浅谈建筑层数与结构的选择
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建筑层数划分建筑层数划分是建筑设计中十分重要的一个环节。
它不仅关系到建筑外观的美观度,还直接影响建筑的使用功能、空间布局和施工难度。
在建筑设计中,合理的层数划分能够最大程度地发挥建筑的功能,并创造出舒适的居住和办公环境。
本文将探讨建筑层数划分的几个关键因素。
首先,土地面积是决定建筑层数划分的基本要素之一。
一般来说,土地面积越大,可以划分的层数就越多。
这是因为较大的土地面积可以提供更广阔的施工空间,在布局上更容易安排各个功能区域。
同时,较大的土地面积还能够满足更多潜在用户的需求。
然而,在面积有限的情况下,需要合理平衡建筑的功能和效益,确保不同功能区域的合理利用。
其次,建筑设计的目的也会影响层数划分的决策。
不同类型的建筑有不同的需求和规划,因此在确定层数时也需要考虑建筑的具体功能和使用方式。
例如,住宅建筑的层数划分需要充分考虑居住者的舒适度和隐私性,而办公楼则需要考虑工作流程和空间灵活性。
此外,商业建筑、医疗设施等特定类型的建筑也有各自的层数规划标准。
此外,建筑的结构承载能力也是决定层数划分的重要因素之一。
不同的结构材料和设计方案具有不同的承重储备能力。
在设计过程中,结构工程师会根据土壤条件、地震性质和使用要求等因素来确定建筑的最大承载能力。
在确保安全性和稳定性的前提下,建筑设计师需要充分利用建筑材料的特点,合理划分各层的使用功能。
此外,建筑的可持续性也在层数划分中扮演重要的角色。
随着低碳环保理念的普及,越来越多的建筑设计倾向于注重环境影响和能源效率等因素。
在层数划分过程中,建筑师需要考虑建筑的通风、采光和能源利用等问题,以确保建筑的可持续性和生态友好性。
同时,合理的层数划分也能够减少建筑对土地的占用,提高土地资源的利用效率。
总之,建筑层数划分是一个综合性的问题,需要综合考虑土地面积、建筑功能、结构承载能力和可持续发展等多个因素。
合理的层数划分能够在满足使用需求的同时,提高建筑的美观度和空间舒适度。
建筑结构第1章概论1.建筑结构与建筑的关系强度是建筑的最基本特征,它关系到建筑物保存的完整性和作为一个物体在自然界的生存能力,满足此“强度”所需要的建筑物部分是结构,结构是建筑的的基础,没有结构就没有建筑物。
结构以建筑之间的关系能够采用多种形式,结构是建筑物的基本受力骨架。
2.建筑结构的基本要求安全性、经济性、适用性、耐久性、可持续性3.建筑结构的分类1.按组成材料1)木结构优点:施工周期短;易于扩建和改造;保温隔热性能好;节能环保性能好。
缺点:多疵病;易燃;易腐;易虫蛀。
2)砌体结构(包括无筋砌体和配筋砌体等)消防限制,最高七层。
优点:耐久性好;耐火性好;就地取材;施工技术要求低;造价低廉。
缺点:强度低,砂浆与砖石之间的粘接力较弱;自重大;砌筑工作量大,劳动强度高;粘土用量大,不利于持续发展。
3)混凝土结构(包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
)优点:耐久性好;耐火性好;可模性好;整体性好;可就地取材。
缺点:自重大;抗裂差;施工环节多;施工周期长;拆除、改造难度大。
4)钢结构优点:强度高、重量轻;材性好,可靠性高;工业化程度高,工期短;密封性好;抗震性能好。
缺点:钢材为非燃烧体,耐热但不耐火;耐腐蚀性差。
5)组合结构(可分为钢骨混凝土结构和混合结构)优点:刚度大;防火、防腐性能好;重量轻;抗震性能好;施工周期短、节约模板缺点:需要特定的剪力连接件、需要专门焊接设备与人员、需要二次抗火设计2.按结构体系1)混合结构体系—主要承重构件由不同的材料组成的房屋。
主要用于量大面广的多层住宅。
2)排架结构—由屋面梁或屋架、柱和基础组成,其屋架与柱顶为铰接,柱与基础顶面为固接。
主要用于单层工业厂房中。
3)框架结构—采用梁、柱等杆件组成空间体系作为建筑物承重骨架的结构。
优点:建筑室内空间布置灵活;平面和立面变化丰富。
缺点:在水平荷载作用下,结构的侧向刚度较小,水平位移较大;框架结构抗震性能较差,适用于非抗震设计;层数较少,建造高度不超过60m的建筑中。
建筑结构——多层及高层房屋结构在我们生活的城市中,多层及高层房屋随处可见。
这些建筑不仅为我们提供了居住、工作和娱乐的空间,其独特的结构设计更是保障了我们的安全和舒适。
