桐乡市电力调度大楼防震等级报告

摘要：文章首先介绍了桐乡电力调度大楼的地震烈度、主抗侧力构件、房屋高度等，认为必须采取一定等级的抗震设计，之后从各个角度分析了桐乡电力调度大楼的防震设置。

关键词：电力调度大楼；防震等级；抗震设计

中图分类号：TU243 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）32-0100-03

桐乡电力调度大楼是桐乡市供电局在2009年竣工的钢筋混凝土框架结构的高层建筑，从设计到施工采取了较高等级的抗震设计。桐乡电力调度大楼可以在地震烈度不超过9级的地震中，保持楼梯基本结构的完整，是抗震性能良好、防震等级较高的建筑。

1　桐乡地理位置和电力调度大厦概况

桐乡市是浙江省北部杭嘉湖平原的重要城市，属于嘉兴地级市。桐乡市在1993年由县级单位转为市级单位，这个城市具有典型的南方水乡特色，向东131km即可到达上海市，向北74km即可到达苏州，向西65km就是杭州，在上海、杭州和苏州包围的黄金三角地带之中，具有特别的经济地理价值。桐乡市境内大部分地区地势较为平坦，河流网络特别发达，全年气候具有四季分明的特点，在优美的自然环境中，桐乡市展现出一派典型的江南水乡的景象。

而桐乡市在沪杭苏三大城市的黄金位置，在电力调配网络中也是关键节点。早在1993年，桐乡就创造了中国大电网供电系统中的第一个农村电气化县。在桐乡市供电量不断增加的条件下，桐乡更成为沪苏杭电力网络中不可缺少的重要电力枢纽。

2008年至2009年，桐乡市供电局电力调度大楼施工建造。坐落在桐乡市振东新区的桐乡电力调度大楼建筑地点位于利民东路的南侧、环园路的西侧。整体建筑的结构类型为钢筋混凝土框架结构，建筑面积约为2.6万m2，楼层结构地面上的层数为21，地下的层数为1。

2　桐乡电力调度大楼抗震要求分析

钢筋混凝土房屋的抗震要求，是根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。在同一房屋中的不同结构部位以及同一结构型式在不同房屋类型中，因所起作用不同，抗震要求也有所差异。桐乡电力调度大楼以抗震等级为准进行了相应的抗震计算和结构构造措施要求。地震震害和弹塑性分析表明，钢筋混凝土结构房屋的地震反应一般表现为以下几点：

2.1　地震烈度

地震作用越大，结构的抗震要求越高。历次地震震害表明，过去一些未经抗震设计的钢筋混凝土结构，在不同烈度区的震害表现是不一样的。在烈度区为6、7度的，基本完好或轻微损坏，而处于8、9度烈度区的，可能严重破坏或倒塌。这些震害情况表明，不同烈度下的地震作用与其他荷载效应组合中所起的作用是不同的。而且在结构构件设计时，一般是按最低要求确定的。所以，在不同的地震烈度下，结构的实际抗震潜力会有很大差异。桐乡市电力调度大楼采取的是较高的抗震设计要求，地震烈度愈高，结构抗震构造要求也应愈高。桐乡电力调度大楼的抗震设计能够满足8度左右地震烈度区的作用要求。

2.2　主抗侧力构件

不同抗侧力构件组成的结构，其抗震能力决定于主要抗侧力构件。一个结构中的主、次要抗侧力构件的抗震要求应有所区别。在桐乡电力调度大楼的框架-剪力墙结构体系中，剪力墙是主要抗侧力构件，框架是次要抗侧力构件，因此框架部分的抗震要求可低于纯框架结构体系中的框架，其中的剪力墙部分应比纯剪力墙体系中的剪力墙有更高的要求。但是，当剪力墙部分承受的结构底部弯矩小于整体结构底部总弯矩的50%时，框-剪结构的变形形态将接近于框架结构，其框架部分起主要抗侧力作用，故应按纯框架结构体系的抗震等级采用。框支剪力墙的框支层，由于刚度和强度有很大削弱，通常是塑性变形集中的部位，其抗震要求应更高。

