1.2 民用建筑

1.2.1 民用建筑的分類

1.按使用功能分

民用建筑按使用功能可分為居住建筑和公共建筑。居住建筑是指供人們生活起居的建筑物，如住宅、公寓、宿舍等；公共建筑是指供人們進行各項社會活動的建筑物，如辦公樓、圖書館、博物館、影劇院、體育館等。

2.按建筑規模和數量分類

民用建筑按建筑的層數或總高度可分為低層建筑、多層建筑、中高層建筑和高層建筑和超高層建筑。

（1）低層建筑。1～3層的建筑，多為住宅、別墅、幼兒園、中小學校、小型的辦公樓以及輕工業廠房等。

（2）多層建筑。4～6層的建筑，多為一般住宅、寫字樓等。

（3）中高層建筑。7～9層的建筑，多為居民住宅樓、普通辦公樓等。

（4）高層建筑。10層及10層以上的居住建筑和超過24m高的其他民用建筑為高層建筑。

（5）超高層建筑。建筑高度超過100m時均為超高層建筑。

3.按主要承重結構的材料分類

民用建筑按主要承重結構的材料可分為木結構建筑、混合結構建筑、鋼筋混凝土結構建筑、鋼結構建筑和其他結構建筑。

（1）木結構建筑，建筑物的主要承重構件均采用木材制作，如一些古建筑和旅游性建筑。

（2）混合結構建筑，建筑物的主要承重構件由兩種或兩種以上不同材料組成，如磚墻和木樓板的磚木結構，磚墻和鋼筋混凝土樓板的磚混結構等。該結構主要適用于6層以下建筑物。

（3）鋼筋混凝土結構建筑，建筑物的主要承重構件均采用鋼筋混凝土材料。建筑物超過6層時一般采用該結構。

（4）鋼結構建筑，建筑物的主要承重構件均是鋼材制作的結構，一般用于大跨度、大空間的公共建筑和高層建筑中。

（5）其他結構建筑，如生土建筑、充氣建筑等。

4.按施工方法分類

民用建筑按施工方法可分為全現澆現砌式建筑，全預制裝配式建筑和部分現澆、部分裝配式建筑。

（1）全現澆現砌式建筑。是指主要建筑構件，如鋼筋混凝土梁、板、柱和磚墻砌體等均在施工現場澆筑或砌筑。

（2）全預制裝配式建筑。是指主要構件，如鋼筋混凝土梁、板、柱和墻板等均在工廠或施工現場預制，然后全部在施工現場進行裝配。

（3）部分現澆、部分裝配式建筑。是指一部分構件，如鋼筋混凝土梁、板、柱和磚墻砌體在施工現場澆筑或砌筑，而另一部分構件如樓梯、樓板等預制裝配的建筑。

1.2.2 民用建筑的等級

建筑物的等級一般按耐久性、耐火性、設計等級進行劃分。

1.2.2.1 按建筑的耐久性能分類

建筑物的耐久等級主要根據建筑物的重要性和規模大小劃分，作為基建投資和建筑設計的重要依據。《民用建筑設計通則》（GB 50352—2005）中規定：以主體結構確定的建筑耐久年限分為四級，詳見表1.1。

1.2.2.2 按建筑的耐火性能分類

1.建筑構件的燃燒性能

建筑物是由建筑構件組成的，而建筑構件是由建筑材料構成，其燃燒性能取決于所使用建筑材料的燃燒性能，我國將建筑構件的燃燒性能分為三類：

（1）非燃燒體。指用非燃燒材料做成的建筑構件，如天然石材、人工石材、金屬材料等。

（2）燃燒體。指用容易燃燒的材料做成的建筑構件，如木材、紙板、膠合板等。

（3）難燃燒體。指用不易燃燒的材料做成的建筑構件，或者用燃燒材料做成，但用非燃燒材料作為保護層的構件，如瀝青混凝土構件、木板條抹灰等。

2.建筑構件的耐火極限

所謂耐火極限，是指任一建筑構件在規定的耐火試驗條件下，從受到火的作用時起，到失去支持能力或完整性被破壞或失去隔火作用時為止的這段時間，用小時表示。只要出現以下三種情況之一，就可以確定達到其耐火極限。

