max变化对结构设计的影响'> 浅谈抗震设计中αmax变化对结构设计的影响

摘要： 本文通过理论计算分析，比较同一个工程随水平地震影响系数最大值αmax的变化砼用量和钢筋用量的变化情况，从而得出工程造价的变化情况。这对建筑结构设计工作和估算建设成本均具有一定的指导意义。

Abstract: Through theoretical analysis and calculation of the same project, the author wants to know the case of steel reinforcement and concrete material consumption vary with the greatest value αmax of horizontal earthquake, thus draws a conclusion of the changing situation of engineering cost. It will guide the architectural structure design and the estimating construction costs significantly.

关键词： 水平地震影响系数最大值αmax；抗震分析；抗震等级；轴压比；抗震措施

Key words: the greatest value αmax of horizontal earthquake；structural seismic analysis；structural seismic class；axial compression ratio；seismic measures

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）04-0084-01

0引言

2008年汶川地震后，建筑抗震设计规范和建筑工程抗震设防分类标准均作了局部的修订，其中部分修订的内容有：学校、医院和大型商场等公共建筑应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计，以增强抗震设防能力。

1抗震分析

广东省东莞辖区内分为西部Ⅶ度区，东部Ⅵ度区两个基本烈度区。根据抗震规范的要求，建于东莞6度和7度区域的乙类建筑其抗震措施均应提高一度，即分别按7度和8度进行设计，又根据中国地震局（中震防发[2009]49号）、广东省地震局（粤震[2009]39号）和东莞市地震局（东震[2009]11号）所发文件要求，对于位于东莞市长安、虎门、厚街、沙田、道颉⒑槊贰⑼牛墩、麻涌、中堂、万江、南城、莞城十二个镇街辖区范围内的学校、医院等人员密集场所建设工程的“抗震措施”按抗震设防烈度Ⅷ度确定，地震作用按地震动峰值加速度（设计基本地震加速度值）0.15g确定（αmax=0.12）；其余镇街区域的学校、医院等人员密集场所建设工程的“抗震措施”与“地震作用”按抗震设防烈度Ⅶ度确定，地震动峰值加速度（设计基本地震加速度值）0.1g确定（αmax=0.08）；而又根据工程结构可靠性设计统一标准GB50153-2008第A.1.1条规定乙类建筑安全等级宜规定为一级。基于以上规定，结构设计的安全度提高了不少，于是我们就想知道在实际设计中，一幢建筑建于不同场地时砼和钢筋用量的变化情况；具体来说，当按6度设计时时砼用量和钢筋用量是多少，而当提高为7度0.1g（αmax=0.08）和7度0.15g（αmax=0.12）时砼用量和钢筋用量分别提高了多少，造价提高了多少，而当安全等级提高为一级时，砼、钢筋用量和造价又提高了多少。为此本人选取了几个工程进行理论计算比较，并综合考虑选取其一说明如下。

2计算分析

本次计算选取位于东莞的一所学校的实验楼进行计算分析，该工程是一栋五层的实验楼，总建筑面积约为3758.96m2。建筑物平面尺寸69.60m×16.2m，地面以上高度为18.900m。高宽比H/B=18.900/16.2=1.17；长宽比为A/B=69.6/18.9=3.68，该工程为一常规框架结构，竖向刚度没有突变、平面规则。本次计算采用了PKPM系列软件中的SATWE进行结构内力分析，采用概预算软件对钢筋和砼用量进行统计（钢筋用量是对软件计算结果的直接统计）。本次计算分别对五种情况进行了计算，以下所列参数有变化（相应的抗震等级作变化），其余参数均不变，分别是①6度（水平地震影响系数最大值αmax=0.04、罕遇地震影响系数最大值为0.00），结构重要性系数γo=1.0；②6度（水平地震影响系数最大值αmax=0.07、罕遇地震影响系数最大值为0.00），结构重要性系数γo=1.0；③7度0.1g（水平地震影响系数最大值αmax=0.08、罕遇地震影响系数最大值为0.50），结构重要性系数γo=1.0；④7度0.15g（水平地震影响系数最大值αmax=0.12、罕遇地震影响系数最大值为0.72），结构重要性系数γo=1.0；⑤7度0.15g（水平地震影响系数最大值αmax=0.12、罕遇地震影响系数最大值为0.72），结构重要性系数γo=1.1。

3结论分析

计算结果表明，第①种情况的用钢量和砼用量是最小的，造价也最小，第②~⑤种情况都有不同情度的增大（增大情况详表1），这是因为随着烈度的提高（αmax的增大），地震作用的增大，结构所受的地震力会随之增大，规范相关的规定随之会越严（如轴压比控制、配筋率的要求、相对受压区高度的要求等），用钢量自然就增大了，砼构件的截面也需增大才能满足受力的要求，砼的用量也随之增加了（但增量不大，因为构件截面的大小需综合考虑建筑专业的要求和受力的要求，为方便比较，构件截面只在地震作用分别为6度和7度时作了变化）。这里需要补充说明的是第②种情况之所以要计算是因为在实际工程中，有一些场地需要做场地地震安全性评价，所做的场地安评结果中水平地震影响系数最大值往往会达到αmax=0.07（6度区），比规范所定水平地震影响系数最大值αmax=0.04要高出0.03，差不多高出一倍，而又差不多达到7度场地时的αmax=0.08，有实际比较意义。

4结语

本文通过对水平地震影响系数最大值αmax的计算比较，指出了αmax是衡量地震作用大小的一个重要的参数，αmax的大小直接影响到结构计算配筋的大小，从而影响到工程的造价。通过以上定性定量分析得出的结论，希望对建筑结构设计人员有所帮助，对业主估算建设成本的变化有所裨益。

参考文献：

[1]GB 50011-2001（2008版）.建筑抗震设计规范[S].