高设防烈度地区酒店项目结构选型分析

唐羽　李勇志

【摘 要】美林湖丽江酒店项目建筑上部六层，地下一层，上部为公寓，下部为会议室、大堂等较为开敞的空间。经过了多次结构试算后，提出七种可供选择的上部结构方案，并对不同的结构方案进行了经济性和技术性分析比较，为8度半地区酒店结构选型提供参考。

【关键词]】高设防烈度；结构选型；经济性；技术性

1工程概况

美林湖丽江酒店项目位于云南省丽江市文笔海旁，场地抗震设防烈度为8度半（0.3g），场地类别为Ⅲ类。该建筑上部六层，地下一层，首层层高5.15m、二层层高4.45m、三层及以上标准层层高3.3m高。上部为公寓，下部为会议室、大堂等较为开敞的空间，这导致仅楼梯间、电梯间的竖向构件可以直落，而8度半的设防烈度会有较大的水平地震作用，这对本项目的结构设计提出了一定的挑战，为找出在经济性和技术性上较为合理的结构形式，本文以1-19～1-24交1-F～1-K轴单体为例进行了比较分析。该单体X向尺寸为50.75m，Y向尺寸为23.4m。

2结构选型

根据现有建筑方案条件，经过了多次结构试算后，提出五种可供选择的上部结构方案，对各结构方案简述如下：

2.1 可供选择的结构体系和类型

方案一：普通框架剪力墙结构体系，在左侧楼梯和右侧电梯厅处均布置水平和竖向剪力墙。1～3层根据建筑布置900×1000mm的钢筋混凝土柱， 4～6层柱截面减少为900×700mm。X向框架梁尺寸最大为500×1000mm，Y向框架梁尺寸为300×600，300×700mm。剪力墙厚度1层为200～500mm，2～6层为200～400mm，其中3～6层Y向主要尺寸为200mm。由于建筑功能上的限制，X方向加剪力墙的位置主要集中在核心筒和楼梯处。

方案二：框架剪力墙结构体系（部分钢板剪力墙），结构布置与方案一基本相同，区别为部分剪力墙加钢板后能减少截面厚度，分别为1层一片500mm和一片450mm减少至450mm和300mm，2-3层一片400mm减少至300mm。

方案三：X向加设粘滞阻尼器的框架剪力墙结构体系，在方案一的基础上增设阻尼器使结构X向的目标阻尼比达到11%，从而达到减少框架梁高的目的。1层根据建筑布置900×1000mm的钢筋混凝土柱，2层以上柱截面减少为900×700mm 。X向框架梁尺寸最大为400×800mm，Y向框架梁尺寸为300×600，300×700mm。剪力墙厚度各层均为200～400mm，其中1～6层Y向主要尺寸为200mm。初步估计2～5层X个方向各有三个阻尼装置，共12个阻尼装置。

方案四：框架剪力墙BRB（屈曲约束支撑）结构体系，在左侧楼梯和右侧电梯厅处均布置水平和竖向剪力墙。1～3层根据建筑布置900×1000mm的钢筋混凝土柱， 4～6层柱截面减少为900×700mm。X向框架梁尺寸最大为400×800mm，Y向框架梁尺寸为300×600，300×700mm。剪力墙厚度1层为200～500mm，2～6层为200～400mm，其中3～6层Y向主要尺寸为200mm。由于建筑功能上的限制，X方向加剪力墙的位置主要集

中在核心筒和楼梯处。仅在2层X向布置四

道BRB；在3层X向布置六道BRB。

方案五：纯钢结构带支撑体系。1～2层根据建筑布置直径主要为650mm（t=30mm）的钢管柱， 3～4层柱截面减少为550mm（t=25mm）。钢梁截面采用工字形，主梁高由630mm逐步减少到500mm。为满足规范对层间位移角的要求，在各层布置箱形斜撑，截面尺寸最大350×350mm，总布置52根。

上述五个方案在结构上均能成立。整体计算指标如表1所示。

2.2 经济性比较

通过以上对比，经济性最好的是方案一及方案二，采取减震措施的方案（方案三、四）比普通框剪增加造价分别为28.7元/m2、15.9元/m2。钢结构方案（方案五）比普通框剪增加造价分别为516.6元/m2。

2.3 技术比较

方案一：普通框架剪力墙结构

优点：造价经济，技术成熟，工期可控，施工队伍选择范围大。由于基本可由施工单位垫资，故前期资金压力小。

缺点：施工需要支撑模板，由于X向梁高达1000mm，使建筑净高及外立面受一定影响，工期相对钢结构方案较长。

方案二：框架剪力墙结构体系（部分钢板剪力墙）

优点：一定程度缩小了墙截面，增加了实用面积。

缺点：钢板剪力墙对现场施工工艺技术要求较高，增加施工难度，工期会有所加长，个别墙厚的减少并没带来实质的变化

方案三：框架剪力墙结构体系（带粘滞阻尼器）

优点：相比普通框架剪力墙体系，梁截面由500×1000减少至400×800，建筑在净空增加。

缺点：造价比普通框架剪力墙结构有所提高，但增加的幅度不大。

方案四：框架剪力墙BRB（防屈曲）结构体系

优点：与框架BRB（防屈曲）结构体系优点类似，且造价有所降低。

缺点：相对于普通框架剪力墙结构造价略有增加，但增加幅度甚微。

方案五：纯钢结構带支撑体系

优点：方案实现度较高，缩小了结构构件截面，增加了实用面积和建筑净空，施工不需支撑模板，施工速度快。

缺点：造价较高，安装工艺对施工队伍技术要求高，需要选择技术力量雄厚的施工单位，否则工期反而可能增加质量也难保证。钢构件需要提前采购制作且无法垫资，甲方前期的资金压力大。

3 结论

1.如单从造价上考虑，方案一框架剪力墙结构最为经济，但X方向梁截面为500×1000，对建筑使用影响较大。

2.方案二不能显著改变建筑使用功能且增加施工难度，延长工期，故不建议采用。

3.方案三、四采用了减震措施，虽一定程度上增加的建造成本，但X向梁截面可减少到400×800，对建筑功能使用及立面影响相对较少。若从建筑使用角度上考虑兼顾造价因素，可从上述两个减震方案中选择造价较低的方案四。

4.方案五为钢结构，造价增加较大，但可为建筑提供良好的使用空间和视野，方案的实现程度较高。若资金压力不大，且希望达到较好的效果，则可选择造价相对较低的方案五。

参考文献

[ 1 ] GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[ 2 ] JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[ 3 ] GB50017-2003 钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[ 4 ] JGJ138-2001型钢混凝土组合结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.