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摘要：本文主要結(jié)合工程實(shí)際，對高層框支剪力墻結(jié)構(gòu)中鋼管混凝土柱和型鋼混凝土梁在大底盤復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)中的設(shè)計要點(diǎn)做了分析。以供同仁參考！

關(guān)鍵詞：高層框支剪力墻；鋼管混凝土；型鋼混凝土梁；抗震性能

1 工程概況

某工程總建筑面積為88616m2，地下4層，地面以上48層，底板面標(biāo)高為-15.2m，建筑高度為184.6m。其中地下4層為地下車庫和設(shè)備用房，首層～四層為商業(yè)裙樓， 五層、六層為休閑會所，七層為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，七層以上分為兩個塔樓，其中A塔為住宅，B塔為辦公，塔樓層高一般為3.4 m。本工程為框支-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框支柱采用高強(qiáng)鋼管混凝土柱，轉(zhuǎn)換層采用普通的梁式轉(zhuǎn)換；抗震設(shè)防類別為丙類；抗震設(shè)防烈度為7度；設(shè)計基本地震加速度為0.10g；設(shè)計地震作用分組為一組；場地土類別為Ⅱ類。框架、剪力墻的抗震等級分別為：框支框架為特一級；一般框架為一級；剪力墻-1層至12層（加強(qiáng)部位）為特一級，其它層剪力墻為一級。

2 結(jié)構(gòu)的整體計算分析

分別采用SATWE與ETABS對本工程進(jìn)行整體分析計算。通過對SATWE與ETABS的計算結(jié)果進(jìn)行比較，兩個程序計算結(jié)果的主要指標(biāo)接近，表明程序計算結(jié)果是可信的。并補(bǔ)充利用通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計軟件SAP2000對結(jié)構(gòu)進(jìn)行屈曲分析。

根據(jù)結(jié)構(gòu)布置及計算結(jié)果，可以判斷本工程為超限高層，超限內(nèi)容有：建筑物總高度超過了規(guī)范允許的B級高度鋼筋混凝土建筑的最大適用高度；豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)屬Ⅱ類，同時存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則（Ⅰ類）；另外結(jié)構(gòu)屬于大底盤多塔復(fù)雜結(jié)構(gòu)，同時還存在高位轉(zhuǎn)換，不屬于嚴(yán)重不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)。

3 地基與基礎(chǔ)

場地土類別為Ⅱ類，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級。柱、剪力墻采用天然地基上的擴(kuò)展基礎(chǔ)，基底置于中、微風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。由于場地限制，部分柱基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，樁端持力層為微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。核心筒底板厚2000mm（局部板厚2500mm），其余位置除剪力墻、柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)外底板厚為1000mm。部分底板下設(shè)置抗浮錨桿，錨孔直徑150mm，長度4.0m，錨桿間距為900mm。

4 關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1 剪力墻設(shè)計

利用A、B兩個塔樓的核心筒設(shè)置落地剪力墻作為主要的豎向抗側(cè)力構(gòu)件，由于建筑高度超限，采取了多種加強(qiáng)措施以提高剪力墻的延性：1）增加剪力墻厚度，提高混凝土強(qiáng)度等級等措施來提高剪力墻截面強(qiáng)度，并嚴(yán)格控制其軸壓比，控制罕遇地震下的基底平均剪應(yīng)力水平，確保證剪力墻在罕遇地震時不出現(xiàn)脆性的剪切破壞；2）底部加強(qiáng)部位由-1層～9層提高至-1層～12層，底部加強(qiáng)部位剪力墻配筋率提高至0.6%，約束邊緣構(gòu)件配筋率提高至1.8～2.0%，配箍率提高至2.0%，并且考慮在核心筒剪力墻底部加強(qiáng)部位的約束邊緣構(gòu)件設(shè)置芯柱，設(shè)置范圍為地下一層～七層；3）在地震荷載與風(fēng)荷載作用下，連梁的剪力往往很大，為了防止連梁發(fā)生剪切破壞，對跨高比不大于2的連梁配置交叉暗撐或交叉斜筋，并按由其承擔(dān)連梁的全部剪力來計算配筋。

4.2 鋼管混凝土柱設(shè)計

由于鋼管混凝土柱具有承載力高、延性好，抗震性能優(yōu)越等特點(diǎn)，使用鋼管混凝土柱作為框支柱可以極大的提高其抗震性能，并且可減小框支柱的截面增加建筑使用面積，因此鋼管混凝土柱被廣泛應(yīng)用于帶轉(zhuǎn)換層高層建筑中。本工程框支柱均采用受力性能較好的高強(qiáng)鋼管混凝土柱（共18根），并考慮其以軸力的方式承擔(dān)一部分傾覆力矩。由于本工程首層層高為13米，二層層高為5.0米，SATWE程序計算的首層X（Y）方向?qū)娱g抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力與二層的受剪承載力比值分別為0.65（0.55）。選取典型鋼管混凝土柱進(jìn)行構(gòu)件截面抗剪承載力計算，在截面、配筋、軸壓力相同的情況下，鋼管混凝土柱的截面抗剪承載力也基本相同，因此能保證首層鋼管混凝土柱的受剪承載力不小于其上一層受剪承載力的75%。

