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多层住宅结构设计赏析八篇

时间:2023-08-17 17:50:29

多层住宅结构设计

多层住宅结构设计第1篇

关键词:结构设计;钢结构住宅;钢结构体系;

前言:

近年来,由于土地资源不可再生,建设部已下令禁止使用传统的粘土砖,同时,我国目前的钢产量已高达1.7亿吨,严重供过于求的状况已迫使钢铁企业不得不另辟蹊径,为了建筑业和钢铁业找到了新的出路,我国在已有的建筑体系上引进了国外已经成熟的钢结构住宅建筑体系,多层钢结构住宅是钢结构住宅产业化推广的重要组成部分,也是今后多层住宅发展的主要方向。钢结构住宅建筑的优点主要有:大大节约施工时间,施工不受季节影响;增大住宅空间使用面积;减少建筑垃圾和环境污染,建筑材料可重复利用;拉动其他新型建材行业的发展;抗震性能好;使用中易于改造、灵活方便;给人带来舒适感等等。

一、多层钢结构住宅结构体系选型

钢结构体系的型式有多种,但应用于住宅的卡要可分为钢框架体系钢支撑框架体系,钢框架-混凝士剪力墙体系 钢框架-核心筒,错列桁架钢结构等。

根据已建的钢结构住宅工程 对钢结构住宅的结构体系做一个简单的定性比较(见表1)。根据表1对多层钢结构住宅结构体系比较分析,可以明确地得出各钢结构体系的优缺点。从表1可知,错列桁架钢结构经济性高,开间及跨度大,比较适于作为多层钢结构住宅的结构体系,但建筑设计应与结构设计交互设计,以避免桁架对建筑平面设计的影响。

表1 多层钢结构住宅结构体系性能比较

错列桁架 好 低 复杂、快 抗侧能力好、 桁架对住宅建筑平面设计有影响

二、钢结构住宅楼盖结构分析

楼板的合理选择关系到整个结构的安全性、经济性,降低楼板的造价和减轻自重对整个建筑物至关重要。目前钢结构住宅工程中常用的楼板主要有三种形式:压型钢板-混凝土组合楼板;现浇混凝土楼板;预应力空心板叠合楼板。通过表格对上述三种楼盖进行综合比较 见表2:

表2 多层钢结构住宅常用楼板类型综合比较

造价 较低 较高 低

由表2可知 预应力空心板叠合楼板比较适于作为钢结构住宅楼盖 这种楼盖不仅装配化程度高、施工效率高、自重轻、用钢量少和造价低,而且跨度较大,整体性及抗震性能都不比现浇楼盖差。

三、多层钢结构住宅结构分析与设计

3.1 工程概况

某住宅工程6层,层高2.8m。建筑高度17.1m,建筑面积2858 m2,建筑标准层平面如图1所示。在一个住宅单元中,进深尺寸较大,除楼梯间、厨房、卫生间相对固定外。其余的厅、居室、贮藏室等均可按住户的意愿自行安排、灵活分隔组合。墙体选用蒸压加气混凝土墙板。建筑抗震设防烈度Ⅷ度 设计地震分组为第一组 设计基本地震加速度为0.2g 建筑结构安全等级为二级,建筑的抗震设防分类为丙类。基本风压0.60kN/m2,地面粗糙度B类。基本雪压O.80kN/m2,屋面活荷载0.5kN/m2。

3.2 结构分析与设计

结构体系:根据上文分析及工程概况,该工程选择交错桁架钢结构和钢框架结构体系。灵活分隔部分采用错列桁架钢结构,该结构利用柱子、平面桁架和楼板组成空问抗侧力体系.具有住宅布置灵活、结构自重轻和造价低的特点。是一种经济、实用、高效的新型结构体系:固定部分(厨房、卫生间和楼梯间)采用钢框架结构。桁架腹杆采用混合型桁架,这种桁架的抗侧性能优于空腹桁架.抗震性能优于实腹桁架。桁架布置见图2。

图2 桁架布置

结构布置:住宅的开问和进深较大,由上文分析并综合比较而选用预制预应力空心板叠合楼板。采用预制预应力空心板叠合板后结构布置采用简单梁格方式,取消用钢量较大的次梁。简单梁格布置不仅可以降低结构用钢量,而且可以增大建筑有效净空并取消吊顶。预制预应力空心板叠合板通过与钢粱组合作用(布置栓钉和后浇叠合层)进一步降低结构用钢量。叠合板总厚度为200mm 其中预制预应力空心板厚度150mm,现浇叠合层厚50mm。结构平面布置见图3。

构件设计:交错桁架结构中多数构件的内力以轴力为主,而且体系的抗侧刚度很大 一般以强度或稳定设计来控制构件截面,比较适合采用高强度钢材,因此该工程梁、柱、弦杆、腹杆均采用Q345钢。交错桁架结构中柱采用直径为400mm.壁厚为l6mm钢管混凝土柱.混凝土采用C60;弦杆采用HW200x200x8x12:纵向框架梁为HM294x200xSx12:直腹杆为等边角钢组合L100xl0;斜腹杆为等边角钢组合L125x8。框架结构中柱采用直径为300mm.壁厚为10mm的钢管混凝土柱,混凝土采用C60:粱采用HN25O×125×6×9。

结构分析:计算结果表明.水平荷载作用参与组合的工况对设计起控制作用。构件强度和稳定应力比控制在0.90以内 结构弹性层间位移角按照《建筑抗震设计规范》和 钢结构设计规范》的相关规定来控制。结构分析结果见表3。

节点设计:交错桁架体系采用混合型时,横向荷载的作用将通过平面桁架以轴力的形式传递给柱子.故桁架与柱子的连接按铰接设计。此时,桁架上、下弦杆除了要承受轴力,还要承受弯矩.按照连续压弯杆件设计.而腹杆与弦杆的节点按铰接设计,忽略桁架腹杆次弯矩的影响。此种分析不但误差~t4d,,还能改善结构的延性和增加耗能储备。钢框架结构的梁柱节点全部为刚节点.可有效增加结构的抗侧刚度。

3.3 简单经济评价在满足各项设计指标的前提下.各构件用钢量见表4 设计方案总用钢量为85.25t(不包括楼板及基础),单位面积用钢量为29.8kg/m2。采用钢管混凝土柱交错桁架结构。可以显著降低结构的用钢量.比其他钢结构住宅结构体系经济。