2.3　房屋高度

房屋越高地震作用效应越大，抗震要求也应越高。随着层数的增加，所需变形的要求也提高了。从简化抗震设计出发，对于较高的房屋，采用提高一个烈度的抗震构造措施来提高抗震要求。各类钢筋混凝土结构房屋，根据烈度、高度，按《建筑抗震设计规范》规定，采用相应的结构抗震等级。

结构抗震等级分为四个等级，一级要求最高，延性应当很好，二级、三级次之，四级要求最低。一般来说，结构在中等地震烈度下，已进入弹塑性阶段，结构有较大变形，允许结构的某些部位进入屈服状态，形成塑性铰；使结构保持一定的承载能力条件下，通过塑性变形耗散地震能量，可达到结构不发生破坏，这就是抗震设计中的延性要求。结构延性主要通过构成构件截面的应力性质、构件材料及截面配筋量、配筋构造等构造措施来达到。

3　防震设计

在抗震设防区，框架体系房屋的建筑体型以及结构布置应注意以下要求：

3.1　房屋的平面、立面简单、规则

平面和立面不规则的体型，在水平荷载作用下，由于体型突变，受力比较复杂，因此建筑体型在平面及立面上应尽量避免部分突出及刚度突变。若不能避免时，则应在结构布置上局部加强。立面上有局部突出和刚度突变的建筑，应考虑地震力作用下突变部分的影响，震害调查表明，房屋顶部突出结构，包括女儿墙以及屋顶的烟囱、水箱、电梯间等部位，地震时破坏率最大，这主要是由于地震力作用下的鞭鞘效应。因此，桐乡电力调度大楼顶部没有局部突出和刚度突变设计，不能避免的部分设计，凸出部分应逐步收小，使刚度不发生突变，并需做抗震验算。同时抗侧力结构的布置应尽可能使房屋的刚度中心与地震力合力作用线接近或重合，且刚度均匀，不应过分悬殊，如过分悬殊则使房屋产生扭转变形，并在框架铰中产生由于扭矩而引起的附加内力。在地震烈度较高时，即使通过计算增加柱子配筋，但仍有可能使一些构件破坏，特别是非结构构件，如填充墙、门窗等。

3.2　楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位

在地震力作用下，由于结构单元的两端扭转效应最大，拐角部位受力更是复杂，而各层楼板在楼、电梯间处都要中断，致使受力不利，容易发生震害。桐乡电力调度大楼中楼梯间和电梯间的位置布置在楼梯中间位置，在避免了两端位置的同时也保持了与楼梯拐角的距离，在结构单元方面已经具有了良好的抗震设计。

3.3　各层楼板应尽量设置在同一标高上，尽可能不采用复式框架

桐乡电力调度大楼采取的是钢筋混凝土框架结构，由于整体框架在楼板位置中断，对于震害的防震要求比较高。如果各层楼板不在同一标高上，整体框架的楼板处于中断，承重柱体的刚度相差较大，结构刚度沿高度的分布不够均匀，较为容易引起震害。在楼板标高上，桐乡电力调度大楼设置尽量保持一致，避免采用复式框架结构，获得了较高标准的抗震设计。

3.4　房屋高低层不宜用牛腿相连，宜用缝分开

由于高低层相连，高度和自重相差悬殊，震动时频率不同，必然互相推拉挤压，使牛腿连接处产生很大的应力集中，在反复的拉力、压力作用下，容易引起牛腿破坏。桐乡电力调度大楼摒弃了这种设计，保证了较高的抗震设计。

3.5　桐乡电力调度大楼抗震措施

各抗震设防类别的高层建筑结构，桐乡电力调度大楼抗震措施符合抗震设计的要求。桐乡电力调度大楼建筑场地为I类，仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级采用三级设计，地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，还应保证不少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍；地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。采用了8度抗震设计，所以桐乡电力调度大楼地下室结构的抗震等级不低于二级。与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶部上、下各一层加强设置了抗震构造措施。

参考文献

[1]　王社良．抗震结构设计（第3版）[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2007．

[2]　刘莉．城市防震减灾能力标定及可接受风险研究[J]．国际地震动态，2010，（1）．

[3]　黄叔培．浅析高层建筑的抗震结构及材料运用[J]．科技资讯，2010，（2）．