鋼管混凝土柱截面由負(fù)四層的φ1400mm×25mm逐步收至φ1300mm×20mm，鋼管柱采用Q345B鋼材，內(nèi)襯管及柱底環(huán)板采用Q235B鋼材（鎮(zhèn)靜鋼），柱內(nèi)混凝土強(qiáng)度等級為C60。鋼管混凝土柱通過鋼筋混凝土環(huán)梁節(jié)點(diǎn)與樓蓋連接，框架梁縱筋錨入環(huán)梁內(nèi)，環(huán)梁節(jié)點(diǎn)內(nèi)配置2φ25抗剪環(huán)，且與鋼管壁采用貼焊連接。

4.3 轉(zhuǎn)換層設(shè)計

本工程轉(zhuǎn)換層采用普通的梁式轉(zhuǎn)換，由于建筑功能的要求，造成轉(zhuǎn)換層的部分框支梁間接轉(zhuǎn)換?？蛑Я菏潜ＷC框支剪力墻抗震性能的關(guān)鍵部位，其受力很大且受力情況相當(dāng)復(fù)雜， 因此應(yīng)設(shè)有較多的安全儲備；在設(shè)計時，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)換層的抗震性能要求，采用中震的地震影響系數(shù)對結(jié)構(gòu)作中震作用下的彈性內(nèi)力分析，按中震作用下的彈性內(nèi)力與豎向荷載進(jìn)行組合（1.0恒荷載+0.5活荷載+1.0中震作用），采用材料強(qiáng)度設(shè)計值，不考慮構(gòu)件內(nèi)力增大系數(shù)，對轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行強(qiáng)度驗算，以確保轉(zhuǎn)換梁在中震時處于彈性工作狀態(tài)。為防止轉(zhuǎn)換梁受剪破壞，適當(dāng)加大轉(zhuǎn)換梁截面，加大梁抗剪箍筋，對部分剪力較大的轉(zhuǎn)換梁內(nèi)置焊接H型鋼（Q345B），保證鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換梁的最大剪壓比控制在0.15之內(nèi)（《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2002規(guī)定的的剪壓比限值為0.175），型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁的最大剪壓比控制在0.30之內(nèi)（《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 138-2001規(guī)定的剪壓比限值為0.424）。轉(zhuǎn)換層型鋼混凝土梁截面有1000x3000、1200x3000，內(nèi)置200x2200x25x25焊接H型鋼。同時在型鋼混凝土梁梁面、梁底配置縱向受力鋼筋，其梁底縱向鋼筋的配筋率提高至1.30%，并增大其抗剪箍筋至 20@100（8）。

考慮彈性樓板假定，采用ETABS程序?qū)D(zhuǎn)換層部位進(jìn)行豎向荷載和地震作用下的應(yīng)力分析，從程序計算結(jié)果可看出樓板在地震作用下除局部有應(yīng)力集中現(xiàn)象外，大部分應(yīng)力水平均較低。在設(shè)計時按中震作用的彈性應(yīng)力進(jìn)行配筋，除對部分連接薄弱位置樓板進(jìn)行特別加強(qiáng)外，轉(zhuǎn)換層樓板厚度取200并配置雙層雙向 14@150鋼筋，其上兩層樓板厚度取150，采用雙層雙向配筋，以保證水平力可靠傳遞。

4.4 鋼管混凝土柱與型鋼混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計

為實(shí)現(xiàn)型鋼混凝土梁與鋼管混凝土柱剛接連接，在鋼管柱頂設(shè)置承臺，承臺截面為2000x2000x3000。沿鋼管內(nèi)壁插入64 28的縱筋，并通過 16@80焊接環(huán)箍使縱筋形成一個整體，縱筋錨入鋼管混凝土柱內(nèi)1500mm。

5 結(jié)語

本文結(jié)合了工程實(shí)際，就高層框支剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剪力墻、鋼管混凝土柱、轉(zhuǎn)換層、鋼管混凝土柱與型鋼混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計等做了分析討論，希望在以后的工程中遇到類似的設(shè)計能起到一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]JGJ138-2001.型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.

[2]劉維亞.鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)理論與實(shí)踐.中國建筑工業(yè)出版社.2008

[3]高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3—2010）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2010