論結構體系在不同地震烈度中的選取

杜艷

【摘 要】本文通過對結構體系在不同地震烈度中一個具體的結構設計方案的比較，啟發我們結構設計人員遇到實際建筑工程項目時，采用不同的結構體系，實現減輕工程自重，達到經濟實用的目的。

【關鍵詞】框架結構體系；框架剪力墻結構體系；結構設計

On the structural system in a different seismic intensity of selection

Du Yan

（Architectural Design and Research Co.， Ltd. Shaanxi dawn Xi'an Shaanxi 710000）

【Abstract】Based on the structural system in a different seismic intensity in the structural design of a concrete comparison， structural designers have inspired us actual construction projects， using different architecture to achieve mitigate weight， achieve economic and practical purposes.

【Key words】Frame structure；Frame shear wall structure；Structural design

結構體系中框架結構的優勢是因為其在使用中能夠最大限度的提供空間而深受人們的親睞，大部分商場或多層辦公樓因為采用框架結構能夠使建筑物達到功能布局靈活的目的，會首選框架結構已成為人們習以為常的現象，卻忽視了框架結構體系在不同地震烈度中其固有的弱點。所以筆者為了從實踐中研究，在不同地震烈度中結構設計采用何種結構體系較為合適，故采用8度和7度抗震烈度不同地區內的兩種結構體系作比較驗算，以便在實際工程設計時選用何種結構體系更為經濟適用。

1. 汶川地震實踐：2008年汶川地震實踐證明，框架結構體系較容易出現如下一些問題

（1）本來采用框架結構體系最主要是想實現“強柱弱梁”的設計理念，汶川地震結果證明，大部分框架結構建筑物的倒塌，因為框架柱節點核心區出現嚴重損壞而導致整個建筑物的破壞，而框架梁完好無損。

（2）汶川地震又證明，結構設計人員往往又沒有對建筑填充墻的合理與否進行干預，建筑專業在建筑平立面設計中因為功能需要布置的填充墻具有一定的隨意性和不規則性，就導致了在框架結構體系中出現薄弱層，特別是填充墻的設置目前結構所用的計算軟件還不能根據實際情況帶入計算，所以如果一旦遇上地震之類的災害就會給框架構體系安全帶來隱患。

（3）汶川地震還證明，結構設計人員往往不能與建筑專業設計人員默契配合，建筑專業為了建筑整體造型需要，立面設計會在框架柱之間采用通窗，這樣填充墻就不能沿層高布導致結構短柱的出現，所以也導致了汶川地震中大量框架結構的坍塌，總之，汶川地震造成人民生命及財產的嚴重損失。同時汶川震的實踐更是對結構設計人員帶血的教訓。

（4）然而，汶川地震后，國家對《建筑抗震設計規范》（2001）中的框架結構體系中框架梁的內力做了大幅調整，其結果就是雖然滿足了框架結構體系各項計算指標，卻把框架柱及框架梁的截面不斷地加大了，框架結構工程的自重大大加大給工程建設增加了很多投資成本。

2. 8度地震烈度的驗算

2.1 汶川地震的實踐極大的教育了我們建筑工程結構的專業人員。筆者用“陜西省醫療器械檢測中心實驗樓”工程實例進行不同的地震烈度的結構體系進行驗算，明確顯示了其不同的結果?！瓣兾魇♂t療器械檢測中心實驗樓”項目位于咸陽市。三層框架結構，層高分別為5.2m、4.5m、4.2m、跨度是6.6m*8.1m；烈度是8度，地震加速度為0.2g，地震分組是第二組；筆者為了滿足計算要求框架柱截面最小要做到700mm*700mm，框架梁截面最小是300mm*800mm，計算結果如下：

X方向最大層間位移角： 1/ 570.（第 2層第 1塔），

Y方向最大層間位移角： 1/ 567.（第 2層第 1塔）

2.2 在同樣條件下，筆者適當加了幾片剪力墻，結構選型由之前的框架結構體系變成框架剪力墻結構體系，再按框架剪力墻計算的框架柱可以做到550mm*550mm；計算的框架梁最小可做到250mmx700mm。計算結果如下：

X方向最大層間位移角： 1/ 859.（第 2層第 1塔）

Y方向最大層間位移角： 1/ 826.（第 2層第 1塔）

3. 7度地震烈度的驗算

3.1 “陜西省醫療器械檢測中心實驗樓”這個同樣的項目，將地震烈度改為7度，地震加速度改為0.1g，地震分組是第一組時；采用框架結構體系：框架柱最小截面是500mm*500mm，8.1m方向的框架梁截面250mm*700mm，6.6m方向的框架梁截面是250mm*600mm。計算結果如下：

X方向最大層間位移角： 1/ 749.（第 2層第 1塔）

Y方向最大層間位移角： 1/ 651.（第 2層第 1塔）

3.2 在同等條件下又采用框架剪力墻結構體系：經過反復調整和計算，框架柱可以做到550mm*550mm；框架梁最小可做到250mmx700mm。計算結果如下：

X方向最大層間位移角： 1/ 859.（第 2層第 1塔）

Y方向最大層間位移角： 1/ 826.（第 2層第 1塔）

4. 結論

從上述工程比較驗算中可以看出，在8度地震地區，框架結構體系為了滿足結構計算各項指標的要求，就會導致梁、柱截面急劇增大，從而大大加重了建筑物的自重。從經濟比較來看是不合理的。而采用框架剪力墻結構體系則顯著的減輕自重，可以做到技術先進，經濟合理的目的。即使三、四層的商業及辦公樓，也應考慮采用框架剪力墻結構體系。如果在7度地區，框架結構體系在不增加投資成本的情況下，還能達到建筑功能靈活布置的目的，是具有一定優勢。所以說，多層建筑物，在8度地區可優先采用框架剪力墻結構體系，在7度抗震烈度以下的地區可以優先采用框架結構體系。因此，不能按慣例在《建筑抗震設計規范》（2010版）出版以前常選用框架結構體系，而應根據工程地區地震烈度條件，依據《建筑抗震設計規范》（2010版）所給定的指標選用框架剪力墻結構體系還是框架結構體系。該“陜西省醫療器械檢測中心實驗樓”，我們最后定案設計采用框架剪力墻結構體系，大大減輕了該工程自重，達到了節能減排，減少工程投資的目的。endprint