黃麗萍

摘 要：文章通過介紹現(xiàn)代建筑的抗震結構的形式，對比各類結構的特點和應用情況，進一步為建筑的抗震結構設計提供了選型依據。

關鍵詞：地震；建筑抗震；建筑設計

2013年4月20日8時02分四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震，這是繼200年汶川8.0級大地震以后，我國再次發(fā)生的一次極具破壞性強，波及范圍極廣的地震。這次地震造成的慘重損失，再次喚醒了建筑業(yè)對現(xiàn)代建筑物抗震性能的重視。如何選擇合理的抗震結構形式，成為了當前抗震建筑設計前期的重要課題。選擇合理的結構形式，首先要了解現(xiàn)代建筑常見的結構形式。

1 常見的建筑結構類型

1.1 磚混結構。現(xiàn)代的磚混結構是由古代的以墻和柱承重的梁板結構發(fā)展而來的。磚混結構是以磚墻為主要建筑材料，以屋蓋和樓板、圈梁、墻、構造柱以及基礎等為結構構件，荷載通過板-梁-墻和構造柱-基礎-地基形成傳力路線的一種結構式。

1.2 框架結構。框架結構是以鋼筋混凝土或者鋼為主要建筑材料，以屋蓋和樓板、梁、柱以及基礎等為結構構件，荷載通過板-梁-柱-基礎-地基形成傳力路線的一種結構形式。

1.3 剪力墻結構。剪力墻結構在現(xiàn)代建筑中應用廣泛，是由框架結構發(fā)展而來的一種結構形式。剪力墻結構是以鋼筋混凝土為主要建筑材料，以屋蓋和樓板、剪力墻以及基礎等為結構構件，荷載通過板-剪力墻-基礎-地基形成傳力路線的一種結構形式。

1.4 框架-剪力墻結構?？蚣?剪力墻結構綜合了框架結構、剪力墻結構形成的一種的結構形式，它繼承了兩種結構各自的優(yōu)點，在現(xiàn)代建筑中應用較為廣泛?？蚣?剪力墻結構是以鋼筋混凝土為主要建筑材料，以屋蓋和樓板、剪力墻、梁、柱以及基礎等為結構構件，荷載通過板-剪力墻（或者梁-柱）-基礎-地基形成傳力路線的一種結構形式。

1.5 筒體結構。筒體結構包括了框架--核心筒和筒中筒結構。筒體結構也是以鋼筋混凝土為主要建筑材料，以屋蓋和樓蓋、鋼筋混凝土墻、梁、柱及基礎等為結構構件，荷載通過板-鋼筋混凝土墻（或者梁-柱）-基礎-地基形成傳力路線的一種結構形式。

1.6 大跨度結構。大跨度結構是伴隨著人類對室內空間的擴大需求而出現(xiàn)。包括現(xiàn)代的空間鋼網架、鋼桁架、懸索、預應力混凝土、殼體等類型。大跨度結構的主要建筑材料是鋼筋混凝土、鋼管、型鋼、鋼絲束、圓鋼等，以屋蓋和樓蓋、大跨度結構、邊緣結構（梁、短柱等）、柱及基礎等為結構構件，荷載通過板-大跨度結構-邊緣結構-柱-基礎-地基形成傳力路線的一種結構形式。

1.7 其他結構形式。除以上幾種結構形式外，還有一些較新型的結構類型，在最近20年越來越多的應用，包括：鋼-混凝土混合結構、索張拉結構、索穹頂結構、膜結構和高效預應力結構等。

2 各類結構形式的特點、抗震性能與應用

各種類型的結構各不相同，在選擇時必須遵循兩個規(guī)律：一是符合力學的邏輯性；二是不同的結構形式應與不同的建筑空間相適宜。因此，在進行抗震結構選擇時，掌握各種結構形式的特性，使之更好地為空間服務。

2.1 磚混結構。這種結構形式最大的特點是：墻體即需要分隔內部使用空間，又是承擔屋面和其他荷載。這種結構形式因不能自由地分隔空間而具有局限性，限制了空間組合的自由度，致使某些功能要求復雜、造型復雜的建筑，不宜采取這一結構形式。其抗震性能較弱，但是由于其造價較低，這種結構形式的建筑存在的數(shù)量大，分布范圍廣，在一些設防烈度較高的地區(qū)大量存在。

