海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架核心筒结构设.doc

海尔斯蜂巢轻质墙体在高烈度区框架及框架-核心筒结构设计中的应用 同济大学上海同设建筑设计院 副 院 长 邱玉东 总工程师 季万江 上海华东建设发展设计有限公司 副总工程师 赵德良 【提要】采用蜂巢轻质墙体，降低结构自重，从而降低结构受到的地震作用，达到降低结构用钢量，降低工程造价，墙体的特性优势明显，节省项目投资的目的。 【关键词】蜂巢轻质墙体 高烈度 地震作用 工程造价 结构设计 1.海尔斯蜂巢轻质墙体构造 海尔斯蜂巢轻质墙体是以纤维蜂巢为芯材，不燃材料植物纤维水泥蒸压板为敷面，用天然玉米淀粉胶复合而成的蜂巢墙板，通过专用限位槽结合专用填充剂、专用嵌缝剂和专用锚栓等安装，形成全新的《海尔斯蜂巢轻质墙体建筑构造》体系。适用于居住建筑、公共建筑和工业建筑工程的非承重内隔墙。因其单位平方米重量仅相当于普通多孔砖墙体的二十五分之一，相当于混凝土空心砌块的十五分之一，相当于轻钢龙骨纸面石膏板的三分之一，所以更适用于高层建筑的内隔墙体。其基本构造见图1。详见《海尔斯蜂巢轻质墙体建筑构造》图集/2009沪J/T-147 图1 海尔斯蜂巢轻质墙体 2. 海尔斯蜂巢轻质墙体主要技术指标见表（1） 项目 数据内容 1 建筑结构的安全等级 二级 2 地基基础安全等级 乙级 3 桩基安全等级 甲级 4 设计使用年限 50年 5 抗震设防类别 丙类建筑 6 地基土液化等级及处理 不考虑地基土液化影响 7 抗震设防烈度 8度 8 地震加速度 0.3g 9 设计地震分组 第一组 10 场地类别 III类 11 特征周期 Tg=0.45s 12 水平地震影响系数最大值 αmax=0.24 13 抗震等级 一级 14 风荷载 0.40KN/m2 15 地面粗糙度 B级　 结构设计主要截面见表(3)： 表(3) 构件类型 楼层 典型框架柱 （b×h） 框架梁 （b×h） 抗震墙厚度 （mm） 柱、墙混凝土 强度等级 地下室～第5层 600×1000 400×700 400×600 700 600 C60 第6层～第12层 600×1000 400×700 400×600 600 500 C60～C50 第13层～第17层 600×600 400×700 400×600 500 400 C40～C30 第18层～屋面 400×600 300×500 300×700 400 300 C30 5.采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体的比较 由于海尔斯蜂巢轻质墙体密度很小，用于高层建筑将有效减小结构重量，从而降低结构受到的地震作用。对于处在高地震烈度区的高层建筑来说，使用海尔斯蜂巢轻质墙材更能显示出其减轻地震作用的良好效果。下面将以宿豫经济开发区商务中心这一钢筋混凝土框架-核心筒结构为例，对采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块墙体、加气混凝土砌块墙体三种情况下的结构动力特性、地震作用下基底剪力、地震作用下层间位移角、结构配筋用钢量等进行比较。 5.1结构动力特性比较 表4列出了建筑中采用海尔斯蜂巢轻质墙体与采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块墙体三种情况下的结构动力特性比较，从表中可以看出，当采用蜂巢轻质墙体时，结构的周期较小，而结构的刚度在两种情况下是不变的，说明此时结构的质量较低。实际上，采用海尔斯蜂巢轻质墙体时结构的总质量为41743吨，采用混凝土空心砌块墙体时结构的总质量为46793吨，采用加气混凝土砌块墙体时结构的总质量为45011吨，三者比较后发现采用海尔斯蜂巢轻质墙体结构质量减少约12％和8%。由于地震作用是惯性力作用，减小结构质量将会减小结构承受的地震作用。 三种情况下的结构动力特性比较见表(4)： 表(4) 支撑类型 自振周期 海尔斯蜂巢轻质墙体(X+Y+Rz) 混凝土空心砌块墙体 (X+Y+Rz) 加气混凝土砌块墙体 (X+Y+Rz) T1（s） 1.3457 (1.00+0.00+0.00) 1.4152 (1.00+0.00+0.00) 1.3905 (1.00+0.00+0.00) T2（s） 1.2600 (0.00+1.00+0.00) 1.3242 (0.00+1.00+0.00) 1.3015 (1.00+0.00+0.00) T3（s） 0.8569 (0.00+0.00+1.00) 0.9087 (0.00+0.00+1.00) 0.8903 (1.00+0.00+0.00) T3/T1 0.6368 0.6421 0