三亞海棠灣洲際?度假酒店超限高層結(jié)構(gòu)設(shè)計

王巖 楊體斌 王雄清 先雯

摘要：本文結(jié)合三亞海棠灣洲際度假酒店的結(jié)構(gòu)設(shè)計，簡要介紹了超限結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程，并就結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計的相關(guān)問題進(jìn)行了探討，可供結(jié)構(gòu)工程師參考。

關(guān)鍵詞：超長結(jié)構(gòu)； 轉(zhuǎn)換層；型鋼混凝土桁架； 結(jié)構(gòu)超限；性能化設(shè)計

InterContinental Sanya Haitang Bay ? Resort High-rise structure design

WangYan， Yang Ti-bin， Wang Xiong-qing，Xian-wen

Abstract: In this paper, the Intercontinental Resort Sanya Haitang Bay structural design, briefly overrun structural design process, and discussed the issues related to seismic performance design reference available for structural engineers.

Key words: long structure;conversion layer;steel reinforced concrete truss;structural overrun;performance-based design

1．工程概況

三亞海棠灣洲際度假酒店位于海南省三亞市海棠灣，建筑主要功能為超五星級酒店。工程總建筑面積70886㎡，其中地上建筑面積44689㎡，地下建筑面積26196㎡。建筑總高度為48m；地下2層，地上13層（結(jié)構(gòu)為地下1層，地上14層）；層高：-2層4.8m，-1層5.4m，1層5.5m，2～頂層3.5m。建筑平面呈倒“S”形，長度約290m，寬約10.20m。建筑在軸2-7～軸2-12之間1至5層開一大洞，洞口寬度約52米，高度為19.5m。

2．結(jié)構(gòu)設(shè)計總則

該工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，安全等級為二級；地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級。地震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度為0.05g，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計特征周期為0.35秒，工程建筑抗震設(shè)防類別為丙類。基本風(fēng)壓為0.85kN/m2，地面粗糙類別為A類。主體結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級，轉(zhuǎn)換構(gòu)件及與開洞部分相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級為二級。

3．地基基礎(chǔ)設(shè)計

根據(jù)場地巖土工程條件，結(jié)合本建筑物結(jié)構(gòu)布置及荷載特點，以及不同類型樁的施工可能性，經(jīng)綜合比較最后采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，并以第⑩層中風(fēng)化花崗巖作為樁端持力層。

4．結(jié)構(gòu)布置

根據(jù)建筑平面布置、使用功能要求、本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、基本風(fēng)壓及業(yè)主的要求，主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，中間不設(shè)置伸縮縫。結(jié)構(gòu)高寬比為4.7，長寬比為28.4。

建筑開洞部位第六層設(shè)為轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層采用型鋼混凝土桁架進(jìn)行轉(zhuǎn)換。主桁架為弧形，外弧31.2米，半徑為86.6米，內(nèi)弧長為27.7米，半徑77.0米，桁架高度為4.3米。桁架與兩側(cè)結(jié)構(gòu)采用剛性連接，為了加強桁架與兩側(cè)結(jié)構(gòu)連接處的可靠性，采取以下結(jié)構(gòu)措施：在洞口兩端軸2-7和軸2-12處布置1000mm厚的剪力墻和4根1500×1500型鋼混凝土柱、將縱向主桁架伸進(jìn)兩側(cè)結(jié)構(gòu)一跨。為了使轉(zhuǎn)換桁架受力和變形更合理，在軸2-8和軸2-11處增加4根2000x2000的支撐型鋼混凝土柱，并延伸至轉(zhuǎn)換桁架上2層。轉(zhuǎn)換桁架上部4根框架柱采用型鋼混凝土柱，與桁架弦桿型鋼連接并向上延伸2層，以保證構(gòu)造連接的過渡。

5．結(jié)構(gòu)整體分析及主要結(jié)果

結(jié)構(gòu)整體計算采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM CAD工程部編制的SATWE和PMSAP程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)的整體計算分析，在結(jié)構(gòu)計算中選用合理的計算簡圖和計算參數(shù)。兩種計算程序分析的主要結(jié)果見表一。

利用SATWE程序?qū)φw結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性動力時程分析補充計算，彈性動力時程分析中地震波采用TH3TG035、TH4TG035兩條實際地震波和RH3TG035一條人工波，三條地震波的地震加速度時程曲線的最大值18cm/s2，三向地震波的加速度最大值按1：0.85：0.65的比例調(diào)整。彈性動力時程分析結(jié)果見表二。

表一

計算軟件 SATWE PMSAP

基本周期T（s） T1=1.08，T2=1.04 ，T3=0.92 T1=1.09，T2=1.05，T3=0.93

扭轉(zhuǎn)周期/平動周期 T3/T1=0.855 T3/T1=0.849

地震作用下基底剪力（KN）（剪重比） X向14289 ( 1.02%) X向13551 ( 0.97%)

Y向14665 ( 1.05%) Y向14834 (1.06%)

地震力作用下最大值層間位移角（最大層間位移與平均層間位移的比值） X向1/3853（1.25， 8層） X向1/4053（1.22，8層 ）

Y向1/3442（1.33， 11層） Y向1/3586（1.29，11層）

風(fēng)荷載作用下最大值層間位移角 X向1/6412 X向1/6298

Y向1/2758 Y向1/2754

表二

地震時程曲線 RH3TG035 TH3TG035 TH4TG035 三者平均值 反應(yīng)譜法 反應(yīng)譜法

（65%） 平均值/反應(yīng)譜法

X方向地震剪力（KN） 13592 15640 14612 14615 14288.8 9287.2 1.023

Y方向地震剪力（KN） 17066 14993 11747 14602 14664.8 95321.7 0.996

計算結(jié)果的分析：

① SATWE及PMSAP兩個軟件的計算結(jié)果基本接近。 第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動周期之比：SATWE為0.855，PMSAP為0.849與規(guī)范要求的0.85接近，結(jié)構(gòu)在考慮偶然偏心地震力作用下的樓層最大位移與平均位移比局部超過1.2，最大1.33，小于1.4；同時結(jié)構(gòu)的位移值尚小于規(guī)范值1/800的50%。 SATWE及PMSAP其它計算結(jié)果（層間位移角、樓層最小剪力系數(shù)、等）均滿足規(guī)范要求。

② 彈性動力時程分析法結(jié)果表明，3條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不小于振型分解反應(yīng)譜計算結(jié)果的80%，每條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力均不小于振型分解反應(yīng)譜計算結(jié)果的65%，滿足規(guī)范要求。三條地震波的平均位移曲線和剪力曲線均包絡(luò)在CQC曲線內(nèi)。位移曲線表明結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度沿豎向分布沒有明顯太大的突變，基本平緩。

6．超限設(shè)計的分析計算及采取的措施

6．1 結(jié)構(gòu)超限的情況：

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50111-2001及2010年版《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》超限認(rèn)定如下：

1）平面復(fù)雜，2個半圓反接而成為1個倒“S”形，長度約290米。

2）扭轉(zhuǎn)不規(guī)則：考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2，最大達(dá)到 1.33。