典型高层民用建筑的组成

典型高层民用建筑的组成

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摘要：高层建筑在现代社会中越来越普遍和常见，因此其结构设计也越来越多并且越来越重要。随着人们生活水平的提高，精神生活越来越受广大居民的重视，而其对作为其日常生活活动中心的民用建筑的要求也再不仅仅局限于传统意义上的安全和舒适。并且现阶段建筑市场竞争力显著增强，这就对广大建筑设计工程师提出了更高的要求，建筑设计在满足消费者的各种要求的同时,还要提高建筑的经济性和适用性。本文结合笔者多种参考文献，对高层建筑设计中比较普遍的问题及其解决策略做出了详细说明。

关键词:高层民用建筑,结构组成，构造分类

前言：在中国，旧规范规定：8层以上的建筑都被称为高层建筑，而目前,接近20层的称为中高层，30层左右接近100m称为高层建筑，而50层左右200m以上称为超高层.在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002)里规定：10层及10以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。中国的房屋6层及6层以上就需要设置电梯，对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范，因此中国的《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045—95)将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。高层民用建筑的主要构造有：基础与地下室、地面、楼板、楼梯间、梁板柱、屋顶、墙体等，以及防水防潮隔热保温、圈梁过梁、伸缩缝等.

由于不同建筑物在耐火等级、防火问距、防火分区、安全疏散、消防给水、防烟排烟、电气防火等方面分别提出不同的要求,以达到既保障各类高层建筑的消防安全，又能节约

投资的目的,因此很有必要对高层民用建筑进行分类。

高层民用建筑包括居住建筑和公共建筑.

一类居住建筑包括高级住宅和十九层及十九层以上的普通住宅。

一类公共建筑包括医院；高级旅馆；建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1000m²；的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼；建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1500m＆sup2；的商住楼；中央级和省级（含计划单列市）广播电视楼；网局级和省级（含计划单列市）电力调度楼；省级（含计划单列市）邮政楼、防灾指挥调度楼;藏书超过100万册的图书楼、书库；重要的办公楼、科研楼、档案楼；建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等。

二类居住包括建筑十层至十八层的普通住宅。

二类公共建筑包括除一类建筑以外的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼、商住楼、图书馆、书库；省级以下邮政楼、防灾指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼；建筑高度不超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等。

