基于抗震性能的框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸優(yōu)化選擇原創(chuàng)

基于抗震性能的框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸優(yōu)化選擇摘要：從抗震性能以及造價(jià)兩方面對(duì)框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸進(jìn)行了分析，得出了它們與柱網(wǎng)尺寸的關(guān)系。利用工程模糊綜合評(píng)價(jià)法，通過(guò)工程實(shí)例，找到了抗震性能更好、經(jīng)濟(jì)更合理的框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸，模糊綜合評(píng)定中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A框架結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，能夠提供寬敞而靈活的使用空間，建筑造型的可塑空間大。在建筑設(shè)計(jì)中，只要選擇了框架結(jié)構(gòu)，就面臨柱網(wǎng)尺寸如何選擇的問(wèn)題。為尋找抗震性能更好且經(jīng)濟(jì)合理的柱網(wǎng)尺寸，掌握其規(guī)律性，有必要對(duì)柱網(wǎng)尺寸的合理選擇進(jìn)行研究。本文選取了幾種不同的柱網(wǎng)尺寸進(jìn)行了抗震及造價(jià)分析，并通過(guò)工程模糊綜合評(píng)定法對(duì)其進(jìn)行了綜合評(píng)定，確定了抗震性能更好、經(jīng)濟(jì)更合理的框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸，為工程人員提供了一種參考方法。1結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在相對(duì)較小的位移下就會(huì)發(fā)生以混凝土開(kāi)裂和鋼筋屈服為表現(xiàn)的損傷，故使用與位移有關(guān)的量來(lái)衡量結(jié)構(gòu)損傷和抗震性能水平可以成為一種更合適的方法。有試驗(yàn)研究表明，層間位移角能夠反映鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層間各構(gòu)件變形的綜合結(jié)果，而且與結(jié)構(gòu)的破壞程度有較好的相關(guān)性。因此通常以層間位移角作為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià)指標(biāo)[1]。文獻(xiàn)[2]結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)性能指標(biāo)的研究得出鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在不同性能水平時(shí)的層間位移角限值總結(jié)。見(jiàn)表Ⅰ。結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)限值（層間位移角）表Ⅰ抹結(jié)構(gòu)類型牽正常使用迷暫時(shí)使用殿修復(fù)后使惕用拍防止倒塌繳鋼筋混凝僑土框架殖1/55濱0倍1/40粥0端1/25辰0頂1/502柱網(wǎng)尺寸大小與工程造價(jià)當(dāng)柱距較小時(shí)，構(gòu)件截面滿足構(gòu)造尺寸即可，所以其強(qiáng)度不能充分發(fā)揮，造成材料浪費(fèi)，造價(jià)提高；當(dāng)柱距較大時(shí)，構(gòu)件尺寸增大，結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨尺寸成二次曲線增長(zhǎng)[3]，導(dǎo)致設(shè)計(jì)要求提高，結(jié)構(gòu)的造價(jià)提高；而只有當(dāng)柱距合理時(shí)才會(huì)使造價(jià)最低。3工程實(shí)例3.1工程概況和設(shè)計(jì)參數(shù)太原市某公司的6層辦公樓采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。層高3.3，抗震設(shè)防烈度為8度，Ⅱ類場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第一組（）。屋面恒載為3.5，屋面活載為1.5，樓面活載為2.0；基本風(fēng)壓為0.35，頂層板厚120；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為。3.2柱網(wǎng)尺寸的初選積假定所設(shè)困計(jì)的辦公番樓開(kāi)間數(shù)靠保持不變根，選擇單巴位面積上夢(mèng)的工程造幫價(jià)進(jìn)行比顫較。依據(jù)梅建筑設(shè)計(jì)飲，其柱網(wǎng)裕布置如陜圖次1梯所示。其借中嗓a撿為柱距。澇下面分別犁取怎3.慨0鉗，波3.和6旋，痰4.絡(luò)2耍，卸6.等0窄，塊6.尸6棕，促7.慘2蹲和縣7.8緊進(jìn)行分析托討論。衡歷五欺寧翅筑蓬反蒸圖琴1淚3.3粒盛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適與分析兔分別產(chǎn)對(duì)磚7利種不同柱拋網(wǎng)尺寸條鐘件下的框方架結(jié)構(gòu)進(jìn)旁行抗震設(shè)扮計(jì)燙【劫4動(dòng)】童，并根據(jù)載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誓進(jìn)行了技螺術(shù)經(jīng)濟(jì)指鋪標(biāo)的計(jì)算求和分析，獲其計(jì)算結(jié)暑果見(jiàn)毅表援Ⅱ麻。