底商超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

歐陽述華

（建盟設(shè)計集團(tuán)有限公司湖南分公司 湖南長沙 410000）

1 案例分析

項(xiàng)目地點(diǎn)長沙市，抗震設(shè)防為Ⅵ度，設(shè)計地震動加速度為0.05g，設(shè)計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類。嵌固層以上分別為4層裙樓（5.4+5.4+6.9+6.9m），一層設(shè)備轉(zhuǎn)換層（2.1m），16層公寓（均為 4.5m）。下部裙樓為大開間商業(yè)，第三層、第四層為電影院，在主樓外裙樓有二層通高IMAX電影院。裙樓為長方形長51.3m，寬35.6m；主樓為L形b為26.1m，l為18.4m，B為16.9m，L為51.3m，BMAX為35.6m。標(biāo)準(zhǔn)層平面如圖1。

圖1

2 結(jié)構(gòu)超限簡介

（1）扭轉(zhuǎn)不規(guī)則：考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2。

（2）平面不規(guī)則項(xiàng)：凹凸不規(guī)則。

（3）樓板不連續(xù)：有效寬度小于50%（裙樓電影院）。

（4）尺寸突變：豎向構(gòu)件收進(jìn)位置高于結(jié)構(gòu)高度20%且收進(jìn)大于25%。

（5）上下墻、柱不連續(xù)。

3 超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)

對于此類建筑超限結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要關(guān)鍵點(diǎn)在于小震計算，中震、大震、彈性動力時程分析等都是建立在小震基礎(chǔ)上。而小震結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置是重中之重。

3.1 上部公寓結(jié)構(gòu)選型

本工程由于建筑功能大空間確定結(jié)構(gòu)形式為框支剪力墻。但是在方案初期建設(shè)方為了在保證下部商業(yè)電影院大空間需求的基礎(chǔ)上，上部公寓采用剪力墻結(jié)構(gòu)，保證上部分公寓使用。為此結(jié)構(gòu)設(shè)計擬定二種方案：

方案一：上部公寓為剪力墻框架。

方案二：上部公寓為框架剪力墻。

具體計算結(jié)果表1。

通過小震兩個模型對比，兩個方案結(jié)構(gòu)設(shè)計均滿足規(guī)范要求。從上表可得上部采用方案二，減小了框支層以上剛度，從而地震作用減小。另上部布置框架柱轉(zhuǎn)換構(gòu)件大幅度減小，對抗震有利。

表1

3.2 轉(zhuǎn)換層上下剛度比

部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，特別是高位轉(zhuǎn)換對轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比比較敏感，當(dāng)剛度比接近1時能減小轉(zhuǎn)換層的剪力突變。本工程設(shè)計時通過將四角及核心筒的剪力墻落地，并加厚至400～600mm，框支柱采用型鋼混凝土柱。通過不斷調(diào)整，上下部剛度比為：X：1.08Y：1.09，落地剪力墻的傾覆力矩百分比為X：67%Y：70%。

3.3 性能化設(shè)計內(nèi)容

（1）小震分析：減小上部公寓結(jié)構(gòu)剛度，轉(zhuǎn)換層下部與上部剛度比（高度修正），使其盡量接近1，并同時滿足轉(zhuǎn)換上下層的剛度比要求；采用不同力學(xué)模型的計算軟件對比并包絡(luò)；彈性時程分析。

（2）中震分析：對不同構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算；剪力墻偏拉驗(yàn)算；轉(zhuǎn)換層樓板分析。

（3）大震分析：彈塑性時程分析；基底剪力、最大層間位移角、構(gòu)件損傷及性能分析、抗傾覆驗(yàn)算。

4 結(jié)束語

對于底商超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)從方案就介入，針對具體工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)試算，從多方面比較選擇合適結(jié)構(gòu)布置。上部是公寓，在合適位置布置框架柱更適合此類建筑。