下面对高层民用建筑的基本组成进行更详细的介绍。

一、基础与地下室

基础—-建筑物垂直承重构件延伸至地基的部分

地基——支承整个建筑物的那部分天然土

(一）、 地基状况对建筑物的影响

1、持力层和地耐力

持力层—直接放置基础底面的土层持力层的位置决定基础的埋

地耐力-持力层每平方米能承受的最大压力地耐力的大小影响基础的选材及形式

2、土层的分布和特性

土层的构成—固体颗粒、空气、水其物质特性及配比决定土层的物理性质

土层的物理性质影响建筑物的沉降及变形情况

土层的自然分布情况影响建筑的沉降是否均匀

3、地下水位和冰冻线的影响

地下水位—常年地下水位、丰水期水位。可能对基础产生浮力或腐蚀,冰冻线—寒冷地区地表冰冻深度的临界线。

冻胀融陷可能造成基础破坏建筑物基础埋深宜在冰冻线以下200、水文资料和冰冻线采用绝对标高

基础埋深应采用相对标高

（二)天然地基的改良

1、换土

2、致密

机械法—压实、夯实

挤压法-打或压入砂桩、碎石桩、灰土桩等

排水法—加载排水使土质紧密

3、化学加固

注意保护环境

（三)基础的构造形式

1、影响基础构造形式的因素—上部结构形式；选用基础材料

2、常用基础材料及其对断面的影响

刚性基础-用刚性材料制作的基础

基础底面的扩大受材料刚性角的影响

非刚性基础-用钢砼等材料制作的基础

基础底面的扩大不受影响

3、基础的构造类型

(1）独立基础—用于柱下

(2）条基

墙下条基—承重墙的基础

柱下条基—减少不均匀沉降

（3）井格形基础—柱下条基纵横连接

更有利于基础的整体性

（4)片筏基础-分板式和梁板式

(5)箱型基础-刚度好，可作地下室、高层

（6）桩基础-摩擦桩或端承桩以桩承台、高层

（四）设备管线对基础的影响

设备管线穿越基础需在基础上开孔

基础沉降不得将设备管线剪断

地下室一般由顶板、底板、侧墙、楼梯、门窗、采光井等组成。

地下室的顶板采用现浇或预制混凝土楼板，板的厚度按首层使用荷载计算，防空地下室则应按相应的防护等级的荷载计算.

在地下水位高于地下室地面时,地下室的底板不仅承受作用在它上面的垂直荷载，还承受地下水的浮力，因此必须具有足够的强度、刚度、抗渗透能力和抗浮力的能力。

地下室的外墙不仅承受上部的垂直荷载，还要承受土、地下水及土壤冻结产生的侧压力,因此地下室墙的厚度应按计算确定。

地下室的门窗与地上部分相同.当地下室的窗台低于室外地面时,为了保证采光和通风，应设采光井。

采光井由侧墙、底板、遮雨设施或铁箅子组成，一般每个窗户设一个，当窗户的距离很近时，也可将采光井连在一起。

地下室的外墙和底板都深埋在地下，受到土中水和地下水的浸渗，因此,防潮防水问题是地下室设计中所要解决的一个重要问题.一般可根据地下室的标准和结构形式、水文地质条件等来确定防潮、防水方案。当地下室底板高于地下水位时可做防潮处理.当地下室底板有可能泡在地下水中时应做防潮防水处理。

当地下室底板常年泡在地下水中时，外墙应做垂直防水处理，地板应做水平防水处理，目前采用的防水措施有卷材防水和混凝土自防水两种

二、地面与楼板

楼地面是楼层地面和底层地面的总称

一.概 述

（一）楼地面的构造层次及作用

1.结构层(基层)——承受并传递荷载.楼层为楼板层，底层为垫层(有刚性和非刚性两种)。

2。中间层——有功能层（防潮、防水、管线敷设等)、找平层、结合层等.

3.面层—-耐磨、防腐蚀、舒适、美观，同时承受各种化学、物理作用. 4.顶棚—-美观，遮挡管线，安装灯具等。

(二）楼地面的饰面功能

1.保护楼板结构层或地坪垫层

2。满足使用要求——隔声、吸声、保温、弹性等。

3。满足美观装饰要求

(三)楼地面饰面的分类

1。按面层材料分

--水泥砂浆、水磨石、大理石、地砖、木地板、地毯等。

2.按构造和施工方式分

——整体式、块材式、木地面、铺贴式。

二。整体式楼地面构造

整体式楼地面的面层是整片或分块浇注的.

(一）水泥砂浆楼地面

刷水泥浆一道(内掺建筑胶)；20厚1：2.5水泥砂浆抹面。

（二）细石混凝土楼地面

刷水泥浆一道(内掺建筑胶)；C20细石混凝土40厚；表面撒1：1水泥细砂随打随抹光.

（三）现浇水磨石楼地面

构造做法 刷素水泥浆一道(内掺建筑胶)；20厚1：3水泥砂浆找平； 按设计图案固定

分格条（玻璃条、铝条、铜条）； 浇注10厚1：2.5水泥石碴浆抹平；硬结后用磨石子机和水磨光,打腊养护.

