三亞財(cái)經(jīng)國(guó)際論壇中心塔樓超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

張龍生， 王松帆

(廣州市設(shè)計(jì)院， 廣州 510620)

1 工程概況

三亞財(cái)經(jīng)國(guó)際論壇中心項(xiàng)目位于海南省三亞市海棠灣靠近海南路路口，正對(duì)蜈支洲島，東臨南海，北靠凱賓斯基度假酒店，西面是海棠路，南側(cè)是廣場(chǎng)和游客中心，位于海棠灣的核心地帶。酒店塔樓結(jié)構(gòu)主屋面高度為194.3m，地下室1層、裙房12層、塔樓共46層，平面接近矩形，平面尺寸為(42～48)m×(28～34)m，四角倒圓角形，塔樓平面形狀較為規(guī)整，長(zhǎng)寬比為1.45，高寬比X向?yàn)?.4,Y向?yàn)?.3；塔樓核心筒為梯形，Y向最窄處7m，核心筒高寬比X向低區(qū)為6.5、高區(qū)為9.4，Y向?yàn)?8.4～28，平均高寬比為23，塔樓裙樓1～12層與酒店裙樓同高，通過兩側(cè)防震縫與裙樓分開，如圖1所示；塔樓東側(cè)平面外形總體為弧形，頂部和底部向外側(cè)傾斜，斜柱斜度為1∶9。結(jié)構(gòu)計(jì)算模型見圖2，建筑效果圖見圖3，主要平面布置見圖4，建筑剖面圖見圖5。采用混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，23，36層設(shè)置為結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層。B1，B1夾層層高分別為4.5,5.5m，1層層高為11.5m，2～11層標(biāo)準(zhǔn)層層高主要為3.7m，12～14M層層高為5.0m，15～22，24～35層層高為3.6m，23,36層層高為3.6m，37～45層層高主要為4.2m，46層層高為5.0m。

圖1 塔樓與裙樓示意圖

圖2 結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

圖3 建筑效果圖

圖4 結(jié)構(gòu)平面布置圖

圖5 建筑剖面圖

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件

2.1.1 建筑分類等級(jí)

設(shè)計(jì)使用年限50年，抗震設(shè)防分類為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)；結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為：普通樓層核心筒及框架為二級(jí)，加強(qiáng)層及上下樓層核心筒及框架為一級(jí)，負(fù)二層核心筒及框架為三級(jí)；地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)為二級(jí)，混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別，底板臨水面和露天混凝土結(jié)構(gòu)為二a類，其余均為一類。

2.1.2 荷載條件

(1)恒、活荷載?；詈奢d按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009—2012)[1](簡(jiǎn)稱荷載規(guī)范)取值，樓層附加恒荷載根據(jù)實(shí)際計(jì)算。

(2)風(fēng)荷載。根據(jù)荷載規(guī)范，50年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓W0為0.85kPa，用于位移控制；根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3—2010)[2](簡(jiǎn)稱高規(guī))第4.2.2條，對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑，承載力設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按基本風(fēng)壓的1.1倍采用。10年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓W0為0.50kPa，用于舒適度控制，建筑物地面粗糙度類別為A類。項(xiàng)目進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)[3-4]，模型為剛性測(cè)壓模型，考慮周邊建筑和環(huán)境。試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)荷載，給出塔樓最高使用樓層的風(fēng)致加速度，根據(jù)建筑功能進(jìn)行舒適度評(píng)估?！督ㄖこ田L(fēng)洞試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T 338—2014)[5](簡(jiǎn)稱風(fēng)洞試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn))第3.4.8條規(guī)定：風(fēng)洞試驗(yàn)報(bào)告提出的高層建筑的風(fēng)荷載，當(dāng)其所得的結(jié)構(gòu)主軸方向的基底彎矩值不低于按風(fēng)洞試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算值的80%，風(fēng)荷載可按風(fēng)洞試驗(yàn)取值。風(fēng)洞試驗(yàn)的底部?jī)A覆力矩均大于按風(fēng)洞試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算值的80%。風(fēng)洞試驗(yàn)表明塔樓X向體型系數(shù)為1.11～1.26，小于1.3；塔樓Y向體型系數(shù)，中低區(qū)為1.48，大于1.4，中高區(qū)為1.2，小于1.3。項(xiàng)目采用風(fēng)洞試驗(yàn)的風(fēng)荷載作為結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，加在結(jié)構(gòu)的樓層上進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。