表4 构件用钢量

四、结束语

多层住宅结构设计第2篇

【关键词】多层建筑;结构体系;结构设计

1 多层轻钢住宅的优点

由于我们自己的局限性的结构体系,为封闭的小开间住宅平面布局,不断地适应生活的要求不断变化的模式。与传统的住宅相比,多层住宅建筑具有明显的特点和优势,受到了越来越多人的关注。

(1)外形美观,建筑造型简洁,富有,截面尺寸小,使用的净面积的增加钢材强度高,可以提供较大的柱网布置;当考虑楼板的组合作用,使用组合梁或扁梁时,可以增加净高。这种开放式住宅既为建筑师提供设计的回旋余地,又为住户提供了灵活分隔室内空间的可能。

(2)供货迅速,安装方便,可以比混凝土结构至少缩短一半工期。在当前贷款利率高的金融形式下,早投产,早回收投资,这对于降低工程总造价,增加投资效益幅度是十分重要的。

(3)干法施工,装备化程度高,建设快速,高效,质量有保证。

(4)轻钢结构在生产和使用的过程中能源与原材料消耗低,建筑垃圾少,粉尘少,噪音低,具有很高的可重复使用性和可循环性,因此是一种绿色环保结构。

2 结构体系的选择

建筑层数越多,高度越高,则由于风力或地震力引起的侧向力就越大,建筑物必须有相应的刚度来抵抗侧向力。因此,结构体系也就需要不断的发展。目前,多层和小高层钢结构建筑常用的结构体系有以下几种。

(1)框支结构体系。纯框架在风、地震荷载作用下,侧移不符合要求时,可以采用带支撑的框架,即在框架体系中,沿结构的纵、横两个方向布置一定数量的支撑。在这种体系中,框架的布置原则和柱网尺寸,基本上与框架体系相同,支撑大多沿楼面中心部位服务面积的周围布置,沿纵向布置的支撑和沿横向布置的支撑相连接,形成一个支撑芯筒。采用由轴向受力杆件形成的竖向支撑来取代由抗弯杆件形成的框架结构,能获得比纯框架结构大的多的抗侧力刚度,可以明显减小建筑物的层间位移。

(2)框架剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架剪力墙结构体系,这种结构以剪力墙作为抗侧力结构,既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度,可用于40至60层的高层钢结构。当钢筋混凝土墙沿服务性面积(如楼梯间、电梯间和卫生间)周围设置,就形成框架多筒体结构体系。这种结构体系在各个方向都具有较大的抗侧力刚度,成为主要的抗侧力构件,承担大部分水平荷载,钢框架主要承受竖向荷载。

3 主要构件设计

3.1 柱

前已述及,钢结构住宅一般为大开间,框架柱在两个方向都承受较大的弯矩,同时应该考虑强柱弱梁的 要求。而目前广泛使用的焊接H型钢或I字热轧钢截面,强弱轴惯性矩之比3~10,势必造成材料浪费。因 此对于轴压比较大,双向弯矩接近,梁截面较高的框架柱采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱是适宜的。对于方钢管混凝土柱,不仅截面受力合理,同时可以提高框架的侧向刚度,防火性能好,而且结构破坏时柱体不会迅速屈曲破坏。因此,尽管平面受力结构中,选用H型钢或I字钢在受力上还是合理的但总体上,箱形钢管柱尤其是方钢管混凝土柱应得到广泛应用。方钢管混凝土柱将是钢结构住宅发展的 主要方向,但由于缺乏相应的规范、规程,目前在住宅中应用还很少。尤其钢管砼梁、柱的连接较为复杂,不利于工厂制作和现场施工,应加大力度开发研究。

3.2 楼面屋盖结构

楼面和屋盖必须有足够的强度,刚度和稳定性,同时应当尽量减少楼板厚度,增加室内净高。压型钢板-混凝土组合楼盖是目前应用较为广泛的形式。它具有施工速度快,平面刚度大,增加房屋净高的优点。具体做法是在钢梁上铺设压型钢板,再现浇100~150mm混凝土。在钢梁上焊接足够的剪力连接件,使钢梁与混凝土协同工作构成组合楼盖。这种做法耗钢量较大,且需防火处理。可以用预应力钢筋混凝土薄板取代压型钢板。此外,预应力圆孔板、迭合板、组合扁梁也是常用形式。

3.3 支撑和剪力墙形式

多层框架钢结构体系的侧向刚度较弱,随着层数的增加,为了抵抗水平地震作用,减小层间错移,常在墙体内布置垂直支撑,为了方便门窗开洞,支撑形式可以灵活采用,如X型、单斜杆型、K型、M型、W型、V型和人型等。建议多采用偏心支撑,因其在地震作用下具有较好的延性和耗能性能。

剪力墙按其材料和结构的形式可分为钢筋混凝土剪力墙、钢筋混凝土带缝剪力墙和钢板剪力墙等。钢筋混凝土剪力墙刚度较大,地震时易发生应力集中,导致墙体产生斜向大裂缝而脆性破坏。为避免这种现象,可采用带缝剪力墙。钢板剪力墙是以钢板做成剪力墙结构,与钢框架组合,起到刚性构件的作用。

4 节点设计

在结构分析前,就应该对节点的形式有充分思考与确定。常常出现的一种情况是,最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致,这必须避免。按传力特性不同,节点分刚接,铰接和半刚接。初学者宜选择可以简单定量分析的前两者。常用的参考书[2]有丰富的推荐的节点做法及计算公式。

连接节点有等强设计和实际受力设计两种常用的方法,初学者可偏安全选用前者。设计手册中通常有焊缝及螺栓连接的表格等供设计者查用,比较方便。也可以使用结构软件的后处理部分来自动完成。

具体设计主要包括以下内容:

4.1 焊接

对焊接焊缝的尺寸及形式等,规范有强制规定,应严格遵守。焊条的选用应和被连接金属材质适应。E43对应Q235,E50对应Q345. Q235与Q345连接时,应该选择低强度的E43,而不是E50.

