商務(wù)廣場(chǎng)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)

陳志金

摘要：本文結(jié)合某商務(wù)廣場(chǎng)實(shí)例，通過(guò)對(duì)SATWE和PMSAP軟件的使用，整個(gè)地震作用下分析計(jì)算塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并根據(jù)分析結(jié)果，提出了預(yù)防措施和抗震措施。

關(guān)鍵詞：商務(wù)廣場(chǎng)；建筑結(jié)構(gòu)；塔樓；抗震性能

1工程概況

某商務(wù)廣場(chǎng)建筑位于浙江某市，是集商業(yè)、餐飲、住宅于一體的多功能建筑，地下2層（其中人防設(shè)于地下2層），地上1層一6層為商業(yè)，7層一15層為住宅，總建筑面積約57 315.38 m2。

根據(jù)規(guī)范，本工程安全等級(jí)為一級(jí)，建筑結(jié)構(gòu)的抗震類(lèi)別為：1層一6層為乙類(lèi)，7層一15層為丙類(lèi)，地基基礎(chǔ)等級(jí)為乙級(jí)，建筑高度為A級(jí)，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防烈度為8度，場(chǎng)地類(lèi)別為2類(lèi)。

2結(jié)構(gòu)體系的總體思考

本項(xiàng)目為大型商業(yè)建筑，為盡可能的獲得開(kāi)敞空間，采取了以8.4 m為主的典型柱網(wǎng)，建筑平面見(jiàn)圖1。

本工程由于地形限制南北向長(zhǎng)達(dá)150 m，東西寬約43 m，為了讓結(jié)構(gòu)規(guī)則，地上部分設(shè)縫，地上結(jié)構(gòu)分為三部分，使得結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度都在合理范圍，主樓單獨(dú)成為塔樓并采用框架剪力墻體系，其余兩塔樓因建筑功能無(wú)法布置墻體故采用框架體系。

本工程的主要問(wèn)題：1）由于建筑中間開(kāi)大洞，形成結(jié)構(gòu)的樓板不連續(xù)；2）門(mén)廳部分有局部躍層柱；3）頂層設(shè)電影院抽柱形成大空間；4）主樓由于商業(yè)和住宅的層高差異較大形成的上下層剛度不均勻；5）結(jié)構(gòu)的首層地面由于高差較多，對(duì)嵌固不利。這些成為了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

3結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算結(jié)果

針對(duì)本工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按規(guī)范的要求采用兩種不同的力學(xué)模型結(jié)構(gòu)分析軟件（SATWE軟件和PMSAP軟件）進(jìn)行地震作用下的結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分塔計(jì)算，結(jié)構(gòu)嵌固端設(shè)于首層，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1一表2。

塔樓1由于商業(yè)部分層高和主樓部分層高差距較大和局部收進(jìn)，造成上下部樓層剛度突變，對(duì)于墻體的厚度、長(zhǎng)度和柱子的布置進(jìn)行了調(diào)整，使得上下計(jì)算的剛度滿(mǎn)足規(guī)范要求。對(duì)豎向構(gòu)件進(jìn)行性能化分析，保證豎向構(gòu)件在大震下的位移限制。

考慮到塔樓2號(hào)樓板削弱較大，計(jì)算層間位移、層側(cè)向剛度比和位移比時(shí)采用分塊剛性中間彈性板進(jìn)行。塔樓2主要問(wèn)題：1）由于中間天井使得樓板不連續(xù)，通過(guò)和建筑溝通，保證大洞口邊最少預(yù)留2. 0 m寬的樓板，保證板兩邊的構(gòu)件協(xié)調(diào)變形；2）由于頂部的電影院布置使得頂部抽柱形成大空間使得頂層剛度較弱。針對(duì)以上問(wèn)題對(duì)豎向構(gòu)件進(jìn)行性能化分析，尤其是對(duì)于窄板兩邊柱子和頂層的影廳部分的豎向構(gòu)件，保證大震不倒的性能目標(biāo)，提高對(duì)應(yīng)構(gòu)件的延性；本打算中間部分的梁柱和頂層影廳的柱子采用型鋼混凝土構(gòu)件，但后來(lái)由于各種原因沒(méi)有采用；但是嚴(yán)格通過(guò)中震和大震分析保證達(dá)到性能目標(biāo)。3）由于中間天井使得樓板不連續(xù)，通過(guò)和建筑溝通，保證大洞口邊最少預(yù)留2. 0 m寬的樓板，保證板兩邊的構(gòu)件協(xié)調(diào)變形；4）由于頂部的電影院布置使得頂部抽柱形成大空間使得頂層剛度較弱；3）由于門(mén)廳處的大空間形成局部躍層柱。針對(duì)以上問(wèn)題對(duì)豎向構(gòu)件進(jìn)行性能化分析，尤其是對(duì)于窄板兩邊柱子、頂層的影廳部分的豎向構(gòu)件和躍層柱，保證大震不倒的性能目標(biāo)，提高對(duì)應(yīng)構(gòu)件的延性；本打算中間部分的梁柱、頂層影廳的柱子和門(mén)廳躍層柱采用型鋼混凝土構(gòu)件，但后來(lái)由于各種原因沒(méi)有采用；但是嚴(yán)格通過(guò)中震和大震分析保證達(dá)到性能目標(biāo)。

4采取的措施

1）為保證整體模型的合理性，保證塔樓的嵌固端在首層，在地面標(biāo)高處對(duì)高差處的梁板進(jìn)行了加腋處理，板厚加厚，配筋保證不小于規(guī)范的0.25 %，在模型中保證剪切剛度比不小于2. 0 ；2）對(duì)中間天井周邊板厚加厚，保證配筋率，對(duì)于懸挑構(gòu)件進(jìn)行豎向地震補(bǔ)充計(jì)算；3）對(duì)不利部位的豎向構(gòu)件采用中震彈性配筋，并確保大震下的位移角以達(dá)到大震不倒的目標(biāo)；4）對(duì)于塔1的商業(yè)頂板加大板厚，保證配筋率，豎向墻體的約束構(gòu)件上延至住宅最少2層；5）在連接薄弱部分，采取破壞后的補(bǔ)充分析，保證洞口窄板破壞后兩邊獨(dú)立體系能夠正常工作；6）對(duì)于塔2鄰塔1的邊跨，由于柱網(wǎng)對(duì)不上，采用了斜向布置梁以最大限度的保證地震力的傳遞，對(duì)塔2模型補(bǔ)充斜梁方向的地震作用計(jì)算。

5結(jié)論及建議

1）在地震作用下本工程的第一扭轉(zhuǎn)與平動(dòng)周期比、側(cè)向剛度、豎向位移比等指標(biāo)均符合現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求，能達(dá)到“地震完好”的性能目標(biāo)；中震作用下能滿(mǎn)足“重要和一般構(gòu)件不屈服，僅耗能連梁少量屈服”的抗震性能目標(biāo)；大震作用下能滿(mǎn)足“不嚴(yán)重破壞”的抗震性能目標(biāo)。

2）對(duì)于樓板不連續(xù)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)平面，應(yīng)通過(guò)結(jié)構(gòu)布置調(diào)整，使有限的樓板連續(xù)部分能形成規(guī)則寬度的板塊，以有效地傳遞樓板剪力。

3）在考慮連接部位屈服破壞的情況下，采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施，保證分開(kāi)的各獨(dú)立塔塊大震不倒。

參考文獻(xiàn)

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