三。块材式楼地面构造

用各种块状或片状材料铺砌成的地面。

(一)基本构造做法 1。在基层上刷一道素水泥浆(内掺107胶） 2。20厚1:3水泥砂浆找平层（干硬性） 3.浇素水泥浆一道 4。铺贴块材面层 5.干硬水泥浆擦缝（或水泥浆灌缝)

（二)面层材料 1。陶瓷锦砖（马赛克） 2。各色缸砖、墙地砖(玻化砖) 3.水泥花砖、大阶砖 4.预制水磨石板 5.大理石板、花岗石板 6.碎拼大理石7。粘土砖、预制混凝土板

四.木楼地面的装饰构造

(一）面层材料

1.普通纯木地板 ——实木条形地板、硬木拼花地板。

2.复合木地板 ——中间为芯板，两面贴薄板。

3。软木地面 ——档次、造价较高，多为进口.

4。复合强化木地板(金刚板） ——由金刚砂、木纹纸、纤维板等组成.

(二)构造形式

1。粘贴式 ——采用小块硬木条直接拼贴形成

2.架空式 ——采用矮墙垫高架空形成

3。实铺式 -—采用格栅铺垫形成

（三）构造做法

1。粘贴式木地面 20厚水泥砂浆找平；刷冷底子油1~2 道;热沥青一道；沥青或专用胶粘贴拼花企口木地板。粘贴式木地面构造做法

2.架空式木地面 砌地垅墙或砖墩;地垅墙上设置垫木(沿游木）；铺设木搁栅；铺钉实木条板或铺毛板后再铺设面板.

三、楼梯间

楼梯间按其平面形式可以分为:开敞式楼梯间、封闭式楼梯间及防火防烟楼梯间.高层民用建筑多采用开敞式楼梯间，开敞式楼梯间的户门应为乙级防火门，且楼梯间应靠外墙，并应有直接天然采光和自然通风。

楼梯设计

楼梯的构成

构成要素-—梯段—-含有踏步,解决高差 —-平台——供交通转折及登高休息-—正平台 ——半平台 ——扶手栏杆（栏杆）—-提供安全保障

1、平面构成-—梯段的转折关系（垂直交通的组织)

2、 支承状况

(1） 简支—-梯段两端设平台梁

（2） 悬挑——一端或一侧设支座—-轻盈

（1） 悬挂——上部的构件（如梁等）通过栏杆等拉杆分段悬挂

3、 构成

（1） 板式梯段

将梯段作为带锯齿的平板，斜搁在平台梁上，再由支座将荷载依次传递下去；

钢砼梯段的主筋沿长方向配置

（2) 梁式梯段

在相邻的平台梁之间先设置斜梁（梯段梁）踏步板的荷载通过梯段梁传给平台梁;梁可分设在梯段的两侧、中间和一侧;梯段梁可做成明步和暗步钢砼梯段梁的主筋沿长方向配置;钢砼踏步板的主筋沿踏面的长方向配置

4、楼梯细部构造

1、楼梯扶手、栏杆（栏板）构造牢固的连接，正确的高度—安全因素合理选取材料和形式—视觉意象

2、楼梯防滑处理附加防滑条 在楼梯踏面前缘的材料上作细部处理

四、基础梁板柱

基础梁简单说就是在地基土层上的梁。基础梁一般用于框架结构、框架剪力墙结构，框架柱落于基础梁上或基础梁交叉点上，其主要作用是作为上部建筑的基础，将上部荷载传递到地基上。

梁板柱的设计要求

（1）暗梁的高度与楼板厚度相同;

（2） 暗梁的宽度的确定:当楼板跨度在6000以内A=600；当楼板跨度在6000~7500时A=800；当楼板跨度在7500以上时A≥1000；

（3）梁的结构计算按照连续梁的要求进行计算，全部的支坐按照简支进行计算；

（4）现浇混凝土空心楼盖的设计是按照每一个分取区间的楼板尺寸和单双向板计算要求进行，内外边梁的支坐应当按照简支进行计算，每一分块的楼板与楼板共同作用在暗梁时其支坐按照固定支坐进行计算。

（5）内外边梁的设计应当按照框架结构进行计算;

五、墙体

1 概念

墙体是建筑物的重要组成部分。它的作用是承重、围护或分隔空间.

