高烈度区框架-核心筒结构设计

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1、高烈度区框架-核心筒结构设计中轻质墙体的应用与分析上海华东建设发展设计有限公司副总工程师赵德良上海同设建筑设计院有限公司建筑师周琳琳【提要】采用蜂巢轻质墙体，降低结构自重，从而降低结构受到的地震作用，达到降低结构用钢量，降低工程造价，节省墙体投资的目的。【关键词】蜂巢轻质墙体高烈度地震作用工程造价1.海尔斯蜂巢轻质墙体构造海尔斯蜂巢轻质墙体是以纤维蜂窝为芯材，不燃材料植物纤维水泥蒸压板为敷面，用天然玉米淀粉胶复合而成，一种采用专用填充剂为柔性龙骨和相应辅材所链接的全新结构体系。可广泛用于各种建筑物的内

2、隔墙体，因其单位平方米重量仅相当于普通多孔砖墙体的二十五分之一，相当于混凝土空心砌块的十五分之一，相当于轻钢龙骨纸面石膏板的三分之一，所以更适用于高层建筑的内隔墙体。其基本构造见图1。详见《海尔斯蜂巢轻质墙体构造》图集/2009沪J/T-147图1海尔斯蜂巢轻质墙体海尔斯蜂巢轻质墙体具有良好的抗震、缓冲性能，轻质、安装快捷方便、不开缝、不变形，占用空间小；防水、保温、节能、隔音，不含有放射性、毒害性物质，废弃物可降解、无污染；是安全可靠的新型绿色环保建材。该墙材体系全国首创，安装技术经科技查新为国际先

3、进。海尔斯蜂巢轻质墙体自重为18kg/m2，厚度为100mm，抗压强度为5N/mm2。有专用限位槽、专用填充剂、专用嵌缝剂和专用尼龙锚栓等组合进行安装，构成全新的海尔斯蜂巢轻质墙体结构体系。也是上海市高新技术成果。我们将其在高烈度区框架-核心筒结构设计中的应用，并获得了5很好的成效。2.工程概况宿豫经济开发区商务中心主楼位于江苏省宿迁市宿豫区，为钢筋混凝土框架-核心筒结构，地下1层，地上23层，结构总高度81.90米，总建筑面积约为20,000m2，抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，设计基本地

4、震加速度为0.30g。标准层结构平面图见图2，主楼的效果图见图3。本工程结构设计基本参数见下表：表1序号项目数据内容1建筑结构的安全等级二级2地基基础安全等级乙级3桩基安全等级甲级4设计使用年限50年5抗震设防类别丙类建筑6地基土液化等级及处理不考虑地基土液化影响7地震加速度8度0.3g8设计地震分组第一组9场地土类别III类场地土10特征周期Tg=0.45s11水平地震影响系数最大值αmax=0.2412抗震等级一级13风荷载0.40KN/m214地面粗糙度B级　结构设计主要截面见下表：表2构件类型

5、楼层典型框架柱（b×h）框架梁（b×h）抗震墙厚度（mm）柱、墙混凝土强度等级地下室～第5层600×1000400×700400×600700600C60第6层～第12层600×1000400×700400×600600500C60～C50第13层～第17层600×600400×700400×600500400C40～C30第18层～屋面400×600300×500300×700400300C305图2宿豫经济开发区商务中心典型楼层结构平面图图3宿豫经济开发区商务中心效果图3.采用海尔斯蜂巢轻质墙体与

6、采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体的比较5由于海尔斯蜂巢轻质墙体密度很小，用于高层建筑将有效减小结构重量，从而降低结构受到的地震作用。对于处在高地震烈度区的高层建筑来说，使用海尔斯蜂巢轻质墙材更能显示出其减轻地震作用的良好效果。下面将以宿豫经济开发区商务中心这一钢筋混凝土框架-核心筒结构为例，对采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块墙体、加气混凝土砌块墙体三种情况下的结构动力特性、地震作用下基底剪力、地震作用下层间位移角、结构配筋用钢量等进行比较。3.1结构动力特性比较表3列出了建筑中采用海尔

7、斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体三种情况下的结构动力特性比较，从表中可以看出，当采用蜂巢轻质墙体时，结构的周期较小，而结构的刚度在两种情况下是不变的，说明此时结构的质量较低。实际上，采用海尔斯蜂巢轻质墙体时结构的总质量为41743吨，采用混凝土空心砌块墙体时结构的总质量为46793吨，采用加气混凝土砌块墙体时结构的总质量为45011吨，三者比较后发现采用海尔斯蜂巢轻质墙体结构质量减少约12％和8%。由于地震作用是惯性力作用，减小结构质量将会减小结构承受的地震作用。表3三种情况下的

8、结构动力特性比较支撑类型自振周期海尔斯蜂巢轻质墙体(X+Y+Rz)混凝土空心砌块墙体(X+Y+Rz)加气混凝土砌块墙体(X+Y+Rz)T1（s）1.3457(1.00+0.00+0.00)1.4152(1.00+0.00+0.00)1.3905(1.00+0.00+0.00)T2（s）1.2600(0.00+1.00+0.00)1.3242(0.00+1.00+0.00)1.3015(1.00+0.00+0.00)T3（s）0.8569(0.00+0.0