点
③墙
体 配筋率适 当
④使用 空间 较
大
,,
构 结延性 增加
。
一 次完成①所 有 墙 体
省
去 砌筑 隔 墙 的工
“ ”作
建筑布 置 灵较 活
量
,
缩可短 工
期。
主
要 缺点 浇 内外贴
楼① 跨 板度 大
,
②较如同 时 采用 大 模 现浇板
内
墙
的筋
钢
,
、
泥水 用量 多增
外墙板 与 内墙 板之 间采用 刚 性连
接平力 的 传递
,
,
可
承 以 担水,
②使 高用效轻质隔 墙③采 预 用外制墙板
,
造 价
较高,
而
“
内浇
外
挂
,”
的墙外板 不 能传 递
,
因 面 积较大 施工 比较 困
,水 平地震 力 结构 方 案时 便 于 制 作 和 安
装,
外墙 一 板个 开一 间块
难
,
如 采
其用他 墙方 案外
则 工 效施率 较低
。
施 工进 快
度大
间 纵距 横墙 承 重 案
方
年
总 月第
西期 北 建 筑与建材,
现浇钢筋混 凝 土 横墙每 两 开 间 设 置道一,
楼
。住宅 层 与 数节约用 地要
节 约用 地 需 选 用就 较 的高建筑 度密一 般
,
,方板 案 两 有种 一 为 在两 横墙道 之间 布 置 一根进
梁深
,以
短缩楼 板 度跨
。,
进深 则 梁支承 纵 墙上于
,
对建筑 密 度 衡 量 用的容 积 率表 示上所
建 的建 面 筑积 万 平 米方
,
,
即每
顷 土公
。地
者 为再 用采现 浇钢 筋 凝 土 双 混楼 板
向横 上
同墙
。 承文 在纵
公
顷
建
层筑 数 愈
,
其优 缺 点大致 与 大 距间 横 墙 重 方承案
相
多则 每公 顷 土 上地 建所的 建筑 面 愈积多 即 积
容
率 愈 高 约节用 地 愈 为 多 更了 直地 说观明 筑建 层肢短 力 剪墙 方案当 高层住 宅的 数层 不高 太 时为了 节约 钢 筋 ,
、,
。
变 化 数与用 地多 少的 关系
,
可
以改用 容 积 的 率倒
数
表示
, ,
,
即 建每 万一 方 米 建平筑需 用 少 多 公顷
,
土 泥 水用 量 降低墙 体自 避重免 抗 推刚 度 大 结构 过振 周 自期 过短,
,
,
地经 研 究在西 安 地区满 足必 需 的照日要 求 情况
下得出 住 宅层 数容积 率 倒与 数关系 曲 并线 整理 ,
,
地
震力增大
,
可
采 用 短 肢力剪墙
一
。
剪即力 墙 墙的肢 度长 缩 至 短 小 不于
倍 身墙
厚
,
出“
于由 加增住 宅 层 数 得而 的节出约 用 值地
,
表”
度
。
近 期发 是 的展 种一 新 案方钢 筋 混凝
土异 形 框架 柱,
可以 出 看在七 层 下
以
,,
多层 住
宅 加 增 层数
框
架柱
,
—柱 的 翼 缘和 腹 板 度厚 选
,用, ,
剪力墙 体 系中 采用字 和形十 字 形框架
一
,—
剪 力
墙 方 案即
在缘
翼对节
的 影 响地较大 地
,
如
三 层 比 二 层住宅 可 节约 用 。
六 比五层层 住 宅只 约节用 地
虽
然
高
度宽根则据 计 算 需 要 定 确出而影 响 使 用
就 不
于 致于由 的 柱凸。
层住 宅比 多层 住 宅 约 节用地 如一十 层比 六层 住宅 可 节约用地
,
但
是应 意注屋房高度 得不过超
十八层 六 层比住 宅
可 节
,地
,抗 震设 防 烈 度 不 得 大 八 于
度,
但
层 高住 宅 增仅 加一 时层 节其 地 效 很 果不明 如 显 五十层 以 住上 宅 加增一 层 时的节 地效 果 不 到
, ,
框托
结墙构 体 系当 上 部 为 住宅 下 为 大部 空间 用 室 时上 部
仍 可 用 力剪 墙 构 下 部 结 用 框 架改 构 结称为框 托 墙
,, ,
高层住 宅 只 当有增加 层数 较多时 节地 效 才果,
,
显 著如 十 八层比 一 十 层 住 可宅 节地
,
。
此由
对结 体构
。系
高 层 住宅选 择 合理 高 度 时 得到 一个 启示可 以 每隔
较多层
数,
,
结 合
其 他 条件
,确
定 一 个 理 高合度
,
高层 住建筑宅 的高选择度
才可以 得到较 的 好经 济 果效
。于 增由 加 住宅 层 数 得 而 到节的约 用 地 值 表由
层 增
一至一
表节
约 用 地值 值公
顷
万米
节约 用地值公顷
由
层
增至
一
一层一
层
万米
只一 一
一
一
一
一 一
一一 一・
一一