（1）失去支持能力。指構件在受到火焰或高溫作用下，由于構件材質性能的變化，使承載能力和剛度降低，承受不了原設計的荷載而破壞。例如受火作用后的鋼梁或柱強度降低，導致結構坍塌。

（2）完整性被破壞。指薄壁分隔構件在火中高溫作用下，發生爆裂或局部塌落，形成穿透裂縫或孔洞，火焰穿過構件，使其背面可燃物燃燒起火。例如受火作用后的板條抹灰墻，內部可燃板條先行自燃，一定時間后，背火面的抹灰層龜裂脫落，引起燃燒起火；預應力鋼筋混凝土樓板使鋼筋失去預應力，發生炸裂，出現孔洞，使火苗躥到上層房間。在實際中這類火災相當多。

（3）失去隔火作用。指具有分隔作用的構件，背火面任一點的溫度達到220℃時，構件失去隔火作用。例如一些燃點較低的可燃物（纖維系列的棉花、紙張、化纖品等）烤焦后以致起火。

3.建筑物的耐火等級

所謂耐火等級，是衡量建筑物耐火程度的標準，它是由組成建筑物的構件的燃燒性能和耐火極限的最低值所決定的。劃分建筑物耐火等級的目的在于根據建筑物的用途不同提出不同的耐火等級要求，做到既有利于安全，又有利于節約基本建設投資?，F行《建筑設計防火規范》（GB 50016—2006）將建筑物的耐火等級劃分為四級（表1.2）。

1.2.2.3 按建筑的設計等級分類

按照建設部《民用建筑工程設計收費標準》的規定，我國目前將各類民用建筑工程按復雜程度劃分為特、一、二、三、四、五，共六個等級，設計收費標準隨等級高低而不同?！蹲越ㄖ煑l例》參照這個標準進一步規定，一級注冊建筑師可以設計各個等級的民用建筑，二級注冊建筑師只能設計三級以下的民用建筑。

以下是民用建筑復雜程度等級的具體標準。

1.特級工程

（1）列為國家重點項目或以國際活動為主的大型公建以及有全國性歷史意義或技術要求特別復雜的中小型公建。如國賓館、國家大會堂，國際會議中心、國際大型航空港、國際綜合俱樂部，重要歷史紀念建筑，國家級圖書館、博物館、美術館，三級以上的人防工程等。

（2）高大空間、有聲、光等特殊要求的建筑，如劇院、音樂廳等。

（3）30層以上建筑。

2.一級工程

（1）高級大型公建以及有地區性歷史意義或技術要求復雜的中小型公建。如高級賓館、旅游賓館、高級招待所、別墅，省級展覽館、博物館、圖書館，高級會堂、俱樂部，科研試驗樓（含高校），300床以上的醫院、療養院、醫技樓、大型門診樓，大中型體育館、室內游泳館、室內滑冰館，大城市火車站、航運站、候機樓，攝影棚、郵電通信樓，綜合商業大樓、高級餐廳，四級人防、五級平戰結合人防等。

（2）16～29層或高度超過50m的公建。

3.二級工程

（1）中高級的大型公建以及技術要求較高的中小型公建。如大專院校教學樓，檔案樓，禮堂、電影院，省部級機關辦公樓，300床以下醫院、療養院，地市級圖書館、文化館、少年宮，俱樂部、排演廳、報告廳、風雨操場，大中城市汽車客運站，中等城市火車站、郵電局、多層綜合商場、風味餐廳，高級小住宅等。

（2）16～29層住宅。

4.三級工程

（1）中級、中型公建。如重點中學及中專的教學樓、實驗樓、電教樓，社會旅館、飯館、招待所、浴室、郵電所、門診所、百貨樓，托兒所、幼兒園，綜合服務樓、2層以下商場、多層食堂，小型車站等。