2 设计要求

（一）具有足够的承载力和稳定性

(二)具有保温、隔热性能

（三)隔声性能

（四）符合防火要求

（五)防潮、防水要求

(六）建筑工业化要求

《建筑构造》

(一)结构方面的要求：

1。横墙承重方案

2。纵墙承重方案

3.纵横墙承重方案

4。半框架承重方案

5。墙体承载力和稳定性。

（二)功能方面的要求：

1.保温要求

2 隔热要求

3.隔声要求

4.其他方面要求（防火 防潮 防水 建筑工业化要求）

3 墙体分类

按墙体材料分类

1．砖墙

用作墙体的砖有普通粘土砖、粘土多孔砖、粘土空心砖、焦碴砖等.粘土砖用粘土烧制而成,有红砖、青砖之分.焦渣砖用高炉硬矿渣和石灰蒸养而成。

2．加气混凝土砌块墙

加气混凝土是一种轻质材料，其成分是水泥、砂子、磨细矿渣、粉煤灰等,用铝粉作发泡剂，经蒸养而成。加气混凝土具有体积质量轻、隔音、保温性能好等特点。这种材料多用于非承重的隔墙及框架结构的填充墙。

3．石材墙

石材是一种天然材料,主要用于山区和产石地区.分为乱石墙、整石墙和包石墙等做法。

4．板材墙

板材以钢筋混凝土板材、加气混凝土板材为主，玻璃幕墙亦属此类。

5．整体墙

框架内现场制作的整块式墙体,无砖缝、板缝，整体性能突出，主要用材以轻集料钢筋混凝土为主，操作工艺为喷射混凝土工艺，整体强度略高于其他结构，再加上合理的现场结构设计，特适用于地震多发区、大跨度厂房建设和大型商业中心隔断。

按墙体位置分类

墙体按所在位置一般分为外墙及内墙两大部分，每部分又各有纵、横两个方向，这样

共形成四种墙体，即纵向外墙、横向外墙（又称山墙）、纵向内墙、横向内墙。

按墙体受力分类

墙体根据结构受力情况不同，有承重墙和非承重墙之分。凡直接承受上部屋顶、楼板所传来荷载的墙称承重墙；凡不承受上部荷载的墙称非承重墙，非承重墙包括隔墙、填充墙和幕墙。隔墙起分隔室内空间的作用,应满足隔声、防火等要求，其重量由楼板或梁承受；填充墙一般填充在框架结构的柱墙之间;幕墙则是悬挂于外部骨架或楼板之间的轻质外墙。外部的填充墙和幕墙承受风荷载和地震荷载。

按墙体构造分类

按构造方式不同，可以分为实体墙、空体墙。实体墙：单一材料（砖、石块、混凝土和钢筋混凝土等)和复合材料（钢筋混凝土与加气混凝土分层复合、粘土砖与焦渣分层复合等）砌筑的不留空隙的墙体；空体墙内留有空腔，如空斗墙。

六、圈梁过梁

圈梁

在房屋的基础上部的连续的钢筋混凝土梁叫基础圈梁，也叫地圈梁（DQL）;而在墙体上部,紧挨楼板的钢筋混凝土梁叫上圈梁。砌体结构房屋中，在砌体内沿水平方向设置封闭的钢筋砼梁，以提高房屋空间刚度、增加建筑物的整体性、提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度，防止由于地基不均匀沉降、地震或其他较大振动荷载对房屋的破坏.在房屋的基础上部的连续的钢筋混凝土梁叫基础圈梁,也叫地圈梁（DQL)；而在墙体上部，紧挨楼板

的钢筋混凝土梁叫上圈梁

作用：1、增强房屋的整体性和空间刚度.

2、防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。

3、设置在基础顶面部位和檐口部位的圈梁对抵抗不均匀沉降作用最为有效.

