斜撑在多层框架中的应用

黄会圣

(太原普可佳工程设计有限公司，山西 太原 030002)

0 引言

建筑结构所承受的荷载包括竖向荷载(如自重及各种设备的重量)和水平荷载(如风荷载与水平地震作用)。在高层建筑中，水平荷载将成为控制设计的主要因素，从而使得结构的抗侧移能力成为主要矛盾。在以前研究中，我们提出了采用钢筋混凝土斜撑框架结构的抗侧力体系，研究表明，该种结构体系具有良好的抗震性能，并具有节约材料，降低工程造价等优点。斜撑，阻尼撑等在高层中近几年广泛应用，在钢结构中也应用较多，而在多层中斜撑应用如何有待研究。

1 工程实例

1.1 工程概况

项目位于太原市某市场的两层框架结构，1 层，2 层为商业建筑屋顶为停车场;1 层层高4.5 m，2 层层高3.3 m。结构平面如图1 所示。

图1 结构平面图

1.2 基本设计参数

根据GB 50068—2001 建筑结构可靠度设计统一标准有关条文，本工程设计基准期为50年，设计使用年限50年，安全等级为二级。

根据GB 50223—2008 建筑抗震设防分类标准，本工程为丙类建筑。

抗震设防烈度8 度，设计基本抗震加速度0.20g，设计地震分组第一组。

根据岩土勘查报告，本工程场地类别为Ⅲ类设计特征周期0.45 s。

本工程实例虽然比较简单，但是很有比较价值，大家可以根据以下数据对比分析。

从工程平面来看结构平面为带状，长宽比较大，结构X 向，Y向刚度差异较大。同时在抗震方面双排柱结构亦不提倡抗震防线只有一道，同时仍有造成结构扭转。

2 普通框架结构计算结果

采用框架柱截面600 mm×600 mm，主框架梁截面500 mm×700 mm。

采用PKPM2010 版V2.1SATWE 计算。

1)周期振型见表1。

2)位移比见表2。

3)配筋结果见图2。

框架柱配筋率均大于5%。

表1 周期振型表(一)

表2 位移比表(一)

图2 配筋结果示意图（一）

3 框架+斜撑结构计算结果

采用框架柱截面600 mm×600 mm，主框架梁截面500 mm×700 mm，斜撑截面450 mm×450 mm。斜撑采用“人”字撑。

采用PKPM2010 版V2.1SATWE 计算。

图3 为斜撑平面布置图。

图3 斜撑布置图

斜撑布置于结构端部，水平间距25.2 m。

1)周期振型见表3。

2)位移比见表4。

3)配筋结果见图4。

框架柱配筋均为最小配筋率0.85%。

4 结果对比

从表5 对比结果可以看出增加混凝土斜撑后结构刚度明显增大，且X，Y 两个反向刚度较接近扭转振型明显改善;可以看出梁配筋基本不变，但框架柱配筋明显下降，经济性显著。

表3 周期振型表(二)

表4 位移比表(二)

图4 配筋结果示意图（二）

表5 结果对比表

5 结语

本文虽然用了一个简单的工程实例，但是结果明确:在抗震设防高烈度地区对于长短向刚度差异较大，平面不规则的结构使用混凝土斜撑效果明显。在多层框架结构中斜撑的刚度低于剪力墙，在局部增加斜撑不会引起结构刚度的大幅改变，是介于框架结构和框剪结构之间一种结构形式。可明显改善结构的抗震性能，且大幅度节约成本。如在多层框架中合理应用会收到较好的效果。

［1］GB 50009—2012，建筑结构荷载规范［S］.

［2］GB 50011—2010，建筑抗震设计规范［S］.

［3］GB 50010—2010，混凝土结构设计规范［S］.

［4］徐 建.建筑结构设计常见及疑难问题解析［M］.北京:中国建筑工业出版社，2007.