2.2 框架結構?？蚣芙Y構的特點可以用建筑大師勒·柯布西耶提出的“新建筑五點”來進行概況：一是底層的獨立支柱，底層透空；二是平頂、屋頂花園；三是骨架結構內部平面布局靈活；四是骨架結構使得立面設計自由；五是橫向長窗。由于框架結構自身重量輕，能有效地減小地震作用?？蚣芙Y構也使得建筑可以修筑得更為高大，建筑的造型更加豐富多變。

2.3 剪力墻結構與建筑空間。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，這種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。鋼筋混凝土墻板能承受豎向和水平力，與框架結構相比，它的剛度很大，空間整體性好，在地震作用下結構位移小，同時在房間內不外露梁、柱楞角，便于室內布置，方便使用。剪力墻結構抗震性能優(yōu)越，適宜在高層（10 層及10 層以上的居住建筑或高度超過24米的建筑）房屋中運用。

2.4 框架-剪力墻結構?？蚣?剪力墻結構也稱框剪結構，這種結構是在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻，構成靈活自由的使用空間，滿足不同建筑功能的要求，同樣又有足夠的剪力墻，有相當大的剛度?？蚣艚Y構能夠綜合框架結構和剪力墻結構的優(yōu)點，經濟性較好?？蚣堋袅Y構在多層與高層建筑如商場、住宅、公寓、辦公、酒店等中廣泛采用。

2.5 筒體結構。筒體結構由框架或剪力墻組合成鋼筋混凝土豎向井筒，并以各層樓板將井筒的四壁連接起來。這樣的結構形式產生的剛度比剪力墻結構大得多。其內部具有較大的空間，而且布置較為靈活，內部分隔所受限制較少。筒中筒結構體系具有更大的整體性與側向剛度，因此適用于高度很大的建筑。如果將若干筒體組合成成組筒結構體系，則側向剛度更大，可適用于特別高的超高層建筑。

2.6 大跨度結構。大跨度結構形式豐富多樣，現(xiàn)代建筑中主要應用在抗震建筑中的有以下幾種：

2.6.1 空間鋼網架結構造型多樣，在工廠進行預制，現(xiàn)場安裝，結構自重輕，剛度大，抗震性能良好，同時鋼網架結構的平面布置靈活，建筑的造型輕巧多變化，便于進行裝飾。

2.6.2 鋼桁架結構是一種格構化的結構形式，桁架相當于一根跨度很大的梁，能夠創(chuàng)造出很大的室內空間，桁架本身具有一定高度，所以適用于層高較高的空間，適用于做屋頂結構

2.6.3 懸索結構由柔性受拉索及其邊緣構件所形成的承重結構，懸索結構能充分利用高強材料的抗拉性能，可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工，懸索結構的建筑造型往往顯的宏偉大氣，適合在一些大型的公共建筑中應用

2.6.4 預應力混凝土結構是使混凝土在荷載作用前預先受壓的一種結構，預應力用張拉高強度鋼筋或鋼絲的方法產生，常用的方法有先張法和后張法兩種，預應力混凝土結構創(chuàng)造出了大空間，隨著跨度的增大梁的高度增加，此種結構的自重較前面介紹的大跨度結構重，雖然抗壓強度高，但是抗拉強度低，施工中應該注意預防混凝土的開裂和鋼筋的銹蝕。

2.6.5 殼體結構是由曲面板材和邊緣結構（梁、桁架或拱等）組成的空間結構，具有很好的空間傳力性能，能以較小的構件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結構，能覆蓋或圍護大跨度的空間而不需中間支柱，能兼承重結構和圍護結構的雙重作用，從而節(jié)約結構材料。大跨度結構廣泛的應用于大型的公用建筑和工業(yè)建筑中，前景廣闊。

3 結語

由于經濟性的考慮，建筑設計過程中不可避免的會在不同結構體系中進行選擇和取舍，有時會選用幾種結構體系中抗震性能較低的一種結構體系來滿足成本、造價。因此，建筑設計中應充分考慮每一種結構體系的抗震優(yōu)缺點，在方案階段就對結構體系有一個較深的思考，無議于是最佳的舉措，使抗震一開始便處于有利于的位置。

參考文獻

[1] 劉建榮編.高層建筑設計與技術[M].中國建筑工業(yè)出版社，2005.