風(fēng)洞試驗(yàn)除確定風(fēng)荷載取值外，還進(jìn)行了風(fēng)振響應(yīng)敏感度分析，在設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量都可能發(fā)生一定幅度的變化，結(jié)構(gòu)自振周期一定幅度的變化對(duì)底部?jī)A覆力矩和總剪力的影響不大；阻尼比的變化對(duì)底部?jī)A覆力矩和總剪力的影響大。結(jié)構(gòu)自振周期與阻尼對(duì)塔樓頂部加速度的影響大。因此在設(shè)計(jì)過程中，阻尼一定，對(duì)周期需要嚴(yán)格控制。按荷載規(guī)范規(guī)定的10年重現(xiàn)期的風(fēng)荷載取值計(jì)算的順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度αmax不應(yīng)超過高規(guī)表3.7.6的限值，阻尼比取0.02，根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，各個(gè)風(fēng)向角的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)處風(fēng)振加速度為0.105m/s2，滿足規(guī)范要求。

(3)地震作用。抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g,地震設(shè)計(jì)分組為第一組，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，特征周期為0.45s，屬于抗震一般地段，小震、中大震均按規(guī)范取值。

2.1.3 工程地質(zhì)情況

根據(jù)勘察報(bào)告[6]，場(chǎng)地地形總體較平坦，局部略起伏，總體地勢(shì)西高東南低，地面標(biāo)高為9.17～13.18m，相對(duì)高差4.01m。場(chǎng)地地貌單元為海成砂堤。在勘探100m深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地地層屬人工填土、第四系全新統(tǒng)海相沉積土、第四系下更新統(tǒng)海相沉積土、第三系上新統(tǒng)海相沉積土。根據(jù)地層巖性特征和沉積新老關(guān)系，主要工程地質(zhì)土層從上到下劃分為：素填土、細(xì)砂、礫砂、粉砂、中砂、黏土。中砂極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為65kPa；粉砂極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為45kPa；黏土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為70kPa；黏土極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為1 300kPa。

2.2 結(jié)構(gòu)體系

2.2.1 基礎(chǔ)形式

根據(jù)勘察報(bào)告[6]，采用水下沖孔灌注樁，樁徑為800mm，有效樁長(zhǎng)為65m，在端部和側(cè)邊采用后注漿提高承載力，注漿段為中砂、粉砂、黏土，持力層為黏土層，單樁豎向承載力特征值為6 500kN。按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94—2008)[7](簡(jiǎn)稱樁基規(guī)范)第6.7節(jié)的技術(shù)要求進(jìn)行注漿，經(jīng)過試樁，單樁豎向承載力能達(dá)到要求。試樁的數(shù)據(jù)見表1，表中灌注樁承載力是按勘察報(bào)告提供數(shù)據(jù)計(jì)算，后注漿灌注樁承載力是按樁基規(guī)范的提高系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。由表可知承載力提高可以達(dá)到約30%，單樁豎向承載力提高比較可觀。塔樓范圍底板厚度為3.3m，核心筒底板厚度為4.25m，局部柱下加厚到3.5m以滿足抗沖切要求，基礎(chǔ)布置圖見圖6。塔樓下樁的數(shù)量為319根，塔樓筏板沉降量為20～35mm。

