南寧某超限超高層辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計

張海義

（南寧市建筑設(shè)計院　廣西南寧　530000）

1　工程概況

該工程位于南寧市，總用地面積約55畝，總建筑面積為30.51萬m2。地下室4層，埋深16m。地面以上有兩座鏡像關(guān)系塔樓。本文對主要介紹塔樓A。該樓結(jié)構(gòu)平面尺寸為51.36m×34.46m，核心筒尺寸28.4m×12.05m，1～4層為商業(yè)，5層為架空綠化層，6層以上為辦公，在12層及27層設(shè)置避難層。1～4層層高5.09～5.5m，5層層高6.4m，標(biāo)準(zhǔn)層層高4.2m，避難層層高4.8m，主樓建筑室外地坪到屋面高度為182.8m，至核心筒屋面高度為195.2m。

建筑的設(shè)計使用年限為50年，上部結(jié)構(gòu)安全等級為二級。設(shè)計地震分組第一組，抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計基本加速度為0.05g，建筑場地類別為II類，設(shè)計特征周期為0.35s。50年一遇基本風(fēng)壓為0.35kN/m2，地面粗糙度類別為B類。

2　結(jié)構(gòu)布置

2.1　結(jié)構(gòu)體系

主體結(jié)構(gòu)采用了混凝土柱-混凝土核心筒組成的框架筒體結(jié)構(gòu)體系，形成雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，其中抗側(cè)力體系由鋼筋混凝土核心筒、外框架構(gòu)成，以共同承擔(dān)風(fēng)荷載和地震作用所產(chǎn)生的水平剪力及傾覆力矩，設(shè)計中豎向結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度混凝土，并設(shè)置型鋼，提高強(qiáng)度，減輕重量。樓蓋采用鋼筋混凝土梁板體系。

采用SATWE、Midas building程序進(jìn)行整體的空間受力變形分析。

2.2　結(jié)構(gòu)平面布置

該樓主要功能為辦公，需要較大的室內(nèi)空間，柱網(wǎng)尺寸較大（約11m）。2層由于大堂通高要求有較大面積的樓板開洞和局部跨層柱現(xiàn)象。

典型樓層結(jié)構(gòu)平面布置見圖1。

圖1　典型樓層結(jié)構(gòu)平面布置

3　超限情況及抗震性能設(shè)計

3.1　超限概況

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3-2010）[1]和《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》：塔樓A結(jié)構(gòu)高度為H=182.8m，為B級高度的高層建筑。

二層樓面局部樓板鏤空，造成開洞面積占該層樓面面積的29.8%，接近30%，按樓板局部不連續(xù)[2]計入不規(guī)則項。

扭轉(zhuǎn)位移比在1.2～1.33之間，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。

綜上，為B級高度的高層建筑，且存在兩項不規(guī)則項，需要進(jìn)行超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查。

3.2　抗震性能目標(biāo)設(shè)計

針對該樓的結(jié)構(gòu)重要程度、特點和超限內(nèi)容，為保證該工程在中震和大震下結(jié)構(gòu)安全性能，各部位性能目標(biāo)按C級抗震性能目標(biāo)設(shè)計。

3.3　抗震等級

該樓的抗震等級如表1所示。

表1　抗震等級

4　計算分析

4.1　小震彈性分析

多余地震整體參數(shù)分析中均采用剛性樓板假定，主要計算結(jié)果列于表2。

表2　結(jié)構(gòu)彈性分析主要結(jié)果

根據(jù)上述計算結(jié)果，SATWE、Midas building兩種軟件得到的結(jié)構(gòu)整體參數(shù)大部分比較接近，基本上能較好地反映結(jié)構(gòu)在地震作用及風(fēng)荷載下的彈性受力性能。

4.2　中震抗震性能目標(biāo)驗算

中震驗算包括了彈性和不屈服兩部分。

根據(jù)計算結(jié)果，中震作用下核心筒剪力墻配筋基本為構(gòu)造配筋，部分X方向和Y方向連梁屈服，框架梁柱基本均為彈性。綜合判斷均可滿足中震性能目標(biāo)要求。

4.3　大震抗震性能目標(biāo)驗算

大震下的不屈服計算除地震影響系數(shù)αmax取0.28外，其余同中震的不屈服計算。

根據(jù)計算結(jié)果，在大震作用下，核心筒底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻可以滿足抗彎不屈服，核心筒內(nèi)部剪力墻抗剪抗彎基本均為彈性，核心筒周邊剪力墻基本可以滿足抗剪不屈服；X方向和Y方向連梁均屈服，框架梁柱依然均為彈性，總體判斷均可滿足大震性能目標(biāo)要求。

4.4　大震PUSHOVER分析

通過X方向和Y方向pushover分析，與需求點對應(yīng)的加載步下的各層X向?qū)娱g位移角為1/381、Y向?qū)娱g位移角為1/320，均遠(yuǎn)小于規(guī)范限值1/100。滿足《高規(guī)》大震下層間位移角限值的要求。X向性能點處結(jié)構(gòu)基底剪力（29869.9kN）/小震作用下基底剪力（6482）=4.6，Y 向性能點處結(jié)構(gòu)基底剪力（29480.0kN）/小震作用下基底剪力（6917）=4.26小于罕遇地震與多遇地震加速度峰值之比且大于設(shè)防地震與多遇地震加速度峰值之比，比值屬于合理范圍。

5　結(jié)語

簡要介紹了南寧某超限超高層辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要過程，包括結(jié)構(gòu)體系選擇，高層建筑的抗震性能設(shè)計，根據(jù)C級抗震性能目標(biāo)要求，進(jìn)行了小震、中震和大震的計算分析，驗證了該工程能滿足規(guī)范規(guī)定的抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。