浅谈中小学教学楼框架结构设计要点

李雅杰

随着我国国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的相继实施，对中小学教学楼等主要教学用房的抗震设防在设计要求上有了较大提高，本文结合作者曾做过的某小学综合教学楼结构设计实例，浅谈一下中小学教学楼框架结构设计的要点及注意事项。

1.建筑设计

该小学主要使用功能为24班制小学+6班制幼儿园，辅以配套的办公室、实验室、合班教室及风雨操场等教学用房，地下一层设为教师用汽车、自行车停车库。

总建筑面积15672m2。其中地上建筑面积12732m2；地下建筑面积2940m2。

建筑功能分区布置如图：

根据建筑功能要求并结合结构体系布置，该小学教学用房共划为6个分区：1区为四层教学楼；2区为一层多功能阶梯教室；3区为三层连廊；4区为三层教学综合楼；5区为三层幼儿园；6区为一层风雨操场。4、5、6区下设一层地下室。

2.结构设计

2.1基本情况

六个分区中各分区均以抗震缝分成独立的结构单元，采用钢筋混凝土框架结构体系；其中2区、6区为单层框架结构体系，混凝土框架柱，以网架组成屋面空间结构。

2.3结构设计的要点及注意事项

2.3.1抗震设防分类

按照现行《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008要求，该项目属于“教育建筑中的幼儿园、小学的教学用房，其抗震设防类别应不低于重点设防类”。该规范第3.0.3-2条明确规定“重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用”。基于这条规范的理解为：确定抗震措施时的设防标准按八度，确定地震作用时的设防标准按七度。在这里需要注意的是，设计中处理此类问题不是单纯的将本地区设防类度的提高，而是应该针对不同构造和计算要求分别对设防标准予以调整。

本例中的地震作用应以乙类建筑地震作用取值同本地区设防烈度（七度）对应的设计地震基本加速度，本例取0.10g。抗震措施为除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施，抗震设防标准按八度。本例中钢筋混凝土框架结构构件的内力调整系数按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第6.2节的有关要求取值，框架的抗震构造措施按照设防烈度八度查得抗震等级二级或一级的有关规定进行设计。有关构件几何尺寸的计算选择应坚持贯彻 “强柱弱梁、强剪弱弯，强节点弱杆件”的设计理念。

2.3.2水平地震作用标准值的确定

2.3.3各分区框架抗震等级的确定

1区、3区、4区、5区因为结构总高度均未超过24米，所以按照抗震规范表6.1.2设防烈度八度查表，框架抗震等级确定为二级；而2区、6区为单层单跨框架，限于抗震规范第6.1.5条“甲、乙类建筑以及高度大于24米的丙类建筑，不应采用单跨框架”的规定，本例的结构方案采用屋面结构为网架结构，可参照抗震规范第10.2节有关规定按照大跨度屋盖建筑的要求进行设计，并以大跨度框架确定其抗震等级，因此查表6.1.2框架柱抗震等级按一级设计。

2.3.4计算软件应用中的相关处理

本实例采用的结构分析软件为中国建筑科学研究院 PKPM系列软件（2010年版）。此版本是按照2010版新《建筑抗震设计规范》、2010版新《混凝土结构设计规范》、2010版新《高层建筑混凝土结构技术规程》、2011版新《建筑地基基础设计规范》等规范的有关规定修改并完善的版本。

2.3.5框架柱轴压比的控制

3.结语

中小学教学用房抗震设防等级的调整，是国家根据经济有较大发展的条件下，对未成年人保护的加强措施，同时中小学还往往作为社会的第一避难场所，其设计意义重大。作为设计人员在实际工作中应该认真领会国家标准的实质要求，在设计计算过程中要充分掌握有关条款的限定指标，确定好结构体系的分类和区域划分，选择好相应的计算参数，方能实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则，使其在抵御地震灾害方面发挥出应有的作用。 [科]