試樁主要數(shù)據(jù) 表1

圖6 塔樓基礎(chǔ)布置圖

2.2.2 塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

塔樓東側(cè)斜柱1、斜柱2，傾斜角度約為1∶9，傾斜的方向?yàn)椋簭牡撞康街胁?8.85m向外傾斜，78.85～93.25m為豎直段，93.25～166.15m向內(nèi)傾斜，斜柱出軸最大尺寸為7.3m，見圖7。斜柱1截面尺寸控制在850×850內(nèi)含十字型鋼500×250×30×30 ，通過暗梁L1與柱Z1，Z2拉結(jié)，暗梁L1中心線與軸線夾角控制在35°～70°，斜柱2通過暗梁L2與柱Z2拉結(jié)于塔樓的西側(cè)。通過計(jì)算得到計(jì)算結(jié)果如圖8所示，斜柱1在底層軸力設(shè)計(jì)值為：N1=3 1991kN(1.2恒荷載+0.98活荷載+1.4Y向風(fēng)荷載),則Nx1=3 533kN,型鋼混凝土樓面梁的拉力T1=3 040kN，T1′=2 609kN，采用在樓板里埋鋼骨的做法,即暗梁L1配鋼骨H150×150×30×30;斜柱2在底層軸力設(shè)計(jì)值為：N2=37 699kN(1.35恒荷載+0.98 活荷載) 和43 660kN(1.2恒荷載+0.6活荷載+0.28X向風(fēng)荷載-1.3X向地震作用)。則型鋼混凝土樓面梁的拉力：T2=4 158kN，這個(gè)拉力由梁L2的鋼骨承擔(dān)，L2配鋼骨H400×200×20×20即可滿足要求。斜柱1截面受建筑造型及功能控制，截面最大只能做850×850，首層斜柱1截面含鋼率達(dá)11%時(shí)，抗彎縱筋配筋率為4.6%，軸壓比為0.66(限值0.8)，且節(jié)點(diǎn)區(qū)存在多條梁交匯，需要精心設(shè)計(jì)，控制鋼筋數(shù)量和直徑及不進(jìn)入節(jié)點(diǎn)的鋼筋數(shù)量，型鋼節(jié)點(diǎn)構(gòu)造盡量簡(jiǎn)潔，混凝土采用自密性混凝土，可滿足設(shè)計(jì)、施工的要求，具體見圖9。

圖7 斜柱平面和剖面示意圖(單位：mm，標(biāo)高單位：m)

圖8 斜柱1、斜柱2軸力圖

圖9 斜柱1節(jié)點(diǎn)區(qū)型鋼與鋼筋做法示意

南北向框架梁跨度較大(14.3m),為保證梁的剛度，采用了型鋼混凝土梁。因風(fēng)荷載較大，核心筒高寬比較大，在南北向抗側(cè)效率較低，為了增加塔樓南北向抗側(cè)剛度，在塔樓的23層和36層機(jī)電/避難層處設(shè)置加強(qiáng)層。在南北向設(shè)置伸臂桁架，桁架桿件采用工字形鋼構(gòu)件，桁架的上下弦桿為樓面梁，采用型鋼混凝土梁。沿四周框架梁設(shè)置腰桁架，以增加整體性和控制扭轉(zhuǎn)。為了提高桁架的效率，施工時(shí)采用后安裝，以盡量避免豎向荷載對(duì)桁架的影響。

塔樓主要構(gòu)件截面如下。剪力墻厚度：X向?yàn)? 200/1 000/800/600mm；Y向?yàn)?00/550/400/300mm。柱截面為：1 200×2 400/1 100×2 200/1 000×2 000/900×1 800/850×850(斜柱1)，均為型鋼混凝土柱；φ1 450,φ1 250，1 000×1 300/800×1 300/600×1 300?？蚣芰航孛鏋?00×750,450×1 000，650×750(型鋼混凝土梁)，450×1 150,600×1 200,450×1 200。次梁截面為300×700，300×600，250×600，200×500?；炷林饕牧弦姳?，型鋼和鋼材采用Q345B，鋼筋采用HRB400。樓面結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚度為130mm，核心筒范圍內(nèi)樓板厚度為120mm，加強(qiáng)層樓板厚度為200mm。

混凝土主要材料 表2

2.2.3 地下室結(jié)構(gòu)布置

項(xiàng)目地下室共兩層，地下室典型柱距為8.5m，塔樓范圍內(nèi)最大柱距為10.5m。地下室的結(jié)構(gòu)布置如下。

(1)地下室頂板：塔樓范圍內(nèi)采用主次梁樓蓋體系，樓板厚度為180mm，室內(nèi)梁的主要截面為500×900。室外部分有覆土約1m，采用主梁+加腋大板體系，主梁主要截面為500×900，主梁端部高度加腋至1 200mm，典型開間加腋大板基本樓板厚度為250mm，周邊加腋總厚度為400mm。地下室與首層的剛度比大于2，具體見表3，且地下室四面都有土的約束，滿足高規(guī)規(guī)定的嵌固端的要求，因此后續(xù)分析(第2節(jié)總體指標(biāo)計(jì)算)都采用不組裝地下室的僅上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型。施工圖設(shè)計(jì)時(shí)采用帶地下室和不帶地下室模型的包絡(luò)設(shè)計(jì)。為滿足嵌固要求，在室內(nèi)外高差處，室外梁做向上加腋，腋高1m；室內(nèi)梁做向下加腋，以確保水平力能充分傳遞。

