1.2 民用建筑

1.2.1 民用建筑的分类

1.按使用功能分

民用建筑按使用功能可分为居住建筑和公共建筑。居住建筑是指供人们生活起居的建筑物，如住宅、公寓、宿舍等；公共建筑是指供人们进行各项社会活动的建筑物，如办公楼、图书馆、博物馆、影剧院、体育馆等。

2.按建筑规模和数量分类

民用建筑按建筑的层数或总高度可分为低层建筑、多层建筑、中高层建筑和高层建筑和超高层建筑。

（1）低层建筑。1～3层的建筑，多为住宅、别墅、幼儿园、中小学校、小型的办公楼以及轻工业厂房等。

（2）多层建筑。4～6层的建筑，多为一般住宅、写字楼等。

（3）中高层建筑。7～9层的建筑，多为居民住宅楼、普通办公楼等。

（4）高层建筑。10层及10层以上的居住建筑和超过24m高的其他民用建筑为高层建筑。

（5）超高层建筑。建筑高度超过100m时均为超高层建筑。

3.按主要承重结构的材料分类

民用建筑按主要承重结构的材料可分为木结构建筑、混合结构建筑、钢筋混凝土结构建筑、钢结构建筑和其他结构建筑。

（1）木结构建筑，建筑物的主要承重构件均采用木材制作，如一些古建筑和旅游性建筑。

（2）混合结构建筑，建筑物的主要承重构件由两种或两种以上不同材料组成，如砖墙和木楼板的砖木结构，砖墙和钢筋混凝土楼板的砖混结构等。该结构主要适用于6层以下建筑物。

（3）钢筋混凝土结构建筑，建筑物的主要承重构件均采用钢筋混凝土材料。建筑物超过6层时一般采用该结构。

（4）钢结构建筑，建筑物的主要承重构件均是钢材制作的结构，一般用于大跨度、大空间的公共建筑和高层建筑中。

（5）其他结构建筑，如生土建筑、充气建筑等。

4.按施工方法分类

民用建筑按施工方法可分为全现浇现砌式建筑，全预制装配式建筑和部分现浇、部分装配式建筑。

（1）全现浇现砌式建筑。是指主要建筑构件，如钢筋混凝土梁、板、柱和砖墙砌体等均在施工现场浇筑或砌筑。

（2）全预制装配式建筑。是指主要构件，如钢筋混凝土梁、板、柱和墙板等均在工厂或施工现场预制，然后全部在施工现场进行装配。

（3）部分现浇、部分装配式建筑。是指一部分构件，如钢筋混凝土梁、板、柱和砖墙砌体在施工现场浇筑或砌筑，而另一部分构件如楼梯、楼板等预制装配的建筑。

1.2.2 民用建筑的等级

建筑物的等级一般按耐久性、耐火性、设计等级进行划分。

1.2.2.1 按建筑的耐久性能分类

建筑物的耐久等级主要根据建筑物的重要性和规模大小划分，作为基建投资和建筑设计的重要依据。《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）中规定：以主体结构确定的建筑耐久年限分为四级，详见表1.1。

1.2.2.2 按建筑的耐火性能分类

1.建筑构件的燃烧性能

建筑物是由建筑构件组成的，而建筑构件是由建筑材料构成，其燃烧性能取决于所使用建筑材料的燃烧性能，我国将建筑构件的燃烧性能分为三类：

（1）非燃烧体。指用非燃烧材料做成的建筑构件，如天然石材、人工石材、金属材料等。

（2）燃烧体。指用容易燃烧的材料做成的建筑构件，如木材、纸板、胶合板等。

（3）难燃烧体。指用不易燃烧的材料做成的建筑构件，或者用燃烧材料做成，但用非燃烧材料作为保护层的构件，如沥青混凝土构件、木板条抹灰等。

2.建筑构件的耐火极限

所谓耐火极限，是指任一建筑构件在规定的耐火试验条件下，从受到火的作用时起，到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间，用小时表示。只要出现以下三种情况之一，就可以确定达到其耐火极限。

（1）失去支持能力。指构件在受到火焰或高温作用下，由于构件材质性能的变化，使承载能力和刚度降低，承受不了原设计的荷载而破坏。例如受火作用后的钢梁或柱强度降低，导致结构坍塌。

（2）完整性被破坏。指薄壁分隔构件在火中高温作用下，发生爆裂或局部塌落，形成穿透裂缝或孔洞，火焰穿过构件，使其背面可燃物燃烧起火。例如受火作用后的板条抹灰墙，内部可燃板条先行自燃，一定时间后，背火面的抹灰层龟裂脱落，引起燃烧起火；预应力钢筋混凝土楼板使钢筋失去预应力，发生炸裂，出现孔洞，使火苗蹿到上层房间。在实际中这类火灾相当多。

