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【新葡萄8883官网AMG原创】特征周期Tg对结构经济性影响有多大?

  • 时间:2024-08-02
  • 作者:新葡萄8883官网AMG
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在建筑结构设计中,场地特征周期Tg的取值直接影响结构计算地震力的大小,当结构计算主要由地震工况控制时,其影响尤为明显。那么Tg取值对结构经济性具体影响多大呢?这与建筑的高度、户型、具体结构布置等因素都有直接关系,经济性具体数据只能做定性的分析参考。本文以我司某7度(0.15g)项目为例,对特征周期不同取值情况下,结构的经济性进行对比。





01、项目概况:


对比案例为剪力墙住宅、建筑高度43m、层高3.05m,抗震设防烈度7度(0.15g)、设计地震分组二组、场地类别Ⅲ类,结构计算为地震工况控制。


根据“建筑抗震设计规范”,特征周期取值有以下2种情况:


① 根据“抗规表5.1.4-2”查表确定的Tg=0.55s。


② 根据“抗规条文4.1.6”,当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于规范所列场地类别分界线附近时,允许按插值法确定特征周期;本项目正好符合此情况,特征周期插值Tg=0.5s。


我司方案阶段已与地勘单位沟通,确认本项目场地特征周期可取值0.5s,地勘单位重新更新了地勘报告相关章节内容,故项目初期便已经按Tg=0.5s进行结构模型计算。地勘报告更新部分内容示意如下图:


▲ 更新后地勘报告示意


出于探究特征周期Tg由0.55s调整为0.5s为甲方带来的经济效益,我司补充了Tg=0.55s方案的结构布置,用来与原Tg=0.5s方案进行经济性对比。





02、对比方案概况:


① 结构布置相同的情况下,Tg=0.5s与0.55s位移对比


经试算,不调整任何参数和布置,直接将Tg=0.5s的计算模型的特征周期由0.5s调整为0.55s后,结构位移角由1/1051变为1/966,不能满足规范要求(详见下图),需要调整结构布置才能满足规范要求。


▲ Tg=0.5s地震作用下位移角


▲Tg=0.5s调整为Tg=0.55s后位移角



② 位移角相当情况下,Tg=0.5s与0.55s结构布置对比


将Tg=0.55s结构模型调整至与Tg=0.5s结构模型位移角相当的水平,调整前、后结构布置示意见下图,图中云线所圈墙体为加长翼缘及增加墙体;


▲ Tg=0.5s结构布置


▲ Tg=0.55s结构布置



③ Tg=0.55s与Tg=0.5s位移对比


特征周期0.55s与0.5s对应的位移指标如下:



▲ 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与Tg=0.5s经济性数据对比:


为减少其他变量不确定因素对对比数据的影响,取两方案同1标准层进行数据统计,钢筋、混凝土经济性对比数据如下:


▲剪力墙结构Tg=0.5s与Tg=0.55s经济性对比





04、结 论 :


由上述对比数据可知,本项目剪力墙住宅Tg=0.5s较Tg=0.55s每平米节省约12.4元/m2,经济性是非常明显的。调整后,可取消、缩短部分剪力墙,并且对业主后期改造的可能性及建筑品质有非常大的提升,所以特征周期的准确取值对项目非常重要,高烈度地区尤为明显,应予以重视。


上述对比仅针对本项目具体户型,数据仅能参考,具体项目应具体分析。需要注意的是对比时要将2种方案的位移指标控制在同一水平,仅调整特征周期取值而不调整结构布置是不符合实际设计情况的。特征周期对于非地震工况控制的结构影响很小,对于7度(0.15g)及以上烈度地区影响较大,一般情况下烈度越高影响越大。


另外本项目对于框架结构也进行了相同情况的数据对比,由对比数据可以定性判断,场地特征周期取值对框架结构的影响更加敏感,经济性影响更大,以下仅简单展示框架结构Tg=0.5s与Tg=0.55s经济性对比的主要数据供参考,有兴趣的朋友可以进一步深入验证。


▲框架结构Tg=0.5s与Tg=0.55s经济性对比



▌作者:新葡萄8883官网AMG 张帆

▌本文仅代表作者个人分析总结,仅供参考

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