建筑结构形式的对比与研究

建筑结构形式的对比与研究

摘要：目前国内应用的结构形式有：框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、混合结构、钢网架、悬索结构等。本文将对常见的建筑结构形式、对比以及对几种典型的建筑结构形式进行举例叙述，从国外发展经验来看，新型钢结构极有可能取代当前的钢筋混凝土结构，成为城市建设的核心建筑，这一研究的分析对于当前结构形式多样化进一步发展具有一定的示范意义。

关键词:建筑结构形式；框架结构；框架剪力墙结构；钢结构；外形设计。

首先我们先来分析常见建筑结构的类型和特点：

（一）框架结构，框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻

质板材隔墙分户装配而成。适合大规模工业化施工，效率较

高，工程质量较好。框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，

自重轻，有利于抗震，节省材料等。

（二）剪力墙结构，即混凝土墙和梁承重，应用于高层普通住宅或复杂的别墅等。优点：抗震力强，房间内没有棱角，缺点：

房间不能拆改，混凝土自重、纯剪力墙结构造价高，施工困

难，耗钢量极大，所以往往因为建设单位的制约，结构抗震

设计囿于成本而不得不降低标准，建议慎用此类结构形式。（三）框架剪力墙结构，剪力墙又称抗风墙或搞震墙，主要作用是在房屋建筑中承受风荷载或地震作用引起的水平荷载，防止

结构剪切破坏，分为平面剪力墙和立体剪力墙，一般用钢筋

混凝土和现浇钢筋混凝土筑成。优点：抗震于剪力墙结构一

样，具备了框架结构具有的多变拆改优点，但缺点也与剪力

墙结构一样。缺点：不能提供大空间房屋;结构延性较差。（四）砖混结构，砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑，横向承重的梁、楼板、屋面板等采用

钢筋混凝土结构。也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土

及大部分砖墙承重的结构。砖混结构是混合结构的一种，是

采用砖墙来承重，钢筋混凝土梁柱板等构件构成的混合结构

体系。适合开间进深较小，房间面积小，多层或低层的建

筑，对于承重墙体不能改动，而框架结构则对墙体大部可以

改动。优点：造价低，施工简单快捷。缺点当然是房间大小

等构造抗震能力较差，无法应用于复杂形式。只适用于7层

以下建筑。

（五）钢结构，即钢梁、柱承重，应用于工业或超高层民用建筑。

钢结构工程主要的建筑结构类型之一。是现代建筑工程中较

普通的结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构的国

家，钢结构工程是以钢材制作为主的结构。优点：自重轻，

施工快，可做到500m以上，地震影响小。缺点：耐火性能

差，火灾是其最危险的情况，且钢结构保养困难、保养成本

巨大。

（六）组合或混合结构，组合或混合结构，即有用钢材做柱的框架剪力墙结构等，应用于地标或超高层民用建筑。优点：自重

较小，抗震性能较好，可做到300m以上高度。缺点：由于具

备了钢结构和框架剪力墙结构优点，其缺点较少，优势明

显。

几种建筑结构的应用性对比

从抗震能力方面来看，砖混结构比框架结构抗震能力差，框架结构的抗震能力又不如剪力墙结构，但通常这几种结构应用于设计中都有相同特性，即均是刚性结构，然而钢结构不像前面三种结构一样是纯刚性结构，而是一种较为的柔性结构，从抗震角度来看，就是地震产生的摇动由于钢材本身的柔韧性而得到了较好的安全保障。从应用角度来看，砖混结构对应了多层住宅，剪力墙对应了高层住宅，框架结构应用于多层公共建筑，框架剪力墙结构具备多样性优点应用于高层的公共建筑，钢结构特有优点应用于超高层公共建筑。

几种建筑结构举例分析

图一是一种框架剪力墙结构，从外形可以判断它是框架结构，再结合其高度，又可以断定该结构是框架剪力墙结构。该结构应有有25层以上，使用钢筋混凝土浇筑，属于高层建筑。结构的平面是一个T字形，但是突出部分比较小，应该是平面规则结构。应用的高层框架剪力墙结构，其具有这一结构特征的诸多优点，如大的自由空间、刚度和抗震性能良好，成功利用框架剪力墙这一结构设

计，在实际应用当中非常广泛，且造价较低，是一个较为合理的设计。

图一

图二是钢结构，钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。

钢结构应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。

另外还有无热桥轻钢结构体系，建筑本身是不节能的，本技术用巧

妙的特种连接件解决了建筑的冷热桥问题；小桁架结构使电缆和上下水管道从墙里穿越，施工装修都方便。

图二

图三是混合结构，主要由钢筋混凝土和砖木结构混合组成。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配而成的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。

由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。

图三

小结

当前的应用和上述的建筑形势对比可以看出，新型的钢结构极有可能取代当前的钢筋混凝土结构，成为城市建设的核心设计。但是由于国内钢铁市场发展的现状，这一形势又不如国外那么明显，当前国内应用较多的还依然是砖混和框架剪力墙的结构，然而从社会发展和国外的历史经验可知，钢结构的建筑设计必将成为建筑形式制造的主流。

参考文献

[1] 李国胜编著.简明高层钢筋混凝土结构设计手册[M]. 中国建