（3）失去隔火作用。指具有分隔作用的构件，背火面任一点的温度达到220℃时，构件失去隔火作用。例如一些燃点较低的可燃物（纤维系列的棉花、纸张、化纤品等）烤焦后以致起火。

3.建筑物的耐火等级

所谓耐火等级，是衡量建筑物耐火程度的标准，它是由组成建筑物的构件的燃烧性能和耐火极限的最低值所决定的。划分建筑物耐火等级的目的在于根据建筑物的用途不同提出不同的耐火等级要求，做到既有利于安全，又有利于节约基本建设投资。现行《建筑设计防火规范》（GB 50016—2006）将建筑物的耐火等级划分为四级（表1.2）。

1.2.2.3 按建筑的设计等级分类

按照建设部《民用建筑工程设计收费标准》的规定，我国目前将各类民用建筑工程按复杂程度划分为特、一、二、三、四、五，共六个等级，设计收费标准随等级高低而不同。《注册建筑师条例》参照这个标准进一步规定，一级注册建筑师可以设计各个等级的民用建筑，二级注册建筑师只能设计三级以下的民用建筑。

以下是民用建筑复杂程度等级的具体标准。

1.特级工程

（1）列为国家重点项目或以国际活动为主的大型公建以及有全国性历史意义或技术要求特别复杂的中小型公建。如国宾馆、国家大会堂，国际会议中心、国际大型航空港、国际综合俱乐部，重要历史纪念建筑，国家级图书馆、博物馆、美术馆，三级以上的人防工程等。

（2）高大空间、有声、光等特殊要求的建筑，如剧院、音乐厅等。

（3）30层以上建筑。

2.一级工程

（1）高级大型公建以及有地区性历史意义或技术要求复杂的中小型公建。如高级宾馆、旅游宾馆、高级招待所、别墅，省级展览馆、博物馆、图书馆，高级会堂、俱乐部，科研试验楼（含高校），300床以上的医院、疗养院、医技楼、大型门诊楼，大中型体育馆、室内游泳馆、室内滑冰馆，大城市火车站、航运站、候机楼，摄影棚、邮电通信楼，综合商业大楼、高级餐厅，四级人防、五级平战结合人防等。

（2）16～29层或高度超过50m的公建。

3.二级工程

（1）中高级的大型公建以及技术要求较高的中小型公建。如大专院校教学楼，档案楼，礼堂、电影院，省部级机关办公楼，300床以下医院、疗养院，地市级图书馆、文化馆、少年宫，俱乐部、排演厅、报告厅、风雨操场，大中城市汽车客运站，中等城市火车站、邮电局、多层综合商场、风味餐厅，高级小住宅等。

（2）16～29层住宅。

4.三级工程

（1）中级、中型公建。如重点中学及中专的教学楼、实验楼、电教楼，社会旅馆、饭馆、招待所、浴室、邮电所、门诊所、百货楼，托儿所、幼儿园，综合服务楼、2层以下商场、多层食堂，小型车站等。

（2）7～15层有电梯的住宅或框架结构建筑。

5.四级工程

（1）一般中小型公建。如一般办公楼、中小学教学楼、单层食堂、单层汽车库、消防车库、消防站、蔬菜门市部、粮站、杂货店、阅览室、理发室、水冲式公厕等。

（2）7层以下无电梯住宅、宿舍及砖混建筑。

6.五级工程

一二层、单功能、一般小跨度结构建筑。

注：以上分级标准中，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 民用建筑的构造组成

民用建筑通常是由基础、墙体或柱、楼板层、楼梯、屋顶、地坪、门窗等几大主要部分组成，如图1.2所示。

图1.2 民用建筑的构造组成

这几部分在建筑的不同部位发挥着不同的作用。房屋除了上述几个主要组成部分之外，对不同使用功能的建筑还有一些附属的构件和配件，如阳台、雨篷、台阶、散水、通风道等。这些构配件也可以称为建筑的次要组成部分。

1.基础

基础是建筑物最下部的承重构件，承担建筑的全部荷载，并把这些荷载有效地传给地基。基础作为建筑的重要组成部分，是建筑物得以立足的根基，应具有足够的强度、刚度及耐久性，并能抵抗地下各种不良因素的侵袭。

