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【同辰原創(chuàng)】特征周期Tg對結(jié)構經(jīng)濟性影響有多大?

  • 時間:2024-08-02
  • 作者:同辰建筑
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在建筑結(jié)構設計中,場地特征周期Tg的取值直接影響結(jié)構計算地震力的大小,當結(jié)構計算主要由地震工況控制時,其影響尤為明顯。那么Tg取值對結(jié)構經(jīng)濟性具體影響多大呢?這與建筑的高度、戶型、具體結(jié)構布置等因素都有直接關系,經(jīng)濟性具體數(shù)據(jù)只能做定性的分析參考。本文以我司某7度(0.15g)項目為例,對特征周期不同取值情況下,結(jié)構的經(jīng)濟性進行對比。





01、項目概況:


對比案例為剪力墻住宅、建筑高度43m、層高3.05m,抗震設防烈度7度(0.15g)、設計地震分組二組、場地類別Ⅲ類,結(jié)構計算為地震工況控制。


根據(jù)“建筑抗震設計規(guī)范”,特征周期取值有以下2種情況:


① 根據(jù)“抗規(guī)表5.1.4-2”查表確定的Tg=0.55s。


② 根據(jù)“抗規(guī)條文4.1.6”,當有可靠的剪切波速和覆蓋層厚度且其值處于規(guī)范所列場地類別分界線附近時,允許按插值法確定特征周期;本項目正好符合此情況,特征周期插值Tg=0.5s。


我司方案階段已與地勘單位溝通,確認本項目場地特征周期可取值0.5s,地勘單位重新更新了地勘報告相關章節(jié)內(nèi)容,故項目初期便已經(jīng)按Tg=0.5s進行結(jié)構模型計算。地勘報告更新部分內(nèi)容示意如下圖:


▲ 更新后地勘報告示意


出于探究特征周期Tg由0.55s調(diào)整為0.5s為甲方帶來的經(jīng)濟效益,我司補充了Tg=0.55s方案的結(jié)構布置,用來與原Tg=0.5s方案進行經(jīng)濟性對比。





02、對比方案概況:


① 結(jié)構布置相同的情況下,Tg=0.5s與0.55s位移對比


經(jīng)試算,不調(diào)整任何參數(shù)和布置,直接將Tg=0.5s的計算模型的特征周期由0.5s調(diào)整為0.55s后,結(jié)構位移角由1/1051變?yōu)?/966,不能滿足規(guī)范要求(詳見下圖),需要調(diào)整結(jié)構布置才能滿足規(guī)范要求。


▲ Tg=0.5s地震作用下位移角


▲Tg=0.5s調(diào)整為Tg=0.55s后位移角



② 位移角相當情況下,Tg=0.5s與0.55s結(jié)構布置對比


將Tg=0.55s結(jié)構模型調(diào)整至與Tg=0.5s結(jié)構模型位移角相當?shù)乃剑{(diào)整前、后結(jié)構布置示意見下圖,圖中云線所圈墻體為加長翼緣及增加墻體;


▲ Tg=0.5s結(jié)構布置


▲ Tg=0.55s結(jié)構布置



③ Tg=0.55s與Tg=0.5s位移對比


特征周期0.55s與0.5s對應的位移指標如下:



▲ Tg=0.5s地震作用下位移角


▲ Tg=0.55s地震作用下位移角





03、Tg=0.55s與Tg=0.5s經(jīng)濟性數(shù)據(jù)對比:


為減少其他變量不確定因素對對比數(shù)據(jù)的影響,取兩方案同1標準層進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,鋼筋、混凝土經(jīng)濟性對比數(shù)據(jù)如下:


▲剪力墻結(jié)構Tg=0.5s與Tg=0.55s經(jīng)濟性對比





04、結(jié) 論 :


由上述對比數(shù)據(jù)可知,本項目剪力墻住宅Tg=0.5s較Tg=0.55s每平米節(jié)省約12.4元/m2,經(jīng)濟性是非常明顯的。調(diào)整后,可取消、縮短部分剪力墻,并且對業(yè)主后期改造的可能性及建筑品質(zhì)有非常大的提升,所以特征周期的準確取值對項目非常重要,高烈度地區(qū)尤為明顯,應予以重視。


上述對比僅針對本項目具體戶型,數(shù)據(jù)僅能參考,具體項目應具體分析。需要注意的是對比時要將2種方案的位移指標控制在同一水平,僅調(diào)整特征周期取值而不調(diào)整結(jié)構布置是不符合實際設計情況的。特征周期對于非地震工況控制的結(jié)構影響很小,對于7度(0.15g)及以上烈度地區(qū)影響較大,一般情況下烈度越高影響越大。


另外本項目對于框架結(jié)構也進行了相同情況的數(shù)據(jù)對比,由對比數(shù)據(jù)可以定性判斷,場地特征周期取值對框架結(jié)構的影響更加敏感,經(jīng)濟性影響更大,以下僅簡單展示框架結(jié)構Tg=0.5s與Tg=0.55s經(jīng)濟性對比的主要數(shù)據(jù)供參考,有興趣的朋友可以進一步深入驗證。


▲框架結(jié)構Tg=0.5s與Tg=0.55s經(jīng)濟性對比



▌作者:同辰建筑 張帆

▌本文僅代表作者個人分析總結(jié),僅供參考

▌來源:同辰建筑原創(chuàng)發(fā)布,轉(zhuǎn)載請注明以上信息