李 淼 王堂銳

(1.廣西柳州建筑設計科學研究院，廣西柳州 545001;2.廣西科技大學鹿山學院，廣西柳州 545001)

0 引言

近年來，全社會的綠色環(huán)保意識在不斷增強，營造綠色建筑、健康住宅正成為越來越多的開發(fā)商、建筑師追求的目標。

綠色建筑的綠色應該體現(xiàn)在各個方面，綠色建筑的結構在全生命周期中，也應做到耗材最少、耗能最少、廢棄物排放量最少，以做到對環(huán)境的沖擊最少，同時還能更好的支持建筑的各種功能要求，給人們創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，因此綠色建筑的結構選型在整個建筑物的生命周期中顯得日益重要。

1 結構選型的傳統(tǒng)原則

1)混合結構體系。

混合結構是指承重的主要構件是用鋼筋混凝土和磚木建造的。如一幢房屋的梁是用鋼筋混凝土制成，以磚墻為承重墻，或者梁是用木材建造，柱是用鋼筋混凝土建造。由兩種或兩種以上不同材料的承重結構所共同組成的結構體系均為混合結構?；旌辖Y構，又可以說是磚混結構。雖然也用鋼筋澆柱/梁，但墻體具有承重功能，不能亂拆的特點:質(zhì)量較框架略差，質(zhì)量較好，壽命較長。造價略低，適合6層以下，橫向剛度大，整體性好，但平面靈活性差。

2)框架結構體系。

框架結構是利用梁柱組成的縱、橫向框架，同時承受豎向荷載及水平荷載的結構型式。這種結構具有平面布置靈活，較大程度地滿足建筑使用要求的優(yōu)點。由于這種結構的側移剛度比較小，在水平作用下抵抗變形的能力較差，存在較大水平作用時，結構就會產(chǎn)生較大的水平位移。為了同時滿足承載能力和側移剛度的要求，就需要設置大截面的柱子，增加建筑的成本，同時也會減少建筑的使用面積。

3)剪力墻結構體系。

剪力墻結構是利用建筑物的縱、橫墻體承受豎向荷載及水平荷載的結構?？v、橫墻體也可兼作圍護墻或分隔房間墻。鋼筋混凝土墻板能承受豎向力和水平力，它具有側向剛度大、整體性好、房間內(nèi)不外露梁、柱棱角的優(yōu)點。但是，剪力墻結構具有以下缺點:

a.由于混凝土墻體較多，增加了建筑的自重，成本較高;

b.剪力墻結構中墻體多為構造配筋，配筋率較低，導致結構延性較差;

c.剪力墻結構抗側剛度大，地震時結構反應劇烈;

d.剪力墻結構中各墻肢軸壓比較低，使得各墻肢的承載能力得不到充分發(fā)揮。

2 新型結構體系

2.1 復合混凝土抗震墻結構體系

2.1.1 體系概述

復合混凝土抗震墻結構體系是由復合混凝土抗震墻結構體系結構墻體、裝配整體式或現(xiàn)澆樓蓋及后澆邊緣構件連接而成的裝配整體或整體現(xiàn)澆空間結構，是一種混凝土復合輕質(zhì)抗震墻結構體系，墻體是一種混凝土復合夾芯保溫墻體。其核心構件復合混凝土抗震墻結構體系是由復合混凝土抗震墻結構體系網(wǎng)架板(一種鋼筋焊接網(wǎng)架保溫夾芯板)兩側澆筑混凝土后形成的一種兼承重、保溫、隔聲于一體的墻體。

2.1.2 建筑結構

1)建筑設計應符合建筑抗震概念設計的要求:建筑的平立面設計宜采用規(guī)則的建筑設計方案，平立面外形宜簡單、規(guī)則、對稱，盡量采用地震時扭轉小的平面形狀，應盡量避免采用嚴重不規(guī)則的設計方案。

2)復合墻板的作用相當于剪力墻，一般用于多層、小高層建筑中，一般在建筑物與室外環(huán)境接觸的部位布置復合墻，如建筑物外墻和樓梯間，根據(jù)建筑功能和結構承載力的要求，可以采用框架柱、剪力墻或異型柱與復合墻分別組合成框架—剪力墻、剪力墻結構體系。

3)該結構體系可用于28 m以下、8度和8度以下抗震設防地區(qū)的住宅和有較多縱橫墻的公共建筑。

2.2 保溫砌?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土網(wǎng)格抗震墻承重體系

2.2.1 體系概述

保溫砌?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土網(wǎng)格抗震墻承重體系是由專用的保溫模塊砌筑，墻體澆筑后不拆模，模內(nèi)形成的鋼筋混凝土網(wǎng)格剪力墻作為體系的承重和抗側力結構。該體系適用于抗震和非抗震地區(qū)的多層、中高層住宅及其他民用建筑使用，并可滿足不同氣候區(qū)的保溫、隔熱需要。

2.2.2 建筑結構

1)網(wǎng)格墻應在結構的兩個主軸方向雙向布置，兩個方向的網(wǎng)格墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，優(yōu)先采用橫墻承重或者縱橫墻共同承重的受力體系，縱橫墻宜相連，應通過組合柱進行連接。網(wǎng)格墻可以貫通房屋全高，也可以下部為普通實心混凝土剪力墻，上部為網(wǎng)格墻。

