立体绿化对建筑结构的影响分析

潘永仁

摘    要：随着城镇化建设的不断推进，城市建筑用地与绿化用地之间的矛盾也更为明显，立体绿化的发展，对于城市生态环境改善具有重要意义。就立体绿化的特点进行阐述，从砖混结构、框架结构、框剪结构这3个方面入手，探究立体绿化对建筑结构的影响，旨在通过立体绿化价值的发挥，来促进生态与建筑的和谐发展。

关键词：立体绿化;建筑结构;影响

城市生态环境与群众切身利益密切相关，绿色植物在一定程度上影响着生存质量、生活品质与生态环境。立体绿化的开展，能够发挥其保温、隔热等优势，打造和谐生活环境，便于群众亲近大自然。若想要提升城市立体绿化水平，必须要把握立体绿化对于建筑结构的影响。

1   立体绿化的特点

1.1  占地面积少，绿化面积大

立体绿化并不直接接触地面，而是垂直向上发展，实际占地面积较小，却能够达到较大的绿化面积，生态、经济与社会效益显著。以爬山虎、五叶地锦等为例，作为攀援植物，其占地面积在1m2以内，实际覆盖垂直绿化面积在20m2以上。随着攀援植物生长，可能会对墙面造成一定伤害，增加墙体裂缝几率，缩短建筑物的使用寿命。

1.2   植物种类多，观赏效果好

我国植物资源丰富，种类众多，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够满足建筑立体绿化的应用需求。此类植物自身植物颜色与形态各异，观赏性良好，具有鲜明的艺术价值。

1.3   柔化建筑外形，弱化立面不足

立体绿化的应用，能够融植物色彩、形态与建筑外形为一体，建筑生硬外表得以柔化，能够整体上对建筑进行装饰，赋予建筑以生命力。

1.4   生态效益高

在植物叶子蒸腾、遮挡以及植物与建筑物之间空气隔离层的作用下，立体绿化具有增湿、保温隔热、庇荫的作用。在夏季，墙面经过立体绿化后，其温度要明显低于未绿化的墙面温度，一般为3～5℃。

1.5   易招致蚊虫

立体绿化的观赏价值与生态价值良好，植物生长的地方有着较高的空气湿度，有着适宜的气候，此种情况下极易招引蚊虫，一定程度上影响社会群体的日常生活。在立体绿化设计过程中，必须要考虑到这一因素，采取有效措施来减少蚊虫，以免影响正常的工作与生活。

2   立体绿化对建筑结构的影响

立体绿化的应用能够净化空气，通过暴雨雨水管理功能的发挥，能够推迟和缓冲暴雨对建筑的损害和压力，并且能够赋予建筑以鲜活的生命力，缓解社会群体的身心压力。就攀援植物在垂直绿化中的应用来看，在构架绿化方面，要结合攀援植物的特性出发来进行应用，适当进行牵引，有效利用空间，藤本植物可作为天然保护层。在柱体与桥体绿化方面，可借助吸附型攀援植物来盘绕或包裹以实现绿化。在屋顶绿化方面，若承重力较强，可设置花架、休息亭等，种植植物进行绿化，需结合覆土厚度来对植物品种进行确定，以免影响楼顶承重效果。

2.1   立体绿化对砖混结构的影响

砖混结构建筑一般为7层以下多层建筑，以6层砖混办公楼结构为例，屋面混凝土梁为250mm×500mm，以现浇混凝土板为屋面，板厚度为120mm，屋面恒载为6.08kN/m2，活载为2.0kN/m2。结构为横向承重墙，墙体为240多孔砖墙，荷载为4.66kN/m2。楼面恒载为3.68kN/m2，活载为2.2kN/m2。

就外立面绿化对梁板的影响来看，分别计算并对比轻型、中型和重型外立面绿化与普通上人外立面对砖混结构外立面梁板内力的影响，可知在外立面梁和外立面板方面，外立面绿化荷载的影响相似。在引起外立面梁板弯矩方面，轻型外立面绿化可引起增加10%，中型外立面绿化可引起增加39.7%，重型外立面绿化可引起增加82.17%。