依據(jù)描表街Ⅱ節(jié)中的計(jì)算靜結(jié)果可繪迅出框架結(jié)叛構(gòu)的柱距厘與最大層尚間位移角殃、工程造淡價(jià)、鋼筋融用量、混聰凝土用量侄的關(guān)系曲陡線，見(jiàn)孝圖摔2溜。從珠圖杠2盤可知：荷（茅1如）蔽Y禾向最大層盞間位移角忙基本隨柱羽距的增大壇而減小，讓而欠X飄向最大層或間位移角姥總體上隨義柱距的增冒加有增大有的趨勢(shì)。服結(jié)倘合暗X賽向辰、驕Y坦向，最大清層間位移悟的方案優(yōu)螞劣通過(guò)工色程模糊綜巾合評(píng)價(jià)法墊得出據(jù)＞謙＞酸＞遼＞沃＞梢＞啟（工程模歡糊綜合評(píng)譯價(jià)法參策照閘3.炎4礎(chǔ)）；太（打2籠）柱距與錢工程造價(jià)搏不成線性脖增長(zhǎng)，而劫是在曲線忠上存在一栗個(gè)最低點(diǎn)瀉，即存在豈一個(gè)合理滑柱距，使碰結(jié)構(gòu)造價(jià)友最低；秋（母3肢）混凝土金用量基本逗隨柱距的賊增大而增喉大，鋼筋而用量總體圣上也隨柱課距的增大撐而增大。揪相關(guān)截面皂設(shè)計(jì)及各橫因素指隔標(biāo)浩彼謠齊使窄率攤唐陸表磨Ⅱ腳方案津方朗案瘡1恨方車案犯2因方賀案各3河方悅案狼4萬(wàn)方圾案轉(zhuǎn)5叮方高案澤6燃方照案酸7伍開(kāi)間恢3.0仇3.6結(jié)4.2殲6.0掀6.6進(jìn)7.2綢7.8多框架梁恨400×箏300邁600×腎300辰600×膛300怖600×繞300葬600×花300慰600×宏300條600×哭350潛h×b(賓mm)董400×高250駝400×椒300喬450×藏250拼600×己300鳴650×混350竿700×揚(yáng)350雅750×恒400傅次融梁敞(熟h×b)搬mm動(dòng)---火---進(jìn)---休---攝500×超250擺500×護(hù)250桐500×師250夕柱近(怒mm)夏層徑1~4殿450×喚450其500×弦500寬500×守500辟550×差550峰600×享600末600×遼600春650×暗650攔層嗽5~6胸400×冰400憲400×相400妹400×慕400己450×俯450綢500×惡500暖500×遲500癢550×想550蓄最大層間鋪位移角圣X湯1/42播6宮1/47蕉7椒1/35砌4頓1/38偉0策1/36吃0浪1/33險(xiǎn)6頃1/38廈7話Y兵1/42投9穩(wěn)1/48渴6惰1/46銹2壯1/48難5沿1/50燦8陜1/50梁2煙1/58固9吼砼用蛙量宵(僅m3)鼻428.聰8吵544棵589.顛6強(qiáng)849.銀2趟1014遲.7秩1081趁.1咐1239功.7涂鋼筋用錘量宗(掌t)罷48源76嗓73.1文73.4狀70.6龜96.9諸102.及1頭框架主體撒造喊價(jià)易(籠元有/m2)宿201.網(wǎng)23愉234.炎83誕206男177.傘75吉178.啞52食190.葉39纏194.腹75圖2性3.繼4拖綜合評(píng)價(jià)巧迫慢采用工程牲模糊綜合穗評(píng)判法對(duì)金各個(gè)方案險(xiǎn)進(jìn)行綜合扮評(píng)價(jià)。耗工程模糊緣綜合評(píng)判錄就是對(duì)多貞種因素所錦影響的事園物用模糊梳數(shù)學(xué)的方步法進(jìn)行全爹面的評(píng)價(jià)吐。其主要爬步驟為咸[5]耕:覺(jué)（舟1忘）建立因爬素集。因希素集剩即捆影響評(píng)判蓋對(duì)象的各繳種因素所兔組成的一恨個(gè)普通集拉合。落（科）傷=育（最大層能間位移角渴，工程造夕價(jià)，鋼筋偶用量，混漠凝土用量遍）；我（墓2?。┙⒃u(píng)衡價(jià)集，簡(jiǎn)即評(píng)判者祥對(duì)評(píng)判對(duì)催象可能作傷出的各種辮總的評(píng)判裳結(jié)果所組否成的集合頃。局=所（優(yōu)，良療，中，差系）振=啟（奏100,筋80,7警0,6彈0桿）；和（渣3坦）確立單得因素評(píng)判綱矩陣。推如鬼，經(jīng)專家侍評(píng)定，認(rèn)凍為優(yōu)的哀占飯7毫0確﹪陵，認(rèn)為良天的踐占宵1科0殲﹪惑，認(rèn)為中才的半占副1獎(jiǎng)0死﹪賺，認(rèn)為差糠的皺占紗1襖0捏﹪攻，則舉,筋以此類推先得：遵（償4丟）確立權(quán)趣重集，恰即辯為了反映促各因素的憶重要程度開(kāi),道對(duì)各個(gè)因妨素賦予一西相應(yīng)的權(quán)熔數(shù)組成的妥集合訂。賽A=(銹)不=品（轟0.岡5悟，芬0.術(shù)3戰(zhàn)，搖0.育1應(yīng)，稈0.炮1僵），（肌各權(quán)數(shù)味應(yīng)滿足歸租一性和非菊負(fù)性條件期，即叼（寒i=1,砌2,3老,奸…咸,對(duì)m瓜））止（彎5跪）模糊綜麗合評(píng)定，群(0.歡43,0猴.26,鬼0.18祥,0.1汗3);賴(塊6)娘弦計(jì)算綜合偷評(píng)價(jià)值，當(dāng)0.43切100+玻0.26站80+0肆.18孤70+0查.13酬60=8積4.2.貝同樣的方唉法可以計(jì)戲算出其它雕各方案的捧綜合評(píng)價(jià)緩值依次為黃：胖81.8榜,74.施8,86抹.1,8詢6.6,葵80.2武,84.勝3厭。趨（國(guó)7梳）綜合評(píng)狡價(jià)值排序陰。對(duì)各個(gè)棟目標(biāo)的綜標(biāo)合評(píng)價(jià)夏值梢W萍的大小進(jìn)脊行優(yōu)劣排括序。由獅（客6蠢）得勺＞摔＞閃＞杰＞料＞脂＞耕，由此可熟知，方菠案犯5肅，即忽的柱距最儲(chǔ)合理。案4朵挽結(jié)語(yǔ)事（麗1述）影響柱團(tuán)網(wǎng)尺