淺析大空間建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計

蔡虎

【摘要】本文介紹了大空間住宅的基本概念，大空間住宅的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及大空間住宅的廣闊發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】大空間建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、大空間住宅的基本概念

1.1 大空間住宅的提出

大空間住宅指的是相對于普通住宅，開間較大、空間更為寬闊，并且可實現(xiàn)宅內(nèi)自由分隔、空間靈活特點的住宅類型。實際上，大空間住宅是遵循將住宅分成“支撐體”及“分隔體”兩部分的設(shè)計思想。“支撐體”指的是支撐住宅的骨架，而分隔體主要是把屋內(nèi)住宅空間分成大小功能各不相同的使用空間。

此種支撐體理論的提出，使住宅設(shè)計進入了一個全新的階段。設(shè)計師與房地產(chǎn)商只需提供支撐體屋殼，用戶可根據(jù)自己的需求，合理進行空間分割和裝修。

1.2 大空間住宅設(shè)計的優(yōu)勢特點

大空間住宅結(jié)構(gòu)類型被市場及消費者認(rèn)可及歡迎的主要原因是因為其具有相對于普通住宅獨特的優(yōu)點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面[1]：

1.2.1 空間尺度大

1.2.2 住宅空間靈活可變

1.2.3 層內(nèi)各套面積任意劃分

1.2.4 創(chuàng)造底商及其配套服務(wù)空間

1.2.5 創(chuàng)造的地下車庫車位充足

1.3 大空間住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的發(fā)展

以人為本是大空間住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計理念的最根本出發(fā)點，認(rèn)為住宅設(shè)計應(yīng)緊貼用戶的生活習(xí)慣及行為模式，追求的是通過最為簡單的設(shè)計實現(xiàn)最大空間彈性，強調(diào)空間要由人來掌控。

大空間住宅設(shè)計理念更為注重空間感及空間特性，強調(diào)空間的不確定性，強調(diào)空間與物體靈活多變，強調(diào)住宅隱私性、親密感及彈性的本質(zhì)，組合多種居住的能力，是一種實現(xiàn)最大彈性空間的簡單設(shè)計。

2、大空間住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計

大空間住宅在結(jié)構(gòu)布局方面有自己的鮮明特點，宅內(nèi)沒有承重橫墻，在開間及進深都具有很高的靈活性：分戶墻與承重墻合二為一，以確保分戶墻堅固隔音，宅內(nèi)廚房及衛(wèi)生間相對比較固定，并且其他空間可自由布置。所以，大房屋住宅就結(jié)構(gòu)而言與小開間住宅并不相同，在結(jié)構(gòu)選型方面，有自己的特殊性。大空間住宅進行結(jié)構(gòu)選型時，要想做到安全合理，經(jīng)濟實用，就必須充分考慮大空間住宅的宅內(nèi)布局，各結(jié)構(gòu)體系的功能，當(dāng)?shù)厥┕ぴO(shè)備現(xiàn)狀及技術(shù)水平。盡可能做出多種方案，在進行比較、核算。

2.1 異形柱框架輕型結(jié)構(gòu)

異形柱框架輕型住宅結(jié)構(gòu)是結(jié)合框架結(jié)構(gòu)的諸多特點，基于框架結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的一種新的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)同傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較而言，特點為：由十字形中柱、T形邊柱以及L形角柱共同組成框架體系，柱間填充墻與柱壁厚度相同，屋內(nèi)不會有柱楞出現(xiàn)，填充墻用的是輕質(zhì)隔熱保溫材料，墻體較薄，可有效增大使用面積。該結(jié)構(gòu)體系在高層住宅當(dāng)中的應(yīng)用前景十分廣闊。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)

如今，剪力墻結(jié)構(gòu)已成為高層住宅首選的一種結(jié)構(gòu)。剪力墻也就是指現(xiàn)澆鋼筋的混凝土墻，此種墻體不僅可承受水平構(gòu)件引起的豎向荷載，還能承擔(dān)風(fēng)力或者地震引起的水平荷載。剪力墻結(jié)構(gòu)是由縱向、橫向的墻體構(gòu)成抗側(cè)向力結(jié)構(gòu)，剛度很大，抗側(cè)向力能力更強。剪力墻結(jié)構(gòu)，就是由鋼筋混凝土式墻板代替普通框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中的梁柱，墻厚度在200毫米至400毫米之間，形成一個比較大的受力結(jié)構(gòu)體系。優(yōu)點是有較高的抗震能力、整體性及空間作用，缺點在于結(jié)構(gòu)自重較大。

剪力墻結(jié)構(gòu)在戶型方面也有很大的優(yōu)勢，通過合理的設(shè)計可實現(xiàn)四明房屋，宅內(nèi)無外露梁柱楞角，使用面積變大，便于裝修布置。利用預(yù)應(yīng)力剪力墻體系，可實現(xiàn)大空間住宅布局，分隔墻采用輕質(zhì)隔墻進行，有利于裝修方便。如今，剪力墻結(jié)構(gòu)已成為高層住宅使用最廣泛的一種形式。

2.3 預(yù)應(yīng)力無梁樓板的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力無梁樓板為實現(xiàn)大空間住宅可塑開放性空間提供了十分有利的條件，提高了墻體使用可拆移輕墻的可能性。并且因大空間住宅的縱橫墻較少，對樓板整體性要求更高。預(yù)應(yīng)力無梁樓板，跨度一般為6-10m比較合理，可實現(xiàn)無梁和柱帽，鋼筋混凝土墻柱可作為豎向承重構(gòu)件，只需注意廚衛(wèi)管線在穿樓板時避開樓板暗梁即可。預(yù)應(yīng)力無梁樓板可實現(xiàn)大跨度連續(xù)空間，在需要對大空間住宅進行戶型的合并時，可得到更大居住空間，，使空間簡單連通。預(yù)應(yīng)力無梁樓板所帶來的空間延伸性正適合大空間住宅的需要。