2.墙体和柱

墙体是建筑物的承重和围护构件。墙体具有承重要求时，它承担屋顶和楼板层传来的荷载，并把它们传递给基础。外墙还具有围护功能，应具备抵御自然界各种因素对室内侵袭的能力。内墙具有在水平方向划分建筑内部空间、创造适用的室内环境的作用。墙体通常是建筑中自重最大、材料和资金消耗最多、施工量最大的组成部分，作用非常重要。因此，墙体应具有足够的强度、稳定性，良好的热工性能及防火、隔声、防水、耐久性能。方便施工和良好的经济性也是衡量墙体性能的重要指标。

柱也是建筑物的承重构件，除了不具备围护和分隔的作用之外，其他要求与墙体类似。

3.楼板层和地坪

楼板是水平方向的承重构件，按房间层高将整幢建筑物沿水平方向分为若干层；楼板层承受家具、设备和人体荷载以及本身的自重，并将这些荷载通过板或梁传给墙或柱；同时对墙体起着水平支撑的作用。因此要求楼板层应具有足够的抗弯强度、刚度，并应具备相当的防火、防水、隔声的能力。

地坪是底层房间与地基土层相接的构件，起承受底层房间荷载的作用，并将其传递给地基。要求地坪具有耐磨防潮、防水、防尘和保温的性能。

楼板层和地层的面层部分称为楼地面。

4.屋顶

屋顶是建筑物顶部的围护构件和承重构件。抵抗风、雨、雪霜、冰雹等的侵袭和太阳辐射热的影响；又承受风雪荷载及施工、检修等屋顶荷载，并将这些荷载传给墙或柱，故屋顶应具有足够的强度、刚度及防水、保温、隔热等性能。屋顶又是建筑体型和立面的重要组成部分，其外观形象也应得到足够的重视。

5.楼梯

楼梯是建筑物的垂直交通设施，供人们平时上下和紧急疏散时使用，故要求楼梯具有足够的通行能力，并且防滑、防火，能保证安全使用。

6.门窗

门与窗均属非承重构件，也称为配件。门主要起供人们出入内外交通和分隔房间作用，窗主要起通风、采光、分隔、眺望等围护作用。处于外墙上的门窗又是围护构件的一部分，要满足热工及防水的要求；某些有特殊要求的房间，门、窗应具有保温、隔声、防火的能力。

1.2.4 民用建筑的结构体系与基本构件

1.2.4.1 民用建筑的结构体系

建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构，民用建筑常用的结构体系有混合结构、框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等。

1.混合结构

混合结构指用不同的材料建造的房屋，通常墙体、柱与基础等竖向承重结构的构件采用砖砌体，屋盖、楼盖等水平承重结构的构件采用钢筋混凝土结构，故亦称砖混结构。如房屋内部有柱子承重，并与楼面大梁组成框架，外墙仍为砌体承重者，称为内框架结构。

这种结构形式的优点是构造简单、造价较低，其缺点是房间尺寸受钢筋混凝土梁板经济跨度的限制，室内空间小，开窗也受到限制，仅适用于房间开间和进深尺寸较小、层数不多的中小型民用建筑，如住宅、中小学校、医院及办公楼等。

2.框架结构

框架结构指由水平向布置的屋架梁和竖向布置的柱组成的一种平面或空间、单层或多层的承重结构。几种典型的框架梁柱平面布置如图1.3所示。

图1.3 框架梁柱布置

框架梁柱间的节点一般为刚性连接。有时为了便于施工或其他构造要求，也可将部分节点做成铰节点或半铰节点。框架柱与基础之间的节点一般为刚性固定支座，必要时也可做成铰支座。

工程中将梁（或桁架）和柱铰接而成的单层框架结构称为排架，如图1.4（a）所示。一般称由等截面或变截面梁柱杆件组成的单层刚接（梁柱之间为刚接）框架为刚架或门式刚架，如图1.4（b）所示。多层刚接称为框架，如图1.5所示。

图1.4 排架及门式刚架

框架结构的主要特点是结构形式强度高，整体性好，刚度大，抗震性好，因其采用梁柱承重，因此建筑布置灵活，可获得较大的使用空间。但钢材、水泥用量大，造价较高。适用于开间、进深较大的商店、教学楼、图书馆之类的公共建筑以及多、高层住宅、旅馆等。

3.剪力墙结构

剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，剪力墙结构能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力。一般来说，剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同，宽度达十几米或更大，高达几十米以上。而它的厚度则很薄，一般为160～300mm，较厚的可达500mm。

剪力墙的主要作用是承受平行于墙体平面的水平力，并提供较大的抗侧力刚度，它使剪力墙受剪且受弯，剪力墙也因此得名，以便与一般仅承受竖向荷载的墙体相区别。在地震区，该水平力主要是由地震作用产生，因此，剪力墙有时也称为抗震墙。

