1、<p>　　某體型復雜建筑不設防震縫結構設計實例分析</p><p>　　摘要本文通過對某工程是否設置防震縫結構方案的利弊分析，提出對于體型復雜的高層建筑，只要采取的計算措施正確、構造措施恰當及通過合理布置抗震墻盡量減小地震的扭轉影響，并對局部應力集中部位采取構造加強措施，采用不設防震縫的結構方案是合理可行的。同時給出了體型復雜建筑不設防震縫所采取的計算及構造措施。 </p><p&

2、gt;　　關鍵詞體型復雜建筑；框架剪力墻結構；結構方案對比；satwe；防震縫； </p><p>　　中圖分類號： TU398+.2文獻標識碼： A </p><p><b>　　1前言 </b></p><p>　　近年來，高層建筑在我國有了迅速的發(fā)展，其特點之一是建筑體型趨向于個性化、功能化、復雜化。對于平面里面復雜的建筑，是否設置防震縫

3、，目前有兩種截然不同的處理方法。一是按照慣例用防震縫將其分為若干規(guī)則的、相互獨立的結構單元；二是不設防震縫，對可能存在應力集中的部位采取有針對性的加強措施，使整個建筑作為一個結構整體共同工作，通過適當調(diào)整抗震墻的布置使整體計算周期、位移控制在規(guī)范規(guī)定的合理范圍之內(nèi)。 </p><p>　　本文結合石家莊市某大學學術交流中心的結構設計，給出了體型復雜建筑不設防震縫的設計要點，并進一步對不設防震縫的設計方法及采取的有

4、針對性的措施進行闡釋，以期能對類似體型復雜的建筑工程抗震設計提供可鑒之資。 </p><p><b>　　2工程概況 </b></p><p>　　學術交流中心位于石家莊市，由地下1層超市，地上3層商業(yè)（裙房3層），及12層賓館、公寓、辦公樓組成。主屋面離地高度59.9 m。主樓結構平面布置為L形。設計使用年限及耐久性設計年限均為50年?？拐鹪O防分類為丙類?？拐鹪O防烈

5、度為7度，設計基本地震加速度為0.1 g，設計地震分組為第二組；建筑場地類別為Ⅱ類，設計特征周期0.40 s。本工程建筑平面南北向和東西向均有較長外伸段，屬于平面凸凹不規(guī)則（L/Bmax＞0.35、L/b＞2）及扭轉不規(guī)則（樓層豎向構件最大水平位移和層間位移大于該樓層平均值的1.2倍）結構。按《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011-2010（以下簡稱《抗規(guī)》），體型復雜、平立面不規(guī)則的建筑結構，可按實際需要在適當位置設置防震縫，形成多個較

6、規(guī)則的抗側力結構單元（結構單元1、2、3）。 </p><p>　　3規(guī)范條文規(guī)定分析 </p><p>　　針對復雜建筑結構的震害表現(xiàn)，《抗規(guī)》第3.4.5條給出了是否設置防震縫的相關規(guī)定。當必須設置防震縫時，應根據(jù)抗震設防烈度、結構材料種類、結構類型、結構單元的高度和高差情況，留有足夠的寬度，其兩側的上部結構應完全分開。當不設防震縫時，應按規(guī)定進行更精細的抗震分析并采取加強延性的構造措

7、施；在進行建筑結構設計時，對于體型復雜的建筑設置防震縫并不一定是最合理的。 </p><p>　　4是否設縫結構方案對比分析 </p><p>　　工程設縫與否，各有利弊。下面我們就以本工程為實例從模型計算、防震縫寬度確定、建筑立面美觀及施工使用等幾個方面對比分析設置防震縫的利弊。 </p><p>　　結構設置防震縫后，體型復雜的建筑結構被劃分為若干規(guī)則的結構單體

8、，各結構單體受力明確，計算簡單。問題是設縫后，一則很難避免地震時的碰撞，再則部分結構單元較長，偏心扭轉會較為嚴重。但如若不設縫，會存在結構平面復雜，連接部位易產(chǎn)生應力集中破壞等問題。 </p><p>　　4.1模型計算對比分析 </p><p>　　下面對結構是否設縫分別建立模型采用分析軟件satwe計算分析，通過數(shù)據(jù)可以看出：設置防震縫后，整個結構被分割成較規(guī)則的結構單體。對于結構單元