焊接设计中不得任意加大焊缝。焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近。其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。

4.2 栓接

铆接形式,在建筑工程中,现已很少采用。

普通螺栓抗剪性能差,可在次要结构部位使用。

高强螺栓,使用日益广泛。常用8.8s和10.9s两个强度等级。根据受力特点分承压型和摩擦型。两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12.常用M16~M30.超大规格的螺栓性能不稳定,设计中应慎重使用。

自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接。国外在低层墙板式住宅中,也常用于主结构的连接。

4.3 连接板

可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm.然后验算净截面抗剪等。

4.4 梁腹板

应验算栓孔处腹板的净截面抗剪。承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。

4.5 节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者长犯的错误。此外,还应尽可能使工人能方便的进行现场定位与临时固定。

4.6 节点设计还应考虑制造厂的工艺水平。比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。

5 结束语

当前我国钢结构研究已进入一个新阶段,应及时把握其发展趋势,结合我国国情,积极借鉴并吸纳国外成熟技术,注意各专业间的相互配合,促进钢结构住宅产业化发展,相信我国钢结构住宅的发展前景是美好的。

参考文献:

多层住宅结构设计第3篇

关键词:钢筋混凝土;多层框架结构;结构设计

中图分类号:TU375 文献标识码:A

引言

在框架结构设计中,不论工程简单还是复杂,其实终究是由梁、柱、板形成的基本单元组合而成,由主梁、柱与基础构成平面框架,各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下,框架结构能够提供较大的建筑空间,其平面布置灵活,可适合多种工艺与使用功能的要求。

多层框架房屋地基基础设计时的注意点

1)要正确地阅读和使用地质报告。熟悉勘察报告的主要内容,了解勘察结论和计算指标的可靠程度,进而判断报告中的建议对该项工程的适用性。这里,要把场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联系起来进行综合分析。

2)在满足承载力和变形的基本要求下,尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。地基持力层的选择应从地基基础和上部结构的整体性出发,综合考虑场地土层的分布情况及稳定性,土层的物理力学性质,建筑物的体形、结构类型和荷载性质与大小,还要考虑地下水的影响。

3)多层房屋一般采用条形基础或独立基础。一般先由地基承载力和变形确定基础底面尺寸,然后再进行基础截面设计验算。基础高度由混凝土抗冲切和剪切条件确定,基础配筋则由基础验算截面的抗弯能力确定。除满足计算要求以外,还要满足一些规范规定的构造要求。要注意的是,在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时,应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用;而在进行基础截面设计中,应采用不计上覆土重力作用时的地基净反力进行计算。

4)在地基处理时,要针对地质报告条件和水文地质条件选用合适的地基处理方法。要特别注意所选的方法必须符合土力的基本原理和重视当地的实际工程经验。

5)要有长期荷载重心和基础形心尽量相重合的概念。要有基础整体性的概念,通过增设基础连系梁和基础圈梁等措施来保证。

三、框架结构构造配筋

1、框架外挑梁配筋

由于占地面积的限制!使用功能的要求或结构上的原因,工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同,因而框架梁与外挑梁的截面尺寸会有所不同,而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事,殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁,这些差错一般在施工时才会暴露出来,但为时已晚,许多钢筋已截断成型,这不仅影响了施工进度,而且也造成了不必要的损失。

2、框架边柱柱顶配筋

对于框架结构的高层建筑,水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比;顶点位移与建筑高度的 4次方成正比。水平荷载是结构设

计中的控制因素。框架顶层的风荷载较大,而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小,显然柱顶有大偏心问题,顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距大于 0.5倍的柱截面高度(e0>0.5h)。根据框架结构的构造要求,横梁上部钢筋应全部伸入柱内,且伸过横梁下边;柱内一部分钢筋伸到顶端,另一部分钢筋伸到横梁内,其根数依据计算确定且不少于2根。设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内,对这类问题,缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现,而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽,柱角的纵筋要完全伸入梁内是办不到的,对这种差错应引起设计人员的重视。

3、框架梁、柱箍筋配置

《建筑抗震设计规范》第6.3.3条及6.3.8条对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距都作了明确规定。根据这些规定,工程习惯上常取的梁、柱箍

筋加密区最大间距为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序信息中通常也内定梁!柱箍筋加密区间距为100mm,由设计人员根据规范确定箍筋直径和肢数。但是,在程序内定的条件下,当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋时,多数情况下,非加密区箍筋间距若仍是200mm,会使梁的非加密区配箍不足。当框架梁中由于种种原因纵向钢筋超筋时,梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利。这也是当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,规范规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大2mm的原因。对于框架柱,当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时,在某些情况下,亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。这里需要指出的是,梁!柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求,即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值,并且不乘以剪力增大系数。

住宅钢筋混凝土框架结构设计策略

优化设计的方法。在无成熟的优化设计分析软件的情况下,主要是应用小高层住宅结构分析软件,采用人工分析进行调整,运用概念设计的方法对不同的结构选型和布置不断地进行方案分析比较,以获得比较理想的结构方案,这是在结构设计中最常用的也是最简单的优选或者说是优化方法。用概念设计的方法所得的方案是较合理、经济的,虽其费工费时、对设计人员的素质要求较高,但这种依靠设计人员经验进行人工优化的方法仍是当前普遍采用的方法。

抗震性能分析。对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个需要同时满足的条件。结合概念设计的理念,对上述两种结构体系进行对比分析,电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中,不仅要求结构具有足够的承载能力,还要求其有适当的刚度。高层结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关,过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角,剪力墙结构小于框剪结构,但均小于规范要求,且富余量较大,说明两种结构体系满足刚度要求。

经济性比较。我们通过对3种钢筋混凝土住宅结构直接费用的计算,发现3种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费用相差不是很多,其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费用最大,框架——剪力墙结构的单位面积直接费用最小,其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费用比框架——剪力墙结构的单位面积直接费用高出12.5%,比大开间剪力墙结构的单位面积直接费用高出7.3%,大开间剪力墙结构的单位面积直接费用比框架——剪力墙结构的单位面积直接费用高出4.9%。3种钢筋混凝土住宅结构的次要项目造价基本相同。单位面积造价框架——剪力墙结构的最小,大开间剪力墙结构的次之,短肢剪力墙结构的造价较大,3种结构体系直接费用最大相差不到45元/m2元。

结语

钢筋混凝土框架结构虽然相对比较简单,但设计中仍有很多需要注意的问题,只有熟练地掌握规范,并具有良好的结构概念以及长期的设计经验总结积累,才能设计出既安全又经济适用的优秀作品。

参考文献:

【1】于洁,陈玲俐. 钢筋混凝土框架节点抗震性能研究进展[J]. 世界地震工程. 2010(02)

