第四節結構布置
一、對稱性
對稱性對於建築結構的抗震非常重要。對稱性包括建築平麵的對稱、質量分布的對稱、結構抗震剛度的對稱三個方麵。最佳的方案是使建築平麵形心、質量中心、結構抗震剛度中心在平麵上位於同一點上，而在豎向則位於同一鉛垂線上，簡稱“三心重合”。
1.建築平麵的對稱性
建築平麵形狀最好是雙軸對稱的，這是最理想的，但有時也可能隻能對一個軸對稱，有時可能是根本找不到對稱軸。
不對稱的建築平麵對結構來說有三個問題：一是會引起外荷載作用的不均勻，從而產生扭矩；二是會在凹角處產生應力集中；三是不對稱的建築平麵很難使三心重合。因此，對於單軸對稱或無軸對稱的建築平麵，在結構布置時必須十分小心，應該對結構從各個方向反複進行計算，並考慮結構的空間作用。
2.質量布置的對稱性
僅僅由於建築平麵布置的對稱並不能保證結構不發生扭轉。在建築平麵對稱和結構剛度均勻分布的情況下，若建築物質量分布有較大偏心，當遇到地震作用時，地震慣性力的合力將會對結構抗震剛度中心產生扭矩，這時也會引起建築物的扭轉及破壞。
3.結構抗震剛度的對稱性
抗震力構件的布置對結構受力有十分重要的影響。常常會遇到這樣的情況，即在對稱的建築外形中進行了不對稱的建築平麵布置，從而導致了結構剛度的不對稱布置。在建築物的一側布置牆體，而在其他部位則為框架結構。由於牆體的抗震剛度要比框架大得多，這樣當建築物受到均勻的側向荷載作用時，樓蓋平麵顯然將發生圖中虛線所示的扭轉變位。國家銀行結構平麵，在矩形的建築平麵中，一側集中布置了實心填充外牆及兩個核心筒，而另三邊則采用了空曠的密柱框架，樓蓋結構為單向密肋板。結構的抗震剛度中心明顯地與建築平麵形心和建築質量中心偏離，該建築已在一次地震中倒塌。
布置在樓梯間、電梯間四周的牆體所形成的核芯井筒往往能提供較大的抗震剛度，因此核芯井筒的位置對結構受力有較大的影響，給出了矩形平麵和T形平麵中核芯井筒常見的布置方式。很顯然，矩形平麵中核心筒如為對稱布置，容易滿足“三心重合”的要求，而1形平麵卻難以滿足“三心重合”的要求，結構布置時須十分小心。
連續性是結構布置中的重要方麵，而又常常與建築布置相矛盾。建築師往往希望從平麵到立麵都豐富多變，而合理的結構布置卻應該是連續的、均勻的，不應使剛度發生突變。
框架結構剛度不連續、形成薄弱層的幾個例子。中由於底層大空間的要求抽掉了部分柱子，即由於結構構件布置的不連續性形成了薄弱層。是由於結構底層層高較高，即由於結構尺寸變化在堅向的不連續性形成了薄弱層。有時建築上層高可能是一致的，但因上部結構的層高是樓板至樓板的高度，而底層結構的層高是自二層樓板頂麵的高度，這樣便自然出現了底層層高大於上部層高的情況。是建築物建於山坡上的情況，即由於結構尺寸變化在層平麵內的不連續性形成了薄弱層。很顯然當柱子截麵尺寸相同時，由於短柱具有較大的抗震剛度，因此將承受較多的
剪力牆布置不連續的幾個例子。框架支承的剪力牆，當底層需要大開間時往往將部分剪力牆在底層改為框架。為不規則布置的剪力牆結構，由於立麵造型上的要求或建築門窗布置的要求使剪力牆布置上下無法對齊。布置則常常出現在樓梯間，由於樓梯間采光的要求使洞口錯位布置。很顯然，對於上述幾種結構剛度沿豎向有突變的剪力牆結構，常常會由於應力集中而產生裂縫或造成局部的損壞。
三、周邊作用
為建築平麵相同、結構構件形式相同、結構材料用量相同、僅構件布置位置不一樣的幾種情況。由於牆體具有較大抗震力剛度，因此牆體位置的變化對整個結構的抗傾覆和抗扭轉能力有明顯的影響。
在材料力學中就知道，材料布置得離中心愈遠，它所作用的力臂就愈大，從而產生的抵抗矩就愈大。因此在梁的設計中，廣泛地應用工字形截麵梁來代替矩形截麵梁。而在高層建築平麵布置時，則應把具有較大抗震剛度的剪力牆、核心筒布置在建築物周邊。四、角部構件
角部構件往往受到較大的荷載或較複雜的內力，在結構布置時應特別注意。在多層框架結構中，角柱雖然受到的軸力較小，但它為雙向受彎構件，當結構整體受扭時所受到的剪力最大，所以角柱在整個柱高範圍內，都應采取加密箍筋等構造措施。筒體結構在側向荷載作用下，角柱內會產生比其他柱子更大的軸力，且角柱是形成結構空間工作的重要構件，因此，筒體結構中的角柱往往均予以加強，有時甚至在建築平麵的四角布置四個角筒。