建筑結構體系的探討

周曉偉

（大連市市政設計研究院有限責任公司，遼寧 大連 116000）

1 鋼—混凝土混合結構

鋼一混凝土混合結構是我國目前在高層建筑領域里應用較多的一種結構形式。鋼結構和混凝土結構各有所長，前者具有重量輕、強度高、延性好、施工速度快、建筑物內部凈空高度大等優點；而后者剛度大、耗鋼量少、材料費省、防火性能好。綜合利用這兩種結構的優點為高層建筑的發展開辟了一條新途徑。統計分析表明，高層建筑采用鋼一混凝土混合結構的用鋼量約為鋼結構的70%，而施工速度與全鋼結構相當，在綜合考慮施工周期、結構占用使用面積等因索后。混合結構的綜合經濟指標優于全鋼結構和混凝土結構的綜合經濟指標。鋼--混凝土混合結構在高層辦公樓、學校、醫院及住宅等建筑中被廣泛的應用。

2 墻板結構

指由墻和樓板組成承重體系的房結構。墻既作承重構件，又作房間的隔斷，是居住建筑中最常用且較經濟的結構形式。缺點是室內平面布置的靈活性較差。墻板結構多用于住宅、公寓，也可用于辦公樓、學校等公用建筑。墻板結構的承重墻可用磚、砌塊、預制或現澆混凝土做成。樓板用預制鋼筋混凝土或預應力混凝土空心板、槽形板、實心板，預制與現澆疊合式樓板，全現澆式樓板。墻板結構按所用材料和建造方法的不同分為三類:(1)混合結(2)裝配式大板結構;(3)現澆式墻板結構。現澆式墻極結構指墻體用混凝土現澆、樓板采用預制或現澆的房屋結構。主要優點是抗震性能好。與混合結構相比，墻面抹灰量大量減少，勞動強度減輕，用量少;與裝配式大板結構相比，施工簡便，是我國地震區多層與高層住宅的主要結構形式之一。現澆式墻板結構的墻體材料與建造方法可分內外墻全部現撓混凝土及橫墻與內縱墻現澆，外墻采用預制大板(簡稱內澆外掛)或磚、塊(簡稱內澆外砌)兩類。

3 裝配式大板結構

指用預制混凝土墻板和樓板拼裝成的房屋結構，是一種工業化程度較高建筑結構體系。主要優點是可以進行商品化生產，現場施工效率高，勞動強度低，自重較輕，結構強度與變形能力均比混合結構好。但造價較高，需用大型的運輸吊裝機械，平面布置不夠靈活。裝配式大板結構的聯結構造是房屋能否充分發揮強度、保證必要的剛度和空間整體性能的關鍵。

4 框架結構

框架結構是由梁和柱組成承重體系的結構。主梁、柱和基礎構成平面框架，各平面框架再由聯系梁連接起來而形成框架體系。框架結構的最大特點是承重構件與圍護構件有明確分工，建筑的內外墻處理十分靈活，應用范圍很廣。這種結構形式雖然出現較早，但直到鋼和鋼筋混凝土出現后才得以迅速發展。根據框架布置方向的不同，框架體系可分為橫向布置、縱向布置及縱橫雙向布置三種。橫向布置是主梁沿建筑的橫向布置，樓板和聯系梁沿縱向布置，具有結構橫向剛度好的優點，實際采用較多。縱向布置同橫向布置相反，橫向剛度較差，應用較少。縱橫雙向布置是建筑的縱橫向都布置承重框架，建筑的整體剛度好，是地震設防區采用的主要方案之一。

5 剪力墻結構

剪力墻結構是利用建筑的內墻或外墻做成剪力墻以承受垂直和水平荷載的結構。剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，高度和寬度可與整棟建筑相同。因其承受的主要再載是水平荷載，使它受剪受彎，所以稱為剪力墻，以便與一般承受垂直荷載的墻體相區別。剪力墻結構的側向剛度很大，變形小，既承重又圍護，適用于住宅和旅游等建筑。國外采用剪力墻結構的建筑已達70層，并且可以建造高達100~150層的居住建筑。由于剪力墻的間距一般為3~8m，使建筑平面布置和使用要求受到一定限制，對需要較大空間的建筑通常難以滿足要求。剪力墻結構可以現場搗制，也可預制裝配。裝配式大型墻板結構與盒子結構，就其實質也是剪力墻結構。

6 框架一剪力墻結構

簡稱框一剪結構。它是指由若干個框架和剪力墻共同作為豎向承重結構的建筑結構體系。框架結構建筑布置比較靈活，可以形成較大的空間，但抵抗水平荷載的能力較差，而剪力墻結構則相反。框架一剪力墻結構使兩者結合起來，取長補短，在框架的某些柱間布置剪力墻，從而形成承載能力較大、建筑布置又較靈活的結構體系。在這種結構中，框架和剪力墻是協同工作的，框架主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平荷載。筒體結構指由一個或數個筒體作為主要抗側力構件而形成的結構稱為筒體結構。筒體，是由密柱高梁空間框架或空間剪力墻所組成，在水平荷載作用下起整體空間作用的抗側力構件。簡體結構適用于平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建筑。筒體結構分筒體一框架、框筒、筒中筒、束筒四種結構。

7 高效預應力結構體系

高效預應力結構是指用高強度材料、現代設計方法和先進的施工工藝建筑起來的預應力結構，是當今技術最先進、用途最廣、最有發展前途的一種建筑結構型式之一。目前。世界上幾乎所有的高大精尖的土木建筑結構都采用了高效預應力技術，如大型公共建筑、大跨重載工業建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、平臺等幾乎全部采用了這一技術。

與傳統預應力相結構相比，高效預應力結構具有以下一些特點：①廣泛采用高強度材料：目前國內預應力混凝土結構中常用的混凝土強度等級從CA0～C80。甚至達到C100以上；②按照現代設計理論設計。大大改善了高效預應力結構的抗震性能、正常使用性能等；③近年來開發了先進的施工工藝為高效預應力結構的大規模推廣應用提供了技術基礎。如高噸位、大沖程千斤頂的應用和多種錨固體系等；④高效預應力結構適用范圍廣。可適用于大跨和超大跨度以及使用性能高的結構，并可拓展到高層結構轉換層、鋼結構、基礎、路面等結構領域。

8 開合屋蓋結構

開合屋蓋結構是一種在很短時間內部分或全部屋蓋結構可以移動或開合的結構形式，它使建筑物在屋頂開啟和關閉兩個狀態下都可以使用。它是將屋蓋系統分成若干個可動和固定單元，通過可動單元按一定軌跡移動、轉動，使之各單元之間搭接、迭放來實現屋蓋的開合。

開合屋蓋結構的特點：①將屋蓋開啟使人感覺回歸自然，心情舒暢；②遇有雨雪天氣，可將屋蓋關閉，從而使室內活動不受氣候影響。

開合屋蓋結構不僅用于體育館。而且廣泛用于飛機庫、商場、廠房及需要晾曬的倉儲建筑。到目前為止，這些大規模的開合結構的建成產生了非常好的經濟、社會效益，其應用會越來越廣。

9 折疊結構

折疊結構是將剪式桿單元或伸縮式單元與張力膜融為一體，具有可重復使用，折疊后體積小，便于運輸、施工等特點。

在日常生活中我們常見的折疊帳篷和折疊雨傘都屬于折疊結構。

折疊結構包括折疊網架、折疊穹頂。

10 總結

總之，隨著科學技術、結構設計理論、高強材料的迅速發展，未來將有更多建筑體系應用于建筑工程中。

[1]劉錫良.大跨度開合空間結構,鋼結構,1998.