某高層酒店結構設計

張 兆 超

(山東省建筑設計研究院，山東 濟南 250001)

某高層酒店結構設計

張 兆 超

(山東省建筑設計研究院，山東 濟南 250001)

結合某高層酒店的上部結構、地基基礎等的特殊情況，采用了框架—剪力墻結構，介紹了相應的結構計算分析方法及構造處理措施，結果表明結構整體指標及地基基礎的計算均能滿足規范的各項要求，為此類工程的設計提供參考。

高層結構，框架—剪力墻，性能化設計

1 工程概況

本工程位于山東省東營市，由高層主樓和多層裙房組成。該項目總建筑面積108 326.05 m2，其中地上建筑面積90 855.82 m2，地下建筑面積17 470.23 m2。本工程包括1棟17層(結構高度84.500)、19層酒店主樓(結構高度91.950)及2層(結構高度12.500)、3層(結構高度18.500)酒店裙房，其中主樓及酒店裙房下有1層地下室。首層室內外高差為0.60 m，地下1層層高為5.50 m，地上1層～3層層高為6.00 m，標準層層高為4.20 m。地下室不設縫，多層及高層部分地上設防震縫。主樓計算單元分為A區，B區，B′區，見圖1。本文僅介紹高層主樓A區。

工程結構設計使用年限為50年，結構設計安全等級為二級。抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g。設計地震分組為第3組，建筑場地類別為Ⅱ類，規范反應譜特征周期為Tg=0.65 s。多遇地震作用下的水平地震影響系數最大值為0.08，結構阻尼比為0.05。基本風壓應按50年重現期的風壓值采用，基本風壓值wo=0.50 kN/m2，地面粗糙度類別按B類，主樓承載力計算按基本風壓的1.1倍取值。

2 結構體系與布置

在樓電梯間、結構角部、中部設置剪力墻而成為框架—剪力墻結構的首道防線。混凝土剪力墻的厚度自下部的400 mm變化至上部的300 mm，為保證樓電梯間上下凈寬的一致性，樓電梯間局部墻厚上下均為400；剪力墻及框架柱混凝土強度等級自下部的C60變化至上部的C35，框架柱混凝土強度與截面的縮小分層進行，以保證結構自下而上剛度的均勻變化。剪力墻及框架的抗震等級均為二級。主樓的樓蓋采用主次梁體系，各樓層的樓板均采用現澆鋼筋混凝土樓板，板厚一般為120 mm，在部分特殊部位的樓板進行了加厚、加強處理。底部大堂屋面采用鋼結構網架。標準層結構平面布置圖見圖2。

3 工程特殊情況

主樓的結構高度均為91.95 m，滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》[2]中A級高度鋼筋混凝土高層建筑關于高度方面的有關規定，高度不超限。

本工程非大跨結構，也不存在轉換層、加強層、錯層、連體等復雜高層情況。另外，由于地面以上通過設置防震縫將主樓分為完全獨立的3個結構單元，不存在多塔情況。但是，本工程底部3層為大堂大空間，樓板開洞較大，存在平面不規則。結構中部單元結構水平向長度為77.90 m，為超長結構。同時存在場地地下水位較高，需進行抗浮計算、地下水對混凝土結構為中等腐蝕性、場地為輕微液化場地等情況，增加了設計的復雜性。

4 上部結構計算分析

4.1 小震彈性反應譜分析

小震彈性反應譜分析采用SATWE軟件，僅考慮水平地震作用，不考慮豎向地震作用。地震作用計算時采用考慮扭轉耦聯振動影響的振型分解方法，并考慮偶然偏心和雙向地震的影響。以基礎頂作為上部結構的嵌固部位，將上部結構分為3個獨立的結構單元分別建立模型進行結構計算與分析。結構計算的周期、地震作用下的位移、框架柱傾覆力矩百分比和剪重比分別見表1～表3，均滿足規范要求。

表1 周期

表2 位移

表3 框架柱傾覆力矩百分比、剪重比 %

表4 剛度比

表5 抗剪承載力比值、剪重比

主樓的本層側移剛度與下一層側移剛度的比值(剛度比1)、本層側移剛度與相鄰上一層側移剛度70%的比值或其上相鄰三層側移剛度平均值80%的比值中的較小值(剛度比2)以及本層側移剛度與上一層側移剛度90%,110%或者150%的比值(剛度比3)如表4所示。

從表4可以看出，主樓沿X向、Y向的剛度比1均小于1/0.7=1.43，剛度比2和剛度比3均大于1.0，因此，主樓結構均不存在結構剛度突變的側向剛度不規則，即不存在薄弱層。

從表5可以看出，每層抗剪承載力之比均大于0.8，滿足規范要求。

結構在地震作用下，底部1層(即底部1層地下室)的剪重比不滿足規范最小剪重比1.60%的要求，軟件自動進行調整以滿足該項要求。

4.2 抗震構造加強措施

1)地上高層中部單元結構超長(水平向長度77.90 m)，采用板底筋通長、板頂設置抗溫度收縮構造筋(溫度筋與板頂受力筋按受拉鋼筋的要求搭接)、適當增加梁縱向通長筋和梁側腰筋(梁側腰筋按受拉構造)等措施考慮溫度應力對結構帶來的不利影響。

2)對于主樓躍層柱、酒店大堂凸出主樓較大的部位，計算時采用彈性板假定，框架柱抗震等級提高一級，按中震彈性進行性能化設計并在配筋時做相應加強。同時對主樓體形收進處的樓板加厚、豎向構件和樓板鋼筋進行加強。另外，考慮酒店大堂凸出部位比較空曠，在大堂南側東西兩角增設L形剪力墻。

3)結構中部電梯筒之間電梯井開洞造成結構樓板不連續，對洞間樓板板厚及配筋率做相應加強處理。

5 地基基礎

由于該場地為輕微液化場地，對于液化土層②層，④層，在計算單樁承載力時對該土層進行折減，折減系數2/3；承臺每側外邊緣以外1.5 m范圍內，采用級配砂石進行回填；同時，適當增加防水底板的厚度和配筋，加強基礎的整體性，以考慮場地內存在輕微液化土層對結構的不利影響。

根據《勘察報告》，本地區抗浮設防水位標高為3.00 m，高于基礎底板，故本工程基礎筏板需考慮水浮力。筏板厚度為500 mm，筏板與承臺按整體有限元計算。

6 結語

針對本工程上部結構特點、場地地基情況，采取相應的計算分析與構造措施，結構整體指標及地基基礎的計算結果均能滿足規范的各種要求，同時對特殊部位進行了中震彈性補充計算及關鍵部位加強，以確保結構的整體性能。

[1] GB 50011—2010,建筑抗震設計規范[S].

[2] JGJ 3—2010,高層建筑混凝土結構技術規程[S].

[3] GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規范[S].

Structural design of a high-rise hotel

Zhang Zhaochao

(ShandongProvincialArchitecturalDesignInstitute,Jinan250001,China)

With the upper part of the structure of a high-rise hotel， special foundation etc., the frame-shear wall structure, and introduces the corresponding structure analysis and calculation methods and details of seismic design, the results show that the structure of the overall index and the foundation can meet the requirement of the codes, and provide a reference for the design of such projects.

high-rise structure, frame-shear wall， performance-based design

1009-6825(2017)20-0046-03

2017-05-05

張兆超(1984- )，男，工程師

TU318

A