【摘 要】帶商業(yè)用房的住宅建筑意思就是要把住宅的一部分劃為商業(yè)用房，而商業(yè)用房與住宅的層高要求差異較大，從而造成住宅主體建筑內(nèi)部，在底部3 層形成錯層結(jié)構(gòu)。這給抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)分析帶來了一定復(fù)雜性。本文針對主樓內(nèi)部帶商業(yè)用房的局部錯層剪力墻結(jié)構(gòu)，做出了一些可靠的理論分析。

【關(guān)鍵詞】剪力墻結(jié)構(gòu)；錯層結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計

1 結(jié)構(gòu)分析

1.1 計算模型

錯層結(jié)構(gòu)示例簡圖見圖1。其住宅部分、商業(yè)部分、錯層部分抗震分析簡圖分別見圖2、圖3、圖4。

1.2 概念分析

樓蓋在豎向分析時，起著層間隔板的作用；在水平分析時，應(yīng)保證抗側(cè)力構(gòu)件的協(xié)同工作。

但由于有錯層結(jié)構(gòu)的存在，使得樓板局部不連續(xù)，造成水平傳力的不連續(xù)，形成高墻和矮墻混合的抗側(cè)力體系，錯層處的剪力墻應(yīng)力集中。

1.3 計算分析

鑒于錯層結(jié)構(gòu)的平面不規(guī)則而導(dǎo)致的豎向不規(guī)則的復(fù)雜性，在整體分析時，應(yīng)采取有效的技術(shù)措施。由于樓板的局部連續(xù)，為更真實(shí)考慮錯層結(jié)構(gòu)的樓板面內(nèi)變形對抗側(cè)力構(gòu)件的影響，在整體計算時，采用局部彈性樓板模型，用彈性膜單元模擬彈性樓板。彈性膜可真實(shí)反映樓板的平面內(nèi)剛度，同時又忽略了樓板的平面外剛度。在進(jìn)行抗震分析時，應(yīng)采用“總剛計算方法”。“總剛計算方法”直接采用結(jié)構(gòu)的總剛和與之對應(yīng)的質(zhì)量矩陣進(jìn)行地震反應(yīng)分析，它可準(zhǔn)確分析出每層每根構(gòu)件的空間反應(yīng)，通過計算分析計算結(jié)構(gòu)，可發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的剛度突變的部位，連接薄弱的構(gòu)件。

中國建筑科學(xué)研究院抗震所等單位，做了兩個錯層剪力墻住宅結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行了振動臺的試驗(yàn)。其中一個模型模擬32層98m高的住宅，該工程除錯層外，平面布置也不規(guī)則；另一個模型35層98m高的錯層剪力墻住宅，其平面布置規(guī)則，此模型的破壞程度比平面不規(guī)則模型要輕。試驗(yàn)說明，錯層結(jié)構(gòu)對扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較敏感，破壞比較嚴(yán)重。因此，為充分考慮地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響，筆者建議，錯層結(jié)構(gòu)按雙向地震作用考慮扭轉(zhuǎn)影響。

錯層結(jié)構(gòu)屬豎向布置不規(guī)則結(jié)構(gòu)，錯層附近的豎向抗側(cè)力構(gòu)件受力復(fù)雜，難免應(yīng)力集中。

考慮到錯層結(jié)構(gòu)是局部的，僅限于底部3層，其上部為標(biāo)準(zhǔn)層高的住宅，造成豎向剛度的不均勻變化，筆者建議，對錯層結(jié)構(gòu)的底部3 層人為指定為薄弱層，按照現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整。

2 構(gòu)造措施

2.1 剪力墻厚度

根據(jù)目前的工程經(jīng)驗(yàn)，筆者建議，住宅部分的墻厚可同住宅的底部加強(qiáng)部位的墻厚，250mm或200mm；商業(yè)部分的墻厚可采用300mm；錯層處的剪力墻厚不應(yīng)小于250mm。需要特別指出的是，在模型輸入時，是以樓板為界劃分結(jié)構(gòu)層的。由于SATWE計算程序本身的局部缺陷，墻身的穩(wěn)定性驗(yàn)算，程序只以輸入的結(jié)構(gòu)層高進(jìn)行計算，無法按真實(shí)的住宅部分或商業(yè)用房部分的層高進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，容易造成設(shè)計疏漏。這對普通層高住宅影響不大，但對層高較高的商業(yè)用房的剪力墻墻厚的確定帶來了隱患。這時，務(wù)必要手算或上機(jī)復(fù)核商業(yè)用房部分墻體穩(wěn)定性。否則，易造成商業(yè)用房的剪力墻厚度偏薄，從而使薄弱部位更薄弱。

2.2 抗震等級

由于錯層處的剪力墻受力復(fù)雜，現(xiàn)行規(guī)范要求錯層出處的剪力墻提高一個抗震等級，以免該類構(gòu)件先于其它構(gòu)件破壞。規(guī)范的要求是經(jīng)濟(jì)合理的，應(yīng)嚴(yán)格遵守。如工程剪力墻抗震等級已為一級，則錯層處的剪力墻抗震等級則提高至特一級，其相關(guān)構(gòu)造措施詳見現(xiàn)行規(guī)范，在此不再詳述。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

某工程地上33層，地下1層，帶2層商業(yè)用房，建筑高度96m；結(jié)構(gòu)類型采用剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用混凝土灌注樁；建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度8度（0.2g），場地類別為Ⅱ類場地，設(shè)計地震分組為第一組；除錯層處的剪力墻抗震等級為特一級外，其余均為一級。

3.2 結(jié)構(gòu)平面

錯層結(jié)構(gòu)的平面示意圖見圖5。

3.3 計算結(jié)果

計算結(jié)果，結(jié)構(gòu)自震周期見表1。結(jié)構(gòu)側(cè)向位移見表2。地震作用下的最大樓層剪力圖見圖6。

4 結(jié)語

現(xiàn)行規(guī)范已對錯層剪力墻結(jié)構(gòu)的適用高度有明確的規(guī)定，即7度和8度抗震設(shè)計時，剪力墻結(jié)構(gòu)錯層高層建筑的房屋高度分別不宜大于80m和60m。對于局部錯層剪力墻結(jié)構(gòu)，宜另行規(guī)定，但規(guī)范并沒有明文規(guī)定。筆者認(rèn)為，在采取精確細(xì)致的計算，并適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施后，錯層結(jié)構(gòu)的局部效應(yīng)可有效控制。因此，局部錯層剪力墻結(jié)構(gòu)的適用高度應(yīng)比通高的錯層剪力墻結(jié)構(gòu)適用高度有所放寬，可按現(xiàn)行規(guī)范的剪力墻適用高度取用。