【2】张金,朱凯,张穷,刘贵江. 浅析混凝土超静定结构极限承载力状态[J]. 商业文化(下半月). 2011(07)

多层住宅结构设计第4篇

关键词:高层住宅;建筑结构;抗震设计;要求;原则;问题;要点

高层住宅建筑在如今的城市当中已经变得越来越普遍,高层住宅建筑的抗震优化设计也变得越来越重要,特别是在我国的一些地震的多发区域,抗震的优化设计变得更加重要。如果不能设计出抗震合理的高层住宅来抵抗地震灾害,将会对人们的生命财产造成巨大损失。所以高层住宅建筑的抗震优化设计仍是我们设计之中要首先面对的迫切任务。

一、高层住宅建筑结构设计的基本要求

随着我国社会的进步和经济的飞速发展,对于高层住宅建筑的要求越来越高,人们要入住的住宅不在只满足抵抗地震的安全性方面,也对高层住宅提出了其他方面的要求。

(一)满足结构安全性

高层住宅建筑要能够入住的必要条件首先是结构安全性,只有高层建筑结构具有了足够的安全性,人们才能放心的入住进去。一个没有结构安全性的高层住宅建筑是不能满足人的入住要求的。结构安全性是房屋能够入住的基本条件。

(二)满足舒适性和耐久性要求

高层住宅在实行商品化后,成为了人们的消费品。高层住宅建筑有着充足的使用寿命,其次人们对于住宅的选择除了安全性,还取决于舒适性。设计合理的住宅建筑,例如住宅的灵活分区和面积的合理利用将使人们的居住生活变得更加舒适。房屋的舒适性是人们选择房屋第二点要注意的地方。

(三)满足经济性的要求

开发商要想在高层住宅上获得更大的利润,必须通过合理的设计来节约成本。在满足安全性的情况下,最大限度优化结构设计及结构布置,在设计上做到布局良好、外形美观,质量上乘。在材料的选择上,应选择高强度、自重又比较轻的材料。所选的材料首先必须满足有关规范要求。在房屋建设过程中应尽量避免材料的浪费,只有这样才能取得更高的经济利益。

二、高层住宅建筑设计优化的原则

在高层住宅建筑的设计优化当中,在满足相关的规范和规定时,根据建筑的实际情况重新进行优化设计,必须遵循下面三项原则:第一,在优化设计以后,建筑结构仍然能够正常使用。第二,建筑仍然有充足的安全性,使人们能够放心的入住。第三,保持建筑结构的合理性,具有合理的刚度,关键部位要进行有效的校核。

三、高层住宅建筑结构设计中可能出现的问题

(一)建筑地点选择的不合理

由于人口数量的增加,人口密度越来越大,对房屋的需求量越来越多,也导致可供选择的土地空间越来越少,如果不选择有利的场地和地段,可能会对人民群众的生命财产造成威胁。如高层住宅选址选在抗震不利,容易发生地质灾害和地震次生灾害的地段,这些地方的高层住宅建筑由于地质条件较差,处于抗震不利地段,且宜发生地震次生灾害,导致房屋抗震能力差,不具有良好的结构安全性。

(二)建筑材料选择的不合理

在地震多发的地段经常由于材料选择的不合理,导致地震发生时,房屋的抗震功能不能得到很好的发挥。我国的建筑结构主要以钢筋混凝土和钢结构为主,有较强的刚度,在材料选择上要根据实际情况选择出最合理的材料。

(三)人们对于高层住宅建筑结构的抗震设计并不重视

一些地方由于不会发生地震或发生较高级别的地震,不会引起人们的重视,人们不会在抗震设计上投入过多的精力和财力。但是可能由于其他原因引起房屋的震动,造成不必要的损失。还有的设计人员忽略对建筑的抗震设计,从而导致房屋的安全性降低,不能满足人们入住的要求。在高层住宅建筑进行施工时应实施相应的监督,避免出现一些不安全的建筑住宅而浪费土地资源。

四、高层住宅建筑的抗震设计要点

(一)建筑形体及其构件布置的规则性

在进行高层建筑结构设计时,必须满足抗震设计的要求。高层住宅建筑必须进行合理的设计,保证建筑物有充分的抗震能力。建筑设计应重视其平面,立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响。设计的高层住宅建筑要做到平面对称均匀,避免上下刚度突变。宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称,侧向刚度沿竖向宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免侧向刚度和承载力突变。只有这样合理的设计才能满足高层住宅的抗震设计要求。

(二)建筑抗震选址规划

高层住宅建筑的场地选择也尤为重要。选择建筑场地时,应根据工程需要和地震活动情况,工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利,一般,不利和危险地段作出综合评价。对不利地段。应提出避开要求;当无法避开时应采取有效措施。对危险地段,严禁建造甲乙类建筑。不应建造丙类建筑。选择地质条件较好的地段不仅能降低地震到来时对建筑物的损害,还有利于降低工程造价。

(三)建筑材料的选择

高层住宅建筑在实施建筑时,材料的选择也十分重要。在选择材料上要在相关的规定和规范允许的前提下进行选择,充分考虑材料的安全性和变异性。使高层住宅建筑能够有足够的安全性,让住户能够放心的进去居住。选择的材料在满足使用的前提下,应尽量选择高强度,自重轻的材料。在建筑过程中应避免材料的浪费。只有这样才能保证高层建筑的安全性,并且能够使经济效益最大化。

(四)建筑结构形式的选择

建筑结构应采用抗震性能化设计,使设计能够有充足的变形能力来满足地震到来时的变形要求。在地震较为严重的地区可以采用隔震和消能减震设计来抵抗地震带来的危害。通过控制结构的刚度,来消耗地震能量,减轻地震反应。也可以通过提高结构阻尼,进而提高结构的耗能能力,减轻地震作用。

五、结语

综上所述,随着我国社会的进步和经济的发展,越来越多的高层住宅建筑出现在人们的视线之中,而高层住宅建筑结构的抗震优化设计也成为设计当中相当重要的一部分。在设计时应保证高层建筑结构的合理性,同时结构应具有足够的强度和良好的抗震能力。应选择有利的建筑场地和实用经济的材料。从整体上和实际情况进行分析,从而最终选择最合理的设计方案,满足各方面的要求。

作者:于建勋 单位:甘肃省张掖市建筑勘察设计研究院

参考文献:

