框架結構真的抗震嗎？真的。當然了，前提是設計、施工質量有保證的框架結構。就像牛奶肯定對身體有好處，但是含三聚氰胺的不算。為什麼框架結構能夠抗震呢？建築結構的尺度一般都很大，而且絕大多數建成之後都被掩蓋在裝修材料之下，可能很少有機會能夠一覽全貌。那我們就用身邊的小例子來說明吧。抗震能力，可以簡單理解成承擔水平荷載的能力。你站在公交車裡，沒抓扶手，公交車突然啟動或者剎車，你的感覺就像是有人突然推了你一把。地震來了，建築物的反應也是如此，就像是整個建築被推來推去一樣。我們都知道，與三角形相比，矩形不是一個穩定的結構，很容易在外力作用下變成平行四邊形。比如上面圖片中，用四根木條做成一個畫框，在水平外力作用下，這個畫框很容易就變形成平行四邊形。而三角形的畫框就沒有這個問題。但是，我們很少見到三角形的畫框，我們也很少見到三角形剖面的房子。由於我們對建築空間的需求，普遍意義上，矩形是最合適的形式，三角形剖面的房子無論是空間觀感還是使用體驗都比不上我們早已習慣了的矩形小房間。如何才能讓這個四邊形畫框具有抵抗水平外力的能力呢？如何能夠讓這個四邊形畫框不會變成平行四邊形呢？方法有很多種，最常見的可能是我上圖中所示意的這三種。在畫框的角部釘加固小木條，讓木條與木條之間的夾角保持90度，這樣一來，畫框就不會變成平行四邊形了。在這個畫框的背面釘一個 X 形的木條，變四邊形為多個三角形的組合，這樣畫框也很難再變形了。在畫框的四根木條之間鑲進去一塊木板，因為木板很難變形，所以，畫框被裡面的這塊木板撐住，也不會變形了。在實際的結構工程中，第一種叫做“框架 moment frame”，第二種叫做“帶支撐的框架 braced frame”，第三種叫做“帶邊框的框架-剪力牆”。中文所稱的狹義的“框架”特指的是第一種。第三種屬於框架-剪力牆體系，不在我們這裡的討論範圍之內。第二種帶支撐的框架，以及帶偏心支撐的框架，跟我們狹義所指的這種“框架”有很多不同，也不在討論之列。我們重點討論的還是狹義的“框架”，也就是第一種 moment frame。四邊形的框架畫框之所以能夠不再輕易變成平行四邊形，關鍵就在於四角加釘的加固小木條讓木條和木條之間始終保持90度。框架結構的要害也是如此，關鍵就在於樑柱節點是否能夠形成足夠的框架效應。所以，框架結構很重要的一個設計原則就是“強節點弱杆件”。節點一定要有足夠的承載力，如果節點先於杆件破壞，喪失了節點的四邊形框架會一下子變成平行四邊形，即使構成四條邊的杆件再結實也無濟於事了。如何保證框架的樑柱節點足夠結實呢？拿最常見的鋼筋混凝土框架來說吧，鋼筋混凝土結構的優點之一就是能夠透過內部鋼筋的佈設來控制結構效能。兩個看起來完全一樣的混凝土結構，很可能因為內部鋼筋佈置的不同而具有差異很大的結構效能。對於鋼筋混凝土框架結構來說，樑柱節點處的鋼筋錨固非常重要。錨固的形式要合理、錨固的長度要足夠、節點核芯區的箍筋要足夠。上面的圖片選自標準圖集06G901-1，表示了幾種常見的節點鋼筋錨固形式。這些錨固形式的目的，就是要起到那個加固小木片的作用，讓框架樑和框架柱保持剛性連線，保持足夠的節點承載力。此外，框架結構是一種很敏感的結構形式，內部鋼筋的配置情況對整體效能影響比較大。合理的配筋、合理的梁端柱端加密區、合理的節點配筋，可以讓結構具有相當好的變形能力和水平荷載承載力。反過來，設計粗劣的框架結構非常糟糕，還不如施工質量良好的砌體結構。事實上，這種粗製濫造的框架結構在自建房中非常普遍，隨便去土木線上論壇一搜“自建”、“框架”這兩個關鍵字，就能搜出這麼多胡亂拍腦袋、基本沒有設計根據、全憑經驗的框架結構設計：土木線上_自建 框架。框架結構的一個好處就是解放了牆體，建築物的牆體不再承擔結構荷載，因此，可以隨心所欲的採用各種牆體材料。建築物的牆體，變成了畫框裡的畫，所有的外荷載都由畫框承受，畫框裡面可以是油畫、水彩、水粉、寫意、工筆......