在地產(chǎn)項(xiàng)目成本控制與結(jié)構(gòu)安全的微妙天平上，“周期折減系數(shù)”是一個(gè)常被忽視卻舉足輕重的砝碼。它直接影響地震力的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)而顯著影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸與整體造價(jià)。本文將從規(guī)范原理與規(guī)定出發(fā)，結(jié)合軟件建模分析，對比不同取值的經(jīng)濟(jì)性影響。結(jié)合我司服務(wù)項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為設(shè)計(jì)人員和決策者提供實(shí)用的周期折減系數(shù)取值策略與建議，助力項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)安全與成本的雙贏。

一、基本原理

建筑結(jié)構(gòu)的基本周期與結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度相關(guān)，周期與剛度的關(guān)系可近似理解為成反比關(guān)系：剛度增大，周期減小，當(dāng)?shù)卣饎?dòng)周期大于特征周期（T>Tg）時(shí)，地震作用力將增大（如圖一所示地震影響系數(shù)曲線）。而在結(jié)構(gòu)的建模分析中，當(dāng)前普遍做法是僅將填充墻的自重作為荷載輸入，而未考慮其剛度對整體結(jié)構(gòu)的影響。因此，規(guī)范引入了周期折減系數(shù)，用以近似模擬填充墻剛度帶來的貢獻(xiàn)。

圖一 地震影響系數(shù)曲線

二、各規(guī)范規(guī)定匯總

針對不同結(jié)構(gòu)類型和體系，各規(guī)范對周期折減系數(shù)的取值規(guī)定總結(jié)于表1，便于設(shè)計(jì)人員直接查閱參考。

三、建模取值分析

非承重外圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻的剛度，對結(jié)構(gòu)的整體剛度、地震力分布及相鄰構(gòu)件的破壞模式均會(huì)產(chǎn)生影響。其影響大小與圍護(hù)墻及隔墻的數(shù)量、自身剛度、以及與主體結(jié)構(gòu)的連接方式直接相關(guān)。

由于規(guī)范規(guī)定的周期折減系數(shù)取值是一個(gè)范圍值，為相對準(zhǔn)確分析隔墻對結(jié)構(gòu)剛度的實(shí)際影響，以北京某項(xiàng)目為例進(jìn)行分析：8度（0.20g），II類場地，15F剪力墻結(jié)構(gòu)。

分析時(shí)對兩個(gè)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行對比：

模型①：將原設(shè)計(jì)模型周期折減系數(shù)由0.90/0.95改為1.0?？紤]砌體墻線荷載，但不考慮隔墻剛度貢獻(xiàn)。分析結(jié)構(gòu)自振周期T1。

模型②：將原設(shè)計(jì)模型周期折減系數(shù)由0.90/0.95改為1.0。刪除隔墻線荷載，按實(shí)際填充墻建模（見圖二、四），考慮隔墻剛度貢獻(xiàn)（前處理參數(shù)勾選考慮填充墻剛度）。蒸壓加氣混凝土砌塊/墻板彈性模量、泊松比等參數(shù)參照《蒸壓加氣混凝土制品應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JGJT 17-2020取值。分析結(jié)構(gòu)自振周期T2。

圖二 填充墻按隔墻建模

圖三 填充墻彈性模量、泊松比等參數(shù)取值

圖四 模型②三維模型

圖五 參數(shù)勾選考慮填充墻剛度

在保證模型①與模型②荷載基本一致前提下（見圖六），模型②相比模型①前三周期減小比例均小于3%（即|T2-T1|/T1＜3%，見圖七）。因此，該項(xiàng)目的周期折減系數(shù)可取0.97，原設(shè)計(jì)取值0.90/0.95顯得偏保守。

圖六 模型①與模型②質(zhì)量對比

圖七 模型①與模型②周期對比

四、不同取值經(jīng)濟(jì)性對比

將原設(shè)計(jì)周期折減系數(shù)取值0.90/0.95與填充墻建模分析得出的建議值0.97進(jìn)行對比，分析其對地震力、位移角、含鋼量等指標(biāo)的影響，結(jié)果如表2所示。

對比可見，周期折減系數(shù)取值0.97相對于0.90，梁墻柱含鋼量降低約1.1kg/m2，降幅約3.7%。此外，周期折減取值0.90時(shí)，模型位移角指標(biāo)不滿足規(guī)范要求，需增加剪力墻布置；而取0.97時(shí)，位移角指標(biāo)富余，可考慮降低布墻率以提升建筑空間品質(zhì)。若考慮布墻率優(yōu)化，兩者的實(shí)際經(jīng)濟(jì)性差距會(huì)更大。

五、分析結(jié)論及建議

周期折減系數(shù)若統(tǒng)一按規(guī)范取值范圍的低值或中間值取值，有時(shí)過于保守。尤其在高烈度區(qū)，剪力墻布置通常較多，結(jié)構(gòu)剛度較大；且裝配式建筑多采用輕質(zhì)砌體墻或輕質(zhì)隔墻板，其相對剛度貢獻(xiàn)較小。因此，精準(zhǔn)把握周期折減系數(shù)這一“隱形變量”，通過科學(xué)建模與分析確定合理取值，是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目安全與經(jīng)濟(jì)雙贏的關(guān)鍵路徑。

結(jié)合我司服務(wù)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，對于一般剪力墻住宅，填充墻采用蒸壓加氣塊或板材時(shí)，周期折減系數(shù)取值建議如下：

6度區(qū)，建議取0.90；

7度區(qū)（含7度半），建議取0.90~0.95（7度半取較高值）；

8度區(qū)（含8度半），建議取0.95~0.99（8度半取較高值）；

具體取值應(yīng)結(jié)合剪力墻與填充墻相對數(shù)量等因素，通過建模分析確定。

特殊說明：

①平臺段效應(yīng)：當(dāng)結(jié)構(gòu)周期位于地震影響系數(shù)曲線的平臺段時(shí)，周期折減系數(shù)通常取1.0；

②柔性連接：當(dāng)填充墻與主體結(jié)構(gòu)采用柔性連接時(shí)，周期折減系數(shù)通常取1.0；

③地方標(biāo)準(zhǔn)：地方標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定的除外，例如廣東省按中震設(shè)計(jì)時(shí)，周期折減系數(shù)通常取1.0；

④特殊工藝：對于外墻、電梯井、分戶墻等采用鋁膜工藝的情況，需專門分析其對周期折減系數(shù)的影響。

▌作者：同辰科技 張功義