來(lái)武清

1 工程概況

本工程為重慶市軌道交通一號(hào)線、三號(hào)線兩路口換車站、地鐵控制中心及物業(yè)開(kāi)發(fā)的綜合性建筑，位于重慶市渝中區(qū)兩路口，總建筑面積約為7.94萬(wàn)m2，地上建筑6.76萬(wàn)m2，地下建筑面積1.18萬(wàn)m2，結(jié)構(gòu)總高度143.10 m;其地下4層，局部為地下5層，地上39層，其中8層以下為裙房。地下5層為地鐵三號(hào)線的區(qū)間;地下4層為一號(hào)線的站臺(tái)層;地下3層為設(shè)備用房，其南側(cè)與之緊鄰的是地鐵一號(hào)線、三號(hào)線的換乘站廳;地下2層，地下1層及首層為商業(yè)開(kāi)發(fā);2層、3層為辦公用房;4層、5層為地鐵公司的辦公和餐飲用房;6層、7層為地鐵控制中心的工藝用房;8層為控制中心的調(diào)度大廳及辦公用房;9層以上為雙塔套型住宅，兩塔樓平面基本對(duì)稱。根據(jù)勘察報(bào)告，建筑范圍內(nèi)出露中等風(fēng)化基巖，巖體較完整，強(qiáng)度高，力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，場(chǎng)地屬Ⅰ類場(chǎng)地，為建筑抗震有利地段，可直接作為基礎(chǔ)持力層。

2 主要超限內(nèi)容

本工程主要超限內(nèi)容有:1)高度為143.1 m，超過(guò)高規(guī)規(guī)定的A級(jí)建筑最大適用高度;2)塔1地下5層地鐵三號(hào)線區(qū)間穿過(guò)，對(duì)無(wú)法落地的框架柱在地下5層頂部采用斜撐局部轉(zhuǎn)換;3)采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，21層以下塔樓范圍內(nèi)框架柱采用型鋼混凝土柱，其余柱采用鋼筋混凝土柱，剪力墻采用普通鋼筋混凝土，整個(gè)結(jié)構(gòu)不設(shè)抗震縫，屬大底盤雙塔的復(fù)雜高層建筑，且雙塔建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)與高度相同，結(jié)構(gòu)平面相近。

3 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

3.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析

工程采用SATWE軟件進(jìn)行計(jì)算，并以此作為設(shè)計(jì)依據(jù)，同時(shí)采用ETABS，PMSAP軟件進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果作為設(shè)計(jì)參考，結(jié)構(gòu)分析中選取36個(gè)振型，結(jié)構(gòu)彈性分析阻尼比取0.05。幾種軟件的計(jì)算結(jié)果接近，從側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)建模與分析的正確性。

結(jié)構(gòu)自振周期和位移計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1～表3。計(jì)算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的主振型以平動(dòng)為主，扭轉(zhuǎn)振型的周期與平動(dòng)周期之比及樓層最大水平位移與平均位移之比均低于規(guī)范限制要求，表明結(jié)構(gòu)體系合理。

表1 塔1結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算主要結(jié)果

3.2 地震剪力及傾覆彎矩分析

底部樓層水平荷載作用下剪力、傾覆彎矩及豎向荷載見(jiàn)表4。可以看出，SATWE和PMSAP的計(jì)算結(jié)果很接近。

表2 塔2結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算主要結(jié)果

表3 結(jié)構(gòu)層間位移角計(jì)算主要結(jié)果

表4 地震剪力及傾覆彎矩計(jì)算主要結(jié)果

3.3 補(bǔ)充動(dòng)力彈性時(shí)程分析

工程在地震作用彈性時(shí)程分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了動(dòng)力彈性時(shí)程分析，以判斷建筑結(jié)構(gòu)體系的性能在多遇地震作用下各時(shí)段的表現(xiàn)，查看結(jié)構(gòu)最大層間位移角幅值是否滿足規(guī)范的要求，以確保這些重要構(gòu)件在地震作用下不破壞。動(dòng)力時(shí)程分析所用主要參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 動(dòng)力時(shí)程分析所用主要計(jì)算參數(shù)表

工程采用PKPM系列軟件SATWE與PMSAP分別進(jìn)行彈性時(shí)程分析，選用內(nèi)置的Ⅰ類場(chǎng)地設(shè)計(jì)特征周期Tg=0.25 s的一組人工地震波和兩組實(shí)測(cè)地震波進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果見(jiàn)表6。

3.4 局部補(bǔ)充驗(yàn)算

本工程塔1地下5層地鐵三號(hào)線區(qū)間穿過(guò)，對(duì)無(wú)法落地的框架柱在地下5層頂部采用斜撐局部轉(zhuǎn)換，以滿足地鐵功能使用要求，且斜撐轉(zhuǎn)換具有傳力路徑更加明確，受力方式更為合理;另外斜撐轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換層與上下層的剛度比變化幅度很小，在地震作用下，可以避免結(jié)構(gòu)層間剪力和構(gòu)件內(nèi)力發(fā)生突變，有利于結(jié)構(gòu)抗震。

表6 彈性動(dòng)力時(shí)程分析基底剪力計(jì)算主要結(jié)果

4 結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)措施

1 )本工程以地下1層為嵌固層，為加強(qiáng)樓板剛度，取板厚不小于200 mm，樓板配筋率不小于0.25%，雙層雙向配筋。2)提高整體結(jié)構(gòu)的延性，增加整體結(jié)構(gòu)在地震下耗能性能，滿足抗震設(shè)計(jì)要求，本工程設(shè)計(jì)中嚴(yán)格限制剪力墻、框架柱軸壓比，小于規(guī)范限值;提高筒體四角墻體暗柱配筋率及墻體分布筋配筋率等構(gòu)造措施;加強(qiáng)連梁等耗能構(gòu)件的上、下縱筋配筋率及箍筋配箍率設(shè)計(jì)。3)對(duì)于地下室以及裙房超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，設(shè)置后澆帶的方法解決混凝土的干縮應(yīng)力和早期溫度變形，適當(dāng)提高混凝土水平構(gòu)件受力及貫通鋼筋的用量，并配置構(gòu)造抗裂鋼筋，在施工圖階段考慮適當(dāng)添加混凝土微膨脹劑等輔助措施，以改善混凝土抗裂性能。4)本工程剪跨比λ小于2的框架柱，為提高其強(qiáng)度和延性，柱縱筋、箍筋采用三級(jí)鋼;提高柱縱筋配筋率、箍筋配箍率;柱箍筋采用復(fù)合箍，柱全高加密。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中根據(jù)建筑功能和平面布局，經(jīng)多方案反復(fù)計(jì)算，采用比較合理的結(jié)構(gòu)形式及針對(duì)性的構(gòu)造措施，可以滿足結(jié)構(gòu)安全要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理可行，符合結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的思想。

［1］ 馬利振，王希建，孫學(xué)東.某高層建筑大底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)體會(huì)［J］.山西建筑，2009，35(32)：71-72.