(2)地下1夾層:主要為車庫，設(shè)備用房，因凈高有空間，采用單向板樓蓋體系，樓板厚度為120mm，典型梁高為800mm。

地下1夾層與首層等效剪切剛度比值 表3

2.3 結(jié)構(gòu)超限類型和程度

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011—2010)、高規(guī)和《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》(建質(zhì)〔2015〕67號(hào))有關(guān)規(guī)定，本工程主屋面結(jié)構(gòu)高度為194.3m，按照高規(guī)第3.3.1條規(guī)定6度區(qū)現(xiàn)澆鋼筋框架-核心筒結(jié)構(gòu)最大使用高度為150m。項(xiàng)目高度超限，屬B級(jí)高度的高層建筑[8]。根據(jù)計(jì)算結(jié)果、體型、體系等判斷，僅存在高度超限、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、個(gè)別轉(zhuǎn)換柱的情況。需要指出的是，針對(duì)承載力不規(guī)則項(xiàng)，因存在加強(qiáng)層，加強(qiáng)層相鄰下一層很容易存在樓層剛度軟弱層和承載力薄弱層，通過有限剛度的加強(qiáng)層設(shè)置并且增加加強(qiáng)層相鄰下一層豎向構(gòu)件截面尺寸控制過渡層的結(jié)構(gòu)剛度。施工圖設(shè)計(jì)通過僅提高薄弱層核心筒剪力墻水平分布筋的配筋率,使其滿足《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50023—2009)附錄C的抗剪承載力要求,從而消除薄弱層影響。本項(xiàng)目20, 21, 22層核心筒剪力墻水平配筋率分別提高至0.3%，0.9%，1.5%，滿足上述規(guī)范要求。

2.4 性能化目標(biāo)

根據(jù)本工程的特點(diǎn)，設(shè)定結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)為C級(jí)，具體見表4。

3 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

3.1 小震作用下彈性計(jì)算

(1)振型分解反應(yīng)譜法。分別采用YJK和ETABS兩種軟件，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)模態(tài)都是Y向平動(dòng)、X向平動(dòng)、扭轉(zhuǎn)，YJK計(jì)算得到的前3階周期分別為4.95，4.27，4.21s；地震下基底剪力為12 021～13 690kN；最大層間位移角為1/588。限于篇幅，以下僅給出整體結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，見表5。地震及風(fēng)荷載作用下最大層間位移角曲線見圖10，由圖10可以看出，結(jié)構(gòu)由Y向位移控制。加強(qiáng)層的設(shè)置是為了滿足規(guī)范對(duì)位移的控制要求，圖11、圖12可以看出，加強(qiáng)層的設(shè)置導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力突變，變?yōu)楸∪鯇?，這將是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

圖11 樓層側(cè)向剛度比曲線

圖12 樓層受剪承載力比曲線

結(jié)構(gòu)性能化目標(biāo) 表4

結(jié)構(gòu)主要整體指標(biāo) 表5

圖10 地震及風(fēng)荷載作用下最大層間位移角曲線

(2)彈性時(shí)程分析法。選用五組實(shí)際記錄波以及二組人工模擬波對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了彈性時(shí)程分析，主方向地震波加速度峰值取22cm/s2。計(jì)算結(jié)果滿足高規(guī)4.3.5-1條要求。

3.2 中震作用下計(jì)算分析

項(xiàng)目位于低烈度強(qiáng)臺(tái)風(fēng)地區(qū)，按照設(shè)定的性能目標(biāo)要求，中震作用下關(guān)鍵構(gòu)件(底部剪力墻和框架柱、加強(qiáng)層桁架、加強(qiáng)層桁架樓板及其相鄰層樓板)的承載力進(jìn)行復(fù)核，均能達(dá)到設(shè)定的C級(jí)性能目標(biāo)的要求。

3.3 大震作用下計(jì)算分析

3.3.1 前處理參數(shù)

