高烈度地区教育、医疗类建筑的结构设计

发布时间:2023-03-07


高烈度区结构设计的特点


     我国是一个地震多发的国家,2021年9月1日实施的《建设工程抗震管理条例》(以下简称《条例》),从城市防灾的角度出发,提高了高烈度区教育、医疗等八大类建筑的性能水准,也给高烈度区的建筑设计带来了新的特点:

     1、地震效应显著提高

    《条例》将教育、医疗等八大类建筑的设防水准提高到了“中震不坏、大震可修、巨震不倒”,带来地震效应的显著提高。以莒县城区的8度0.2g区为例,地震力在原先的基础上提高了2.5倍~3.5倍,给结构设计带来了巨大的挑战。

     我公司经过多年研究从多个方面对结构体系进行了比选,并与清华大学设计院、上海大学、杭萧钢构单位等进行深入探讨,研究发现新型钢框架-中心支撑体系具有良好的抗震性和经济性,对比结果如下:

     2、减震、隔震技术成为必要项

     隔震技术对地震力降低幅度大,但造价高,且隔震建筑需要在周边设置40~80cm宽的隔震沟,用于教育、医疗类等重点设防项目风险较大,业主比较抵触。减震技术无需设置隔震沟,通过减震构件的合理布置,可充分发挥主体结构的抗震能力及减震构件的减震效果,并显著的降低造价。

    △ 隔震建筑的隔震沟

      钢结构建筑天然具备良好的抗震性能,采用钢结构形式的建筑可有效的减少减隔震技术的使用频率,在满足抗震性能的前提下,优化建筑的使用功能。







近期完成的典型项目

      青岛路小学综合楼地上5层,主要功能为教室及办公室。项目所在地场地类别为II类,场地基本设防烈度为8度0.2g,距离发震断裂带约2km。


△ 青岛路小学综合楼

      项目采用了新型钢框架-中心支撑体系,配合减震技术设计,将钢柱截面控制在500mm以内;通过对减震部件的优化,大幅降低了阻尼器的数量。

      经测算,本项目地震反应较普通框架结构低约20%,单方含钢量较普通钢框架结构低约45kg/㎡,综合造价降低约300元/㎡。同时比采用普通钢筋混凝土结构形式的同类建筑节省总工期3~4个月。本结构体系在确保结构抗震性能的前提下,大幅降低了项目投资,创造了巨大的经济效益和社会效益,赢得了业主的一致好评。





项目示例


△ 岳石路学校项目


△ 文心路小学项目

△ 莒县精神康复医院项目






结束语

      我公司具有高烈度区丰富的结构减震隔震设计经验,通过对项目多方面、多方案的比选,确定最优的结构体系;通过抗侧力构件布置的优化,使结构整体刚度维持在较低水平,可显著降低建筑物的地震反应,提高抗震性能;对于普通7度设防抗震设防地区的同类建筑,同样可采用本钢结构建筑体系,可有效缩短工期和降低造价,取得显著的经济和社会效益。

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