（2）7～15層有電梯的住宅或框架結構建筑。

5.四級工程

（1）一般中小型公建。如一般辦公樓、中小學教學樓、單層食堂、單層汽車庫、消防車庫、消防站、蔬菜門市部、糧站、雜貨店、閱覽室、理發室、水沖式公廁等。

（2）7層以下無電梯住宅、宿舍及磚混建筑。

6.五級工程

一二層、單功能、一般小跨度結構建筑。

注：以上分級標準中，大型工程一般系指10000m²以上的建筑；中型工程指3000～10000m²的建筑；小型工程指3000m²以下的建筑。

1.2.3 民用建筑的構造組成

民用建筑通常是由基礎、墻體或柱、樓板層、樓梯、屋頂、地坪、門窗等幾大主要部分組成，如圖1.2所示。

圖1.2 民用建筑的構造組成

這幾部分在建筑的不同部位發揮著不同的作用。房屋除了上述幾個主要組成部分之外，對不同使用功能的建筑還有一些附屬的構件和配件，如陽臺、雨篷、臺階、散水、通風道等。這些構配件也可以稱為建筑的次要組成部分。

1.基礎

基礎是建筑物最下部的承重構件，承擔建筑的全部荷載，并把這些荷載有效地傳給地基。基礎作為建筑的重要組成部分，是建筑物得以立足的根基，應具有足夠的強度、剛度及耐久性，并能抵抗地下各種不良因素的侵襲。

2.墻體和柱

墻體是建筑物的承重和圍護構件。墻體具有承重要求時，它承擔屋頂和樓板層傳來的荷載，并把它們傳遞給基礎。外墻還具有圍護功能，應具備抵御自然界各種因素對室內侵襲的能力。內墻具有在水平方向劃分建筑內部空間、創造適用的室內環境的作用。墻體通常是建筑中自重最大、材料和資金消耗最多、施工量最大的組成部分，作用非常重要。因此，墻體應具有足夠的強度、穩定性，良好的熱工性能及防火、隔聲、防水、耐久性能。方便施工和良好的經濟性也是衡量墻體性能的重要指標。

柱也是建筑物的承重構件，除了不具備圍護和分隔的作用之外，其他要求與墻體類似。

3.樓板層和地坪

樓板是水平方向的承重構件，按房間層高將整幢建筑物沿水平方向分為若干層；樓板層承受家具、設備和人體荷載以及本身的自重，并將這些荷載通過板或梁傳給墻或柱；同時對墻體起著水平支撐的作用。因此要求樓板層應具有足夠的抗彎強度、剛度，并應具備相當的防火、防水、隔聲的能力。

地坪是底層房間與地基土層相接的構件，起承受底層房間荷載的作用，并將其傳遞給地基。要求地坪具有耐磨防潮、防水、防塵和保溫的性能。

樓板層和地層的面層部分稱為樓地面。

4.屋頂

屋頂是建筑物頂部的圍護構件和承重構件。抵抗風、雨、雪霜、冰雹等的侵襲和太陽輻射熱的影響；又承受風雪荷載及施工、檢修等屋頂荷載，并將這些荷載傳給墻或柱，故屋頂應具有足夠的強度、剛度及防水、保溫、隔熱等性能。屋頂又是建筑體型和立面的重要組成部分，其外觀形象也應得到足夠的重視。

5.樓梯

樓梯是建筑物的垂直交通設施，供人們平時上下和緊急疏散時使用，故要求樓梯具有足夠的通行能力，并且防滑、防火，能保證安全使用。

6.門窗

門與窗均屬非承重構件，也稱為配件。門主要起供人們出入內外交通和分隔房間作用，窗主要起通風、采光、分隔、眺望等圍護作用。處于外墻上的門窗又是圍護構件的一部分，要滿足熱工及防水的要求；某些有特殊要求的房間，門、窗應具有保溫、隔聲、防火的能力。

1.2.4 民用建筑的結構體系與基本構件

1.2.4.1 民用建筑的結構體系

建筑物中承受荷載而起骨架作用的部分稱為結構，民用建筑常用的結構體系有混合結構、框架結構、剪力墻結構、框剪結構、筒體結構等。

1.混合結構

混合結構指用不同的材料建造的房屋，通常墻體、柱與基礎等豎向承重結構的構件采用磚砌體，屋蓋、樓蓋等水平承重結構的構件采用鋼筋混凝土結構，故亦稱磚混結構。如房屋內部有柱子承重，并與樓面大梁組成框架，外墻仍為砌體承重者，稱為內框架結構。

