立體綠化對建筑結(jié)構(gòu)的影響分析

潘永仁

摘? ? 要：隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)，城市建筑用地與綠化用地之間的矛盾也更為明顯，立體綠化的發(fā)展，對于城市生態(tài)環(huán)境改善具有重要意義。就立體綠化的特點(diǎn)進(jìn)行闡述，從磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)這3個(gè)方面入手，探究立體綠化對建筑結(jié)構(gòu)的影響，旨在通過立體綠化價(jià)值的發(fā)揮，來促進(jìn)生態(tài)與建筑的和諧發(fā)展。

關(guān)鍵詞：立體綠化;建筑結(jié)構(gòu);影響

城市生態(tài)環(huán)境與群眾切身利益密切相關(guān)，綠色植物在一定程度上影響著生存質(zhì)量、生活品質(zhì)與生態(tài)環(huán)境。立體綠化的開展，能夠發(fā)揮其保溫、隔熱等優(yōu)勢，打造和諧生活環(huán)境，便于群眾親近大自然。若想要提升城市立體綠化水平，必須要把握立體綠化對于建筑結(jié)構(gòu)的影響。

1? ?立體綠化的特點(diǎn)

1.1? 占地面積少，綠化面積大

立體綠化并不直接接觸地面，而是垂直向上發(fā)展，實(shí)際占地面積較小，卻能夠達(dá)到較大的綠化面積，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益顯著。以爬山虎、五葉地錦等為例，作為攀援植物，其占地面積在1m2以內(nèi)，實(shí)際覆蓋垂直綠化面積在20m2以上。隨著攀援植物生長，可能會(huì)對墻面造成一定傷害，增加墻體裂縫幾率，縮短建筑物的使用壽命。

1.2? ?植物種類多，觀賞效果好

我國植物資源豐富，種類眾多，一二年生的草本植物、多年生的宿根植物以及攀援植物等都能夠滿足建筑立體綠化的應(yīng)用需求。此類植物自身植物顏色與形態(tài)各異，觀賞性良好，具有鮮明的藝術(shù)價(jià)值。

1.3? ?柔化建筑外形，弱化立面不足

立體綠化的應(yīng)用，能夠融植物色彩、形態(tài)與建筑外形為一體，建筑生硬外表得以柔化，能夠整體上對建筑進(jìn)行裝飾，賦予建筑以生命力。

1.4? ?生態(tài)效益高

在植物葉子蒸騰、遮擋以及植物與建筑物之間空氣隔離層的作用下，立體綠化具有增濕、保溫隔熱、庇蔭的作用。在夏季，墻面經(jīng)過立體綠化后，其溫度要明顯低于未綠化的墻面溫度，一般為3～5℃。

1.5? ?易招致蚊蟲

立體綠化的觀賞價(jià)值與生態(tài)價(jià)值良好，植物生長的地方有著較高的空氣濕度，有著適宜的氣候，此種情況下極易招引蚊蟲，一定程度上影響社會(huì)群體的日常生活。在立體綠化設(shè)計(jì)過程中，必須要考慮到這一因素，采取有效措施來減少蚊蟲，以免影響正常的工作與生活。

2? ?立體綠化對建筑結(jié)構(gòu)的影響

立體綠化的應(yīng)用能夠凈化空氣，通過暴雨雨水管理功能的發(fā)揮，能夠推遲和緩沖暴雨對建筑的損害和壓力，并且能夠賦予建筑以鮮活的生命力，緩解社會(huì)群體的身心壓力。就攀援植物在垂直綠化中的應(yīng)用來看，在構(gòu)架綠化方面，要結(jié)合攀援植物的特性出發(fā)來進(jìn)行應(yīng)用，適當(dāng)進(jìn)行牽引，有效利用空間，藤本植物可作為天然保護(hù)層。在柱體與橋體綠化方面，可借助吸附型攀援植物來盤繞或包裹以實(shí)現(xiàn)綠化。在屋頂綠化方面，若承重力較強(qiáng)，可設(shè)置花架、休息亭等，種植植物進(jìn)行綠化，需結(jié)合覆土厚度來對植物品種進(jìn)行確定，以免影響樓頂承重效果。

2.1? ?立體綠化對磚混結(jié)構(gòu)的影響

磚混結(jié)構(gòu)建筑一般為7層以下多層建筑，以6層磚混辦公樓結(jié)構(gòu)為例，屋面混凝土梁為250mm×500mm，以現(xiàn)澆混凝土板為屋面，板厚度為120mm，屋面恒載為6.08kN/m2，活載為2.0kN/m2。結(jié)構(gòu)為橫向承重墻，墻體為240多孔磚墻，荷載為4.66kN/m2。樓面恒載為3.68kN/m2，活載為2.2kN/m2。