[1]谢邦煜,杨慧.高层住宅建筑结构的抗震优化设计[J].科技资讯,2012,17:76

多层住宅结构设计第5篇

关键词:钢结构,住宅,建筑设计,研究

一、钢结构住宅建筑设计的概述

系统地研究钢结构住宅建筑设计是指把钢结构住宅的建筑设计内涵看成一个整体,从系统分类、分层和相互关联的角度研究钢结构住宅建筑设计的整个内容。既从整体的角度研究本系统内部诸要素内涵及其相互关系,又从更高层次研究本系统与其它同级系统(如结构系统)和更高级的系统(如住宅系统)之间的相互关系,力求通过对后者的研究,更好的解决钢结构住宅建筑设计系统内部存在的问题。

钢结构住宅建筑设计内部又可分为概念设计、平面功能设计、竖向剖面设计、立面造型设计、构造节点设计等几个部分。它们之间的关系是相互依存、相互影响、相互作用,并构成钢结构住宅建筑设计系统的整体,和系统外的平级系统或更高一级系统发生相互作用。因此,钢结构住宅建筑设计研究是一个系统工程,内部各个子系统是一个整体,不是支离破碎的。系统研究的目的就是利用系统的整合功能,把各个子系统的研究成果整合成一个整体,以求发挥钢结构住宅建筑设计系统的整体效能最优。

二、钢结构住宅系统化设计的总体思路

(一)平面设计网格化

这是由钢结构住宅本身就是框架结构的特点决定的。建立在建筑模数制基础上的网格是联系结构和建筑的纽带。网格有多种。可以是均匀的,也可以是不均匀的。

(二)功能设计开放化

这是由社会需要决定的,钢结构住宅的结构特性提供了技术可能性。现代社会生活的多元化发展,使人们的个性得到了进一步的张扬,人们越来越要求要求住宅这个特殊的商品在功能设计上要有足够的灵活性,以适应他们的这种要求。平面功能的开放设计正是满足这种要求的有效方法之一。

(三)剖面设计专门化

这是由钢结构住宅建筑设计的复杂性决定的。钢结构住宅底层是否架空、剖面层高的最终确定、顶层层高和屋面形式的确定、结构是否错层等等,都要求对剖面设计进行专门研究,需要进行详细的特殊的剖面设计。

(四)造型设计特色化

钢结构住宅的造型设计要依据其所处的环境进行造型设计。有时要求其服从于特殊环境,有时则要张扬其个性,通过表现其结构、材料和色彩来强调其造型的特色。

(五)建筑设计一体化

这是由钢结构住宅的技术特殊性决定的。一方面,由于钢结构住宅的结构体系为一般建筑师所不熟悉,一般建筑师刚着手钢结构住宅时,往往无从下手,为结构所困;另一方面,好的钢结构住宅设计师也往往从结构体系出发,求得设计的突破。因此,建筑设计和结构设计一体化是钢结构住宅设计的必由之路。

三、钢结构住宅系统化设计的具体设计

(一)平面设计

平面设计采用网格法,根据空间布局和功能组合规律,结合建筑模数制的要求,考虑到钢结构技术的大跨度优势,初步拟定以1200mm为基本模数,假定柱网尺寸为9600mm X 9600mm。平面功能的划分其实在确定柱网的同时己经形成,套型平面功能的划分主要分为两大块:起居生活空间、厨卫服务性空间。

(二)套型设置

套型主要根据面积来划分,可分为60、80、120、160四种。每种套型都为开放设计,又有若干种平面布置方式,住户可以根据其家庭需要,选择其相应的布置方式,也可以根据平面结构自行设计,体现了住户参与设计的思想。每一种套型的平面形状都由平面组合的可能性来控制,稍大的套型均以较小套型平面形状为其布置基础。一方面,有利于各种套型之间的相互组合;另一方面,也使较小套型有相互合并成一个稍大套型,或是一个大套型的平面能拆分为两个小套型的平面,使每栋住宅在不同时期都有改造的可能性,以满足不同时期、不同人群的使用要求,充分发挥其适应性强的特点。

(三)剖面设计

底层架空,层高为2500mm,主要作为停车用,局部作为入口门厅和管理室。考虑到主梁梁高为400mm,室内梁底净高设为2600mm(基本同一般钢筋混凝土框架结构住宅),上部标准层层高设为3000mm。最上面一层为阁楼层,屋顶为钢结构弧形屋顶,檐口高为2500mm。

(四)立面造型设计

现有的钢结构住宅在考虑形体和造型的方面,还是沿用了传统砖混住宅的形式。设计造型时,主要还是从设计方法上考虑如何通过建筑设计的手段,而不是纯工艺技术的方法,来体现钢结构住宅的特征。不让人觉得钢构件的暴露显得粗野,而是给人以简洁、格调清晰的印象,由于钢结构可以实现大跨度、大空间,因此其开窗所受限制就减到最小,南北立面尽量用大开窗,结合厨卫服务空间墙面开窗少的特点,采用虚实对比的构图方式;材料上采用规则水平线条的实墙与晶莹光洁的玻璃形成对比,同时考虑采用新型外墙保温材料,满足建筑节能减排的要求:色彩上,大胆采用纯度高的色彩进行对比,给人以活跃的现代气息。

(五)管线布置

由于厨卫服务空间单独设置.主要管线集中布置在出挑服务空间内,并结合工字钢柱布置垂直方向的管线。使起居生活空间不受到管线铺设的影响,空间划分灵活性更高。另外,厨卫部分的管线,通过降低厨卫单元楼层标高,设置夹层,实现本层管线本层内维修,不影响其他用户生活。主要起居生活部分的管线,全部敷设在吊顶内,集中控制。

(六)结构设计

主体结构是柱网为9600mmX 9600mm的H型铡框架,厨卫单元为悬挑结构,走廊和楼电梯间为独立的钢框架结构,屋顶为钢结构弧形屋顶。

小结

钢结构住宅研究的基本方法是系统的方法。钢结构住宅是一个极其复杂的系统,钢结构住宅的深入研究,需要设计人员运用系统论的方法对其研究对象进行系统分类,合理分工。各研究人员要密切合作,对各项研究成果进行系统整合,发挥系统研究的整体效能。钢结构住宅研究再也不能走“各取所需,一哄而上”的老路了。

