长春工程学院学报（自然科学版）２０１３年第１４卷第２期 Ｊ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄｉ．），２０１３，Ｖｏ１．１４。Ｎｏ．２ 墨墨 ！： ！ ＣＮ ２２－１３２３／Ｎ 东北科技创意产业园办公楼项目结构体系方案比选 李 娜 （中元国际（长春）高新建筑设计院有限公司，长春１３００１２） 摘 要：以国机集团中国中元东北科技创意产业园建设项目一期工程科研办公楼项目为例，分别以钢筋混凝 土框架一剪力墙，钢框架一剪力墙两种结构体系的计算结果进行分析比较，确保在满足规范各项要求的同 时，选取受力最合理、建筑物最安全可靠、构件截面最优化的结构体系。 关键词：方案比选；钢框架一剪力墙结构体系；钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系 中图分类号：ＴＵ３９８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—８９８４（２０１３）０２—００３４—０３ １ ０００ ｍｍ，上翻梁。外围环梁为加强截面，截面采 用４００ ｍｍ×８００ ｍｍ。 １项目概况及特点 本工程位于吉林省长春市高新技术产业开发区北 区，本次工程设计为科研办公楼１—１，１—２。两栋科研 办公楼建筑主体之间以架空连廊相接，总建筑面积： １５ ８２４．３９ ｍ２，其中地上面积：１５ １３５．３７ ｍ２，地下面 积：６８９．０２ ｍ。，建筑高度为２２．７５ ｍ（至屋面结构顶 板）。科研办公楼１—１主要功能为办公用房、食堂、 餐厅、多功能厅及会议室等；１—２地上主要功能为 办公用房、车库、展厅等；地下功能为设备用房。整 个建筑在连廊处设双柱分缝，将南北两栋建筑分开， 各自独立。 ２结构体系方案分析 以本次工程科研办公楼１—１为例，分别以两种 图１钢筋混凝土框架一剪力墙结构平面布置 结构体系即钢框架一剪力墙结构体系，钢筋混凝土 框架一剪力墙结构体系分析比较。结构平面布置图 ＿ ／ ｜ ｜ Ｌ ＼ 见图１～２。 【／Ｉ ／ 。 ：’ ２．１ 两种结构体系主要构件截面尺寸比较 ２．１．１ 钢筋混凝土框架一剪力墙结构 楼板板厚：主楼楼板采用１５０ ｍｍ。 框架柱截面尺寸：外围斜柱１～４层采用 ＼／。 —Ｔ— ｌｒ 、 — 一一 ，， 。 ｌ６００ ｍｍＸ ６０Ｏ ｍｍ，５层采用６００ ｍｍ×５００ ｍｍ，交 通核周围框架柱采用６００ ｍｍ×６００ ｍｍ方柱。核 心筒墙体截面２５０ ｍｍ，３００ ｍｍ。 框架梁截面：框架梁采用３５０ ｍｍ×６５０ ｍｍ， ４００ ｍｍ×７００ ｍｍ，屋面层框架梁５５０ ｍｍ× 收稿日期：２０１３—０３一ｌ５ ｜ ｜ 图２钢框架一剪力墙结构平面布置图 ２．１．２钢框架一剪力墙结构 楼板板厚：主楼楼板采用１２０ ｍｍ。 作者简介：李娜（１９７５一），女（汉），长春，高级工程师 主要研究结构设计。 框架柱截面尺寸：主楼外围斜钢柱１～２层采用 ｔＰ６００×１６圆钢管，３～５层采用ｔＰ５５０×１６圆钢管， 李娜：东北科技创意产业园办公楼项目结构体系方案比选 表５各层层间侧向刚度比值表 ３５ 交通核周围框架柱采用采用型钢混凝土柱，截面为 ８００ ｍｍ Ｘ ８００ ｍｍ，内置十字型钢Ｈ５００×２５０ Ｘ （钢筋混凝土框架一剪力墙结构） １Ｏ×２Ｏ。核心筒墙体截面２５０ ｍｍ、３００ ｍｍ。 框架梁截面：钢框架梁采用热轧Ｈ型钢 ＨＮ６００Ｘ ２００。 ２．２两种结构构件体系材料和强度等级比较（见表 ｌ～２） 表１ 结构构件混凝土强度等级表 （钢筋混凝土框架一剪力墙结构） 表２结构构件混凝土强度等级表 （钢框架一剪力墙结构） ２．３ 设计软件进行结构分析计算 分别采用中国建筑科学研究院ＰＫ．ＰＭＣＡＤ工 程部编制的结构分析程序《多层及高层建筑结构空 间有限元分析与设计软件ＳＡＴｗＥ》（２０１０版）设计 软件进行结构分析计算。两种结构体系主要计算结 果见表３～８。 表３结构自振周期 （钢筋混凝土框架一剪力墙结构） 表４结构自振周期（钢框架一剪力墙结构） 表６各层层间侧向刚度比值表 （钢框架一剪力墙结构） ２．４综合分析 （１）通过ＳＡＴＷＥ计算得出两种结构体系第一 周期均为ｙ向平动周期，第二周期为扭转周期，第 三周期为Ｘ向平动周期。