建筑平面布置對結構含鋼量的影響范文

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《江蘇建筑雜志》2014年第三期

1含鋼量差異的原因分析

1.1規定水平力下傾覆力矩百分比的對比2種結構布置方案的計算結果均符合規范的相應要求，在“規定水平力框架柱及短肢墻地震傾覆力矩百分比(抗規)”這項上結果有所不同，現分別列舉如下：方案一時的結果，表2。方案二時的結果，表3。

1.2傾覆力矩百分比不同對結構抗震等級的影響根據JGJ3-2010《高層建筑混凝土結構技術規程》8．1．3條的規定“抗震設計的框架-剪力墻結構，應根據在規定的水平力作用下結構底層框架部分承受的地震傾覆力矩與構總地震傾覆力矩的比值，確定相應的設計方法，并應符合下列規定：（1）框架部分承受的地震傾覆力矩不大于結構總地震傾覆力矩的10％時，按剪力墻結構進行設計，其中的框架部分應按框架-剪力墻結構的框架進行設計；（2）當框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的10％但不大于50％時，按框架-剪力墻結構進行設計。比較以上2個平面布置的結果，發現方案一的情況下框架柱在底層傾覆力矩所占百分比，在X向和Y向分別為15.68%和10.95%，超過了10%但小于50%，按規范要求必須按框架剪力墻結構進行設計，而方案二的情況下，此百分比均小于10%，按規范可以按剪力墻結構進行設計。我們可以發現2種相似的平面布置，其最終得到的結構體系卻不同，結構體系的不同最終反映出來的就是抗震等級的不同，根據《高層建筑混凝土結構技術規程》表3.9.3，方案一的情況下，剪力墻的抗震等級為2級，而方案二的情況下，剪力墻的抗震等級為3級。抗震等級提高1級，意味著更高的配筋率和更高要求的抗震構造措施，必然意味著更高的含鋼量，所以2種方案的含鋼量就產生了差異。

2引申

本例的2種結構體系，方案一是框架-抗震墻結構，方案二是抗震墻結構，以下將分析在各高度區間內這2種結構體系以及框架結構的抗震等級分布情況，并以此為基礎分析這3種結構體系在各高度區間內的抗震等級的差別，從而得到一些可以利用的普遍性規律。從表4中可以看出，各結構體系都有一個抗震等級的突變高度，建筑高度超過這個高度限值后會造成抗震等級提高1級。從表4中可以看出框架結構的突變高度為24m，從這個角度來看框架結構用于多層建筑較為合理，這也符合一般的工程經驗。所以框架結構的建筑，在確定初步方案的時候建筑高度就盡量控制在24m以下。框架-抗震墻結構的突變高度是60m，所以框架-抗震墻結構的建筑高度在60m左右時，盡量將高度控制在接近而不超過60m將是最佳的。抗震墻結構的突變高度是80m，所以剪力墻結構的建筑高度在80m左右時，盡量將高度控制在接近而不超過80m將是最佳的。而且從表中可以看出，在24m~80m區間內框架-抗震墻結構抗震墻的抗震等級要高于抗震墻結構一個等級，所以對于空間沒有過高要求的純住宅類建筑在此區間內選擇剪力墻結構對應的抗震等級較低，本文的工程算例2種結構體系的最后的含鋼量的差別，就是因為抗震等級的不同造成的。當高度超過80m后，框架-抗震墻與抗震墻結構的抗震等級又趨于一致。

3結論

本文所引用的算例是極為簡單的一種平面布置，即便如此簡單的平面布置依然有如此大的優化空間，可見建筑的平面布置不僅僅是建筑師的事情，結構工程師根據建筑的高度區間，結合建筑功能及空間要求，合理的選擇結構體系，并對建筑的平面布局進行優化調整是相當重要的，也是控制建筑造價不可或缺的一環。

作者：朱敏杰單位：南京華業建筑設計院