摘要：論文分析了常用的磚混結構、框架結構及剪力墻結構的受力特點，結合工程實例說明每種結構形式特點及設計注意事項。
　　關鍵詞：磚混、框架結構、剪力墻結構
　　論文正文：
　　隨著社會經濟的飛速發展，建筑業也趁勢猛追，各種各樣的結構形式在建筑舞臺上百家爭鳴，百花齊放。根據本人實際設計經驗，對常用的幾種結構做一簡要的介紹。
　　隨著08年汶川地震警鐘的敲響，大家對抗震設計的認識又有了進一步的提高，對抗震措施尤其是抗震構造措施更加重視了。抗震措施是指除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設計內容，包括對結構整體平面布置，周期及位移的整體控制等。而抗震構造措施是指根據抗震概念設計的原則，一般不需計算而對結構和非結構各部分必須采取的各種細部要求，包括截面尺寸，縱筋直徑大小及配筋率，箍筋及箍筋加密等，對每一種結構形式，其要求又各不相同。
　　磚混結構是最早出現的結構形式，一般造價比較低，施工技術含量比較低，在經濟欠發達地方的應用比較廣泛。磚混結構是指建筑物中豎向承重結構的墻、柱等采用磚或者砌塊砌筑，橫向承重的梁、板等采用鋼筋混凝土結構。由于豎向承重構件的延性比較差，一般受力破壞時出現脆性破壞，破壞時沒有及早出現預警信號，而且因為磚的抗壓性能比較不好，一般也不宜用于大跨度結構中，所以抗規對這種結構形式的應用提出了比較嚴的限值條件。首先應嚴格限值房屋的總層數和高度，其次是對平面布置也提出了比較細的要求，對上下層的側向剛度要求也比較嚴，尤其對于底框結構，最后在材料的使用及抗震細部構造措施上又提出了進一步的限值，盡可能地提高磚混結構的延性。
　　為了拓寬磚混結構開間比較小的局限性，也為了迎合經濟的發展，跨度比較大的框架結構得到了比較好的發展。現在繁華的商場，高檔的會所，大型的超市，一般都采用這種結構形式。框架結構是由樓板、梁、柱組成的承重結構，由樓板將力傳導給梁，梁傳導給柱，柱再傳導給基礎。由于柱子的受壓和抗彎延性比較好，所以框架結構的跨度可以做得比較大，一般都在6~10米左右。大家知道，柱子的延性跟軸壓比關系直接，軸壓比越大，柱子的延性越差，所以為了提高框架結構的延性，規范一般要求嚴格限制框架柱的軸壓比，具體限制可參照抗規6.3.6。建筑物的高度越大，地震作用就越強，而框架結構的抗側力構件--柱子的側向剛度是有限的，水平作用過大，將會使結構產生比較大的側向位移，一方面帶來比較大的二階效應，另一方面不滿足使用的舒適度要求，所以對框架結構的層數是有限制的，一般大于24m的結構就不宜采用框架結構了。對于平面布置規則的框架結構，一般可以很容易地調整截面尺寸，使其周期、位移、軸壓比達到規范限值，對于平面布置不規則的框架結構，就要花精力調整截面尺寸了，首先必須保證第一周期是平動，最好能控制平動系數大于0.95，如果可能的話，盡可能使第二周期也是平動，這樣對位移的控制就相對比較容易了，在第一、二周期平動的情況下，調整截面對位移的影響是比較明顯的，一般情況，如果位移不夠時，需要加大位移不滿足的節點的截面尺寸，有時候卻是適得其反，越加大反倒越不夠，因為截面加大了抗側力剛度增大，分擔的水平力也大了，對位移的控制未必是有利的，這時候就需要減小與位移不滿足點對稱位置的截面尺寸，也就是說，在調整周期的時候，是互相制約的關系，有時候弱了未必是自己本身弱，也許是對方過于強大了，那我們就可以在加法行不通的情況下，適當用減法來達到我們的目的。以近期設計的框架結構為例，本工程主體結構三層，局部四層，抗震設防7度0.15g，地震分組第二組，使用性質是商業，
　　框架結構
　　結構顯然上下不是對稱的，經過幾輪的調整，最下邊一排柱子截面尺寸做到500*500，而其余方型柱子做到600*600即可使結構第一周期和第二周期都是平動，同時位移也滿足抗規550分之一的要求。當然也可以把整個樓的方型柱子截面加大到650*650，但是截面變大了之后，結構剛度增大，地震作用加大，梁和柱子配筋都增大了，而且，基礎的負擔加重了，對于總造價的控制顯然不是最經濟的。所以在框架結構設計中，首先控制結構的總高度，其次是建筑平面布置盡可能
　　規則，如果建筑條件所限，結構就只能考調整截面尺寸來盡可能實現總體周期的合理、位移和軸壓比的合規，以及其它抗震構造措施滿足抗震構造。
　　框架的高度受限，但是近年來隨著城市地價的飆升，高層及超高層越來越多，而高層結構中，一般的公寓、酒店及酒店式公寓采用剪力墻結構的比較多。剪力墻又稱抗風墻或抗震墻、結構墻，剪力墻既是抗側力構件，又是豎向承重構件，同時又起到分割墻和圍護墻的作用。其優點是側向剛度大，在水平荷載作用下側移小，缺點是剪力墻的間距有一定的限值，建筑平面布置不靈活，不適合要求有大空間的公共建筑，另外結構自重也較大，靈活性就差。對于剪力墻結構的設計，首先應從整體上把握，第一個應該控制是建筑的高度不要超，可參照《高層建筑混凝土結構技術規程》3.3.1，為了防止結構出現失穩及較大的二階效應，高寬比也應控制；其次，是建筑的平面布置，平面形狀宜簡單、規則，質量、剛度和承載力分布宜均勻。不應采用嚴重不規則的平面布置。平面布置應減小扭轉的影響，保證在考慮偶然偏心影響的規定水平地震作用下，樓層豎向構件最大的水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結構及復雜高層建筑結構不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.4倍，結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為準的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9，B級高度高層建筑、超過A級高度高層的混合結構及復雜高層建筑不應大于0.85。建筑的豎向體型宜規則、均勻，側向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化。結構的豎向抗側力構件宜上下連續貫通。上下層的層間受剪承載力應滿足《高規》3.5節的規定，對于底部大空間轉換結構，轉換結構的高度及抗震要求都有嚴格的限值，具體可參考《高規》10.2節的要求。為了滿足使用的安全性及舒適性，位移的控制應滿足《高規》3.7節的規定。對于剪力墻結構的設計，抗震措施上也應該重視，具體包括，首先根據建筑高度及設防烈度確定建筑的抗震等級，根據建筑的重要程度確定及場地的分類標準確定建筑的抗震構造措施，計算的時候首先粗算建筑的周期、位移及下上層的受剪承載力等總體布置信息，然后再考慮具體的細部做法。對總體信息的把握，首當其沖的是對周期平動的調整。調整的時候，一般的剪力墻，交通盒是不對稱的，所以整個結構的平面布置是不對稱的，結構就有可能出現第一周期是扭轉的情況，這時就可以通過調整相對薄弱位置的構件，比如加大薄弱位置的墻長和墻厚，減小洞口尺寸，有時候也可以減弱相對比較強的地方的構件，來平衡兩邊的剛度，調整平動系數。剪力墻結構的洞口按洞口還是按框架梁輸入，差別是比較大的，按連梁輸入時，洞口仍然是墻的一部分，墻的剛度是比較大的，而按框架輸入時，兩邊是獨立的墻，剛度相對就比較小，兩種不同的輸入方法，構件的配筋及構造要求都是不一樣。一般對于跨高比大于5的洞口就按框架梁輸入，跨高比小于5的就按洞口連梁輸入。還有一個值得一提事情，近年來隨著人們生活水平的提高，大家的物質乃至精神的追求也越來越高，為了提高居住的檔次，越來越多的開發商希望建筑出現比較開闊的視野，所以對于抗震比較不利的角窗就在所難免了。一般，角窗按框架梁輸入，框架梁高是除了洞口之外的高度范圍，而且對于兩邊的梁，均按對應的抗震等級采取箍筋加密，適當增加腰筋的配置，挑梁的上下筋配置一樣。對于角窗的板應適當加厚，一般做到150mm，配筋采用雙層雙向通筋，在角窗對應角部加暗梁，暗梁高度同板厚，寬度一般500mm~600mm。高層建筑隨著戶型的增大，想保證日照就比較困難，建筑就想了各種各樣的辦法，使建筑平面布置里出外進，這顯然又增加結構的抗震不利因素，一般結構設計時，可以考慮在外圍凹凸的地方采用拉梁甚至拉板來加強凹凸兩邊部分的連接。以下是近期的一個設計實例，本工程抗震設防7度0.15g，地震分組為第二組，場地類別Ⅲ，構造按8度考慮，由于建筑使用功能的考慮，在四角位置均設置了角窗，而且結構左右上下均不對稱，這無疑都加大了結構設計的難度，經過多輪調整計算，最終確定相對滿意的剪力墻平面布置如下圖所示，此時，可以使結構在周期、位移、軸壓比、層間承載力等等方面都相對比較合理。
　　當然了，每種結構形式都有其自身的優缺點，我們可以在現有條件下，揚長避短，盡可能地使大家各用其長，在滿足建筑使用要求的前提下，做到結構設計的安全、經濟、合理。以上是本人的一點拙見，不足之處歡迎同行指正。
　　參考文獻：
　　1.《建筑抗震設計規范》GB50011-2010
　　2.《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010
　　3.《建筑結構專業技術措施》北京市建設設計研究院編
　　4.建筑物抗震構造詳圖（多層和高層鋼筋混凝土房屋）11G329-1中國建筑標準設計研究院