传统抗震设计和基础抗震设计初始造价比较,建筑结构论文

传统抗震设计和基础抗震设计初始造价比较,建筑结构论文摘要：隔震技术是一项非常有效的构造抗震技术,但是由于增设隔震支座导致的额外造价,导致了其应用的局限性,这华而不实并没有考虑到增设隔震支座导致的构造尺寸减少、钢筋用量减少产生的经济效益。本文通过两个比照模型分别计算了使用传统抗震手段和基础隔震手段的构造性能与材料用量,进而分析基础隔震对建筑初始造价的影响。本文关键词语：基础隔震;盈建科;有限元计算方式方法;造价;Abstract：Seismicisolationtechnologyisaveryeffectivestructuralseismictechnology,buttheadditionalcostcausedbytheadditionofisolationbearingshasledtothelimitationsofitsapplication,whichdoesnottakeintoaccountthereductioninstructuralsizecausedbytheadditionofisolationbearingsandtheeconomicbenefitsfromreduceduseofsteelbars.Inthispaper,thestructuralperformanceandmaterialusageoftraditionalseismicmeansandbaseisolationmeansarecalculatedbytwocomparisonmodels,andtheinfluenceoffoundationisolationontheinitialcostofthebuildingisanalyzed.Keyword：baseisolation;Yingjianke;finiteelementcalculationmethod;cost;1、工程大概情况星辰园48班中学是位于昆明市官渡区新亚洲体育城片区的新建项目。项目总占地面积4894.5m2，建筑面积20378.9m2。地上建筑六层，地下设有隔震层，总共7层。建筑长向120.25m，短向54.1m，层高3.9m，构造总高度19.5m。本建筑采用钢筋混凝土框架构造，建筑场地类别为Ⅲ类，抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度0.20g，设计地震分组第三组，抗震设防分类为重点设防类〔乙类〕，构造抗震等级二级。由于建筑平面形状不规则，通过设置抗震缝将建筑划分为6个单体。根据(建筑抗震设计规范〕〔GB50011-2018〕[4]，采用隔震技术设计后，上部构造水平地震影响系数最大值按0.08进行设计。竖向地震作用标准值按隔震层以上构造总重力荷载代表值的30%采用。考虑到构造单体的重复性，本次比照只选择星辰园48班中学的一个构造单体进行计算和比照。此单体长向41.1m，短向10.1m。2、隔震层选择与布置使用隔震技术的模型采用的是基础隔震技术，隔震支座设置在基础顶部、上部构造的底部。根据框架柱的竖向承载力和抗震承载力和变形的要求，本工程中的隔震支座采用铅芯橡胶支座与天然橡胶支座，本工程共采用5类183个隔震支座，支座参数如表1所示。隔震支座上支墩混凝土强度等级C40，隔震沟底垫层混凝土强度等级C15。3、构造分析为了讨论基础隔震混凝土构造在水平地震作用下的隔震效果，以星辰园48班中学的A-2区单体为例进行分析，采用软件YJK进行数值模拟分析，分别建立基础隔震构造和传统抗震构造的数值模型。模型中假定上部构造弹性变形，计算中只考虑隔震支座的弹塑性，没有考虑土与基础之间的互相作用，梁柱的材料性能完全一样，网格采用统一尺寸，构造的荷载工况一样。表1橡胶隔震支座性能参数注：R表示铅芯橡胶支座，N表示天然橡胶支座.3.1、传统抗震设计根据现行相关规范，采用传统抗震设计方式方法对星辰园48班中学的一个单体进行设计。为构造构件的布置只考虑知足各项结果计算的各项设计指标，不考虑构造构件增大后对建筑功能的影响。典型构件的截面尺寸、位置、抗震等级以及混凝土标号见表2所示。地震作用下的楼层最大位移见表3。从表3中能够看出，最大位移角出如今三层和四层中间，其值约为1/573，出如今X方向地震作用下。表2构造梁、柱设置情况3.2、基础隔震设计根据隔震设计的基本要求可知，隔震层支墩、支柱及相连构件，应采用隔震构造罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行承载力验算；隔震层下面构造按罕遇地震进行抗剪承载力验算。隔震层下面地面以上的构造在罕遇地震下的层间位移角限制应知足规范要求。根据现行相关规范，采用基础隔震方式方法对星辰园48班中学的一个单体进行设计。典型构件的截面尺寸、位置、抗震等级以及混凝土标号见表4所示。地震作用下的楼层最大位移见表5。从表5中能够看出，最大位移角出如今三层，其值约为1/1386，出如今Y方向地震作用下。比照表3和表5能够看出，采用基础隔震的构造最大位移出现位置下移，位移量减小，隔震设计更符合地震区构造的设计。表3地震作用下的楼层最大位移表表4构造梁、柱设置情况表5地震作用下的楼层最大位移表4、初始造价分析4.1、构件尺寸比照与采取基础隔震设计相比，采用传统抗震设计时，为保证构造的位移在规范的允许值范围内，框架柱柱的尺寸需要设置的很大，十分是外框架和角柱。另外，为了保证框架的整体性，避免发生扭转和层间位移比偏大，框架梁也需要增大。图2两种设计模型使用材料比照图图1两种构造模型比照图图1为两种设计方式的构造模型比照图，从图中能够看出，传统抗震设计模型的竖向构件在明显大于设置了基础隔震的构件尺寸，能够看出设置基础隔震能够有效减小竖向构架的尺寸，节约建筑空间，降低建筑成本等优点。4.2材料用量比照本文3.1和3.2的设计结果得出了全楼〔除基础外〕的钢筋、混凝土用量，其分别考虑采用传统抗震设计方案和基础隔震方式方法。图2给出了考虑了不同抗震方式方法的两种模型的钢筋和混凝土用量比照图。华而不实，由于板的配筋与隔震层的位置关系不大，因而未考虑在内。从图2中能够看出，采用基础隔震设计时，对构造所需的钢筋用量有着极大的减少，华而不实，梁的钢筋用量约为传统抗震设计时的约50%，柱的钢筋用量相比传统抗震设计时的用量减少了约60%；而由于所需构造尺寸的减小，全楼构造的混凝土用量也减少了约25%。5、结论本文使用实际案例，通过两个采用不同抗震方式方法的构造设计，分别考虑了传统抗震设计和基础抗震设计带来的初始造价的差异，得出了基础隔震设计对初始造价的减少幅度，为今后的抗震设计提供参考。比照结果表示清楚，采用基础隔震设计对全楼的钢筋使用量能减少至少50%的用量，混凝土用量可以减少约25%，这极大的减小了构造的造价，提升了整个建筑的经济性。同时，采用基础隔震设计能减小构造尺寸，为建筑使用提供更大的空间。建筑材料用量的减小也能削弱建筑建设中对环境的影响。以下为参考文献[1]周颖,陈鹏,刘璐,等.9度区某高层酒店隔震设计及经济性分析[J].建筑构造,2021(22):59-63.[2]周云,吴从晓,张崇凌,等.芦山县人民医院门诊综合楼隔震构造分析与设计[J].建筑构造,2020(24):23-27.[3]周颖,陈鹏,刘璐,等.9度区某高层酒店隔震设计