结构的抗扭刚度偏弱，但 结构本身为平面规则结构，计算所得的层间位移角 及结构位移比均小于规范确定限值，说明结构自身 的扭转效应并不明显，且在罕遇地震下的弹塑性变 形也满足要求；（２）通过对两种结构体系的构件截面 ３６ 长春工程学院学报（自然科学版） 尺寸及材料强度等级比较，钢框架一剪力墙结构体 构的优点，同时又能较好地实现抗震设计多道设防的 设计概念。既增加了一道抗震防线，使剪力墙成为第 道防线，框架成为第二道防线，并且设置刚度较框架 一系结构构件截面小，在满足建筑的使用功能条件下 能达到空间的最大化，且能降低混凝土用量，减轻结 构自重，缩短施工工期。因此是一种符合我国国情的 较好的多层建筑结构形式；（３）钢框架一剪力墙结构体 系是由抗侧移刚度很大的剪力墙抵抗风荷载和地震作 用，而钢框架主要承受竖向荷载作用并能满足复杂的 建筑立面造型，故此结构体系兼有钢结构和混凝土结 大许多的剪力墙，提高了结构的承载力，减少了层间变 形，在常遇地震下的结构构件及非结构构件均不易开 裂、破坏；在强震下剪力墙不易发生剪切破坏，大大提 高了结构的防倒塌能力及可靠度。综合以上分析，本 工程宜采用钢框架一剪力墙结构。 表７主要控制参数（钢筋混凝土框架一剪力墙结构） ３ 结语 随着国际国内钢材的生产发展和大量供应，采 用钢框架一剪力墙结构来替代钢筋混凝土框架一剪 力墙结构将能更好地发挥框架结构的优点和特性。 首先钢框架强度高且具有良好的承载能力，延性好、 自重轻、质量惯性作用力小，有利于抗震；其次钢框 下了许多层间高度；最后由于钢框架总体质量的大 大减小，基础费用也得以相应节省，并且钢结构构件 可以大量工厂化生产，运输、安装轻便，施工速度快。 因此钢框架一剪力墙结构体系具有远大的发展 前途。 参考文献 ［１］ＧＢ ５００１１—２Ｏ１Ｏ，建筑抗震设计规范［Ｓ］ 架梁、柱截面尺寸小，省出了许多建筑使用面积，省 Ｔｈｅ Ｐｒｏｇｒａｍｓ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｏｆｆｉｃｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｃｈｅｍｅ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐａｒｋ ＬＪ Ｎａ （ＪＰＰＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ）Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｔｄ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ Ｎｏ．１ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆｆｉｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｙ Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐａｒｋ（ＩＰＰＲ）ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｏｒｋ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｒａｍｅ－ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅ－ｓｈｅａｒ ｗａｌ１．Ｂｙ ｍｅｅｔｉｎｇ ａｌｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｆｏｒｃｅ，ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｅｃｕｒｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｇｒａｍｓ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ；ｓｔｅｅｌ ｆｒａｍｅ—ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｒａｍｅ－ｓｈｅａｒ ｗａｌ１ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