蔣 清 華

(中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610041)

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某帶轉(zhuǎn)換層的超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

蔣 清 華

(中國(guó)建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610041)

結(jié)合重慶市某帶轉(zhuǎn)換層的超高層建筑實(shí)例，計(jì)算了該結(jié)構(gòu)的主要性能指標(biāo)，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了彈性動(dòng)力時(shí)程分析，從框支柱、剪力墻、樓板三方面，提出了一些抗震構(gòu)造措施，保證了結(jié)構(gòu)的安全性。

高層建筑結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層，時(shí)程分析，地震波

1 工程概況

本項(xiàng)目位于重慶市渝中區(qū)，由5棟塔樓、商業(yè)裙房和大底盤地下室組成，總建筑面積409 090 m2。其中3號(hào)塔樓大屋面高度約139.40 m。地下5層為車庫(kù)；地上38層，1層～6層為商業(yè)，7層為轉(zhuǎn)換層，8層以上為住宅；地上建筑面積36 805 m2。平面呈長(zhǎng)方形，底部為65.8 m×21.6 m，沿高度中部為65.8 m×21.6 m、上部為39.8 m×21.6 m。塔樓高寬比6.5。采用鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，本工程的抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為6度，基本地震加速度為0.05g(第一組)。結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)：框支柱及落地剪力墻為特一級(jí)(嵌固端以下遞減)，框支框架為一級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)層剪力墻、梁為二級(jí)(特一級(jí)及二級(jí)剪力墻之間設(shè)置一層一級(jí)剪力墻過(guò)渡)。

本工程主要構(gòu)件尺寸及材料強(qiáng)度：框支柱1 500×1 800(C60)，轉(zhuǎn)換梁1 500×1 800，1 800×2 000，2 000×2 400(C60)，剪力墻400 mm～200 mm(C60～C30),樓板：轉(zhuǎn)換層為C60,其余均為C30。結(jié)構(gòu)平面布置詳見(jiàn)圖1，圖2。

2 結(jié)構(gòu)計(jì)算及分析

本工程為高位帶轉(zhuǎn)換的超限復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了SATWE，MIDAS-BUILDING和ETABS三種軟件分別進(jìn)行整體計(jì)算。多遇地震下的彈性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可以看出,結(jié)構(gòu)的各主要指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。三種軟件計(jì)算結(jié)果比較接近，能夠相互印證，確保了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3 彈性動(dòng)力時(shí)程分析

彈性動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)，結(jié)合地勘報(bào)告提供的場(chǎng)地特性參數(shù)共選取2組天然地震波和1組人工地震波作為時(shí)程分析的輸入條件。各地震波的主要信息見(jiàn)表2。按照相關(guān)規(guī)范多遇地震彈性動(dòng)力時(shí)程分析時(shí)地震波主分量峰值取18 cm/s2。

表1 彈性分析主要計(jì)算結(jié)果

表2 所選地震波主要信息

表3是振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力與多遇地震彈性動(dòng)力時(shí)程分析所得結(jié)構(gòu)底部剪力的對(duì)比情況。由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)每組地震波分析所得的底部剪力值均在CQC反應(yīng)譜法剪力值的74%～94%之間，3組地震波分析結(jié)果的平均值與CQC反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果誤差在20%以內(nèi)，達(dá)到了規(guī)范要求。

各地震波作用下結(jié)構(gòu)樓層位移、樓層剪力分布分別如圖3，圖4所示。從圖中可以看出所選地震波時(shí)程分析結(jié)果的平均值與反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果表現(xiàn)出較好的一致性。各地震波作用下，X方向的最大層間位移角為1/2 931，Y方向?yàn)?/2 232，均遠(yuǎn)小于相關(guān)規(guī)范要求的限值。該結(jié)構(gòu)有足夠的剛度儲(chǔ)備。

表3 彈性動(dòng)力時(shí)程分析與振型反應(yīng)譜法底部剪力值對(duì)比

本工程大屋面結(jié)構(gòu)高度達(dá)139.4 m，超出規(guī)范規(guī)定的A級(jí)高

度的限值，按相關(guān)規(guī)定應(yīng)進(jìn)行超限高層的專項(xiàng)審查。設(shè)計(jì)時(shí)，除了以上分析外，還做了結(jié)構(gòu)在大震作用下的彈塑性分析。

4 抗震構(gòu)造措施

針對(duì)本工程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)采取了比規(guī)范更嚴(yán)格的抗震措施。

4.1 框支柱

1)提高柱的配箍率，并控制短柱剪壓比。2)提高框支柱和框支過(guò)渡層的配筋率。

4.2 剪力墻

1)控制剪力墻軸壓比。2)提高剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)的配筋率。3)加大邊緣構(gòu)件配筋率，改善鋼筋混凝土剪力墻的延性。

4.3 樓板

1)適當(dāng)加大部分樓層樓板的配筋。2)加厚嵌固層板厚，并加強(qiáng)配筋。3)加厚裙樓頂板板厚，并加強(qiáng)配筋。

[1] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] JGJ 3—2002，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 徐培福，傅學(xué)怡，王翠坤，等.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

On ultra-high-rise structural design of some buildings with transfer stories

Jiang Qinghua

(ChinaSouthwestArchitecturalDesignandResearchInstituteCorp,Ltd,Chengdu610041,China)

Combining with the ultra-high-rise building with transfer stories in Chongqing, the paper calculates the main performance coefficients of the structure, undertakes the elastic dynamic time-history of the structure, and points out some seismic construction measures from the framework support columns, shearing walls, and plates, so as to ensure the structural safety.

high-rise building structure, transfer story, time-history analysis, earthquake wave

1009-6825(2016)11-0043-02

2016-01-30

蔣清華(1982- )，男，工程師

TU973

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