某購物廣場結構分析與設計

郭 維 維

(晉城市建筑設計院，山西 晉城 048000)

某購物廣場結構分析與設計

郭 維 維

(晉城市建筑設計院，山西 晉城 048000)

介紹了晉城市某購物廣場的結構體系，利用SATWE軟件和PMSAP軟件，對該建筑結構進行了小震作用下的整體分析和分塔計算，并基于分析計算結果，提出了結構設計的注意事項與抗震措施，旨在確保結構的安全性。

建筑結構，塔樓，抗震性能，SATWE，PMSAP

1 工程概況

擬建建筑位于山西省晉城市，是集商業、餐飲、住宅于一體的多功能建筑，地下2層(其中人防設于地下2層)，地上1層～6層為商業，7層～15層為住宅，總建筑面積約57 315.38 m2。建筑效果圖見圖1。

根據規范，本工程安全等級為一級，建筑結構的抗震類別為:1層～6層為乙類，7層～15層為丙類，地基基礎等級為乙級，建筑高度為A級，結構的抗震設防烈度為8度，場地類別為Ⅱ類。

2 結構體系的總體思考

本項目為大型商業建筑，為盡可能的獲得開敞空間，采取了以8.4 m為主的典型柱網，建筑平面見圖2，剖面圖見圖3。

本工程由于地形限制南北向長達150 m，東西寬約43 m，為了讓結構規則，地上部分設縫，地上結構分為三部分，使得結構長度都在合理范圍，主樓單獨成為塔樓并采用框架剪力墻體系，其余兩塔樓因建筑功能無法布置墻體故采用框架體系，結構布置見圖4。

本工程的主要問題：1)由于建筑中間開大洞，形成結構的樓板不連續；2)門廳部分有局部躍層柱；3)頂層設電影院抽柱形成大空間；4)主樓由于商業和住宅的層高差異較大形成的上下層剛度不均勻；5)結構的首層地面由于高差較多，對嵌固不利。這些成為了結構設計的難點和重點。

3 結構分析及計算結果

針對本工程的結構特點，按規范的要求采用兩種不同的力學模型結構分析軟件(SATWE軟件和PMSAP軟件)進行小震作用下的結構整體計算和分塔計算，結構嵌固端設于首層，計算結果見表1～表3。

表1 1號塔小震作用下的結構計算結果

塔樓1由于商業部分層高和主樓部分層高差距較大和局部收進，造成上下部樓層剛度突變，對于墻體的厚度、長度和柱子的布置進行了調整，使得上下計算的剛度滿足規范要求。對豎向構件進行性能化分析，保證豎向構件在大震下的位移限制。

考慮到塔樓2，3樓板削弱較大，計算層間位移、層側向剛度比和位移比時采用分塊剛性中間彈性板進行。

表2 2號塔小震作用下的結構計算結果

表3 3號塔小震作用下的結構計算結果

塔樓2主要問題：1)由于中間天井使得樓板不連續，通過和建筑溝通，保證大洞口邊最少預留2.0 m寬的樓板，保證板兩邊的構件協調變形；2)由于頂部的電影院布置使得頂部抽柱形成大空間使得頂層剛度較弱。針對以上問題對豎向構件進行性能化分析,尤其是對于窄板兩邊柱子和頂層的影廳部分的豎向構件，保證大震不倒的性能目標，提高對應構件的延性；本打算中間部分的梁柱和頂層影廳的柱子采用型鋼混凝土構件，但后來由于各種原因沒有采用；但是嚴格通過中震和大震分析保證達到性能目標。

塔樓3主要問題：1)由于中間天井使得樓板不連續，通過和建筑溝通，保證大洞口邊最少預留2.0 m寬的樓板，保證板兩邊的構件協調變形；2)由于頂部的電影院布置使得頂部抽柱形成大空間使得頂層剛度較弱；3)由于門廳處的大空間形成局部躍層柱。針對以上問題對豎向構件進行性能化分析,尤其是對于窄板兩邊柱子、頂層的影廳部分的豎向構件和躍層柱，保證大震不倒的性能目標，提高對應構件的延性；本打算中間部分的梁柱、頂層影廳的柱子和門廳躍層柱采用型鋼混凝土構件，但后來由于各種原因沒有采用；但是嚴格通過中震和大震分析保證達到性能目標。

4 采取的措施

1)為保證整體模型的合理性，保證塔樓的嵌固端在首層，在地面標高處對高差處的梁板進行了加腋處理，板厚加厚，配筋保證不小于規范的0.25%，在模型中保證剪切剛度比不小于2.0；2)對中間天井周邊板厚加厚，保證配筋率，對于懸挑構件進行豎向地震補充計算；3)對不利部位的豎向構件采用中震彈性配筋，并確保大震下的位移角以達到大震不倒的目標；4)對于塔1的商業頂板加大板厚，保證配筋率，豎向墻體的約束構件上延至住宅最少2層；5)在連接薄弱部分，采取破壞后的補充分析，保證洞口窄板破壞后兩邊獨立體系能夠正常工作；6)對于塔2鄰塔1的邊跨，由于柱網對不上，采用了斜向布置梁以最大限度的保證地震力的傳遞，對塔2模型補充斜梁方向的地震作用計算。

5 結論及建議

1)在小震作用下本工程的第一扭轉與平動周期比、側向剛度、豎向位移比等指標均符合現行規范的相關要求，能達到“小震完好”的性能目標；中震作用下能滿足“重要和一般構件不屈服，僅耗能連梁少量屈服”的抗震性能目標；大震作用下能滿足“不嚴重破壞”的抗震性能目標。

2)對于樓板不連續嚴重的結構平面，應通過結構布置調整，使有限的樓板連續部分能形成規則寬度的板塊，以有效地傳遞樓板剪力。

3)在考慮連接部位屈服破壞的情況下，采取適當的加強措施，保證分開的各獨立塔塊大震不倒。

[1] GB 50009—2012，建筑結構荷載規范[S].

[2] GB 50011—2010，建筑抗震設計規范[S].

[3] JGJ 3—2010，高層建筑混凝土結構技術規程[S].

[4] GB 50010—2010，混凝土結構設計規范[S].

On analysis and design of some shopping plaza

Guo Weiwei

(JinchengArchitecturalDesignInstitute,Jincheng048000,China)

The paper introduces the structural system of some shopping plaza in Jincheng, adopts the software of SATWE and PMSAP, undertakes the overall analysis and separation tower calculation of the architectural structure under the small seismic effect, and points out the precautions and seismic measures of the structural design based on the analysis of the calculation result, so as to ensure the safety of the structure.

architectural structure, tower, seismic performance, SATWE, PMSAP

1009-6825(2017)01-0046-02

2016-10-24

郭維維(1981- )，男，工程師

TU318

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