淺談中糧大道項目剪力墻結構超限設計

王楊　趙華

摘要：天津中糧大道項目位于天津六緯路CBD區內中央商務區，共有A-F地塊六個地塊，本文論述的是D地塊超限高層建筑結構設計。

關鍵詞：中糧大道；剪力墻；設計

中圖分類號：TU973.16 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）22-0079-01

1工程概況

見圖1。

D地塊項目包括：

D地塊總建筑面積91500平方米；一棟超高層居住型公寓，面積為55700平方米，兩層裙房為商業和汽車庫及配套公建，地下三層為停車庫和設備用房。其中：商業面積為1780平方米，地上汽車庫面積為2470平方米，配套公建面積為1650平方米，地下停車庫面積為29900平方米。其中：本項目塔樓高度為155.7米，超過了B高度鋼筋混凝土的最大適用高度。根據相關規定，對本塔樓需要進行抗震設防超限審查。

本項目三層地下室，做為立體停車和設備用房使用。

層高分別為：3.7米，3.7米，4.7米，主要柱跨為8.4米，8.6米，地上主體為L形塔樓，一、二層做為商業使用，層高4.5米、4.8米，3層至頂層（50層）層高3.05米，并且43層處減去近一半的面積，變成矩形平面。根據建筑功能和需要，本塔樓均選用鋼筋混凝土剪力墻結構體系。

2結構方案

2.1結構形式及主要結構尺寸

D地塊塔樓，為典型的鋼筋混凝土剪力墻結構，上下較規整，無轉換結構，但：高度較高，超出B級高度；結構平面為L型平面，扭轉不規則，凹凸不規則；側向剛度不規則，且高寬比達到13.7，超出規范較多；屬于剪力墻結構。

2.2結構超限

本項目屬于超B級高度剪力墻結構，需進行高層抗震超限審查，選用D級抗震性能目標。

2.3分析方法

本工程彈性分析選用：中國建筑科學研究院編制的PKPM系列SATWE軟件（簡化墻元模型，2010版）。北京邁達斯技術有限公司開發的Midasbuilding軟件進行計算。

本工程彈塑性分析選用：中國建筑科學研究院編制的PKPM系列PUSH&EPDA軟件（簡化墻元模型，2010版）。在小震和中震作用下，采用SATWE和MidasBuilding程序進行計算分析和對比，并按設定的性能目標進行配筋和校核。在大震作用下，采用三種方法對結構進行分析對比，這三種方法分別為：a）等效彈性法、b）靜力彈塑性分析法、c）動力彈塑性時程分析法，從不同的角度來評價結構性能，從而保證大震作用下分析結果的可靠性。

3結構計算

計算結果，結合規范規定的要求及結構抗震概念設計理論，可以得出如下結論：（1）第一扭轉周期與第一平動周期之比小于0.85，滿足“高規”3.4.5條要求；（2）有效質量系數大于90%，所取振型數滿足要求；（3）水平力作用下的層間位移角小于1/945，滿足高規第3.7.3條的要求；（4）x、Y方向剪重比均滿足“抗規”第5.2.5條要求；（5）在偶然偏心影響的規定水平地震力作用下，塔樓最大扭轉位移比1.4，滿足“高規”3.4.5條“B級高度建筑不應大于該樓層平均值1.4倍”的要求；（6）底部剪力墻軸壓比小于0.5，軸壓不超過0.5，滿足規范對軸壓比的規定。（7）本層塔樓側移剛度與上一層側移剛度90%、110%或者150%的比值中最小值（層號）[110%指當本層層高大于相鄰上層高1.5倍時，150%指嵌固層時]比值均大于1.0，滿足要求，沒有薄弱層；（8）受剪承載力不小于上一層的80%，屬于樓層受剪承載力滿足要求。

4結構設計

該工程屬于純剪力墻超限高層結構，設計中采用了基于性能的抗震設計方法，通過進行彈性、彈塑性分析，得出以下結論：

（1）通過小震計算，可以看出結構兩個模型分析結果基本一致，各項計算指標均符合規范要求，較全面、真實的反應了整體結構小震下的受力狀態。（2）通過中震計算，得出了結構在中震彈性、中震不屈服狀態下，主要構件的受力分布規律，通過將墻肢分類比較，找到了主要加強的重點位置，通過加強剪力墻暗柱配筋，加強分布筋以及適當提高抗震構造等級等措施，使結構完全可以滿足l生能設計要求。（3）通過大震彈塑性時程分析，得到罕遇地震時結構位移，可以滿足規范1/120的要求，通過分析可以看出大震時：結構梁處出現塑性鉸位置及連梁出現裂縫位置、程度，大震時較好的起到了耗能的目的，同時找到了剪力墻墻體受拉開裂分布，及局部受壓裂縫的位置，通過加強相應位置配筋，予以加強，整體結構完全達到大震不倒的性能設計目標。（4）對于超限指標中：凹凸不規則，引起的樓板變化較多，通過采用彈性樓板，分析大震作用下樓板受力狀態，可知；樓板在大震下，平面內應力均勻，應力值在合理范圍。（5）對于超限指標中：扭轉位移比1.4，經分析得出整個結構扭轉在可控范圍內，且未超出1.4規范限值。（6）對于結構高度超出B級高度，高寬比超出規范限值，經過小震、中震、大震多內容、多程序深度分析，可知：由于結構過于高柔，引起的中震結構底部受拉，大震開裂情況，通過合理布置墻體、連梁，調整結構剛度，加大局部墻體配筋等措施，完全可以滿足性能設計指標要求，做到結構“小震不壞，中震可修，大震不倒”。