一
、
西
北筑建建 材与
年 月总第。
期,
防
火 要 求与层 高住层 数
防火宅是 建筑 特 别 是高层 建 安 筑全要 内容重之 住一宅 层 数直 与接居住 人 员 的 垂直 交 通安 全
。
疏
、
作用 某 对 定层一数 的 宅住建 筑有 可 能 采 用箱形
基 础整或片 筏 形 础 基而 不必 采 用 桩 基 础以节
约,,
础 基造 价并 缩 短基础施 工 工期 故 对 选住择 高
宅
,,
散
、
消
防救护 有 密 的切关 《高系 层民用建 设 筑计,
。
度 时
还 应 虑考 选 能用经 济 合基 础 型理 的影 式响高层
住建筑宅的 高 度选 择
,
。 防火 规 范 》 主 要 从高 度 高 对 建层 筑进 防火 分行 类
对于住
宅类
一》
高
层 住 建宅 筑 虽然层 数 高 节愈用约地 多
层愈的 通 住普 宅度 高或高
, 米,
一,
,
但是 层数 愈 高 位 造单价 也 愈 高节 的约地价 因
度与
米 但每层 筑建 面 超过积。
平方米 商的
增高住 而增 加的 建 造筑价不一 定 当
相,
,、
,、
还有 些 一其,
楼
他
因素 要做 具 体 析 如分 形 情地 总 平 况面的 平 类二
一
。
层
的 普 通 宅住 一类商楼住 外
面以形
状长
宽 尺
寸,
积 大小面
、
金 多资少 需用 的
。
,
的商 住楼
建筑面 积 少
多,
市城 划 规部门 的 要等求 要合 综研、
一
类 与二类 高 层 宅住 的火防 要
,求
、
如建筑
构究
才 能, 出 得经 济 理合的高 度
,
件 的
火耐 级 的等 选用封 闭 梯 间 防烟楼 楼梯 间和 消 防 电 梯的置设与否 等 有较 大的 差 别 一类 比二
,
, 现仅 一从 般情况 综 合前 述考 防火虑 要求 结
构与
地 基基 等情 础况的 最 大高 度 ,
。
,
其在影 响 造 价分的 线 处界
类高 层
宅 住防在 火方 面 要 加增 多的造较价 故 从 减 少 防 投火 方资面 看 宜 控 制 二 类高层 在 住宅允 高许 度以内
。,
。
应 不是 类 同 高 型层住 宅的 经合理
高济度
单
元 式与通 廊 高式 层 住 宅单 元式 高层 住 宅 当不超 过十一层 而且 每单,
, ,
、
构情 结 与高 层况 宅 住度高 高层 住 宅 一般采 用 钢 筋 混 凝 土剪 力 墙 结
元 均设 电构 梯 时 可 不 设 就 防 电消 梯烟楼 防梯间
,
和
于 对剪力 结墙 构可 建 至但
从抗 等级震 分 划看
、,
米高
没有 什 么 限 制米
、、
,
。
闭楼封梯间 还省 了电梯 间 前的室 和 机 械排 烟 通
风等 施设可 取 得较好 的 济 经 效果 同时 也 是 剪 力墙 结构在 按八 设 度防 三时 级 震抗等 级的 高最高
米 度故 十一 是层单 式元高层 住 宅 的 个 经一 济高度 ,
。,
,
高
度
、米
米分
,
,
别
是 六 地 度震 区 四 与级 三级 七度地 区 震三级 与二级 八 地 度 震区 三 级 与级二 震 等级抗 分 的界线
, ,
还米是 八度 地 区震二 级 与一 级抗震 等级的 分 界线
,,
。
对
通 廊 式 住宅 在需 靠外 处 墙设封闭楼 梯 间 可
,即,
。
, 同抗震不 级等对 结 构设计 有不同 需的求 对 建筑
造当超
过十 一层 时 如 不 超 十过八层 仍则 二
类在防火 等 范 级 围之
内
价 也 。 有一 定 的响影一 级要 最 高 需求 增 造加 价 也
十
层 八是 元单 住 宅 式 类
。
较多二
。防 等级 火内 最 高 层 数的,
,也 大 致
是 六度地 震 区 剪 米
还、有 对商 住 楼下 层要 需大空 间可 能 采 用
力 墙结框 四构级 震 抗等级 的 高 层最数 、
,时同也
托墙结 构抗 其震等 级 的 划 分
区 三 级与级 框 二架
,。
,
米
是则 六 度震
地米 别分是 七 。
、
是 在 自重 湿非 陷 性 黄 一土 般性粘土 中 等度密砂
土地 上 基地 当 下水位 不高 时 有可 不能用 桩 基础
,,
和
米八度
地
区 二级 震 一与级 框 架 分 的界 地 线基基 础与 高层 住 高 度宅高 层 住 宅随 着 数层 的 增加,
,
,
的最高 层 数据根 地 情基 况
层七。 。
,
也有可 是 十能六 一
