商業(yè)綜合體框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性對比分析

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1、商業(yè)綜合體框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性對比分析發(fā)布時間：2012-05-24作者：王家林黃春林來源：萬達(dá)規(guī)劃院結(jié)構(gòu)所???0.?引言：????城市綜合體中的大商業(yè)項(xiàng)目，平面尺寸約130mx80m，建筑高度約35m，一般可考慮采用框架，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。選擇哪種結(jié)構(gòu)體系，主要考慮以下兩方面因素：一方面是建筑功能布置要求，另一方面是工程造價因素。????本文假定建筑功能均能滿足要求，僅從工程造價方面分析框架和框剪結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，按照2010版新規(guī)范，對兩種結(jié)構(gòu)形式分別建立典型結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)計(jì)算結(jié)果總結(jié)歸納，為方案階段結(jié)構(gòu)體系的確立提供參考意見。????1.?框架結(jié)構(gòu)計(jì)算??

2、??針對大商業(yè)結(jié)構(gòu)的特殊性，建立結(jié)構(gòu)模型平面尺寸1~4層約為134.4mx84m，5、6層為134.4mx50.4m，標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)尺寸8.4mx8.4m，地上6層，首層層高5.7m，2~6層層高5.1m，結(jié)構(gòu)平面及模型詳見見圖1.1和圖1.2。????圖1.1結(jié)構(gòu)平面圖??????根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）第6.0.5條，確定設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）表6.1.2確定工程結(jié)構(gòu)抗震等級，見表1.1所示。??????框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析有如下原則：（一）在不同的地震力作用下，框架柱截面按軸壓比控制；

3、（二）框架梁、次梁配筋率按1%~1.5%控制；（三）場地類別均按II類，鋼筋按HRB400級；（四）結(jié)構(gòu)周期，位移比，承載力均滿足規(guī)范。????按以上幾點(diǎn)原則計(jì)算，對比不同地震力作用下結(jié)構(gòu)的砼，鋼筋用量見表1.2所示。?????2.?框剪結(jié)構(gòu)計(jì)算????框剪結(jié)構(gòu)的平面布置同框架結(jié)構(gòu)一致，僅按照較為理想的情況均勻的布置了一定數(shù)量的墻體，確保底層墻體的抗傾覆彎矩大于50%。具體的結(jié)構(gòu)模型見圖2.1，圖2.2所示。???????根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）第6.0.5條，確定設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010

4、）表6.1.2確定工程結(jié)構(gòu)抗震等級，見表2.1?????框剪結(jié)構(gòu)計(jì)算分析有如下原則：（一）確保結(jié)構(gòu)位移滿足規(guī)范要求1/800；（二）結(jié)構(gòu)的墻體數(shù)量，開洞數(shù)量經(jīng)過優(yōu)化，確保沒有過多布置墻體，如7,8度設(shè)防時，結(jié)構(gòu)位移比不小于1/1100；（三）底層框架在規(guī)定的水平力作用下承擔(dān)的地震傾覆彎矩不超過50%；（四）場地類別均按II類，鋼筋按HRB400級；（五）結(jié)構(gòu)的周期，扭轉(zhuǎn)周期比，承載力等均滿足規(guī)范要求。????按以上幾點(diǎn)原則計(jì)算，對比不同地震力作用下結(jié)構(gòu)的砼，鋼筋用量見表2.2所示。?????3.?框架和框剪結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性對比????根據(jù)以上材料用量統(tǒng)計(jì)，提取主要的用鋼量對比（

5、梁、柱、墻用鋼量除以總建筑面積），對比結(jié)果見表3.1所示。?????從以上對比結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：????（一）6度設(shè)防時，框架部分的抗震等級分別為三級和二級，框架和框剪結(jié)構(gòu)用鋼量的相對差值較大，絕對差值不大，；????（二）7度設(shè)防時，框架部分的抗震等級分別為二級和一級，框架和框剪結(jié)構(gòu)用鋼量的相對差值和絕對差值均較小，跟框架結(jié)構(gòu)相比，框剪結(jié)構(gòu)由于墻體的增加導(dǎo)致的用鋼量的增加和框架部分減少的用鋼量基本相當(dāng)；????（三）8度設(shè)防時，框架部分的抗震等級均為一級，框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)用鋼量的相對差和絕對差均比較明顯。????4.?工程實(shí)例????廣州某商業(yè)建筑工程概況如下：地上建筑5

6、層，地下室2層，地上層高5.1m，建筑高度約26米，建筑平面尺寸約200mx100m，抗震設(shè)防烈度為7度(0.1g)，分別采用框架結(jié)構(gòu)、少墻框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)構(gòu)模型見圖4.1和圖4.2所示。????????經(jīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算，對比以上兩種結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，見表4.1所示：?????綜合以上比較分析，本工程采用三種不同的結(jié)構(gòu)形式的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)非常接近，框剪稍經(jīng)濟(jì)，框架次之，少墻框架稍差。與之前的試算模型計(jì)算結(jié)論比較接近。????5.?結(jié)論????以上就框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了基本的模型試算，并補(bǔ)充分析了某具體工程實(shí)例，從計(jì)算分析的結(jié)果基本可以得出如下結(jié)論：????

7、（1）?低烈度（6度）設(shè)防地區(qū)，采用框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的相對接近，用鋼量的絕對差值取決于墻體的數(shù)量。采用框架結(jié)構(gòu)即可為結(jié)構(gòu)提供足夠的抗側(cè)剛度，如增加墻體，則基本為構(gòu)造配筋，墻體的作用不明顯。????（2）?中烈度（7度）設(shè)防地區(qū)，采用框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)非常接近。當(dāng)結(jié)構(gòu)的布置不同時，有時框架結(jié)構(gòu)略經(jīng)濟(jì)，有時框剪結(jié)構(gòu)略經(jīng)濟(jì)；????（3）?高烈度（8度）設(shè)防地區(qū)，采用框架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性明顯好于框剪結(jié)構(gòu)。由于高烈度地區(qū)，墻體數(shù)量及配筋均較大，導(dǎo)致墻體的配筋的絕對值較大。????（4）?大商業(yè)項(xiàng)目當(dāng)采用框剪結(jié)構(gòu)體系時