廣場結(jié)構(gòu)方案比選

賀淑娟 顧宇航

(河北邯鄲熱電股份有限公司，河北 邯鄲 056031)

1 工程概況

邯鄲友誼時代廣場位于邯鄲市中心區(qū)，北臨人民路，東臨中華大街，基地位于城市中心區(qū)重要區(qū)位，主要為大型城市綜合體，包括零售、餐飲、娛樂、放映廳及公寓式辦公及寫字樓。地下2~3層為停車庫，地下1層為超市，地上7層裙房為商業(yè)，兩棟塔樓為一幢23層辦公樓，一幢25層公寓式辦公，分別布置在用地東南和西北角，7層裙房呈矩形，塔樓為方形建筑；地上一層層高為6.0m，二~六層為5.1m，七層為5.4m；公寓式辦公層高為3.350m，總高99.650m，寫字樓層高為3.950m，總高為99.750m。各層平面、立面及效果圖見圖1～圖3。

2 結(jié)構(gòu)體系及特點

根據(jù)本工程建筑特點，本著“安全、經(jīng)濟、適用”的原則考慮采用如下結(jié)構(gòu)體系。25層高度99.650米的高層公寓式辦公樓和23層99.750米高度的寫字樓均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)；整體7層(局部9層)36.900米(44.450米)高的商業(yè)裙房采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

圖1 六層平面圖

圖2 七層平面圖

圖3 剖面圖

方案一：在高層公寓式辦公樓及高層寫字樓之間與裙房(地上)中間適當位置設(shè)置二條防震-變形縫，使之形成兩棟獨立的塔樓及一Z字形裙房，避免建筑物過長及呈“大底盤多塔”結(jié)構(gòu)形式，兩棟塔樓及裙房各自為一結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)設(shè)計更加明確。但是，由于裙房影院樓板開大洞導致樓板局部不連續(xù)，影院上布置會所導致豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，在規(guī)定水平力下，樓層的最大層間位移大于該樓層兩端平均值的1.2倍(經(jīng)過試算)，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，7層裙房為超限高層，應(yīng)進行超限審查。給甲方及設(shè)計帶來很大麻煩。

方案二：兩棟塔樓及裙房之間不設(shè)縫，在裙房部分連成整體，成為多塔結(jié)構(gòu)，這樣就可以避免方案一中的超限問題。

下面對兩種方進行比較，通過詳細的結(jié)構(gòu)計算分析來確定哪種結(jié)構(gòu)方案更加合理。

3 結(jié)構(gòu)計算分析

3.1 方案一

兩塔樓與裙房設(shè)縫，分成三個獨立結(jié)構(gòu)單元；兩個塔樓平面為矩形，內(nèi)筒與外筒比例協(xié)調(diào)，為一般框架-核心筒結(jié)構(gòu)，比較簡單；裙房平面形狀為Z字形，建筑功能較多，導致結(jié)構(gòu)形式復雜，由于使用功能上的要求，影院層大洞導致樓板局部不連續(xù)及影院上布置會所導致豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)已經(jīng)不可避免，所以為了避免上述超限審查問題，只有調(diào)整位移比時使其小于1.2，計算結(jié)果如下：

1)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期(秒)、X,Y方向的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)如表1所示：

表1 方案1結(jié)構(gòu)的周期、振型及平動、扭轉(zhuǎn)系數(shù)

2)樓層最小剪重比及有效質(zhì)量系數(shù)均滿足要求；

3)X方向最大層間位移角: 1/ 553；Y方向最大層間位移角: 1/ 566；

4)偶然偏心地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移比如表2所示：

表2 方案1偶然偏心地震作用規(guī)定水平力下扭轉(zhuǎn)位移比

從計算結(jié)果可以看出，僅Y方向偶然偏心下的位移比超過規(guī)范限值(1.2)，但超過不多。

3.2 方案二

兩棟塔樓及裙房之間不設(shè)縫連成整體，成為多塔結(jié)構(gòu)，計算結(jié)果如下：

1)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期(秒)、X,Y 方向的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)如表3所示：

表3 方案2結(jié)構(gòu)的周期、振型及平動、扭轉(zhuǎn)系數(shù)

1 2.7 36.6 0.98(0.63+0.34) 0.02 2 2.7 123.2 0.98(0.39+0.59 0.02 3 2.5 70.1 0.90(0.11+0.79) 0.10

2)樓層最小剪重比及有效質(zhì)量系數(shù)均滿足要求；

3)X方向最大層間位移角:1/557；Y方向最大層間位移角:1/650；

4)偶然偏心地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移比如表4所示：

表4 方案2偶然偏心地震作用規(guī)定水平力下扭轉(zhuǎn)位移比

從計算結(jié)果可以看出，周期、最大層間位移角及樓層最大位移比均不滿足規(guī)范要求，且兩棟塔樓及裙房之間不設(shè)縫連成整體成為多塔結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)形式更加復雜。

4 結(jié)語

通過方案一與方案二計算結(jié)果的比較可以看出，方案一通過設(shè)置抗震縫分成三個獨立的結(jié)構(gòu)單元，各個結(jié)構(gòu)單元形式更加明確，受力更加合理；方案二不設(shè)縫連成整體形成多塔結(jié)構(gòu)，總體計算參數(shù)指標更加難以滿足，使結(jié)構(gòu)形式復雜。所以最終確定為方案一，其超限問題通過調(diào)整計算參數(shù)使位移比小于1.2，即為兩項超限，不需要進行超限審查，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計工作更加簡單明確。

[1]GB50011-2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范

[2]JGJ3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

[3]GB50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范

[4]GB50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

[5]陳岱林，趙兵，劉民易。PKPM結(jié)構(gòu)CAD軟件問題解惑及工程應(yīng)用實例解析 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社