采用ABAQUS軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析。材料模型，鋼材采用雙線性動(dòng)力硬化模型，混凝土采用彈塑性損傷模型，可考慮材料拉壓強(qiáng)度的差異、剛度強(qiáng)度的退化和拉壓循環(huán)的剛度恢復(fù)，其軸心抗壓和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010—2010)[9]表4.1.3取值。構(gòu)件模型中梁采用一維桿件纖維束模型Timoshenko梁，可以考慮剪切變形剛度；剪力墻及樓板采用ABAQUS內(nèi)置的彈塑性殼單元。構(gòu)件需要較為準(zhǔn)確地考慮配筋對(duì)其承載力和剛度的貢獻(xiàn)，柱采用型鋼混凝土柱，加強(qiáng)層上弦梁采用型鋼混凝土梁，樓面梁主要為鋼筋混凝土梁。彈塑性分析中的配筋數(shù)據(jù)主要按小震彈性計(jì)算結(jié)果。結(jié)構(gòu)阻尼采用等效阻尼，取值為0.05。選用人工波1(RENGONG)、天然波1(Tianran1)、天然波2(Tianran2)，地震波主方向加速度峰值125cm/s2，次方向加速度峰值106.25cm/s2，持續(xù)時(shí)間截取30s。

3.3.2 抗震性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[10]

將結(jié)構(gòu)的抗震性能分為 1～5 共五個(gè)水準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的構(gòu)件損壞程度分為“無損壞、輕微損壞、輕度損壞、中度損壞、比較嚴(yán)重?fù)p壞”五個(gè)級(jí)別，具體見表6。

3.3.3 主要結(jié)果

結(jié)構(gòu)主要計(jì)算結(jié)果。彈塑性計(jì)算整體指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)如下：1)在考慮重力二階效應(yīng)及大變形的條件下，結(jié)構(gòu)在地震作用下的最大頂點(diǎn)位移為0.567m，并最終仍能保持直立，滿足“大震不倒”的設(shè)防要求；2)在各組地震波作用下，結(jié)構(gòu)X向最大彈塑性層間位移角為1/234，Y向最大彈塑性層間位移角為1/198，均小于規(guī)范限值1/100，表明大震作用下結(jié)構(gòu)剛度有較大富余。3)在各組地震波作用下，結(jié)構(gòu)的層間位移角曲線在加強(qiáng)層有內(nèi)凹突變，表明加強(qiáng)層使結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度出現(xiàn)突變，是一個(gè)主要的薄弱部位；4)與小震結(jié)果相似，大震作用下框筒結(jié)構(gòu)的剪力主要由核心筒承擔(dān)，加強(qiáng)層外框分擔(dān)的剪力將大幅增加，尤以設(shè)置伸臂桁架的Y向最明顯；各組地震波的主要結(jié)果見表7。ABAQUS軟件計(jì)算的前3階自振周期為4.9s(Y向平動(dòng)), 4.37s(X向平動(dòng)), 3.81s(扭轉(zhuǎn))，結(jié)構(gòu)總質(zhì)量為156 752t。

計(jì)算結(jié)果與高規(guī)中構(gòu)件損壞程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系 表6

構(gòu)件的損傷情況。大震作用下外框柱混凝土僅出現(xiàn)不同程度的受拉開裂，未見明顯的混凝土受壓損傷及鋼筋、型鋼的塑性應(yīng)變，屬輕微損壞水平。大震作用下剪力墻損傷特征如下：1)結(jié)構(gòu)X向有較多耗能連梁，主體墻肢基本完好，在Y向設(shè)置耗能連梁后，主體墻肢也未出現(xiàn)比較嚴(yán)重的損壞；2)剪力墻Q1在13層完全收掉，導(dǎo)致墻肢上部出現(xiàn)比較嚴(yán)重的受壓損傷；剪力墻Q4在收進(jìn)部位也出現(xiàn)中度的集中受壓損傷，雖然墻肢破壞不致引起結(jié)構(gòu)的突然垮塌，但仍建議加強(qiáng)其頂部墻肢的配筋,見圖13;

圖13 Q1,Q4剪力墻受壓損傷云圖

雙向地震作用下結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)果匯總 表7

3)剪力墻Q2，Q3洞口邊緣墻肢混凝土出現(xiàn)中度的受壓損傷，但剪力墻邊緣構(gòu)件的鋼筋沒有出現(xiàn)塑性應(yīng)變。大震作用下外框梁混凝土未出現(xiàn)明顯的受壓損傷。裙房屋面層梁與核心筒連接等位置出現(xiàn)輕微的鋼筋塑性應(yīng)變；大部分梁鋼筋未出現(xiàn)明顯的塑性應(yīng)變。