就外立面绿化对墙体的影响来看，传递到墙上的外立面荷载、绿化层荷载、楼面荷载以及墙体自重等组成墙体内力，通过分析可知，随着建筑层数的增加，外立面绿化荷载值对于下部竖向结构内力的影响得以减少。在底层柱底轴力中，轻型外立面绿化增加荷载值占比为1.45%，中型为5.32%，重型则为11.6%，若办公房间内增加吊顶，装修楼地面与墙面，则比率会进一步降低。

2.2   立体绿化对框架结构的影响

以6层框架结构酒店为例，探究框架结构所受立体绿化的影响。酒店开间为3.9m，进深为5.1m，柱截面为600mm×600mm，层高3.2m，楼面板厚100mm，混凝土外立面主梁为300mm×700mm，屋面恒荷载为6.44kN/m2，活荷载为2.2kN/m2。为确保计算的准确性，需要对计算荷载加以直接采用，无需对荷载分项组合系数进行分析。

就屋面绿化对梁板的影响来看，若屋面绿化荷载的形式不同，对于屋面梁板所产生的影响也存在一定差异，对比轻型、中型和重型屋面绿化荷载来看，其所引起屋面梁板弯矩最大增加分别为5.76%、33.23%、75.72%。

就屋面绿化对柱的影响来看，柱上的屋面荷载、绿化层荷載以及柱自重构成不同形式的屋面绿化荷载值增加，对下部柱底轴力产生影响，因而形成柱轴力，会随着建筑层数增加而有所减少。以6层框架结构酒店为例，轻型、中型和重型屋面绿化增加荷载值在地层柱底轴力所占比重分别为1.12%、6.05%和13.91%。

分析外墙绿化对柱的影响，以垂直绿化荷载最大模块为支持，采用布袋式或铺贴式绿化开展计算，在6层框架结构酒店中，布袋式外墙绿化增加荷载值与模块式垂直绿化增加荷载值在底层柱底轴力中的比率分别为4.04%和7.56%。

2.3   立体绿化对框剪结构的影响

在8～18层小高层建筑中，框剪结构的应用较为常见，以12层框剪结构综合楼为例，把握立体绿化对建筑结构内力的影响。在这一建筑结构中，横向柱距为7.0m，纵向柱距为8.4m，层高为3.3m，屋面混凝土梁为300mm×800mm，屋面恒载为6.35kN/m2，楼面恒载为3.4kN/m2（含楼板自重）。围绕屋面板、屋面梁、中柱及边墙来计算，不考虑荷载分项组合系数，直接采用计算荷载。

为把握屋面绿化对梁板的影响，可应用双向板查表法，对轻型、中型和重型屋面绿化对框剪结构屋面板梁的影响进行分析，明确其与普通上人屋面的差异。可知屋面梁、板所受屋面绿化荷载的影响基本一致，轻型、中型和重型屋面绿化荷载所引起屋面梁板弯矩最大增加分别为6.57%、34.52%、76.90%。

就屋面绿化对墙柱的影响来看，不考虑主次梁自重的情况下，框剪综合楼与框架酒店相比，前者屋面荷载为8.35kN/m2，后者则为8.40kN/m2，楼面荷载方面框剪综合楼比框架酒店少0.15kN/m2。墙体荷载相差较小时，在框剪结构中，屋面绿化增加荷载在底层柱轴力中比率较低。在小高层建筑结构中，立体绿化对于基础的影响较小，可以忽略不计。

3   结语

立体绿化对生态城市建设具有重要推动作用。在把握立体绿化对于砖混结构、框架结构和框剪结构的影响的基础上，对立体绿化进行推广，以便优化立体绿化方式，减轻其对建筑结构内力的影响，确保立体绿化的应用价值得到最大化发挥，推动城市建设与自然发展的协调统一。

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