9、1和結構單元2，雖然x、y方向位移角減小，但因平面長寬比較大，最大層間位移比增大到了1.35和1.36，扭轉作用較不設縫整體模型增大；對于結構單元3，為純框架結構，其抗扭轉剛度明顯減小，最大位移比也增大到了1.37。因此設置防震縫后，雖在地震及風荷載作用下的周期位移滿足規(guī)范要求，但是均不如不設縫整體模型理想。同時設置防震縫不但需增設雙柱、雙墻、雙外框梁，而且由于需要進一步調(diào)整結構構件布置，增設抗震墻或加大框架柱、梁截面，從而增加工程投資

10、。 </p><p>　　4.2罕遇地震下防震縫寬度分析 </p><p>　　設置防震縫后，由表中罕遇地震下最大位移數(shù)值可以看出，在罕遇地震下，結構單元1與結構單元2的位移之和達到375.82mm，雖然計算變形值滿足規(guī)范規(guī)定的最大彈塑性層間位移角不應大于1/100的要求，但已經(jīng)超過《抗規(guī)》第6.1.4條規(guī)定最小防震縫寬度（220mm）很多。而通常情況下，為使建筑立面易于處理及最大限度增大

11、使用面積，防震縫寬度一般按規(guī)范最小值采用。由上述分析可知，通常設置的防震縫寬度數(shù)值為最低要求，按此寬度設置的防震縫僅能保證在中小地震下（即結構基本處于彈性狀態(tài)）相鄰結構不會發(fā)生碰撞，在較大地震作用下，一旦結構進入彈塑性狀態(tài)，發(fā)生碰撞的可能性將大大增加。國內(nèi)外歷次震害也充分證明了這一點。 </p><p>　　故此從以上計算結果可以看出，不設縫的整體計算方案比設縫以后各個單獨結構單元的結果要理想。 </p&g

12、t;<p>　　4.3對立面、施工及造價影響 </p><p>　　從建筑美觀角度看，如果設置防震縫，各縫都在主要立面位置上，必然破壞建筑整體的立面效果和美觀性；并且為了確保在較大地震作用下，相鄰結構單元不會發(fā)生碰撞，防震縫寬度也需較大，導致在平面上防水問題很難處理。 </p><p>　　在實際施工及使用過程中，防震縫中常常存有磚頭、砼渣塊、模板等，致使實際縫寬小于設計值，

13、妨礙了防震縫作用充分發(fā)揮。同時地震時防震縫兩側的結構碰撞，導致的主體結構損壞很難修復。 </p><p>　　對于工程造價而言，由于設置防震縫，除需在縫兩側均增設一排框架柱、外圈框架梁外，還需在防震縫兩側按規(guī)范要求增設抗撞墻，無形中增加了工程造價。 </p><p>　　因此，綜合考慮以上各個方面因素，本工程采用不設縫的建筑結構方案。 </p><p>　　5本結構

14、不設縫采取的措施 </p><p>　　1．在計算及模型調(diào)整上，由于不設防震縫，本結構屬于建筑平面南北向和東西向均有較長外伸段的凸凹不規(guī)則結構體系，L形兩端頭剛度較弱容易產(chǎn)生較大位移。為了增加整體抗扭剛度，調(diào)整周期位移等參數(shù)，結合建筑樓電梯間位置，沿建筑周邊及L形外伸段兩端設置抗震墻，以保證具有足夠的抗扭剛度，并盡可能使建筑物的剛度中心和質(zhì)量中心重合或接近，減少結構的地震扭轉效應，從以上表1中分析數(shù)據(jù)看，取得了很

15、好的效果。 </p><p>　　2．對于超長的建筑物，規(guī)范要求設置一定數(shù)量的溫度收縮縫，因本工程兩個方向長度均接近70m，且不設置防震縫，因此需采取特殊措施。目前我國超長建筑越來越多，特別是許多大型的公共建筑，因此對于不設縫技術的研究現(xiàn)在也越來越多。超長混凝土結構解決溫度應力常用方法是使用限制膨脹率的補償收縮混凝土。本工程在各層梁板中整體使用補償收縮混凝土并沿建筑平面每隔30m左右增設2m寬膨脹加強帶。同時在各

16、層樓板中均設置通長鋼筋，增加水平向鋼筋配筋率，以抵抗溫度應力，較好的解決了結構超長這一問題，不僅有效而且施工方便。 </p><p>　　3．在構造措施方面，因L形轉角部位容易產(chǎn)生應力集中，為避免結構出現(xiàn)受力薄弱部位，致使結構破壞，因此除加強此處樓板板厚及配筋，抗震墻端柱及與之相連的框架梁的構造與配筋外，還加強了此區(qū)域樓板其余邊框梁的抗拉抗扭鋼筋。 </p><p><b>