参考文献

[1]赵岱峰.轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用.建筑科学,2009.12

[2]陆烨,李国强.日本产业化高层钢结构住宅体系.建筑技术及设计,2009.5

多层住宅结构设计第6篇

【关键词】高层住宅;结构设计;含钢量;混凝土含量

一、工程概况

郑州某住宅小区,总建筑面积483300m2,由17栋高层住宅组成。高层住宅主体结构为地上三十四层,层高2.8m,总高度102m,地下室一层,层高3.6m。

二、降低百米高层住宅结构含钢量的一些措施和方法

(一)百米高层住宅结构选型

百米高层住宅结构设计时,科学、合理、正确的结构选型是降低含钢量的大方向,大措施,大方法。笔者对以下两个方案进行了认真细致的比较,并从中优选出了最优方案。

方案一:采用框架-剪力墙结构

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.2.4条和附录A,抗震设防烈度为6度。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)第3.3.1条:抗震设防烈度为6度时,框架-剪力墙结构的最大适用高度为130米>102米,满足设计要求。

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.1.2条,本百米高层住宅框架柱的抗震等级为三级,剪力墙的抗震等级为三级。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)第6.4.2条表6.4.2,柱轴压比限值为0.9。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)第7.2.13条,剪力墙墙肢轴压比限值为0.6。综上所述,如果用矩形柱代替剪力墙,轴压比限值可由0.6增大到0.9,因此,能提高竖向受力构件的使用效率,大大降低上部结构的含钢量和混凝土含量。

经公司成本部测算,本百米高层住宅按框架-剪力墙结构设计,主体结构用钢量为45kg/m2左右。

方案二:采用剪力墙结构

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)第3.3.1条:抗震设防烈度为6度时,剪力墙结构的最大适用高度为140米>102米,满足设计要求。本方案由于剪力墙较多,可以构成整体抗侧力很强的体系,对高层建筑抗震特别有利。但是,如果刚度过大反而会吸收较大的地震作用,而且造价也会增大。经公司成本部测算,本高层住宅按剪力墙结构设计,主体结构用钢量为50kg/m2左右,不是最理想的方案。

(二)适当降低层高

层高的控制对高层住宅含钢量的控制也有较大意义。根据笔者的工作经验,层高每降低100mm,含钢量降低1kg/m2。由于本项目周边楼盘的大部分层高均为2.9m,因此,公司领导原来把层高定为2.9m。后来,笔者向公司领导提出了将层高改为2.8m的建议,并说明了降低层高的原因。经公司领导研究,最终决定将层高由2.9m改为2.8m,有效降低了高层住宅的含钢量,取得了较好的经济效益和社会效益。

(三)正确科学合理的荷载取值

荷载取值决定了PKPM所有的计算结果,同时,荷载取值过小,会给结构安全带来隐患,荷载取值过大,会造成不必要的浪费,因此,荷载取值必须正确科学合理。笔者认为,百米高层住宅结构设计中最重要的荷载取值是混凝土容重的取值。《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)钢筋混凝土的容重为24~25KN/m3。考虑到梁、板、柱的抹灰以及本百米高层住宅的结构型式――框架-剪力墙结构,PKPM计算时混凝土容重取26KN/m3进行计算。

(四)百米高层住宅基础精细化设计

拿到《超前钻探报告》后,要根据《超前钻探报告》上的数据,认真分析和研究复杂多变的地质情况,对百米高层住宅基础进行精细化设计。本百米高层住宅的基础型式有以下三种:1、柱下独立基础;2、墙下条形基础;3、冲孔灌注桩。冲孔灌注桩的成本远远高于柱下独立基础和墙下条形基础。再加上基础下面有极其复杂的溶洞,冲孔灌注桩混凝土超灌很严重。因此,能不做桩的地方都不做桩,均设计为柱下独立基础或墙下条形基础。

(五)百米高层住宅上部结构构件精细化设计

1、梁高尺寸最优――梁高一般按梁跨度的1/12控制。本百米高层住宅梁高大部分为400mm,为最优梁高尺寸。统一外墙梁高度400mm,梁底位于窗顶,这样就不用做过梁,投资成本有效降低。2、梁宽尺寸最优――本百米高层住宅梁宽大部分为200mm,为最优梁宽尺寸。3、梁的数量最优――能取消的梁全部取消,传力路径简捷清晰,科学合理,整个结构布置图清清爽爽,完美漂亮。4、柱的截面尺寸最优――逐渐减小柱的截面尺寸,用PKPM软件反复试算直到最优为止。本百米高层住宅柱的轴压比均小于且接近0.9。既满足国家最新规范的要求,柱的使用效率又达到了极限。5、柱的布置最优,位置最优――本工程为百米高层住宅,柱的布置和位置既要考虑结构的安全和传力的需要,又要保证柱子不影响房间的使用。柱的巧妙布置是一门技术,更是一门艺术。6、柱的数量最优――能取消的柱全部取消,传力路径简捷清晰,科学合理。柱取消后,相应的基础也可以取消,投资成本可以大大降低。7、板的厚度最优――在板的挠度和裂缝均满足国家最新规范要求的前提下,板的厚度能做薄的尽量做薄。板的厚度布置梁的时候,尽量将板做成矩形板,尽量避免做成异形板,因为矩形板的厚度会比异形板薄。由于大部分板都是构造配筋,板的厚度变薄以后,板的配筋减少,含钢量可以有效降低,板的体积减小,混凝土含量可以有效降低。

三、降低百米高层住宅结构混凝土含量的措施和方法

(一)地下室底板结构找坡

地下室底板结构找坡能有效降低百米高层住宅结构的混凝土含量。地下室底板结构找坡有两大优点:1、使用功能优。与有面层的地下室结构比较,直接找坡使空间更加开阔美观,使用更加方便。2、综合造价低。本百米高层住宅地下室面积为66000m2,地下室底板结构找坡可以减少300mm厚的混凝土找坡层,可以节省混凝土19800m3,可以降低工程造价700万元。

(二)百米高层住宅基础和上部结构构件精细化设计

百米高层住宅基础和上部结构构件精细化设计前面已经说过一些,这里再补充两点。1、剪力墙厚度随着楼层高度增大而逐渐减小。本百米高层住宅主体结构为地上三十四层,一~十层剪力墙厚度300mm, 十一~二十层剪力墙厚度250mm,二十一~三十四层剪力墙厚度200mm,有效降低了百米高层住宅结构的混凝土含量。2、柱的混凝土采用高标号混凝土。在满足国家最新规范柱轴压比0.9要求的前提下,柱的截面尺寸能有效减小,有效降低了百米高层住宅结构的混凝土含量。