如今，許多高層建筑和大開間住宅中，都開始采用預(yù)應(yīng)力混凝土式結(jié)構(gòu)技術(shù)，從而有效提高結(jié)構(gòu)整體性，改善空間利用價值。除此之外，新型的預(yù)應(yīng)力空心板正逐漸被開發(fā)采用，它具有工藝先進、減少梁柱、設(shè)計靈活及增加使用凈高的優(yōu)點，適用于剪力墻等很多種結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力空心樓板的開發(fā)使用會極大推動大空間住宅的建設(shè)與發(fā)展。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)對未來住宅的影響

除上述結(jié)構(gòu)之外，鋼結(jié)構(gòu)對于將來住宅的影響同樣不可低估。目前，許多住宅設(shè)計者及開發(fā)者對于鋼結(jié)構(gòu)的印象是造價高，施工復(fù)雜，這種理解是不完全正確的。鋼結(jié)構(gòu)住宅有許多獨特優(yōu)勢，下面做簡單介紹：

2.4.1 抗震性能突出

同混凝土結(jié)構(gòu)比較而言，鋼結(jié)構(gòu)在抗震性能方面要好很多。第一，鋼結(jié)構(gòu)自重要比磚混結(jié)構(gòu)低30%，比混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)低20%，結(jié)構(gòu)的側(cè)移及受力是由風(fēng)荷載所控制的；第二，鋼結(jié)構(gòu)延性較好、抗震性能力強，可以吸收地震能量；第三，結(jié)構(gòu)體系豎向剛度均勻，基本不進行轉(zhuǎn)換。

2.4.2 住宅工廠化的實現(xiàn)

鋼結(jié)構(gòu)具有較高工業(yè)化程度，有利于標(biāo)準(zhǔn)化建筑的形成，實現(xiàn)構(gòu)件的工廠化及施工的機械化。工廠化的鋼結(jié)構(gòu)住宅是指房屋主體部件是在工廠的流水線上面制作，再運到施工現(xiàn)場，通過安裝工人進行組裝，再完成室內(nèi)裝修。就是說住宅樓房由輕鋼骨架及幾萬至幾十萬螺絲釘共同組成，便于移動。后面的工程與現(xiàn)行建筑的設(shè)計規(guī)范一致[3]。

2.4.3 空間利用進一步優(yōu)化

同鋼筋混凝土框架相比，鋼梁高度較低，鋼柱外圍面積較小。在一定程度上緩解肥粱胖柱的弊端。鋼結(jié)構(gòu)住宅空間利用方面獨特的優(yōu)勢，使其十分適合于大空間住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計。戶型是不固定的，靈活性高，可滿足多種人的不同需求，大大提高了選擇性。這些空間利用方面特色正是大空間住宅顯著特點和增強市場競爭力的關(guān)鍵因素。

3、大空間住宅的廣闊發(fā)展前景

3.1 大空間住宅的發(fā)展前景十分廣闊

在當(dāng)前建筑市場，大空間住宅以獨特優(yōu)勢嶄露頭角，它指出了現(xiàn)代人們的居住理念及未來人們居住的發(fā)展方向?，F(xiàn)在市場上大空間住宅的嘗試與創(chuàng)新逐漸加快，可預(yù)見在不久的未來，大空間住宅一定會成為我國建筑設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)的新亮點。

3.2 大空間住宅的設(shè)計同相關(guān)技術(shù)需相互促進

大空間住宅空間大且靈活的設(shè)計，需相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)造技術(shù)來加以支持。大空間住宅對于結(jié)構(gòu)、構(gòu)造提出的新要求，會極大的促進建筑技術(shù)的發(fā)展。一直以來結(jié)構(gòu)構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展，都是因建筑設(shè)計需求的不斷提高而推動的。建筑設(shè)計同建筑技術(shù)是相輔相成的，只有相互促進，才能共同進步。此點于大空間住宅創(chuàng)新方面已初見端倪。

3.3 積極面對住宅未來革新

隨著人民生活水平不斷提高，對住宅設(shè)計也不斷提出新要求、新目標(biāo)。進行居住環(huán)境的創(chuàng)新，必須抓住時代脈搏，研究未來人居的趨勢及走向，立足于當(dāng)前成果，勇于創(chuàng)新，從而適應(yīng)多樣多變的居住需求。除此之外還需不斷改進結(jié)構(gòu)、構(gòu)造方面相關(guān)技術(shù)，從而實現(xiàn)住宅設(shè)計的經(jīng)濟性、實用性以及安全性。

4、結(jié)束語

綜上所述，大空間住宅是一種具有廣闊發(fā)展前景的優(yōu)良住宅設(shè)計形式，在其結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，然而仍需我們繼續(xù)去研究創(chuàng)新，不斷完善，從而讓大空間住宅以更優(yōu)良的特性被廣大消費者所接受。

參考文獻

[1] 王天剛.大空間住宅及其結(jié)構(gòu)分析[J].西南交通大學(xué)學(xué)報，2011，（06）.

[2] 楊輝.大空間鋼結(jié)構(gòu)住宅關(guān)鍵技術(shù)探索[J].房屋建筑，2013，（03）.

[3] 葉茂煊.淺談大空間住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].廣東建材，2012，（26）.