這種結構形式的優點是構造簡單、造價較低，其缺點是房間尺寸受鋼筋混凝土梁板經濟跨度的限制，室內空間小，開窗也受到限制，僅適用于房間開間和進深尺寸較小、層數不多的中小型民用建筑，如住宅、中小學校、醫院及辦公樓等。

2.框架結構

框架結構指由水平向布置的屋架梁和豎向布置的柱組成的一種平面或空間、單層或多層的承重結構。幾種典型的框架梁柱平面布置如圖1.3所示。

圖1.3 框架梁柱布置

框架梁柱間的節點一般為剛性連接。有時為了便于施工或其他構造要求，也可將部分節點做成鉸節點或半鉸節點?？蚣苤c基礎之間的節點一般為剛性固定支座，必要時也可做成鉸支座。

工程中將梁（或桁架）和柱鉸接而成的單層框架結構稱為排架，如圖1.4（a）所示。一般稱由等截面或變截面梁柱桿件組成的單層剛接（梁柱之間為剛接）框架為剛架或門式剛架，如圖1.4（b）所示。多層剛接稱為框架，如圖1.5所示。

圖1.4 排架及門式剛架

框架結構的主要特點是結構形式強度高，整體性好，剛度大，抗震性好，因其采用梁柱承重，因此建筑布置靈活，可獲得較大的使用空間。但鋼材、水泥用量大，造價較高。適用于開間、進深較大的商店、教學樓、圖書館之類的公共建筑以及多、高層住宅、旅館等。

3.剪力墻結構

剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱，剪力墻結構能承擔各類荷載引起的內力，并能有效控制結構的水平力。一般來說，剪力墻的寬度和高度與整個房屋的寬度和高度相同，寬度達十幾米或更大，高達幾十米以上。而它的厚度則很薄，一般為160～300mm，較厚的可達500mm。

剪力墻的主要作用是承受平行于墻體平面的水平力，并提供較大的抗側力剛度，它使剪力墻受剪且受彎，剪力墻也因此得名，以便與一般僅承受豎向荷載的墻體相區別。在地震區，該水平力主要是由地震作用產生，因此，剪力墻有時也稱為抗震墻。

剪力墻結構的主要特點是結構承載力高，整體性好，剛度大，抗震性好，其缺點是房間尺寸受鋼筋混凝土梁板經濟跨度的限制，室內空間小，開窗也受到限制，建筑平面布置不靈活，一般適用于房間開間和進深尺寸較小、層數較多的中小型民用建筑。

4.框剪結構

在框架 剪力墻結構中，框架與剪力墻協同受力，剪力墻承擔絕大部分水平荷載，框架則以承擔豎向荷載為主，這樣，可以大大減少柱子的截面?？蚣艚Y構彌補了剪力墻結構開間過小的缺點，既可使建筑平面靈活布置。又能對常見的30層以下的高層建筑提供足夠的抗側剛度。因而在實際工程中被廣泛應用，如一般用于辦公樓、旅館、住宅以及某些工業用房。

圖1.5 框架結構

框架剪力墻結構布置的關鍵是剪力墻的數量及位置。從建筑布置角度看，減少剪力墻數量則可使建筑布置靈活。但從結構角度看，剪力墻往往承擔了大部分的側向力，對結構抗側剛度有明顯的影響，因而剪力墻的數量不能過少。

剪力墻應沿房屋的縱橫兩個方向均有布置，以承受各個方向的地震作用和風荷載，橫向剪力墻宜盡量布置在房屋的平面形狀變化處、剛度變化處、樓梯間及電梯間，以及荷載較大的地方。同時還應盡量布置在建筑物的端部附近。圖1.6表示兩種不同的剪力墻布置方案，圖1.6（a）的兩道剪力墻集中布置在建筑平面的中部，圖1.6（b）的兩道剪力墻布置在建筑平面的兩端，這兩個結構方案具有相同的抗側剛度，但很顯然圖1.6（b）布置方式使結構具有較大的抗扭能力。