那么,什么是多层及高层房屋结构呢?它们又是如何支撑起这些高大而坚固的建筑的呢?多层房屋通常指的是四层到六层的建筑,而高层房屋一般是七层及以上。
它们的结构类型多种多样,常见的有砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构以及筒体结构等。
砖混结构是多层房屋中较为常见的一种。
它主要由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。
砖砌体承受竖向荷载,而构造柱和圈梁则增强了房屋的整体性和抗震性能。
这种结构施工简单,成本较低,但由于砖砌体的强度有限,所以房屋的开间和进深一般较小,而且抗震能力相对较弱。
框架结构则在多层和高层房屋中都有应用。
它由梁、柱组成框架来承受竖向和水平荷载。
框架结构的优点是空间布置灵活,可以根据需要自由分隔房间。
但框架节点应力集中,侧向刚度较小,在地震作用下容易产生较大的水平位移。
剪力墙结构主要用于高层房屋,它利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。
剪力墙就像一道道坚固的墙壁,具有很大的侧向刚度,能够有效地抵抗水平荷载,如风力和地震力。
不过,剪力墙结构的空间布置相对不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙,既保证了空间的灵活性,又提高了结构的抗侧力能力。
这种结构在高层房屋中应用广泛,能够适应不同的建筑功能和造型要求。
筒体结构是一种更加高效的结构形式,适用于超高层建筑。
它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构具有极大的侧向刚度和承载力,能够有效地抵抗风荷载和地震作用。
在多层及高层房屋的结构设计中,荷载的考虑至关重要。
竖向荷载包括房屋自身的重量、家具设备的重量以及人员的重量等。
而水平荷载,如风力和地震力,对于高层房屋的影响更为显著。
为了抵抗水平荷载,结构需要具备足够的侧向刚度和抗震能力。
高层住宅结构体系的选择随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅的结构体系选择是一个至关重要的决策,它不仅关系到建筑物的安全性、稳定性和耐久性,还对建筑的造价、施工难度和使用功能产生深远影响。
高层住宅的结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
每种结构体系都有其独特的特点和适用范围,在选择时需要综合考虑多种因素。
框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活,可以根据需要自由分隔空间,便于后期的改造和装修。
但其缺点也较为明显,由于框架节点应力集中显著,框架结构的侧向刚度较小,在水平荷载作用下,位移较大,抗震性能相对较弱。
因此,框架结构一般适用于层数较少、高度较低的高层住宅。
剪力墙结构则是利用建筑物的墙体来抵抗水平荷载和竖向荷载。
剪力墙的侧向刚度大,在水平荷载作用下,位移较小,抗震性能良好。
但其建筑平面布置不够灵活,空间受限,不利于后期的改造。
剪力墙结构常用于小开间的住宅建筑,能较好地满足居住的空间需求。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
它既有框架结构平面布置灵活的特点,又有剪力墙结构侧向刚度大、抗震性能好的优势。
在框架剪力墙结构中,框架主要承受竖向荷载,剪力墙主要承受水平荷载。
这种结构体系适用于层数较多、高度较高的高层住宅,能够在满足建筑功能需求的同时,保证结构的安全性和稳定性。
筒体结构又分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构的抗侧力性能非常好,能够承受较大的水平荷载。
但这种结构体系的施工难度较大,造价较高,一般用于超高层住宅或对建筑造型和使用功能有特殊要求的项目。
在选择高层住宅结构体系时,需要考虑的因素众多。
首先是建筑的高度和层数。
对于较低的高层住宅,框架结构或框架剪力墙结构可能是较为经济合理的选择;而对于较高的高层住宅,剪力墙结构或筒体结构则更能保证结构的安全性和稳定性。