结语

总之,科学的结构选型是降低含钢量和混凝土含量的大方向,合理的结构布置是降低含钢量和混凝土含量的前提,正确的荷载取值是降低含钢量和混凝土含量的基础,慎重选择计算参数是降低含钢量和混凝土含量的有力措施。

参考文献:

[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)北京 中国建筑工业出版社2010

[2]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)北京 中国建筑工业出版社 2010

多层住宅结构设计第7篇

关键词:高层住宅;结构;优化设计

Abstract: with the improvement of people's living standard, housing is not only a shelter, rest, but also for people to enjoy life place. Now, the construction of residential design of increasingly high demand, optimizing the structure design of high-rise residential buildings, not only can improve the degree of safety, but also can reduce the engineering cost, construction cost savings. Several suggestions are put forward to optimize the design of high-rise residential buildings in this paper, we hope to help design personnel.

Key words: high-rise building; structure; optimization design

中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:

引言

高层住宅结构的优化设计是指对建筑物结构进行合理分析,提出结构设计优化方案,目的是在设计满足国家相关建设法规的前提下,提高建筑物的技术质量,降低总成本,使投资利益最大化,并且能保证建筑物抗震性能和安全性。结构设计优化是对设计再次分析,再次加工的过程。尽量使住宅结构刚度适中、整体结构布局均衡,从而减小构件在外力影响下的变形或者破坏,达到既美观又兼顾抗震的效果,这是高层住宅结构优化的目标。

在高层住宅结构优化设计中,每一道工序都要精心设计,做到计算合理准确,方案合理可行,本文对设计优化存在的问题进行分析并提出几点可行建议。

1高层住宅结构设计现状

1.1 住宅结构设计现状

多层建筑和高层建筑横向和竖向的结构体系设计基本原理是相同的,但是建筑高度越高,结构设计越复杂,这也是建筑界正在努力解决的问题之一。住宅结构越高,就要求有截面较大的柱子或者墙来承受竖向压力,这对建筑材料的要求比较高。另外,住宅结构越高,水平力所产生的剪切变形和倾覆力矩就要大得多,而且水平荷载产生的响应并不是线性的,而是随着高度增加而迅速增大。高层建筑与低层建筑结构有着很大差异,需要考虑的因素也很多,例如共振、扭转、水平侧向位移等。

1.2 高层住宅结构设计影响因素

住宅越高,建筑结构的安全性就越来越要重视,设计中要考虑的因素也就增多,主要影响因素有水平荷载、侧向位移、结构延性等。

(1) 水平荷载。水平荷载包括风荷载和地震作用。一般来说,垂直方向的荷载只与楼房高度有关,但是水平方向的受力情况却比较复杂。例如,风荷载的大小和建筑物所在地的地貌及周围环境有关,与建筑物本身高度、形状及表面状况有关;地震作用同场地类别及本地区抗震设防烈度有关。所以水平荷载是影响住宅结构设计的主要因素。

(2) 侧向位移限制和舒适度要求。在正常使用条件下,高层住宅结构处于弹性状态并且应有足够的刚度,避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用条件。过大的侧向位移会使主体结构出现裂缝甚至破坏,会使结构产生附加内力,会使人不舒服影响正常使用。所以在设计的时候,要注意在水平荷载作用下的侧移要控制在要求范围之内。

(3) 结构延性。高层住宅建筑在地震作用下允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性铰。这时结构进入弹塑性阶段,结构可以通过塑性变形耗散地震能量,同时必须保证结构的承载能力,结构不能破坏,这种性能称为结构延性。延性越好,抗震能力越强,要特别注意在构造上采取合适的措施,保证住宅的安全。

2高层住宅结构设计优化

2.1 选择设计结构方案

进行高层住宅结构设计优化时,首先要进行结构方案的选择。结构方案的好坏决定了结构设计的好坏,对于同一个建筑设计要求,其结构方案往往是不唯一的,但是不同的设计方案会影响工程质量和工程造价,在设计时,一定要选择合理的结构设计方案。

首先,根据相关建筑结构规范的规定来完成结构设计方案总体要求,处理好建筑与结构的相互关系,充分发挥结构的最佳受力状态,使结构形式尽可能简单明确,具有足够的承载力,良好的延性和刚度。

其次,要保持结构的安全可靠。应该仔细考虑每一个构件,使各个构件能够相互协调,发挥最大功能,保证设计目标水准,使结构既经济又安全。

再次,要尽量避免或者减小外力作用下的扭转效应。因为抵抗扭转效应所需要的材料用量很大,而且结构也会很复杂,会提高工程造价,不经济也不实惠。

最后,要积极与建筑专业进行沟通。结构设计者往往对建筑做法和材料不是很了解,在设计结构方案时,要与建筑师进行交流,听取他们提出的建议,结构设计师要充分理解结构概念,真实客观地进行设计,通过反复优化、修改,最后设计出质量最安全,造价最经济的结构方案。

2.2 设计优化

在优化设计时,应注意以下几个方面:

(1) 正确认识结构设计优化的重要性。

现在房地产已经是一个大产业,人们对住宅要求也越来越高,而作为投资方,追求的是利益的最大化,进行住宅结构设计的优化,不但可以有效降低总成本,还可以使建筑结构更美观安全,更经济合理的节省材料,从而降低工程造价。

(2) 设计方案优化。

设计时,首先要进行建筑结构分析,主要由竖向抗侧力构件构成,包括框架、剪力墙、筒体等。主要分析他们的受力状态,使构件充分利用起来。在进行计算分析时,不能盲目地依赖计算机,还要结合工程师的实际经验,选择合适的计算参数,经过多次计算比较,找到最佳参数值。

其次是根据住宅结构平面,分析竖向荷载和水平荷载,根据实际情况,合理布置构件,选用合适材料进行结构分析和内力分析,根据分析结果适当调整结构形式。此外,还要进行可行性判断,对优化结果进行内力分析,满足设计要求的前提下,校验可行性;如果不可行,就要调整设计方案,直到方案可行为止。

