基于抗震性能的框架结构柱网尺寸优化选择原创

基于抗震性能的框架结构柱网尺寸优化选择摘要：从抗震性能以及造价两方面对框架结构的柱网尺寸进行了分析，得出了它们与柱网尺寸的关系。利用工程模糊综合评价法，通过工程实例，找到了抗震性能更好、经济更合理的框架结构柱网尺寸。关键词：框架结构，柱网尺寸，模糊综合评定中图分类号：TU318文献标识码：A框架结构具有良好的抗震性能，能够提供宽敞而灵活的使用空间，建筑造型的可塑空间大。在建筑设计中，只要选择了框架结构，就面临柱网尺寸如何选择的问题。为寻找抗震性能更好且经济合理的柱网尺寸，掌握其规律性，有必要对柱网尺寸的合理选择进行研究。本文选取了几种不同的柱网尺寸进行了抗震及造价分析，并通过工程模糊综合评定法对其进行了综合评定，确定了抗震性能更好、经济更合理的框架结构柱网尺寸，为工程人员提供了一种参考方法。1结构抗震性能评价指标结构构件在相对较小的位移下就会发生以混凝土开裂和钢筋屈服为表现的损伤，故使用与位移有关的量来衡量结构损伤和抗震性能水平可以成为一种更合适的方法。有试验研究表明，层间位移角能够反映钢筋混凝土结构层间各构件变形的综合结果，而且与结构的破坏程度有较好的相关性。因此通常以层间位移角作为钢筋混凝土框架结构抗震性能评价指标[1]。文献[2]结合国内外对性能指标的研究得出钢筋混凝土框架结构在不同性能水平时的层间位移角限值总结。见表Ⅰ。结构性能指标限值（层间位移角）表Ⅰ软结构类型蹈正常使用锣暂时使用访修复后使用粒防止倒塌睬钢筋混凝土框捆架熄1/550咏1/400授1/250晶1/502柱网尺寸大小与工程造价当柱距较小时，构件截面满足构造尺寸即可，所以其强度不能充分发挥，造成材料浪费，造价提高；当柱距较大时，构件尺寸增大，结构内力随尺寸成二次曲线增长[3]，导致设计要求提高，结构的造价提高；而只有当柱距合理时才会使造价最低。3工程实例3.1工程概况和设计参数太原市某公司的6层办公楼采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。层高3.3，抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组（）。屋面恒载为3.5，屋面活载为1.5，楼面活载为2.0；基本风压为0.35，顶层板厚120；混凝土强度等级为。3.2柱网尺寸的初选牧假定所设计的饰办公楼开间数裤保持不变，选务择单位面积上顶的工程造价鱼进行葛比较捧。依据建筑设姻计，其柱网布堂置如系图根1图所示。其炭中苍a报为柱距。下面蓄分别粒取粒3.掏0筒，塔3.且6栋，勿4.聋2蚕，河6.昆0奴，身6.惭6子，鹰7.适2训和仁7.8删进行分析讨论蛙。民稳涨校刺邪弊图纷1双3.3督爪结构设计与分桌析歉分别葵对神7唤种不同柱网尺材寸条件下的框赌架结构进行抗谢震设计甲【近4岂】挪，并根据结构昼设计进行了技挂术经济指标的巾计算和分析，栗其计算结果见邮表候Ⅱ精。依据表迎Ⅱ循中的计算结果毛可绘出框架结名构的柱距与最速大层间位移角佛、工程造价、发钢筋用量、混被凝土用量的关得系曲线，见舟图察2蜻。扑从微图幕2高可知壶：足（迈1宵）床Y宁向祥最大层间位移恒角佩基本随柱距的乱增大而减小，令而抛X精向最大层间位社移角总体上随燃柱距的增加有不增大的趋势。朝结被合看X掀向呼、贸Y不向，最大层间接位移的方案位优劣独通过工程模糊缠综合评价法得狭出倘＞资＞河＞突＞揭＞版陆＞振岛（放工程模糊综合蚊评价法款参照盾3.4净）；探（透2槽）柱距与工程质造价冲不成线性增长胳，而是在曲线预上存在一个最绑低点，即存在骆一个合理柱距显，使结构造价练最低；翁（千3锡）傲混凝土怜用量基本随柱孔距的增大而增罩大，钢筋用量输总体上也随柱爷距的增大而增熄大。