其次是建筑的使用功能。
浅谈经济合理的建筑结构优化设计方案一、引言随着社会经济的发展以及基础设施建设的需要,建筑领域呈现出高速发展的态势。
就目前建筑结构设计的实际情况而言,通常由于各种原因会导致设计方案不能实现,从而造成大量的资源浪费,并且也会影响建筑行业的发展。
因此在建筑工程中,为了提高建筑工程的效率和质量,必须对建筑结构设计进行深入的研究,并制定出科学合理的设计方案。
本文从建筑结构设计的基本原则出发,以某工程项目为实例,对结构优化设计方法进行了深入研究探讨,并制定出了合理的建筑结构设计优化方案。
二、项目简介1.1 某项目由5栋25与8栋18层高层住宅、沿街商业、配套用房及一层地下车库组成;建筑面积约227189.61m2。
地下室车库部分采用竹节桩基础,塔楼内部分采用灌注桩基础。
高层住宅建筑物采用钢筋混凝土剪力墙结构,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度6度,地震加速度0.05g,设计地震分组为第一组,场地类别Ⅲ类,基本风压取值0.45kN/m2(50年一遇),地面粗糙度类别为C 类,设计使用年限50年,工程抗震等级为剪力墙:四级;框架:四级。
1.2 在工程建筑方案完成以后,建设方针对结构方案提出了十分严格具体的经济限额指标:三、地下室的优化措施3.1 地下室柱网采用8.1m×(2×5.7m+6.6m);地下室层高人防区为:3300mm=2200(净高)+700(设备)+400(板厚);非人防区为:3200mm=2200(净高)+700(设备)+300(板厚)。
3.2 顶板结构布置:主楼及周边1~2跨采用梁板式结构,主楼周边1~2跨沿长向布置一道次梁;周边商业柱子在顶板上采用梁抬柱;其余为无梁楼盖,无梁楼盖的板底和梁板式的梁底齐平。
3.3 顶板梁配筋:1>塔楼内构造梁箍筋采用6的钢筋,地下室的框架梁,四级抗震的框架梁箍筋间距可以按8d、hd/4、150的较大值,没采用支座箍筋间距100的习惯做法;2>梁面拉通筋,对于跨度较为大的梁采用支座负筋作为通长筋会比较浪费;框架梁通长钢筋采用搭接的最小跨度,即大于下面的跨度用直径14贯通筋较为经济:负筋为直径25,贯通筋直径14,最小经济跨度为1.2m,负筋为直径22,贯通筋直径14,最小经济跨度为2.9m,负筋为直径20,贯通筋直径14,最小经济跨度为4.1m,负筋为直径18,贯通筋直径14,最小经济跨度为6.5m。
浅谈建筑层数与结构的选择
摘要:多、高层建筑已然成为我国城市住宅的主要类型,根据其建筑层数,选择适当的结构体系至关重要。
本文介绍了现代住宅建筑特点,特别是各种结构类型的特征,指出了建筑层数和建筑结构选择之间的关系。
关键词:建筑层数;多高层建筑;结构选择
前言:通常住宅建筑分为低层、多层和高层,1—3层为低层,4—6层为多层,7—11层就是高层,目前多层和高层是我国城市住宅的主要类型。
选择经济而有效的结构体系是多、高层结构的重要内容,随着多、高层建筑层数的不同,选择的结构体系也会有所不同。
1.多层、高层建筑的特点
1.1.多层建筑的特点
如前所述,多高层建筑已经成为我国城市住宅的主要类型,多层主要是指4—6层的建筑物,通常情况下,多层是指4至6层的建筑物,多层是目前最流行、最具有代表性的城市住宅建筑。
多层的优点包括价格低廉,公共空间较大,物业管理费用低,在城市中最普遍。
当然也有一定的缺点,主要是多层周围空气质量较差,噪音很大,外观单调,需要爬楼梯,却反舒适感等[1]。
1.2.小高层建筑的特点
小高层是指7—11层的建筑,常常有配套的电梯,提升了居民的舒适度。
同时,高层住宅相对于多层住宅还有阳台的设计,扩大了居民的使用面积,也同样可以提升居民的情趣。
所以小高层兼具多层和高层的特点,不仅有宽阔的视野,还有质量高的空气,是中上等收入家庭的首选。
1.3.高层建筑的特点
11层以上的就属于高层建筑,高层建筑是城市化的产物。
随着城市地价上涨,节约土地被提上日程,作为最节约土地的建筑类型成为首选。
节约土地是高层最大的优势,同时也会配备电梯。
相对于小高层,高层建筑都会提供双路供水,供电系统,这样就会提升住宅的安全性。
另外,高层住宅的管理也更安全,通常都是规模化的管理服务办法。
高层的采光、通风也有一定的保障[2]。
高层住宅区离城市中心区较近,可以便利居民生活。
高层的这些特点,促使了大城市建筑高层住宅的趋势。
