底商超限高層建筑結構設計探討

歐陽述華

（建盟設計集團有限公司湖南分公司 湖南長沙 410000）

1 案例分析

項目地點長沙市，抗震設防為Ⅵ度，設計地震動加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類。嵌固層以上分別為4層裙樓（5.4+5.4+6.9+6.9m），一層設備轉換層（2.1m），16層公寓（均為 4.5m）。下部裙樓為大開間商業，第三層、第四層為電影院，在主樓外裙樓有二層通高IMAX電影院。裙樓為長方形長51.3m，寬35.6m；主樓為L形b為26.1m，l為18.4m，B為16.9m，L為51.3m，BMAX為35.6m。標準層平面如圖1。

圖1

2 結構超限簡介

（1）扭轉不規則：考慮偶然偏心的扭轉位移比大于1.2。

（2）平面不規則項：凹凸不規則。

（3）樓板不連續：有效寬度小于50%（裙樓電影院）。

（4）尺寸突變：豎向構件收進位置高于結構高度20%且收進大于25%。

（5）上下墻、柱不連續。

3 超限高層建筑結構設計要點

對于此類建筑超限結構設計，主要關鍵點在于小震計算，中震、大震、彈性動力時程分析等都是建立在小震基礎上。而小震結構選型、結構布置是重中之重。

3.1 上部公寓結構選型

本工程由于建筑功能大空間確定結構形式為框支剪力墻。但是在方案初期建設方為了在保證下部商業電影院大空間需求的基礎上，上部公寓采用剪力墻結構，保證上部分公寓使用。為此結構設計擬定二種方案：

方案一：上部公寓為剪力墻框架。

方案二：上部公寓為框架剪力墻。

具體計算結果表1。

通過小震兩個模型對比，兩個方案結構設計均滿足規范要求。從上表可得上部采用方案二，減小了框支層以上剛度，從而地震作用減小。另上部布置框架柱轉換構件大幅度減小，對抗震有利。

表1

3.2 轉換層上下剛度比

部分框支剪力墻結構，特別是高位轉換對轉換層下部結構與上部結構的等效側向剛度比比較敏感，當剛度比接近1時能減小轉換層的剪力突變。本工程設計時通過將四角及核心筒的剪力墻落地，并加厚至400～600mm，框支柱采用型鋼混凝土柱。通過不斷調整，上下部剛度比為：X：1.08Y：1.09，落地剪力墻的傾覆力矩百分比為X：67%Y：70%。

3.3 性能化設計內容

（1）小震分析：減小上部公寓結構剛度，轉換層下部與上部剛度比（高度修正），使其盡量接近1，并同時滿足轉換上下層的剛度比要求；采用不同力學模型的計算軟件對比并包絡；彈性時程分析。

（2）中震分析：對不同構件進行驗算；剪力墻偏拉驗算；轉換層樓板分析。

（3）大震分析：彈塑性時程分析；基底剪力、最大層間位移角、構件損傷及性能分析、抗傾覆驗算。

4 結束語

對于底商超限高層建筑結構設計應從方案就介入，針對具體工程進行結構試算，從多方面比較選擇合適結構布置。上部是公寓，在合適位置布置框架柱更適合此類建筑。