不同高度隔震結構經濟分析

覃水強

(華北理工大學，河北 唐山 063210)

1 建立模型

利用PKPM限元分析軟件建立6層隔震建筑、6層抗震建筑、11層隔震建筑、11層抗震建筑分析模型。模型圖如下所示。

6層結構

11層結構

2 經濟性分析

2.1 隔震結構費用減少部分

采用隔震技術后，上部結構降低1度進行設計，上部結構的構件尺寸以及配筋隨之減小。按照8度與按照7度設計的上部結構的材料費對比見表1。根據工程經驗，6層建筑材料費占工程總造價60%，11層建筑材料費占工程總造價50%，可以大致估算出建筑安裝費用的差值，即6層隔震結構在上部結構總造價費用上減少的部分為(1512.2-1369.7)×380/60%+(41.32-31.79)×3690/60%=14.885萬元，11層隔震結構在上部結構總造價費用上減少的部分為(3150.8-2806.3)×380/60%+(247.71-218.14)×3690/60%=38.73萬元。

表1 材料費用比較

材料基價/元11層隔震耗材11層抗震耗材隔震減少費用(萬元)混凝土用量(m3)3802806.33150.821.82鋼筋用量(t)3690218.14245.7116.91

2.2 隔震結構費用增加部分

隔震結構與非隔震結構相比較，增加了1層隔震層，,因此隔震結構相比于抗震結構多出的隔震層造價這部分。隔震結構費用增加部分為：1)隔震器費用；2)隔震層構造費用；2)若將隔震層設置在地下一層柱柱頂，還應計算所引起的地下土方開挖量費用。

將采用隔震結構所節省的費用減去由于設置隔震層所增加的費用,得到：6層：14.885-14.77=0.115萬元，11層：38.73-17.21=21.52萬元。

綜上可知,建筑采用隔震結構，當建筑高度達到一定量時將減少建安工程費用。用減少費用除以整個工程造價可知,采用隔震結構與抗震結構相比,6層隔震結構增加的費用占到了工程總造價的1%左右，11層隔震結構減少的費用占到了工程總造價的0.05%左右。

表2 6層隔震結構費用增加部分

11層隔震結構費用增加部分

3 隔震結構減少損失的費用

在地震作用下，隔震結構上部結構的加速度與層間位移等都遠小于抗震結構，使得上部構件在地震中進入塑性的程度要更小，地震破壞程度相對降低，由此，在地震中的損失以及損失后的修復費用要小。