就像上圖所示的，同樣的框架結構，填充牆可以採用各種材料，磚頭、玻璃、木材、彩鋼板、GRC板、塑膠、玻璃磚、竹子......只要你想，都可以用來當牆體。各種各樣的夢幻神奇的建築效果，也正是這樣達成的。上圖引自我的另一個答案 近百年來新型建築材料促使結構設計理念產生了怎樣的發展？ 右上圖是高迪1910年設計的米拉公寓，左圖是設計於1925年的上海外灘12號匯豐銀行大樓，右下圖是設計於2003年的同濟大學土木學院樓。你相信嗎？在它們風格迥異的外表下，其實是一樣的鋼結構框架。回到題目提到的“掉牆皮”問題，相信大家也已經明白了，框架結構裡的牆體是不承受任何結構作用的。事實上，如果你去工地上觀察一下，就像上面這兩張照片一樣，這些砌體填充牆最上面的那一排磚頭都是斜著壘的，根本不與上面的框架樑接觸。即使把這些填充牆都砸掉、都換成玻璃、或者都換成屏風，其實都可以。當然，隔音保溫需要額外考慮。像“掉牆皮”問題以及牆體開裂，可能會影響建築使用，比如會不美觀，會吸潮，會導致外裝修層開裂破壞等等。但這些與結構安全無關，完全是另外的問題。但是，有一個問題需要注意。雖然這些牆體不承受任何結構作用，但是在地震的時候，它們本身有可能倒塌傷人，就像家裡的書櫥、衣櫥等大傢俱也可能在地震的時候翻倒傷人。為了防止這種情況，框架結構的砌體牆裡都要加入拉結鋼筋，把混凝土框架之間的砌體填充牆牢靠的固定好，防止填充牆在地震中倒塌。我個人覺得，好的發展方向是用幹法牆體代替目前的磚頭砌體牆，比如輕鋼龍骨石膏板、蜂窩牆板等。這些新型牆體的保溫、隔熱、隔音效能都很不錯，重量很輕，可以降低主體結構的造價，以後的改造裝修也很方便，而且地震中也不容易坍塌傷人，即使牆體倒了砸了人，一般也不會有嚴重的後果。但目前看來，市場很不認可，一個原因是我們市場的勞動力價格還是低，可以承受勞動密集的砌體牆作業，另一個原因是磚頭還是比干法牆體便宜，還有一個原因是消費者的觀念不認同，比如這個帖子：曝光：西安一樓盤隔牆竟是紙做的！不塌才怪（圖）
框架結構真的抗震嗎？真的。當然了，前提是設計、施工質量有保證的框架結構。就像牛奶肯定對身體有好處，但是含三聚氰胺的不算。為什麼框架結構能夠抗震呢？建築結構的尺度一般都很大，而且絕大多數建成之後都被掩蓋在裝修材料之下，可能很少有機會能夠一覽全貌。那我們就用身邊的小例子來說明吧。抗震能力，可以簡單理解成承擔水平荷載的能力。你站在公交車裡，沒抓扶手，公交車突然啟動或者剎車，你的感覺就像是有人突然推了你一把。地震來了，建築物的反應也是如此，就像是整個建築被推來推去一樣。我們都知道，與三角形相比，矩形不是一個穩定的結構，很容易在外力作用下變成平行四邊形。比如上面圖片中，用四根木條做成一個畫框，在水平外力作用下，這個畫框很容易就變形成平行四邊形。而三角形的畫框就沒有這個問題。但是，我們很少見到三角形的畫框，我們也很少見到三角形剖面的房子。由於我們對建築空間的需求，普遍意義上，矩形是最合適的形式，三角形剖面的房子無論是空間觀感還是使用體驗都比不上我們早已習慣了的矩形小房間。如何才能讓這個四邊形畫框具有抵抗水平外力的能力呢？如何能夠讓這個四邊形畫框不會變成平行四邊形呢？方法有很多種，最常見的可能是我上圖中所示意的這三種。在畫框的角部釘加固小木條，讓木條與木條之間的夾角保持90度，這樣一來，畫框就不會變成平行四邊形了。在這個畫框的背面釘一個 X 形的木條，變四邊形為多個三角形的組合，這樣畫框也很難再變形了。在畫框的四根木條之間鑲進去一塊木板，因為木板很難變形，所以，畫框被裡面的這塊木板撐住，也不會變形了。在實際的結構工程中，第一種叫做“框架 moment frame”，第二種叫做“帶支撐的框架 braced frame”，第三種叫做“帶邊框的框架-剪力牆”。中文所稱的狹義的“框架”特指的是第一種。第三種屬於框架-剪力牆體系，不在我們這裡的討論範圍之內。第二種帶支撐的框架，以及帶偏心支撐的框架，跟我們狹義所指的這種“框架”有很多不同，也不在討論之列。