也許我們小時(shí)候就學(xué)會(huì)了，三角形是穩(wěn)定的，而四邊形則沒有。例如，我們用木條釘一個(gè)長方形，用力，就會(huì)變成平行的四邊形。但是，寧夏鋼結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)用木條釘三角形的話，很難變形。但遺憾的是，我們的房子在立面上多為長方形、正方形的小箱子，但是我們的房子明顯不想輕輕按壓，或者在地震中變成平行的四邊形，發(fā)生了倒塌事故。怎么辦呢?還是用木條的例子。就好比說我要用木條釘一個(gè)四邊形的畫框。怎樣才能使畫框更加堅(jiān)固，不易變形?

三種常見的方法：

1.在畫框的角釘上加固小木條，使木條和木條之間的夾角保持90度，這樣，畫框就很難變成平行的四邊形。

2.在這個(gè)框架的背面釘一個(gè)X形的木條，或者人字形、V形、K形的木條，把四邊形變成多個(gè)三角形的組合，這樣框架就很難再變形了。

3.在框架的四根木條之間鑲嵌一塊堅(jiān)固的木板，因?yàn)槟景搴茈y變形，所以框架被里面的木板支撐，不會(huì)輕易變形。

在實(shí)際結(jié)構(gòu)工程中，第1個(gè)叫做框架momentframe，第二個(gè)叫做支撐框架bracedframe，第三個(gè)叫做框架剪力墻。

對于第1個(gè)框架，關(guān)鍵部分是梁與柱交叉的節(jié)點(diǎn)區(qū)域，相當(dāng)于我們上面木條框架內(nèi)角的加固木條。簡而言之，地震時(shí)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域是真正的能耗區(qū)域。

對于第二個(gè)有支撐的框架，根據(jù)能耗部位的不同，可以分為幾類。

例如這種CBF，即中心支撐，一般而言，支撐本身就是能耗構(gòu)件，地震能量主要由斜向支撐的拉力和壓力屈服消耗。

另外一種EBF，即偏心支撐，雖然看上去和中心支撐差不多，但實(shí)際上能耗部位完全不同，設(shè)計(jì)考慮也不同。主要的耗能部位集中在特殊設(shè)計(jì)的耗能梁段。

當(dāng)然，還有另一種可能性，即帶支撐的框架具有額外的能耗和限位機(jī)構(gòu)，可以是液壓或橡膠阻尼器，也可以是智能材料，如形狀記憶合金，甚至可以主動(dòng)響應(yīng)液壓千斤頂。

當(dāng)然，以上我畫的都是非常非?？鋸埖氖疽鈭D，現(xiàn)實(shí)中的變形當(dāng)然要比這個(gè)小得多。

那么現(xiàn)實(shí)中是什么樣的呢?

它是CBF在地震中變形的支持。中間區(qū)域不是油漆磨損，而是鋼梁變形過大，超過油漆層變形能力，油漆在地震中脫落，顯示明顯變形區(qū)域。

這是地震中變形的CBF的X形支撐?？梢郧宄乜吹竭@個(gè)X形支撐的原始位置，即裝飾表面層中的X形凹槽。

這是地震后EBF的偏心支撐。同樣，我們可以看到中間的耗能梁段的掉漆。

事實(shí)上，帶支撐的框架是一種很高效的抗震體系，而且尤其適合已有房屋的抗震加固，后期加裝相對方便。所以在日本、加州這些地震高發(fā)區(qū)域比較常見。

舉例來說，這是日本東北大學(xué)化學(xué)系教學(xué)樓：

2011年，這座教學(xué)樓在東日本大地震中矩震級(jí)達(dá)到9.1級(jí)。

即使是以輕靈著稱的妹島老師的作品，也應(yīng)該有支撐的地方。我個(gè)人覺得，這才是好的建筑師。

例如Tsuchihashi住宅，

比如ShibauraHouse，斜撐更明顯: