斜撐在多層框架中的應(yīng)用

黃會圣

(太原普可佳工程設(shè)計有限公司，山西 太原 030002)

0 引言

建筑結(jié)構(gòu)所承受的荷載包括豎向荷載(如自重及各種設(shè)備的重量)和水平荷載(如風(fēng)荷載與水平地震作用)。在高層建筑中，水平荷載將成為控制設(shè)計的主要因素，從而使得結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移能力成為主要矛盾。在以前研究中，我們提出了采用鋼筋混凝土斜撐框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系，研究表明，該種結(jié)構(gòu)體系具有良好的抗震性能，并具有節(jié)約材料，降低工程造價等優(yōu)點。斜撐，阻尼撐等在高層中近幾年廣泛應(yīng)用，在鋼結(jié)構(gòu)中也應(yīng)用較多，而在多層中斜撐應(yīng)用如何有待研究。

1 工程實例

1.1 工程概況

項目位于太原市某市場的兩層框架結(jié)構(gòu)，1 層，2 層為商業(yè)建筑屋頂為停車場;1 層層高4.5 m，2 層層高3.3 m。結(jié)構(gòu)平面如圖1 所示。

圖1 結(jié)構(gòu)平面圖

1.2 基本設(shè)計參數(shù)

根據(jù)GB 50068—2001 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準有關(guān)條文，本工程設(shè)計基準期為50年，設(shè)計使用年限50年，安全等級為二級。

根據(jù)GB 50223—2008 建筑抗震設(shè)防分類標準，本工程為丙類建筑。

抗震設(shè)防烈度8 度，設(shè)計基本抗震加速度0.20g，設(shè)計地震分組第一組。

根據(jù)巖土勘查報告，本工程場地類別為Ⅲ類設(shè)計特征周期0.45 s。

本工程實例雖然比較簡單，但是很有比較價值，大家可以根據(jù)以下數(shù)據(jù)對比分析。

從工程平面來看結(jié)構(gòu)平面為帶狀，長寬比較大，結(jié)構(gòu)X 向，Y向剛度差異較大。同時在抗震方面雙排柱結(jié)構(gòu)亦不提倡抗震防線只有一道，同時仍有造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。

2 普通框架結(jié)構(gòu)計算結(jié)果

采用框架柱截面600 mm×600 mm，主框架梁截面500 mm×700 mm。

采用PKPM2010 版V2.1SATWE 計算。

1)周期振型見表1。

2)位移比見表2。

3)配筋結(jié)果見圖2。

框架柱配筋率均大于5%。

表1 周期振型表(一)

表2 位移比表(一)

圖2 配筋結(jié)果示意圖（一）

3 框架+斜撐結(jié)構(gòu)計算結(jié)果

采用框架柱截面600 mm×600 mm，主框架梁截面500 mm×700 mm，斜撐截面450 mm×450 mm。斜撐采用“人”字撐。

采用PKPM2010 版V2.1SATWE 計算。

圖3 為斜撐平面布置圖。

圖3 斜撐布置圖

斜撐布置于結(jié)構(gòu)端部，水平間距25.2 m。

1)周期振型見表3。

2)位移比見表4。

3)配筋結(jié)果見圖4。

框架柱配筋均為最小配筋率0.85%。

4 結(jié)果對比

從表5 對比結(jié)果可以看出增加混凝土斜撐后結(jié)構(gòu)剛度明顯增大，且X，Y 兩個反向剛度較接近扭轉(zhuǎn)振型明顯改善;可以看出梁配筋基本不變，但框架柱配筋明顯下降，經(jīng)濟性顯著。

表3 周期振型表(二)

表4 位移比表(二)

圖4 配筋結(jié)果示意圖（二）

表5 結(jié)果對比表

5 結(jié)語

本文雖然用了一個簡單的工程實例，但是結(jié)果明確:在抗震設(shè)防高烈度地區(qū)對于長短向剛度差異較大，平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)使用混凝土斜撐效果明顯。在多層框架結(jié)構(gòu)中斜撐的剛度低于剪力墻，在局部增加斜撐不會引起結(jié)構(gòu)剛度的大幅改變，是介于框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)之間一種結(jié)構(gòu)形式。可明顯改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，且大幅度節(jié)約成本。如在多層框架中合理應(yīng)用會收到較好的效果。

［1］GB 50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范［S］.

［2］GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］徐 建.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見及疑難問題解析［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.