(3) 地基处理的优化。高层住宅建筑更要注重地基的处理,否则将前功尽弃,在选择地基时,要选择地质条件不复杂,容易施工的地质,因为地质条件越复杂,地基处理的造价越高,而选择相对简单的地质条件,不仅可以降低地基处理的成本,地基安全度也会增加,从而降低工程造价,提高工程性价比。

(4) 进行建筑材料的优化。优化建筑材料目的就是花尽量少的钱,做到经济安全、符合设计要求工程。这就要求在选择建筑材料时,要合理利用材料性能,根据不同的需求来选择不同的材料。实际上,因材料选择不当造成浪费的情况很多,设计时,要充分考虑这些因素。

3结论

高层住宅结构设计优化能够有效降低工程造价,带来可观的经济效益,不仅能让建筑物安全实用,又能使其经济美观,舒适。所以进行结构优化设计至关重要,实际设计中,要结合实际情况和具体条件来灵活运用设计优化方法,实现住宅结构设计既安全又经济。

参考文献:

多层住宅结构设计第8篇

关键词: 住宅建筑;设计;问题及解决方法

Abstract: With China's social development and sustained economic growth, the continuous improvement of people's living standards, China's housing construction has entered a stage of rapid development. People are increasingly concerned about the residential and the quality of the residential has also put forward higher requirements. Housing construction in the form of more and more showing diversity. In numerous forms of housing construction in the design process, how to design affordable, personalized and meet the owners of the growing housing demand for residential housing design must face. This article analyzed the problems in the residential building design, personal recommendations.

Keywords: residential building; design; problem and solution.

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

引 言:随着人们经济收入和生活质量的不断提升,越来越多的人对住宅的要求已不再简单地满足于有房而居,而是对住宅条件提出了更高更新的要求。这种需求的变化给我们的住宅设计带来新的课题和更高的要求。如何做出既舒适、安全同时又符合人们精神物质要求且经济实用住宅的设计,以适应住宅市场的变化,满足住宅消费需求,成为建筑设计人员必须要解决的首要问题。由于住宅商品化、市场化以后,各种各样的住宅都用涌现出来。这些住宅无论从建筑的功能、形象以及环境质量上都与以前的住宅有了很大的变化,这样的一派大好形势大大地推动了住宅建筑设计的发展。但同时,有的为了标新立异,甚至片面追求新奇、与众不同,而影响了使用甚至影响安全,不可避免地出现了一些设计不合理的现象。本文就住宅建筑设计中存在的一些问题,详细阐述了个人的观点,以供大家参考交流。

1 不分场合地采用 “错层式”

错层住宅指的是一套住宅内的不同使用功能用房,如起居室、卧室、卫生间、厨房等建筑在不同高度的平面上。其建筑特点是 “静态”与 “动态”相结合,用30公分至60公分的高度差进行空间隔断。形成多个不同标高平面的使用空间和变化的视觉效果。错层这种空间处理手法最初是用在小别墅上。它们面积较大,布局比较灵活,层数低,结构抗震要求不高。为了使室内空间有些变化,或者在一个大空间中以空间高低的变化来划分出两个或多个不同使用功能的空间 (如客厅、餐厅等)。在这种情况下,这是一种行之有效的处理手法。随着人们生活水平的提高,对房型的要求越来越挑剔,精明的开发商摸透了消费者的心理,建房时也越来越把精力注重于居住生活空间的舒适性。因而错层住宅也应运而生。但是错层住宅也存在一些弊端,如果不看对象不分场合地滥用,那就欠妥了。

小面积户型不应采用错层式。有的住宅,面积不大,100m2 -120m2 左右,客厅、餐厅面积也较小,为了做出错层,免不了踏步的设置,而踏步却占了一定的面积,即产生了 “垃圾面积”,这不但减少了使用面积,而且由于踏步的空间分界作用使空间显得小气,不能体现错层建筑“空间变化美”的优点。

在地震区应避免采用错层式。根据抗震规范要求:

1)在建筑物的整体布置上,应尽量保持体形上的对称和简单,质量和刚度的对称和均匀分布,避免平面上和立面上的突然变化和不规则的形状。

2)建筑的平、立面布置宜规则、对称,建筑的质量分布和刚度变化宜均匀,楼层不应错层。按照上述抗震规范要求,错层住宅的建筑设计与结构设计要相互协调,虽然错层住宅一般体型也较简单,重量、刚度均匀分布,但毕竟它的立面和平面有了变化,故必须深入研究确保工程质量。错层结构与传统结构的受力方式不同,特别是同一楼层的梁、板等受力构件不在同一平面,若错层的高差较大时,必须要使某一个方向的立面连续梁间断成错落连接,形成剪切式构架。这就迫使构件传力不连续性,造成传力线路曲折迂回,在柱接点处产生剪切、旋转,无形中增大了地震能量的输入。不可否认,在建筑住宅错层结构设计中都有抗震结构受力计算并采取抗震加固措施,但是这种抗震结构计算及其加固构件能否经得起设计地震强度的考验,需要历史来证明。在建筑抗震理论远未达到科学严密程度的今天,单靠计算,很难使建筑具有良好的抗震能力,因此要着眼于建筑总体抗震能力的概念设计,把握房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延续等几个重要方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,再辅以必要的计算和构造措施,才能使设计出的住宅具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。

2 小面积选用跃层

在多层、高层住宅中,设计跃层式住宅是国内近几年才出现的,跃层式住宅一般是在独户式二层住宅中采用,在户内设置楼梯为垂直交通。一般每户在同层内布置房间,完全可以满足使用功能要求。目前在多层、高层住宅的中间层大量出现的跃层式住宅,主要是为追求变化和气派的室内空间,并无其他功能的要求。在户内设楼梯的跃层不利于老弱及儿童上下使用,许多家庭里有老人、有小孩,这对老人和小孩的活动来说却是建造了障碍。且楼梯要占用一定的房间面积,对于面积不太大的套型更不适用,为追求形式,在多层、高层住宅中间层且每户面积不大的套型做跃层式是不可取的。另外,不少住宅户内楼梯坡度设计太陡,步宽尺寸不足,存在居住隐患很大。对此建议:多层住宅的顶层可做跃层式住宅,以扩大居住面积,丰富住宅建筑造型。对于使用面积在80m2-100m2 的大众住宅不宜选择跃层式住宅,以减少户内楼梯占据的有效面积。

3 厨房和卫生间的不足