4、当房屋中部沉降较两端为大时,位于基础顶面部位的圈梁作用较大；当房屋两端沉降较中部为大时，檐口部位的圈梁作用较大。

过梁

GL表示放在门、窗或预留洞口等等洞口上有一根横梁，称作“过梁”当墙体上开设门窗洞口时，且墙体洞口大于300mm时，为了支撑洞口上部砌体所传来的各种荷载,并将这些荷载传给门窗等洞口两边的墙,常在门窗洞口上设置横梁，该梁称为过梁 。

基本分类

过梁的形式有钢筋砖过梁、砌砖平拱、砖砌弧拱和钢筋混凝土过梁、钢过梁、木过梁等。

七、防潮保温

民用建筑中的防潮方法

针对“回潮”的原因，防潮方法可采用主动与被动防潮两种方法。

(1）主动防潮在设计民用建筑物时，考虑“回潮”因素,采取措施防潮，这种方法称为主动防潮，主动防潮的方法主要有如下几种:

1.提高室内地坪的标高,根据场地的工程地质与水文地质资料，计算出毛细水可能上升的高度，提高室内地坪标高，使毛细水的上升高度达不到室内地面.毛细水上升带的顶面至室内地坪不小于50cm.

2。设置阻水层，防止毛细水上升到地面，采用聚乙烯薄膜防潮处理的地面可消除“回潮\"。

3。 用烧结灰砂砖做地面

(2） 被动防潮一般来说，主动防潮是有效的，但是也有不成功的时候.

此时，可采用“事后诸葛亮”的办法,即被动防潮.生石灰是一种良好的干燥剂.多雨回潮季节，可将10kg 生石灰放人木箱或纸箱内，加盖后放于床下或屋角。若天气十分潮湿则可打开盖子，并适当关闭门窗,晒干的木炭也有一定的吸湿能力。把一筐木炭放在屋角，关闭门窗，可达到防潮的目的。使用吸湿器防潮，现在家电行业推出种类繁多的吸湿器，在一定程度上能解决燃眉之急。

2。墙体防潮层的施工技术

为避免墙体砌筑砂浆漏浆， 既浪费材料又达不到防潮效果。确定先往墙体内注防水素水泥浆，填实需压注防水材料区域内的砂浆缝隙,再压注防水材料。

八、变形缝

建筑物的变形：昼夜温差引起的的变形、不均匀沉降引起的变形、如果足以引起建筑物的结构破坏地震可能引起的变形。应在变形的敏感部位或其它必要的部位将建筑物沿全高断开，令各部分成为独立的单元,或分为简单、规则、均一的段,并在其中设缝，以利变形需要,这就是变形缝

对应建筑物不同的变形情况，变形缝分为：

伸缩缝（温度缝）←→昼夜温差引起的的变形

沉降缝←→不均匀沉降引起的变形

防震缝←→地震可能引起的变形

一、变形缝

（一） 伸缩缝（温度缝)

1、 设缝的依据：建筑物的长度、结构类型、屋盖刚度

2、 设缝的部位：除基础外全部断开

（二） 沉降缝

1、设缝的依据

有可能因不均匀沉降而使建筑容易遭到破坏的部位地基不均匀、建筑物本身相邻部分高差悬殊或荷载悬殊、建筑物结构形式变化大、新老建筑相邻（或扩建项目)等

2、设缝的部位:沿全高（包括基础）全部断开

（三） 防震缝

1、 设缝的依据

在有可能因地震作用引起断裂的部位设缝将建筑物划分为简单、规则、均一的单元建筑平面体型不规则，或在纵向为复杂体 型，地震时易产生应力集中，发生破坏

2、 断开部位：基础可断开，也可不断开

（四）变形缝宽度比较

伸缩缝主要考虑建筑物上部的变形，缝宽最小

沉降缝主要考虑垂直方向的变形，但缝两侧建筑在沉降过程中有可能发生微量倾

斜，因而缝较伸缩缝宽,且宽度随建筑高度的增加而加大 防震缝考虑地震时建筑物的摇摆,缝最宽 在抗震设防地区，设缝的宽度均按防震缝设置

（五）设变形缝部位的结构布置在变形缝两侧设双墙或双柱；基础易产生偏心变形缝两侧的垂直结构分别或单边退开，再将水平构件悬臂挑出；基础部分能较好地处理用一段简支的水平构件做过渡处理;抗震设防地区需谨慎使用