5.筒體結構

筒體結構是由一個或多個筒體作承重結構的高層建筑體系，適用于層數較多的高層建筑。筒體在側向風荷載的作用下，其受力類似剛性的箱型截面的懸臂梁，迎風面將受拉，而背風面將受壓。

筒式結構可分為框筒體系、筒中筒體系、框架核心筒結構、多重筒結構、成束筒體系等。

（1）框筒體系。指內芯由剪力墻構成，周邊為框架結構。如圖1.7（a）所示。有時為減少樓蓋結構的內力和撓度，中間往往要布置一些柱子，以承受樓面豎向荷載，如圖1.7（b）所示。

圖1.6 剪力墻布置

（2）筒中筒體系。當周邊的框架柱布置較密時，可將周邊框架視為外筒，而將內芯的剪力墻視為內筒，則構成筒中筒體系，如圖1.7（c）所示。

（3）框架核心筒結構。筒中筒結構外部柱距較密，常常不能滿足建筑設計中的要求。有時建筑布置上要求外部柱距在4～5m左右或更大，這時，周邊柱已不能形成筒的工作狀態，而相當于空間框架的作用，這種結構稱為框架核心筒結構，如圖1.7（d）所示。

（4）多重筒結構。當建筑物平面尺寸很大或當內筒較小時，內外筒之間的間距較大，即樓蓋結構的跨度變大，這樣勢必會增加樓板厚度或樓面大梁的高度，為降低樓蓋結構的高度，可在筒中筒結構的內外筒之間增設一圈柱或剪力墻，如果將這些柱或剪力墻連接起來使之亦形成一個筒的作用，則可以認為由三個筒共同工作來抵抗側向荷載，亦即成為一個三重筒結構，如圖1.7（e）所示。

（5）成束筒體系。成束筒體系是由多個筒體組成的筒體結構。最典型的成束筒體系的建筑應為美國芝加哥的西爾斯塔樓。成束筒體系的結構布置如圖1.7（f）所示。

圖1.7 筒體結構的平面布置

6.其他結構

除了上述結構形式以外，諸如薄殼、懸索、網架等結構形式也在大跨度的公共建筑中采用。

1.2.4.2 房屋建筑結構的基本構件

一幢房屋有其承重結構體系，承重結構體系破壞，房屋就要倒塌。承重結構體系是由若干個結構構件連接而成的，這些結構構件的形式雖然多種多樣，但可以從中概括出以下幾種典型的基本構件。

1.板

板指平面尺寸較大而厚度較小的受彎構件，通常水平放置，但有時也斜向設置（如樓梯板）或豎向設置（如墻板）。板承受施加在樓板的板面上并與板面垂直的荷載（含樓板、地面層、頂棚層的恒載和樓面上人群、家具、設備等活載）。板在建筑工程中一般應用于樓板、屋面板、基礎板、墻板等。

板按截面形式主要分為實心板、空心板、槽形板。主要采用的材料為鋼筋混凝土、預應力混凝土、木材及鋼材等。

板按施工方法不同分為現澆板和預制板。

（1）現澆板?，F澆板具有整體性好、適應性強、防水性好等優點。它的缺點是模板耗用量多，施工現場作業量大，施工進度受到限制。適用于樓面荷載較大，平面形狀復雜或布置上有特殊要求的建筑物；防滲、防漏或抗震要求較高的建筑物及高層建筑。

（2）預制板。在工程中常采用預制板，以加快施工速度。預制板一般采用當地的通用定型構件，由當地預制構件廠供應。它可以是預應力的，也可以是非預應力的。由于其整體性較差，目前在民用建筑中已較少采用，主要用于工業建筑。

預制板按截面形式不同分為實心板、空心板、槽形板及單T形板和雙T形板等，如圖1.8所示。

圖1.8 預制板的截面形式

2.梁

梁是工程結構中的受彎構件，承受板傳來的壓力以及梁的自重。通常水平放置，但有時也斜向設置以滿足使用要求，如樓梯梁。梁的截面高度與跨度之比一般為1/8～1/16；梁的截面高度通常大于截面的寬度，但因工程需要，梁寬大于梁高時，稱為扁梁；梁的高度沿軸線變化時，稱為變截面梁。梁可以現澆也可以預制。梁常見的分類如下：