2)網(wǎng)格剪力墻結構和部分框支網(wǎng)格剪力墻結構的開間不宜超過6 600 mm，層高不宜超過3 400 mm。網(wǎng)格墻間距:非抗震設計6度及7度設防時不宜大于18 m，8度設防時不宜大于15 m。網(wǎng)格墻開設門窗洞口時，上下層洞口宜對齊。由于網(wǎng)格剪力墻的防水性較差，因此網(wǎng)格剪力墻應用于室外地面以上，不宜用在地下室外墻。

3)網(wǎng)格墻建筑適用于非抗震設計和抗震設防烈度為6度～9度地區(qū)的房屋建筑。網(wǎng)格墻的抗震設防類別為丙類，其最大適用高度和層數(shù)遠遠超過國內(nèi)外同類建筑體系(見表1)。

表1 網(wǎng)格墻建筑適用的最大高度和層數(shù)限值

2.3 建筑模網(wǎng)混凝土抗震墻結構體系

2.3.1 體系概述

建筑模網(wǎng)混凝土抗震墻結構體系是利用鍍鋅薄鋼板，經(jīng)開縫并且拉制形成的蛇皮形鋼板網(wǎng)作為面板，加豎向槽型加勁肋龍骨，以及橫向連接鋼筋作為永久性模板，經(jīng)過配筋澆筑混凝土后形成混凝土抗震墻結構，并且在建筑模網(wǎng)一側放置輕質(zhì)保溫材料，即可以形成具有外保溫的隔熱性能良好的節(jié)能型建筑模網(wǎng)混凝土墻體。

2.3.2 建筑結構

1)模網(wǎng)體系應豎向布置，不適宜在層間設置水平拼縫。當必須要設置水平拼縫時，需要做加強處理。模網(wǎng)混凝土建筑的開間、進深尺寸宜符合標準模網(wǎng)寬度任意組合的倍數(shù)加上外墻的厚度。

2)模網(wǎng)混凝土抗震墻墻肢長度宜等于標準規(guī)格模網(wǎng)或組合后的寬度，墻肢可由一片或數(shù)片模網(wǎng)組成，門、窗寬度也宜為標準模網(wǎng)寬度或為其倍數(shù)，設計人員可自行確定門、窗高度。

3)模網(wǎng)混凝土建筑的層高不宜超過4.2 m。該結構體系多用于多層混凝土抗震墻結構，適用于非抗震地區(qū)和抗震設防烈度為6度～8度地區(qū)的建筑。不同設防烈度地區(qū)，適用高度應符合相關規(guī)定(見表2)。

表2 模網(wǎng)混凝土結構的最大適用高度 m

2.4 密肋復合墻結構體系

2.4.1 體系概述

密肋復合墻結構體系主要由預制密肋復合墻板與隱形外框及樓蓋現(xiàn)澆而成，由密肋復合墻板與隱形外框組成的墻肢或墻段就是密肋復合墻體。結構主要靠復合墻板、隱形框架受力，在地震作用下可以形成多道抗震防線。

密肋復合墻是以截面及配筋較小的鋼筋混凝土為框格，內(nèi)嵌以粉煤灰等工業(yè)廢料為主要原料的加氣硅酸鹽砌塊(其他輕質(zhì)砌塊)預制或現(xiàn)澆而成，整個墻板形成整體，然后與隱形框架現(xiàn)澆，形成整體結構共同受力。在結構體系中，密肋墻板不僅可以作為承力構件而且還起到維護、分隔空間以及保溫作用，因此，密肋復合墻結構可以有效地減小框架截面尺寸和配筋量，降低結構經(jīng)濟指標。

2.4.2 建筑結構

多層密肋復合墻結構體系，主要適用于不超過8層的住宅及辦公用房;框支密肋復合墻結構體系主要適用于12層以下，底部大開間的辦公及住宅建筑;中高層密肋復合墻結構體系，主要適用于15層以下住宅、辦公等建筑。

2.5 配筋砌塊砌體結構

2.5.1 體系概述

配筋砌塊砌體結構是由帶有水平凹槽的高強度混凝土小型空心砌塊錯孔砌筑，在豎向孔洞及水平凹槽內(nèi)按計算或構造配置鋼筋，全部或大部分豎孔及水平凹槽用混凝土灌實。

2.5.2 建筑結構

1)房屋應避免采用不規(guī)則建筑結構方案，在設計時平面形狀宜簡單規(guī)則，凹凸不宜過大，豎向布置宜均勻，盡量避免過大的外挑和內(nèi)收。

2)縱橫向抗震墻宜拉通對直，每個獨立墻段不宜大于8 m，也不宜小于墻厚的5倍;墻段的總高度與墻段長度之比不宜小于2;門洞口宜上下對齊，成列布置。

3)配筋砌塊砌體結構最大適用高度應符合相關規(guī)定(如表3所示)。

表3 配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻房屋適用的最大高度 m

3 結語

隨著我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，對綠色建筑的要求也越來越高，由過去的功能性發(fā)展到現(xiàn)在的綠色性、生態(tài)性。通過對新型建筑結構的分析，希望本文可以給相關設計人員提供一定的幫助，對推動我國綠色建筑結構的發(fā)展起到積極作用。

［1］婁 霓，張?zhí)m英，任 民.綠色建筑結構體系評價與選型技術［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［2］蔣金梁，干 鋼.混凝土夾芯復合墻板結構抗震性能研究［J］.建筑結構，2013，43(15):97-100.

［3］姚謙峰，黃 煒，田 潔.密肋復合墻受力機理及抗震性能研究［J］.建筑結構學報，2004，25(6):67-74.

［4］馮葆純.保溫砌?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土網(wǎng)格剪力墻承重體系技術與應用［J］.建筑技術，2008，39(1):8-16.