【同辰原創(chuàng)】建筑場地類別優(yōu)化:小投入,大回報!
- 時間:2023-11-24
- 作者:同辰建筑
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地震是一種常見的自然災(zāi)害,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計我國地震基本烈度在6度及以上地區(qū)約占國土面積的80%。其造成的破壞和影響很大,不同場地類別對地震作用的響應(yīng)會有所不同;因此研究場地類別對地震作用的影響具有重要意義。
本文將介紹場地類別對建筑地震作用效應(yīng)的影響并結(jié)合項目案例分析場地類別調(diào)整產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性差異。
01、場地類別的劃分:
建筑場地是指工程群體所在地,具有相似的反應(yīng)譜特征,其范圍相當(dāng)于廠區(qū)居民小區(qū)和自然村或不小于1.0 km2 的平面面積。其類別按建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB 50011-2010)4.1.6條規(guī)定依據(jù)場地土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度特征的不同而劃分為四類,其中Ⅰ類分為Ⅰ0、Ⅰ1兩個亞類。
02、場地類別對地震作用效應(yīng)的影響
2.1 場地類別與特征周期
建筑場地類別的劃分主要用于確定其特征周期Tg。,特征周期隨震級、震中距遠近,以及場地在受強震影響下土的變形大小而變。它既反映了場地影響的特征,又反映了震級、震中距影響的特征。根據(jù)場地類別和抗規(guī)附錄A設(shè)計地震分組可確定特征周期Tg。一個地區(qū)的地震分組一般為定值,因此場地類別直接確定了特征周期Tg取值大小。
2.2 特征周期與地震作用效應(yīng)
根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范圖5.1.5可知,隨著Tg的增大,地震影響系數(shù)α值也增大,地震力和地震作用效應(yīng)也隨之增大。
不同場地類別條件下的地震影響系數(shù)曲線圖如下:
03、工程案例分析
3.1 工程概況
某沿海地區(qū)商業(yè)、辦公、酒店綜合體項目,地震設(shè)防烈度為7度(0.15g),設(shè)計地震分組為第三組。分析單體建筑高度約140米,地上建筑面積約10.6萬平米(雙塔、上部連體結(jié)構(gòu)),原設(shè)計場地類別局部為Ⅲ類,對應(yīng)特征周期值為0.65s。
3.2 場地類別
優(yōu)化中風(fēng)化基巖空間分布圖(場地透視圖)如下:
Ⅲ類場地面積約占單體地塊面積的20%,通過對該區(qū)域軟弱土層注入相關(guān)配比摻料(GS),改變軟弱土層物理性能,從而提高軟弱土層的剪切波速;軟弱土層加固后,重新進行補勘,調(diào)整為Ⅱ類場地。整個土體加固費用約100萬元。
3.3 對比分析
3.3.1 特征周期值Tg分別如下:
原設(shè)計(Ⅲ類場地):0.65s
調(diào)整后(Ⅱ類場地):0.45s
3.3.2 結(jié)構(gòu)整體計算控制指標統(tǒng)計
3.3.3 結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性影響分析
建筑場地為Ⅲ類需按抗震設(shè)防烈度8度(0.20g)采取抗震構(gòu)造措施。
場地類別調(diào)整為Ⅱ類后相比原設(shè)計,地震剪力減小約20%,統(tǒng)計結(jié)構(gòu)成本(鋼筋、型鋼、混凝土)相應(yīng)減少約650萬元,考慮扣減局部土體加固費用100萬后,共節(jié)約建造成本約550萬元(650-100)。而且地震層間位移角(控制作用)減小約20.0%,可以減少地震作用變形,提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。
04、結(jié)論:
建筑場地類別對地震作用的影響是顯著的,為了有效地減輕地震災(zāi)害的影響,需要進行深入研究和分析,制定有效的應(yīng)對措施,比如局部加固、地震敏感建筑規(guī)避不利場地等。
同時也需要加強地質(zhì)勘察和場地類別判定工作,需要加固處理的,及早干預(yù)調(diào)整,提高場地的抗震性能和安全性的同時節(jié)約建造成本。以便在后續(xù)施工圖設(shè)計階段能夠較好的控制成本,達到限額設(shè)計的目標。
參考文獻:
[ 1 ]建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB 50011-2010)
[ 2 ]建筑抗震設(shè)計規(guī)范應(yīng)用與分析(朱炳寅)
▌作者:同辰建筑 宋科
▌本文僅代表作者個人分析總結(jié),僅供參考
▌來源:同辰建筑原創(chuàng)發(fā)布,轉(zhuǎn)載請注明以上信息