（1）按截面形式分類。梁按截面形式可分為矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、疊合梁等，如圖1.9和圖1.10所示。

（2）按所用材料分類。梁按所用材料可分為鋼梁、鋼筋混凝土梁、預應力混凝土梁、木梁以及鋼與混凝土組成的組合梁等。

（3）按在結構中的位置分類。按在結構中的位置，可分主梁、次梁、連梁、圈梁、過梁等。次梁一般直接承受板傳來的荷載，再將板傳來的荷載傳遞給主梁；主梁除承受板直接傳來的荷載外，還承受次梁傳來的荷載；連梁主要用于連接兩榀框架，使其成為一個整體；圈梁一般用于磚混結構，將整個建筑圍成一體，增強結構的抗震性能；過梁一般用于門窗洞口的上部，用以承受洞口上部結構的荷載。

圖1.9 鋼梁常用的截面形式

圖1.10 鋼筋混凝土梁常用的截面形式

梁通常為直線形，如需要也可作成折線形或曲線形。曲梁的特點是內力除彎矩、剪力外，還有扭矩。

3.柱

工程結構中主要承受壓力，有時也同時承受彎矩和剪力的豎向桿件，用以支承梁、屋架、樓板等。柱是結構中極為重要的部分，柱的破壞將導致整個結構的損壞與倒塌。柱常見的分類如下：

（1）按截面形式分類。柱的截面形式很多，較為常見的有方形、矩形和圓形等。在混凝土柱中，還有工字形、T形、L形等截面形式；在鋼柱中還有鋼管柱、工字形柱、H形柱、十字形柱及格構柱等。

圖1.11為鋼柱的常用截面形式，其中圖1.11（a）為圓鋼、圓管、角鋼、工字鋼、槽鋼、T型鋼、H型鋼等型鋼截面；圖1.11（b）為型鋼或鋼板組成的組合截面；圖1.11（c）為柱肢和綴材組成的格構式柱。

（2）按受力形式分類?？煞譃檩S心受壓柱［即荷載沿構件軸線作用且力的箭頭指向構件截面，如圖1.12（a）所示］和偏心受壓柱［荷載作用點偏離構件軸線，如圖1.12（b）所示］。

（3）按所用材料分類?？煞譃槭?、磚柱、砌塊柱、木柱、鋼柱、鋼筋混凝土柱、勁性鋼筋混凝土柱（即由型鋼外面包混凝土構成的柱）、鋼管混凝土柱和各種組合柱。

4.墻

墻是建筑物豎直方向起維護、分隔和承重等作用，并具有保溫隔熱、隔聲及防火等功能的主要構件。

圖1.11 鋼柱的截面形式

墻體按不同的方法可以分成不同的類型。

（1）按其在建筑物中的位置分類：

1）外墻。外墻是位于建筑物外圍的墻。位于房屋兩端的外墻稱為山墻；縱向檐口下的外墻稱檐墻。高出平屋面的外墻稱女兒墻。

2）內墻。是指位于建筑物內部的墻體。

圖1.12 受壓構件

另外，沿房屋縱向（或者說，位于縱向定位軸線上）的墻，通稱縱墻；沿房屋橫向（或者說，位于橫向定位軸線上）的墻，通稱橫墻。在一片墻上，窗與窗或門與窗之間的墻稱窗間墻，窗洞下邊的墻稱窗下墻。

（2）按其受力狀態分類。按墻在建筑物中受力情況可分為承重墻和非承重墻。

承重墻是受屋頂、樓板等上部結構傳遞下來的荷載及其自重的墻體，例如磚混結構中的大部分縱橫墻體。

非承重墻是除承受本層墻體自重以外不承受其他荷載的墻體，例如框架結構中的墻體。

（3）按墻體材料分類。根據墻體用料的不同，有土墻、石墻、磚墻、砌塊墻、混凝土墻及復合材料墻等。其中普通黏土磚墻目前已禁止采用。復合材料墻有工廠化生產的復合板材墻，如由彩色鋼板與各種輕質保溫材料復合而成的板材，也有在黏土磚或鋼筋混凝土墻體的表面現場復合輕質保溫材料而成的復合墻。