我們重點討論的還是狹義的“框架”，也就是第一種 moment frame。四邊形的框架畫框之所以能夠不再輕易變成平行四邊形，關鍵就在於四角加釘的加固小木條讓木條和木條之間始終保持90度。框架結構的要害也是如此，關鍵就在於樑柱節點是否能夠形成足夠的框架效應。所以，框架結構很重要的一個設計原則就是“強節點弱杆件”。節點一定要有足夠的承載力，如果節點先於杆件破壞，喪失了節點的四邊形框架會一下子變成平行四邊形，即使構成四條邊的杆件再結實也無濟於事了。如何保證框架的樑柱節點足夠結實呢？拿最常見的鋼筋混凝土框架來說吧，鋼筋混凝土結構的優點之一就是能夠透過內部鋼筋的佈設來控制結構效能。兩個看起來完全一樣的混凝土結構，很可能因為內部鋼筋佈置的不同而具有差異很大的結構效能。對於鋼筋混凝土框架結構來說，樑柱節點處的鋼筋錨固非常重要。錨固的形式要合理、錨固的長度要足夠、節點核芯區的箍筋要足夠。上面的圖片選自標準圖集06G901-1，表示了幾種常見的節點鋼筋錨固形式。這些錨固形式的目的，就是要起到那個加固小木片的作用，讓框架樑和框架柱保持剛性連線，保持足夠的節點承載力。此外，框架結構是一種很敏感的結構形式，內部鋼筋的配置情況對整體效能影響比較大。合理的配筋、合理的梁端柱端加密區、合理的節點配筋，可以讓結構具有相當好的變形能力和水平荷載承載力。反過來，設計粗劣的框架結構非常糟糕，還不如施工質量良好的砌體結構。事實上，這種粗製濫造的框架結構在自建房中非常普遍，隨便去土木線上論壇一搜“自建”、“框架”這兩個關鍵字，就能搜出這麼多胡亂拍腦袋、基本沒有設計根據、全憑經驗的框架結構設計：土木線上_自建 框架。框架結構的一個好處就是解放了牆體，建築物的牆體不再承擔結構荷載，因此，可以隨心所欲的採用各種牆體材料。建築物的牆體，變成了畫框裡的畫，所有的外荷載都由畫框承受，畫框裡面可以是油畫、水彩、水粉、寫意、工筆......就像上圖所示的，同樣的框架結構，填充牆可以採用各種材料，磚頭、玻璃、木材、彩鋼板、GRC板、塑膠、玻璃磚、竹子......只要你想，都可以用來當牆體。各種各樣的夢幻神奇的建築效果，也正是這樣達成的。上圖引自我的另一個答案 近百年來新型建築材料促使結構設計理念產生了怎樣的發展？ 右上圖是高迪1910年設計的米拉公寓，左圖是設計於1925年的上海外灘12號匯豐銀行大樓，右下圖是設計於2003年的同濟大學土木學院樓。你相信嗎？在它們風格迥異的外表下，其實是一樣的鋼結構框架。回到題目提到的“掉牆皮”問題，相信大家也已經明白了，框架結構裡的牆體是不承受任何結構作用的。事實上，如果你去工地上觀察一下，就像上面這兩張照片一樣，這些砌體填充牆最上面的那一排磚頭都是斜著壘的，根本不與上面的框架樑接觸。即使把這些填充牆都砸掉、都換成玻璃、或者都換成屏風，其實都可以。當然，隔音保溫需要額外考慮。像“掉牆皮”問題以及牆體開裂，可能會影響建築使用，比如會不美觀，會吸潮，會導致外裝修層開裂破壞等等。但這些與結構安全無關，完全是另外的問題。但是，有一個問題需要注意。雖然這些牆體不承受任何結構作用，但是在地震的時候，它們本身有可能倒塌傷人，就像家裡的書櫥、衣櫥等大傢俱也可能在地震的時候翻倒傷人。為了防止這種情況，框架結構的砌體牆裡都要加入拉結鋼筋，把混凝土框架之間的砌體填充牆牢靠的固定好，防止填充牆在地震中倒塌。我個人覺得，好的發展方向是用幹法牆體代替目前的磚頭砌體牆，比如輕鋼龍骨石膏板、蜂窩牆板等。這些新型牆體的保溫、隔熱、隔音效能都很不錯，重量很輕，可以降低主體結構的造價，以後的改造裝修也很方便，而且地震中也不容易坍塌傷人，即使牆體倒了砸了人，一般也不會有嚴重的後果。但目前看來，市場很不認可，一個原因是我們市場的勞動力價格還是低，可以承受勞動密集的砌體牆作業，另一個原因是磚頭還是比干法牆體便宜，還有一個原因是消費者的觀念不認同，比如這個帖子：曝光：西安一樓盤隔牆竟是紙做的！不塌才怪（圖）