剪力墙结构的主要特点是结构承载力高，整体性好，刚度大，抗震性好，其缺点是房间尺寸受钢筋混凝土梁板经济跨度的限制，室内空间小，开窗也受到限制，建筑平面布置不灵活，一般适用于房间开间和进深尺寸较小、层数较多的中小型民用建筑。

4.框剪结构

在框架 剪力墙结构中，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架则以承担竖向荷载为主，这样，可以大大减少柱子的截面。框剪结构弥补了剪力墙结构开间过小的缺点，既可使建筑平面灵活布置。又能对常见的30层以下的高层建筑提供足够的抗侧刚度。因而在实际工程中被广泛应用，如一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工业用房。

图1.5 框架结构

框架剪力墙结构布置的关键是剪力墙的数量及位置。从建筑布置角度看，减少剪力墙数量则可使建筑布置灵活。但从结构角度看，剪力墙往往承担了大部分的侧向力，对结构抗侧刚度有明显的影响，因而剪力墙的数量不能过少。

剪力墙应沿房屋的纵横两个方向均有布置，以承受各个方向的地震作用和风荷载，横向剪力墙宜尽量布置在房屋的平面形状变化处、刚度变化处、楼梯间及电梯间，以及荷载较大的地方。同时还应尽量布置在建筑物的端部附近。图1.6表示两种不同的剪力墙布置方案，图1.6（a）的两道剪力墙集中布置在建筑平面的中部，图1.6（b）的两道剪力墙布置在建筑平面的两端，这两个结构方案具有相同的抗侧刚度，但很显然图1.6（b）布置方式使结构具有较大的抗扭能力。

5.筒体结构

筒体结构是由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，适用于层数较多的高层建筑。筒体在侧向风荷载的作用下，其受力类似刚性的箱型截面的悬臂梁，迎风面将受拉，而背风面将受压。

筒式结构可分为框筒体系、筒中筒体系、框架核心筒结构、多重筒结构、成束筒体系等。

（1）框筒体系。指内芯由剪力墙构成，周边为框架结构。如图1.7（a）所示。有时为减少楼盖结构的内力和挠度，中间往往要布置一些柱子，以承受楼面竖向荷载，如图1.7（b）所示。

图1.6 剪力墙布置

（2）筒中筒体系。当周边的框架柱布置较密时，可将周边框架视为外筒，而将内芯的剪力墙视为内筒，则构成筒中筒体系，如图1.7（c）所示。

（3）框架核心筒结构。筒中筒结构外部柱距较密，常常不能满足建筑设计中的要求。有时建筑布置上要求外部柱距在4～5m左右或更大，这时，周边柱已不能形成筒的工作状态，而相当于空间框架的作用，这种结构称为框架核心筒结构，如图1.7（d）所示。

（4）多重筒结构。当建筑物平面尺寸很大或当内筒较小时，内外筒之间的间距较大，即楼盖结构的跨度变大，这样势必会增加楼板厚度或楼面大梁的高度，为降低楼盖结构的高度，可在筒中筒结构的内外筒之间增设一圈柱或剪力墙，如果将这些柱或剪力墙连接起来使之亦形成一个筒的作用，则可以认为由三个筒共同工作来抵抗侧向荷载，亦即成为一个三重筒结构，如图1.7（e）所示。

（5）成束筒体系。成束筒体系是由多个筒体组成的筒体结构。最典型的成束筒体系的建筑应为美国芝加哥的西尔斯塔楼。成束筒体系的结构布置如图1.7（f）所示。

图1.7 筒体结构的平面布置

6.其他结构

除了上述结构形式以外，诸如薄壳、悬索、网架等结构形式也在大跨度的公共建筑中采用。

1.2.4.2 房屋建筑结构的基本构件

一幢房屋有其承重结构体系，承重结构体系破坏，房屋就要倒塌。承重结构体系是由若干个结构构件连接而成的，这些结构构件的形式虽然多种多样，但可以从中概括出以下几种典型的基本构件。

1.板

板指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置（如楼梯板）或竖向设置（如墙板）。板承受施加在楼板的板面上并与板面垂直的荷载（含楼板、地面层、顶棚层的恒载和楼面上人群、家具、设备等活载）。板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。

板按截面形式主要分为实心板、空心板、槽形板。主要采用的材料为钢筋混凝土、预应力混凝土、木材及钢材等。

板按施工方法不同分为现浇板和预制板。

（1）现浇板。现浇板具有整体性好、适应性强、防水性好等优点。它的缺点是模板耗用量多，施工现场作业量大，施工进度受到限制。适用于楼面荷载较大，平面形状复杂或布置上有特殊要求的建筑物；防渗、防漏或抗震要求较高的建筑物及高层建筑。

（2）预制板。在工程中常采用预制板，以加快施工速度。预制板一般采用当地的通用定型构件，由当地预制构件厂供应。它可以是预应力的，也可以是非预应力的。由于其整体性较差，目前在民用建筑中已较少采用，主要用于工业建筑。

预制板按截面形式不同分为实心板、空心板、槽形板及单T形板和双T形板等，如图1.8所示。

图1.8 预制板的截面形式

2.梁

梁是工程结构中的受弯构件，承受板传来的压力以及梁的自重。通常水平放置，但有时也斜向设置以满足使用要求，如楼梯梁。梁的截面高度与跨度之比一般为1/8～1/16；梁的截面高度通常大于截面的宽度，但因工程需要，梁宽大于梁高时，称为扁梁；梁的高度沿轴线变化时，称为变截面梁。梁可以现浇也可以预制。梁常见的分类如下：

（1）按截面形式分类。梁按截面形式可分为矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等，如图1.9和图1.10所示。

（2）按所用材料分类。梁按所用材料可分为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁以及钢与混凝土组成的组合梁等。

（3）按在结构中的位置分类。按在结构中的位置，可分主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等。次梁一般直接承受板传来的荷载，再将板传来的荷载传递给主梁；主梁除承受板直接传来的荷载外，还承受次梁传来的荷载；连梁主要用于连接两榀框架，使其成为一个整体；圈梁一般用于砖混结构，将整个建筑围成一体，增强结构的抗震性能；过梁一般用于门窗洞口的上部，用以承受洞口上部结构的荷载。

图1.9 钢梁常用的截面形式

图1.10 钢筋混凝土梁常用的截面形式

梁通常为直线形，如需要也可作成折线形或曲线形。曲梁的特点是内力除弯矩、剪力外，还有扭矩。

3.柱

工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩和剪力的竖向杆件，用以支承梁、屋架、楼板等。柱是结构中极为重要的部分，柱的破坏将导致整个结构的损坏与倒塌。柱常见的分类如下：

（1）按截面形式分类。柱的截面形式很多，较为常见的有方形、矩形和圆形等。在混凝土柱中，还有工字形、T形、L形等截面形式；在钢柱中还有钢管柱、工字形柱、H形柱、十字形柱及格构柱等。

图1.11为钢柱的常用截面形式，其中图1.11（a）为圆钢、圆管、角钢、工字钢、槽钢、T型钢、H型钢等型钢截面；图1.11（b）为型钢或钢板组成的组合截面；图1.11（c）为柱肢和缀材组成的格构式柱。

（2）按受力形式分类。可分为轴心受压柱［即荷载沿构件轴线作用且力的箭头指向构件截面，如图1.12（a）所示］和偏心受压柱［荷载作用点偏离构件轴线，如图1.12（b）所示］。

（3）按所用材料分类。可分为石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱（即由型钢外面包混凝土构成的柱）、钢管混凝土柱和各种组合柱。

4.墙

墙是建筑物竖直方向起维护、分隔和承重等作用，并具有保温隔热、隔声及防火等功能的主要构件。

图1.11 钢柱的截面形式

墙体按不同的方法可以分成不同的类型。

（1）按其在建筑物中的位置分类：

1）外墙。外墙是位于建筑物外围的墙。位于房屋两端的外墙称为山墙；纵向檐口下的外墙称檐墙。高出平屋面的外墙称女儿墙。

2）内墙。是指位于建筑物内部的墙体。

图1.12 受压构件

另外，沿房屋纵向（或者说，位于纵向定位轴线上）的墙，通称纵墙；沿房屋横向（或者说，位于横向定位轴线上）的墙，通称横墙。在一片墙上，窗与窗或门与窗之间的墙称窗间墙，窗洞下边的墙称窗下墙。

（2）按其受力状态分类。按墙在建筑物中受力情况可分为承重墙和非承重墙。

承重墙是受屋顶、楼板等上部结构传递下来的荷载及其自重的墙体，例如砖混结构中的大部分纵横墙体。

非承重墙是除承受本层墙体自重以外不承受其他荷载的墙体，例如框架结构中的墙体。

（3）按墙体材料分类。根据墙体用料的不同，有土墙、石墙、砖墙、砌块墙、混凝土墙及复合材料墙等。其中普通黏土砖墙目前已禁止采用。复合材料墙有工厂化生产的复合板材墙，如由彩色钢板与各种轻质保温材料复合而成的板材，也有在黏土砖或钢筋混凝土墙体的表面现场复合轻质保温材料而成的复合墙。