因此 十 层 八 是元单 式和通 廊式 高层 宅住的
然自 增 要加 地基
,
另一
经 济 个合理 高 度
,
基
础 荷载 各地的的地 基情 况 有较 大 的差 异 地 基处 方 理 法也不 相同 其 中必 然 有 一个应 地 相基 处理 方 的 法 经济 度高 例如在 一 定 况 下 可 利情 用高
层 住 宅 设所地 室下处 挖的 出 土 方轻减这 分部土 重
,的
塔式
宅住应 在
防火等 级二 类住 宅范 围 内 选
择 其最
高层数 为经 济 高度即十 层 八 时同还 需 符
合 每层不 过超八 户 建筑 面 积超 不过。
,
,
,
。,
方平 米
页
的规 定 结 构
地与基 基础 情 况的 论 述与 以下
转 西北筑与建建材
年 月 第总,
期
力压数系 分 布大 和 无 明小 显影 响 四 抗风设 分 析计 屋面 荷载 跨中计 算 风压 为
丁
、
。
其上表 均为面负压 各但部分 分 布不 均 匀接 近中 部 截 面的不 均 匀性 小 接 近 端 部时 不 匀均性 尤
大 其 端是 部 面 的 前 截 缘出现峰值 抗 风 设 采计用 是
。的,
,
。
上
表面 负压 与下 表 面正 压的 叠 加 值,
。
由
述上分 析 给 我在们跨大屋轻 面 的 计与施设工
方面 以 下 几 启示点
厚铝合
金 板 面层
聚 厚氨保 醋层温
屋 面板的安装应
考 虑 风吸 的 力 响 以影避免 屋 面 板在 风的作 用 将下屋 面 掀 板 起屋即 面 板与
擦。。
,
厚钢
丝网 厚玻璃棉
钢板
的条连接 应 可 靠有 连接 不的致 因强 度 不 足 而坏破反
号 现的象 总 体 来析 架说 荷 在载 十 活静与
,
静屋
析盖在架 不同的荷载 作 下用 可会 出能现
风。
析架
支撑
、
相
比时前 者 较 后者值大 一些 后但 亦 不 可者忽视 ,
,
,
同 时
说 明了 工 本 析程 架 用采倒 三 形角型式 现休了 工
构结 的受 力 特点 是合 理经 的济,
,
,。
最 不 处 的 利风载 陆 侧 悬 挑端算计风 压 为
由于
风的吸 力 应效 明显故在支 节座点设
的
计 上除 考虑应压 外力 还 应 考虑拉 力 用 作 支即
必 座 具 须有束约析架向 下 和上向的能 同时力 亦应考
,
。
从
式计算上们我可 得出 陆 侧 檐口处 最 大 风压
,虑
顶 柱现 出拉受 的情
。况
结构与自重
二
,
的比 为
值。
由此
可见 该 部分 受 风作 后用升 最力 为
明,
参
考文 献
川 《 建结筑构 荷 载 规范 【
、一
显与 通常 混凝 土 结 构 的 挑 悬上 端部 受 拉下部
受一
压 的
状 况正 好 反 相 明 本 说工 程 架析 上弦压受
弦受下拉 现的 象不 能 视忽
、
,
,
。
《西 咸 阳 国 安 际 机 场 站航楼模 型、
一
风实
洞
验报告 解 军 郭琦 亚 五束 语结本 工 屋程 顶为 园 弧形受 风 升 后 效 力 明显应
大夫
夫
大。
,
,注
试 完 成 验时
年间
一
月 验试及 设 计 依据 二
,
一
女
天
大
大
女
。
一大
,
、
失
上接
页述 单 元式住 宅相 同,
据 根需 要选择 其高 度
层
。
但宜 不 超过
米 三约十
商住楼 般情一况 应在 二 类防 火等级住 宅范
内围选 其择层 数不即超 过但接 近 一十六
层
,
超, 过 三层 就 超十出 我 国 宅住 筑建设 计 规 范
的,
米高 约
十 平五
范 围 时同 超过,
米或三 十二 层 时 对 消防 设 施 又
。
时同 需符还 合 每 层 积面 超过
。
不有更 高 的要 求影 响 经 济 效 果 此外也 可 考虑 增加
一 个 档次
,
方米 规的
、
米 定是 也 近 框接托 墙 结 构 度地 六 米
,震
即不 要 过
超米 约 二十五 层
,
米区
三 级 框 架最 的 尺 寸高、
为当 非重 自 湿陷性
高为 七度地 区 震剪力 墙 结 三构级 抗 震等 和 级 度 八地 震区 二 级 震抗等 级 最 大高度
分 界
。线,
黄
土 一般粘 性 土 中密 度砂土 地 基当 下地水 位较
也
是 影 经响 济的
低时
,
有
可 能 不 采 用 基桩 超 础过十 八 的 住 宅
,
层
。参考
资 料,
《
楼 结 构高方 优 案 》 选 刘大 等海
住 宅超过 十 八 层时 均 属 于一 防火等类级 可