汉相关截面设计邻及各因素指标哲答四墓晓哨猴表欲Ⅱ谨方案彼方歇案串1炊方概案荷2馒方落案童3玻方雹案肝4狐方企案竟5蚕方弊案易6眨方库案先7驱开间巾3.0茅3.6奴4.2粗6.0件6.6绸7.2膀7.8宏框架梁称400×30进0亏600×30缎0妨600×30绩0瞧600×30锯0押600×30拴0房600×30集0旦600×35享0挑h×b(mm纠)捎400×25查0饼400×30闭0喷450×25已0亮600×30剃0蜜650×35驶0父700×35碗0圾750×40皆0效次瑞梁击(助h×b)mm双---利---栗---鹿---叼500×25泻0端500×25畏0渡500×25老0研柱慕(订mm)赤层膜1~4忘450×45冤0晋500×50翅0饭500×50学0史550×55性0起600×60苗0垮600×60惩0疮650×65慌0卡层抽5~6盏400×40寄0也400×40逮0塘400×40想0份450×45船0气500×50册0陵500×50电0忆550×55检0厅最大层间位移的角漏X羡1/426蛛1/477裕1/354浮1/380罚1/360春1/336凯1/387烛Y杂1/429私1/486向1/462夏1/485料1/508疲1/502定1/589卸砼用崖量婶(赌m³)优428.8摧544味589.6筑849.2骄1014.7姐1081.1哪1239.7服钢筋用断量设(货t)冻48访76赏73.1皇73.4乞70.6您96.9蚁102.1乖框架主体造忽价西(坐元居/m²)萝201.23晓234.83垒206捏177.75茧178.52闹190.39被194.75妈谁道絮俗什码道图2赶3.悔4痰综合评价驼期采用件工程模糊综合绳评判析法陷对各个方案进爆行综合评价。玩工程模糊综合来评判就是对多锋种因素所影响偶的事物用模糊贸数学的方法进经行全面的评价磁。势其蓄主要步骤涌为榜[挠5纱]收:海（绞1愈）餐建立耀因素集恶。因素集示即哪影响评判对象倒的各种因素所垫组成的一个普企通集合。矩（芬）妈掀=价（最大层间位奖移角，工程造逆价，钢筋用量图，混凝土用量老）；殊（终2脾）建立评价集赖，区即达评判者对评判愁对象可能作出痒的各种总的评应判结果所组成山的集合。乒=摄（优，良，中污，差篇）蒸=出（烈100,80渡,70,60浪）；掠（打3槽）神确立播单因素评判矩拨阵床。歼如裳，经专家评定间，认为优的占锤70傅﹪吐，认为良的占店10闪﹪徒，认为中的占食1搏0枝﹪葡，认为差的占灶1腐0绘﹪浩，贸则品,逼以此类推得暗：戴（醉4卷）确立权重集负，阔即沃为了反映各因拳素的重要程度拼,吓对各个因素赋课予一相应的权扇数再组成的集合闯。稠A=(牲)剩=规（夕0.梦5忠，晓0.喝3偷，味0.拳1供，闹0.失1色）今，（旅各权数沉应满足归一性患和非负性条件仰，即横（铅i=1,2,吧3述,消…俗,m严））颤（之5挪）模糊综合评要定，违(0.43从,0.26,去0.18,0托.13);括(猫6滚)篮舰计算综合评价恭值，糖0.43巧母100+0.赴26夫凉80+0.1锁8龄离70+0.1寺3艳迷60=创84.2握.岩同样的方法可摊以计算出其它帽各方案的综合烧评价值依次为完：虹81.8,7焦4.8,86超.1,86.瞒6,80.2是,84.冠3皮。目（后7慨）综合评价值乒排序。对各个莫目标的综合评华价陆值喊W捐的大小进行优袭劣排序。由克（锤6埋）得偿＞绕李＞录矩＞尖遭＞湾稼＞则汤＞咱欺，由此可知锈，艺方汁案轨5稿，泻即遥的柱距最合理胃。4结语芹（喂1枝）溪影响柱