与低层建筑相比较,多层、小高层与高层住宅的共同优点包括:节约土地、土地利用率高等。
但是建筑楼层的增多并非没有缺点,其局限性表现在建筑物受风力和地震力的影响很大,这样就对建筑附属设施要求增多,对施工技术要求提高,建筑的造价自然也会提高等。
2.结构类型的选择
多、高层建筑的出现,提高了城市土地的使用率,特别是在大城市更受欢迎,改变了城市的面貌。
为了满足建筑功能的需要,其结构体系也出现了多元化的趋势,从过去单一的结构发展为现在各种各样的框架结构、剪力墙结构、框架——剪力墙结构、筒体结构等。
通过上文分析,建筑结构体系的选择要综合考虑相关的经济条件、地理位置,具体来说,结构的选择主要包括:
2.1框架结构
由于框架是由横梁和柱结合而成,所以框架既能承受水平负荷,也能承受垂直负荷,在多、高层建筑中很受欢迎。
框架的种类很多,包括单跨多层框架、多层多跨框架等,根据住宅建筑的水平布置和垂直高度选择不同的类型。
框架有时是等跨的,有时是不等跨的;有时层高是相同的,有时却不同;有时甚至是错层建筑。
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而尺寸和配筋量的控制作用就愈人,在框架结构中更加突出,}大I而在非地震区,框架结构最多可用到15层左右、般控制在10层
框架结构的主要优点是:建筑平而布置灵活、可形成较大的空间、且在立而处理上,也易于农现建筑艺术的要求
2.2.剪力墙结构
剪力墙结构建筑最大的特点在于其把内外墙都设计成钢筋混凝土结构,这样就有很大的承受力,可以保持一定的垂直负荷,也能抵抗一定的水平力。
剪力墙的得名来自于其外观是一整片高大的墙体,同时又有钢筋混凝土的支撑,所以是很具有刚性的结构,在承受水平负荷方面很突出[3]。
剪力墙的底部很固定,顶端很自由,这样在水平负荷作用下,就会产生弯曲变形,这也与顶端的竖向悬臂梁有关。
剪力墙建筑内部主要由剪力墙而分割成相互独立的单间,这样就会导致房间的布置和使用受到一定的限制。
所以剪力墙主要常见于宾馆等,而在工业建筑中很少使用剪力墙结构。
剪力墙由钢筋混凝土塑成,有很刚性的结构,特别是其侧面,所以水平负荷能力墙,多适用于较高层建筑。
当然,剪力墙也有一定的局限性,比如前面提到的建筑内平面布置不灵活、
适用性较差、不太适用于公共建筑和工业建筑等。
2.3.框架一剪力墙结构
框架——剪力墙结构俗称框剪结构,是指框架和剪力墙共同承受竖向负荷的高层建筑结构,将前两者的特点相结合而成。
通过上文分析,在高层建筑中,如果使用框架承受竖向负荷,会导致花费过高;如果使用剪力墙结构来承受竖向负荷,又会造成建筑内部布置受限制,建筑利用局限在宾馆这样的公寓型建筑。
而框剪结构将前两者的优点集中在一起,既可以保证房间布置的灵活性,又可以保证建筑在承受水平强度上的能力。
所以,框剪结构在目前高层建筑中比较流行。
框架——剪力墙结构中,框架和剪力墙都有一定的分工,框架负责竖向负荷,而剪力墙负责水平负荷,这样整个建筑的大部分负荷由剪力墙来承担,有一定的合理性。
框架——剪力墙结构也面临着一定的挑战,比如剪力墙的布置方面,应该尽量与隔墙位置相吻合,这样会避免风的影响,避免房屋的扭曲变形。
剪力墙应该尽量布置在建筑的两端,对建筑的薄弱环节进行补充,这样可以提升建筑的负荷能力。
随着近几年大城市的发展,对建筑层数要求也在加大,难度也随着加大,这样对框架——剪力墙结构的钢筋混凝土的使用也造成了一定的困难。
所以框架——剪力墙结构也存在一定的局限性。
2.4.筒体结构
筒体结构体系主要是指若干个竖向垂直承重的多、高层结构体系。
这种类型的结构体系主要见诸于高层建筑,特别是比较规则的建筑物,以接近正方形为主,有很高的局限性[4]。
结论:多、高层具有节约土地、提高城市土地利用率等优势,成为城市建筑的主要选择。
应根据建筑层数的不同,当地经济水平的差异和地理位置的不同,选择适宜的建筑结构体系。
框架——剪力墙结构相对来讲是目前比较好的高层建筑物结构的选择。
参考文献:
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[3]杨明.基于结构设计建筑节能方法的研究[J].广东建材,2009,03(22):148-149.
[4]程宏伟,刘德明.住宅建筑防火层数确定的若干问题[J].福建建筑,2010,12(26):6-8.。