淺談做8度區轉換結構體會

隋成藝

工程概況

1.本工程地處云南省昆明市，為商業，住宅等諸多功能為一體的綜合性建筑。地下2層為大型停車場，地上為3層大型商場，且還有另外獨棟的7層的商業建筑。上部主樓結構分為A1，A2，A3棟，A1，A2為高檔住宅，A3為酒店式公寓。本次主要談的為A2棟，后面會詳細說明。A1，A3棟結構形式為剪力墻結構，A2棟為部分框支剪力墻結構，7層商業為框架結構。主樓基礎形式采用的是預應力管樁加承臺。

工程進行實際分析

1.下面我們詳細看下A2棟的具體情況，A2棟下部為2層大地下室，地下室頂板為嵌固端，裙房結構為3層，裙房以上為住宅部分。A2棟抗震設防烈度為8度。上部結構的抗震等級為二級，底部加強部位以下抗震等級均為特一級。根據地勘報告，場地類別為3類場地。

2.先從總體上看，在昆明這樣的8度區（抗震設防烈度為8度，以下均同此）如何避免我們的結構形式成為超限審查的結構形式是前期需要處理的主要技術難點。因為根據昆明市當地情況，如果出現超限的結構需要報請全國超限高層建筑工程抗震設防專家委員會審查，審查需要一個時間的流程，但是甲方的時間要求又比較緊張，所以我們只能通過技術上的處理合理的避免超限結構的出現。下面我們來看下初期我們如何合理的避免超限結構出現。轉換層的高度起初根據甲方的意見應放在5層，這樣下面商鋪的面積就會增加許多。但是根據中華人民共和國建設部令第111號《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》，8度區框支轉換構件的位置超過3層既為高位轉換結構（表中第4條）因此經設計院與甲方溝通后轉換層取在第3層，合理的避免了高位轉換。同樣根據《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》下表2中同時具有下表三項及三項以上的不規則高層建筑工程為超限結構。

根據初步的計算，表2中的第1條和第8條在正常結構計算中很難避免，所以如果再出現一條就會變成需要審查的超限結構，故此我們必須控制不再出現其中的任何一條。但是A2棟的位置在圖1中已經明確，它并不在整個地下室的中間位置，則上表2中的第2條就不可避免了，故我們在裙房部分的A2棟周邊進行合理的設縫，這樣就避免了表2中第2條的出現，也就再次避免超限結構的出現。為什么說到設縫，根據甲方早期的意見，不想在此處設縫，因為下面商鋪的面積是價值相對比較高的位置，在這種地方設縫，甲方自然是不愿意接受，但是權衡輕重，最后還是同意在此設縫。這樣我們前期的主要目的完成，結構設計可以進行后面的深化了。

3.根據建筑功能及設備專業的相關要求，結構轉換層高度為5850mm，轉換層上層的高度為4400mm。框支柱的尺寸為1100x1100mm，框支梁的尺寸為1000x1800mm：1000x1500mm。SATWE計算結果中3個基本的信息依次看下（1）剛度比：轉換層剛度的計算結果如下：ratx1=1.8198 raty1=2.1274

其中Ratx1，Raty1：X，Y 方向本層塔側移剛度與上一層相應塔側移剛度70%的比值或上三層平均側移剛度80%的比值中之較小者。因此滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》以下簡稱《高規》第4.4.2條，抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。（2）周期比：《高規》第4.3.5條，結構的平面布置應減少扭轉的影響。結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9，B級高度高層建筑，混合結構高層建筑及本規程第10章所指的復雜高層建筑不應大于0.85.本工程為轉換結構，既為上述規范中所說的復雜高層建筑。故應滿足周期比不應大于0.85. SATWE計算結果如下：第一周期1.0696 平動系數1.00第三周期0.8120，扭轉系數1.00振型號3的扭轉系數為1.00，故為以扭轉為主的第一自振周期，

振型號1的平動系數為1.00，故為以平動為主的第一自振周期。

其按規范要求的比值為0.76，滿足要求

（3）位移角：高規4.6.3條的“注”中明確說明位移角可不考慮偶然偏心的影響，故我們只需“X 方向地震力作用下的樓層最大位移”，“X 方向地震力作用下的樓層最大位移”，“Y 方向地震力作用下的樓層最大位移”，“Y 雙向地震作用下的樓層最大位移”這4種工況下位移角滿足即可.因位移角羅列出來較麻煩，故在此說明位移角滿足相應規范的要求。另常規的工程通常是地震力為主導控制的，一般風荷載影響相對小很多，故在前面沒有提及風荷載這一工況產生的位移角。

4.調模型，剪力墻越多未必就就合理！

目前中國的抗震設計規范的大方向是抵抗地震力，所以做為設計者的我們第一方法是加強結構的剛度來抵抗地震力，就是平時的哪里超筋加大哪里，這種方法對于6，7度區相對還是很奏效的，但是對于8度區卻不是很理想，因為8度區的地震力較強，單純的提高局部的剛度而不注重整體剛度的調整則很難實現整體結構驗算通過，指標滿足等硬性要求。所以當局限的加大局部構件的尺寸滿足不了計算要求的時候（相當于走了好長時間的彎路），不得不重新開始考量結構整體剛度的平衡，才最終實現了結構計算的通過，并滿足各項指標。

5結果

經過一段時間的努力調整，終于完成了8度區框支剪力墻結構的計算模型調整，各個構件滿足計算要求，各個指標滿足規范的要求。但是落地剪力墻的數量明顯比7度區的轉換結構相對多了一些。最終結果如下圖：

結論：

在此次8度區項目的計算調整過程中，首先對于結構形式的合理性有了進一步的理解，對于某些特殊的標志性建筑選取一個合理的結構形式是非常重要的。其次，由于8度區的實際計算需求，落地剪力墻的數量已經不能只是按規范的構造要求的數量，必須按實際計算要求的數量。這樣的計算結構一則由于落地剪力墻數量的增加，勢必會影響框架部分做為商業建筑的分隔和使用，對建筑的使用功能有較大的限制，再則落地剪力墻數量的增加對甲方的開發成本也有一定的影響。綜上所述，在8度區如果各方面條件允許，結構專業應盡力避免轉換結構的出現，既達不到轉換后下部框架大開敞，滿足建筑的各種使用功能，又增加了相應的建設成本。