張彩鳳

【摘要】本文選取三棟七十到八十米左右的常見小高層住宅，在三個不同抗震設(shè)防烈度下的設(shè)計指標(biāo)進行對比，并分析其經(jīng)濟性及影響因素，對設(shè)計優(yōu)化提出建議。

【關(guān)鍵詞】小高層;設(shè)抗震設(shè)防烈度;設(shè)計指標(biāo);設(shè)計優(yōu)化

今年來，城市化進程加快，大量人口向城市聚集，人口密度猛增，造成城市生產(chǎn)、生活用房緊張，地價猛漲，迫使高層建筑向更高空間發(fā)展。本文選取平時所做工程中的三棟七十到八十米左右的高層住宅展開分析，三個工程分別位于抗震設(shè)防烈度的6度區(qū)，7度區(qū)和8度區(qū)。工程概況及結(jié)構(gòu)平面布置如下：

任何建筑都要同時承受豎向荷載和水平荷載作用，在高層建筑中盡管豎向荷載對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生著重要影響，水平作用力（水平荷載和地震作用）卻起著決定的作用，且水平作用的影響隨著高度的增加而不斷加加大，并由水平荷載與豎向荷載共同控制結(jié)構(gòu)設(shè)計逐漸向水平作用力成為主要控制因素過渡，同時豎向荷載的影響相對減小，而側(cè)向位移迅速增大。本文選取的三個項目豎向荷載相同，對于風(fēng)荷載，地面粗糙類別均為B類，選取的風(fēng)荷載體型系數(shù)均為1.4，基本風(fēng)壓值分別為0.4、0.35和0.35KN/㎡，基本風(fēng)向值分別程度均為水平地震作用不相同如下表所示：

根據(jù)上述設(shè)計條件，三個小高層的設(shè)計指標(biāo)如下表：

從表中可以看出，抗震設(shè)防烈度為6度時，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)的是軸壓比，風(fēng)荷載和地震作用下的底部剪力，Y向風(fēng)荷載要大于地震作用，X向基本相等;最大層間位移角也是風(fēng)荷載作用下的最為不利，但都遠小于《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010的限制1/1000要求?？拐鹪O(shè)防烈度為7度時，軸壓比起主要控制指標(biāo)，最大層間位移角是地震作用控制，此時已經(jīng)比較接近規(guī)范限值?？拐鹪O(shè)防烈度為8度時，地震作用下的結(jié)構(gòu)底部剪力和最大層間位移角都遠遠大于風(fēng)荷載作用，結(jié)構(gòu)設(shè)計時候主要在于增加抗側(cè)力構(gòu)件的剛度來滿足規(guī)范的最大層間位移角限值，為滿足經(jīng)濟性，此值已與規(guī)范限制1/1000極為接近，而軸壓比此時較容易滿足規(guī)范限值0.6的要求。由此看出，抗震設(shè)防烈度每提高一度，底部剪力7度較6度增加50%，8度較7度增加150%，這使得高烈度區(qū)結(jié)構(gòu)造價急劇增加，8度區(qū)教7度區(qū)增加約15%。

了解小高層住宅的設(shè)計指標(biāo)，現(xiàn)在不管是開發(fā)商還是設(shè)計院都在越來越關(guān)注其經(jīng)濟性問題。

首先要從結(jié)構(gòu)選型入手。建筑體型與結(jié)構(gòu)體系形式對結(jié)構(gòu)綜合性能的影響往往大于恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)布置，精確的力學(xué)分析和精心的構(gòu)造措施。盡可能選擇規(guī)則，對稱，均勻的體型，對風(fēng)荷載和地震作用都極為有利。不規(guī)則結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生附加應(yīng)力，加大了結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中的內(nèi)力效應(yīng)等同于多施加了荷載。

其次，優(yōu)化荷載的選取。隔墻采用輕質(zhì)材料，活荷載進行適合理折減，風(fēng)荷載體型系數(shù)和底面粗糙度合理選取。

再次，結(jié)構(gòu)要有適宜的剛度。即通過結(jié)構(gòu)剛度值的權(quán)衡和調(diào)整，不能因結(jié)構(gòu)剛度過大致使地震作用增加而消耗過多的資源來抵抗地震，同時，剛度也不能過小，要有滿足抗風(fēng)抗震設(shè)計的一定的抗側(cè)剛度。這也是地震作用優(yōu)化重點考慮的關(guān)鍵。布置剪力墻時應(yīng)強周邊，弱內(nèi)部，避免使用短肢墻及異形剪力墻。

以上幾點建議，可供設(shè)計參考，在設(shè)計過程中，不斷優(yōu)化小高層住宅結(jié)構(gòu)，使其滿足“安全、適用、經(jīng)濟”的要求。

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