就外立面綠化對梁板的影響來看，分別計(jì)算并對比輕型、中型和重型外立面綠化與普通上人外立面對磚混結(jié)構(gòu)外立面梁板內(nèi)力的影響，可知在外立面梁和外立面板方面，外立面綠化荷載的影響相似。在引起外立面梁板彎矩方面，輕型外立面綠化可引起增加10%，中型外立面綠化可引起增加39.7%，重型外立面綠化可引起增加82.17%。

就外立面綠化對墻體的影響來看，傳遞到墻上的外立面荷載、綠化層荷載、樓面荷載以及墻體自重等組成墻體內(nèi)力，通過分析可知，隨著建筑層數(shù)的增加，外立面綠化荷載值對于下部豎向結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響得以減少。在底層柱底軸力中，輕型外立面綠化增加荷載值占比為1.45%，中型為5.32%，重型則為11.6%，若辦公房間內(nèi)增加吊頂，裝修樓地面與墻面，則比率會(huì)進(jìn)一步降低。

2.2? ?立體綠化對框架結(jié)構(gòu)的影響

以6層框架結(jié)構(gòu)酒店為例，探究框架結(jié)構(gòu)所受立體綠化的影響。酒店開間為3.9m，進(jìn)深為5.1m，柱截面為600mm×600mm，層高3.2m，樓面板厚100mm，混凝土外立面主梁為300mm×700mm，屋面恒荷載為6.44kN/m2，活荷載為2.2kN/m2。為確保計(jì)算的準(zhǔn)確性，需要對計(jì)算荷載加以直接采用，無需對荷載分項(xiàng)組合系數(shù)進(jìn)行分析。

就屋面綠化對梁板的影響來看，若屋面綠化荷載的形式不同，對于屋面梁板所產(chǎn)生的影響也存在一定差異，對比輕型、中型和重型屋面綠化荷載來看，其所引起屋面梁板彎矩最大增加分別為5.76%、33.23%、75.72%。

就屋面綠化對柱的影響來看，柱上的屋面荷載、綠化層荷載以及柱自重構(gòu)成不同形式的屋面綠化荷載值增加，對下部柱底軸力產(chǎn)生影響，因而形成柱軸力，會(huì)隨著建筑層數(shù)增加而有所減少。以6層框架結(jié)構(gòu)酒店為例，輕型、中型和重型屋面綠化增加荷載值在地層柱底軸力所占比重分別為1.12%、6.05%和13.91%。

分析外墻綠化對柱的影響，以垂直綠化荷載最大模塊為支持，采用布袋式或鋪貼式綠化開展計(jì)算，在6層框架結(jié)構(gòu)酒店中，布袋式外墻綠化增加荷載值與模塊式垂直綠化增加荷載值在底層柱底軸力中的比率分別為4.04%和7.56%。

2.3? ?立體綠化對框剪結(jié)構(gòu)的影響

在8～18層小高層建筑中，框剪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為常見，以12層框剪結(jié)構(gòu)綜合樓為例，把握立體綠化對建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。在這一建筑結(jié)構(gòu)中，橫向柱距為7.0m，縱向柱距為8.4m，層高為3.3m，屋面混凝土梁為300mm×800mm，屋面恒載為6.35kN/m2，樓面恒載為3.4kN/m2（含樓板自重）。圍繞屋面板、屋面梁、中柱及邊墻來計(jì)算，不考慮荷載分項(xiàng)組合系數(shù)，直接采用計(jì)算荷載。

為把握屋面綠化對梁板的影響，可應(yīng)用雙向板查表法，對輕型、中型和重型屋面綠化對框剪結(jié)構(gòu)屋面板梁的影響進(jìn)行分析，明確其與普通上人屋面的差異?？芍菝媪?、板所受屋面綠化荷載的影響基本一致，輕型、中型和重型屋面綠化荷載所引起屋面梁板彎矩最大增加分別為6.57%、34.52%、76.90%。

就屋面綠化對墻柱的影響來看，不考慮主次梁自重的情況下，框剪綜合樓與框架酒店相比，前者屋面荷載為8.35kN/m2，后者則為8.40kN/m2，樓面荷載方面框剪綜合樓比框架酒店少0.15kN/m2。墻體荷載相差較小時(shí)，在框剪結(jié)構(gòu)中，屋面綠化增加荷載在底層柱軸力中比率較低。在小高層建筑結(jié)構(gòu)中，立體綠化對于基礎(chǔ)的影響較小，可以忽略不計(jì)。

3? ?結(jié)語

立體綠化對生態(tài)城市建設(shè)具有重要推動(dòng)作用。在把握立體綠化對于磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)的影響的基礎(chǔ)上，對立體綠化進(jìn)行推廣，以便優(yōu)化立體綠化方式，減輕其對建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，確保立體綠化的應(yīng)用價(jià)值得到最大化發(fā)揮，推動(dòng)城市建設(shè)與自然發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

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