加強(qiáng)層的剪力墻損傷情況。23層Y向剪力墻混凝土在與伸臂桁架相連的部位出現(xiàn)中度受壓損傷，對(duì)應(yīng)的鋼筋也出現(xiàn)了輕微損壞水平的塑性應(yīng)變；36層剪力墻混凝土及鋼筋均只有輕度損壞。加強(qiáng)層及其相鄰層型鋼基本處于彈性受力階段，僅個(gè)別構(gòu)件出現(xiàn)輕微的塑性應(yīng)變。23層的兩道Y向墻肢出現(xiàn)中度的混凝土受壓損傷，將其配筋率提高到2.0%，提高墻肢配筋后，墻肢混凝土的受壓損傷范圍大幅減小，且損傷程度可減輕到輕度損傷水平，且在大震作用下，提高22層剪力墻水平分布筋配筋率至1.5%，該層核心筒損傷較小，如圖14所示,可滿足設(shè)定的性能目標(biāo)。第一、第二道加強(qiáng)層樓板在大震作用下，僅局部出現(xiàn)輕微～中度損壞水平的受壓損傷，對(duì)應(yīng)位置的鋼筋亦出現(xiàn)輕微～輕度損壞水平的塑性應(yīng)變。加強(qiáng)層樓面梁的混凝土都沒有出現(xiàn)明顯的受壓損傷，對(duì)應(yīng)的梁鋼筋也僅出現(xiàn)輕微損壞水平的塑性應(yīng)變。

圖14 22～23層加強(qiáng)層剪力墻受壓損傷云圖

3.3.4 計(jì)算結(jié)論

(1)在考慮重力二階效應(yīng)及大變形的條件下，地震作用下結(jié)構(gòu)的最大頂點(diǎn)位移為0.567m，并最終仍能保持直立。

(2)主體結(jié)構(gòu)在各組地震波作用下X向最大彈塑性層間位移角為1/234，Y向最大彈塑性層間位移角為1/198，均小于1/100的規(guī)范限值要求。

(3)在各組地震波作用下，結(jié)構(gòu)的層間位移角曲線在加強(qiáng)層有明顯的內(nèi)凹突變，表明加強(qiáng)層相鄰上一層和下一層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度突變，是一個(gè)主要的薄弱位置。

(4)第一道加強(qiáng)層(23層)的兩道Y向墻肢出現(xiàn)中度的混凝土受壓損傷，提高墻肢配筋率為2.0%，可滿足設(shè)定的性能目標(biāo)。

(5)大震作用下，結(jié)構(gòu)主受力墻肢基本完好，但剪力墻Q2，Q4在收進(jìn)部位出現(xiàn)中度～比較嚴(yán)重?fù)p壞的受壓損傷，加強(qiáng)其頂部墻肢的配筋。

4 結(jié)論

(1)通過豎向及平面結(jié)構(gòu)的合理化布局及全面的、細(xì)致的計(jì)算對(duì)比分析，確保對(duì)重力荷載、地震作用、風(fēng)荷載的合理評(píng)估，對(duì)關(guān)鍵構(gòu)件采取更為嚴(yán)格的抗震構(gòu)造措施，關(guān)鍵抗側(cè)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)部位采用鋼/型鋼混凝土等高延性構(gòu)件。同時(shí)在整體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件設(shè)計(jì)中全面融入抗震性能化設(shè)計(jì)的思想，對(duì)外框架、核心筒具有中震輕微損壞(彈性)及大震輕度損壞(不屈服)的抗震性能設(shè)計(jì)。

(2)考慮項(xiàng)目位于低烈度強(qiáng)臺(tái)風(fēng)地區(qū)，小震彈性設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目屬于風(fēng)荷載控制，為了滿足規(guī)范對(duì)位移的控制要求，設(shè)置兩道加強(qiáng)層，加強(qiáng)層的剛度滿足位移要求即可。

(3)基礎(chǔ)采用后注漿灌注樁，在端部和側(cè)邊采用后注漿提高承載力，注漿段為中砂、粉砂、黏土，可以顯著提高樁的承載力。