(六）盖缝处理

设变形缝部位的盖缝处理主要目的是：

● 防止渗漏—不同部位各类盖缝板的应用

● 防止热桥的发生—柔性材料塞缝

● 美观—盖缝板的选择

● 能适应变形

二、不设变形缝对抗变形缝

（一）设变形缝所产生的麻烦

1、影响空间效果2、容易造成渗漏

（二） 不设变形缝的方法

1、加强基础处理 2、加强结构易变性处地刚度 3、做后浇板带

九、门窗

（一） 研究路径

1。 门窗——非承重构件,需要开启

2. 功能——采光、通风、通行

3. 缝——构造设计重点

4. 保温、隔热、隔声处理

（二）门窗种类

1. 按开启方式：平开门、折叠门、推拉门、卷帘门、弹簧门；平开窗、上悬窗、下悬窗、中悬窗、立转窗、固定床

2。 按材料：木门窗、钢门窗、铝合金门窗、塑料门窗

3。 按形式和制造工艺：镶板门、纱门、实拼门、夹板门、百叶窗

4。 特殊种类：防火门、隔声门、保温门、防盗门

(三)门窗的构成

1、门窗框——固定连接作用 包括: 边框、上槛、中槛、下槛、止口条

2、门窗扇——开启

种类：(1）镶板(玻璃)门窗——边挺、上冒头、中冒头、下冒头、门芯板(玻璃）（2）

夹板门-—内骨架、面板 （3）无框玻璃门等

3、 五金件——联结、控制、固定 种类：合页（铰链）、导轨、把手、开启固定件等

（四)门窗开启与气流组织

门窗的开启方式与组织室内气流有密切关系，因而选择合适的门窗对建筑设计很重要

（五）门窗安装及细部构造

1、门窗框——与墙的连接

考虑门窗开启及结构变形所带来的影响

门窗的尺寸是门窗的洞口尺寸，即其构造尺寸 门窗的实际尺寸与安装方式有关 木门窗窗框的安装及缝的处理 钢门窗窗框的安装及缝的处理

铝合金及塑门窗窗框的安装及缝的处理

2、门窗扇—-与门窗框的连接方式 考虑水密性及气密性

门窗扇根据不同的开启方式有不同的安装方式和连接五金件

（六）门窗缝防渗漏原理

1、分析

门窗缝构造重点—-防水、防风、防烟和减少声及热等能量的传递 门窗缝漏的原因—-热压-—导致冬季的冷风渗透、采 暖的热损失，失火时的窜烟、窜火 风压——导致透风及渗漏水现象 毛细现象——导致渗水

2、 措施:加强门窗缝的气密性和水密性

（1)利用空腔原理破坏毛细现象和风压

（2）疏导积水

（3）用密封材料堵水

（七)门窗缝隔热、保温措施--加强门窗缝的气密性及保温材料--双层玻璃

（八）特种门窗：1、防火和隔声门 2、转门

结束语

随着社会越来越发达，高层建筑的数量越来越多并且继续增加的趋势，高层建筑结构设计也越来越受重视。本文结合部分参考文献,指出了在高层结构设计中应注意的一些问题，以提高结构设计的准确性、安全性和经济合理性。

参考文献

［1］黄雄辉。高层建筑结构设计与相关问题分析。科技创新导报，2009第二期

［2]李济南.浅谈高层建筑结构设计.江西建材,2006 第四期