洪陳玉

奧意建筑工程設(shè)計有限公司南京分公司 江蘇南京 210006

1 工程概況

本工程為住宅項目，位于江蘇省江陰市。該項目用地分為A、B兩個地塊，B地塊用地面積約7．37萬m2，B地塊地下一層功能為車庫、設(shè)備房，地下室夾層為非機(jī)動車車庫，地上為9棟高層住宅附帶兩層商業(yè)網(wǎng)點、物業(yè)配套用房、六個變配電房及兩個開閉所、水泵房、公廁。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》[1]和該場地地震安評報告，本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度（0．05g），第二組，IV類場地，Tg=0．75s。該子項為B3棟，地面以上30層，地下1層，地下室局部有夾層，地面高度99m，丙類設(shè)防，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。

2 地質(zhì)概況與基礎(chǔ)設(shè)計

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場地內(nèi)無活動性斷裂，江陰地區(qū)新構(gòu)造活動微弱，雖發(fā)生過地震，但震級均小于3級。區(qū)內(nèi)地震、地質(zhì)構(gòu)造條件較好，場地覆蓋層厚度大（大于80m），淺部土層分布不均勻，局部分布有淤泥質(zhì)土，應(yīng)采取有效的抗震措施，場地區(qū)域穩(wěn)定，區(qū)內(nèi)地震、地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件較好，未發(fā)現(xiàn)影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害存在，適宜工程建設(shè)。

本工程基礎(chǔ)形式采用樁基+筏板基礎(chǔ)。主樓范圍內(nèi)筏板厚度為1500mm，裙房及純地下室部分筏板厚度500mm。樁采用鉆孔灌注樁，樁身直徑800mm，樁端持力層為⑦層粉質(zhì)粘土層，有效樁長54m，單樁抗壓承載力特征值為4500KN。根據(jù)地勘報告，本場地的抗浮設(shè)計水位為室外地坪下0．5m，由于地下水位較高，在裙房及地下室部分須設(shè)置抗拔樁。

3 結(jié)構(gòu)選型與抗震等級

3.1 結(jié)構(gòu)選型

結(jié)構(gòu)選型時，除了結(jié)合建筑自身的特點和功能要求外，尚需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。本子項根據(jù)上述原則確定高層住宅塔樓部分主體結(jié)構(gòu)采用剪力墻結(jié)構(gòu)，純地下室部分采用框架結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)平面布置時，剪力墻應(yīng)設(shè)計成長墻，應(yīng)盡量避免設(shè)計成短肢剪力墻。

3.2 確定抗震等級

由規(guī)范可知，地上部分剪力墻抗震等級為三級。地下室部分，由于主樓范圍內(nèi)存在夾層，剪力墻抗震等級按錯層要求提高一級即按二級執(zhí)行，連梁及框架梁抗震等級仍然按三級；純地下室部分框架抗震等級為三級[2]。

4 結(jié)構(gòu)主體計算分析

4.1 計算軟件選擇

結(jié)構(gòu)整體計算軟件選用SATWE。采用midas building軟件對主要計算指標(biāo)進(jìn)行分析對比。采用SATWE軟件進(jìn)行多遇地震作用下的彈性時程分析。

4.2 satwe和midas分析計算結(jié)果對比

小震分析兩個分析軟件均采用剛性樓板假定，周期折減系數(shù)均取0．9，振型數(shù)均取15個。其他計算參數(shù)均取為一致，計算結(jié)果詳表1。

由表1可知，兩種分析軟件計算的結(jié)果較為接近，且均滿足相關(guān)規(guī)范要求，分析結(jié)果可靠性較高，施工圖設(shè)計時可采用satwe進(jìn)行設(shè)計。

4.3 彈性時程分析

根據(jù)當(dāng)?shù)刂鞴懿块T要求，結(jié)合規(guī)范規(guī)定，補(bǔ)充多遇地震作用下彈性時程分析計算。按規(guī)范要求選取三組地震波。選取一組人工波RH1TG075，兩組天然波TH2TG075、TH3TG075，地震波持續(xù)時間為50s，時間間隔為0．02s，地面運(yùn)動最大加速度為18cm/s2。經(jīng)計算，該結(jié)構(gòu)各樓層剪力曲線詳圖1。

結(jié)構(gòu)在RH1TG075、TH2TG075、TH3TG075三組地震波作用下，X向、Y向最大層間位移角分別為1/1235、1/1542，且與CQC法結(jié)果較為接近，能夠滿足規(guī)范要求。又由圖一可知，三組地震波作用下，X向結(jié)構(gòu)底部剪力分別為2466KN、2174KN、2563KN，平均值為2401KN，CQC法結(jié)構(gòu)底部剪力為2758KN；Y向結(jié)構(gòu)底部剪力分別為2968KN、3268KN、3288KN，平均值為3175KN，CQC法結(jié)構(gòu)底部剪力為3371KN。經(jīng)比較可知，單條地震波作用下的結(jié)構(gòu)底部剪力均大于CQC法結(jié)構(gòu)底部剪力的65%；兩個方向的平均值均不小于CQC法結(jié)構(gòu)底部剪力的80%。且樓層剪力曲線變化均勻，無明顯突變，顯示豎向剛度變化均勻。根據(jù)以上分析，計算結(jié)果符合現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的要求，結(jié)構(gòu)布置合理可行[3]。

表1 satwe和midas分析計算結(jié)果

圖1 彈性時程分析各樓層剪力曲線圖

5 結(jié)構(gòu)設(shè)計加強(qiáng)措施

5.1 轉(zhuǎn)角凸窗處的加強(qiáng)做法

對平面轉(zhuǎn)角部位（轉(zhuǎn)角窗）板厚取150mm，板配筋雙層雙向拉通；轉(zhuǎn)角凸窗邊剪力墻全高設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，底部加強(qiáng)部位約束邊緣構(gòu)件范圍內(nèi)則主要采用箍筋，以確保滿足抗震性能目標(biāo)。

5.2 底部加強(qiáng)部位的處理

對高層住宅底部加強(qiáng)區(qū)部位及構(gòu)件進(jìn)行分析比較，對其抗震不利部位進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)截面和配筋措施，以確保滿足抗震性能目標(biāo)[4]。

6 結(jié)語

由于城市用地較為緊張，高層住宅成為城市住宅的首選。新建的高層住宅項目，采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)可以獲得更大的使用空間，因此此種結(jié)構(gòu)形式往往成為高層住宅項目的首選。本文通過一個住宅項目，介紹了其基礎(chǔ)設(shè)計、結(jié)構(gòu)選型與抗震等級的確定，并且詳細(xì)的分析了剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計結(jié)果，并補(bǔ)充了彈性時程分析。對結(jié)構(gòu)中可能存在的薄弱環(huán)節(jié)，提出了一些加強(qiáng)措施。通過加強(qiáng)構(gòu)造措施，來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，給類似的工程提供了一些有益的思路和參考。