高烈度地區部分框支剪力墻結構設計

劉彪

摘 要 源安隆廣場商住樓為大底盤雙塔結構超B級高的超限高層，體型比較復雜并且高位轉換，同時存在凹凸不規則、豎向不規則等5項超限指標，故需對結構的抗震性能進行深入分析和采用性能化設計。首先采用SATWE、YJK兩種軟件對結構進行單塔分析和整體分析，用YJK進行彈性時程分析;其次用EPDA&PUSH對結構進行靜力彈塑性分析;根據計算分析，對結構提出針對性的加強構造措施。

關鍵詞 高烈度;部分框支剪力墻;多塔結構

1項目概況

源安隆廣場建設地點位于海口市。本工程總建筑面積24541.36m2， 其中地上建筑面積 18898.20m2、地下建筑面積 5643.16m2;建筑總高度59.55m。建筑層數17層，商業主要布置在地下一層至三層裙房部分，住宅為兩棟塔樓，布置在地上五層至十七層，四層為架空層，布置屋頂花園。地下室層高5.7米、一層層高6米、二層三層高5米、五層至十七層的層高3米。架空層（屋頂花園）的層高4.55米[1]。

2結構體系

本工程設計使用年限為 50 年，抗震設防烈度 8 度，設計基本地震加速度為0.30g，設計地震分組為第一組，場地類別為二類，阻尼比取為0.05，標準設防類。基本風壓0.75kN/m2（重現期為50年），地面粗糙度類別為B，體系系數1.4。結構體系采用部分框支剪力墻結構，且裙樓結構不設置伸縮縫[2]，上部形成雙塔樓結構。

1#樓結構平面尺寸為30.7×29.8m，高寬比為2.00;2#樓結構平面尺寸約為30.9×30.2m，高寬比為1.97。墻厚從500mm至200mm自下至上有規律漸變;框支柱尺寸1200×1200mm、1200×1400mm、1200×1600mm;轉換梁尺寸1200×1200mm、1000×2000mm、1000×1500mm、800×1500mm、600×1500mm。標準層梁截面主要為200×500。首層（地下室頂板）采用梁板結構，板厚180 mm;二、三層采用梁板結構，板厚150mm;四層轉換層采用梁板結構，板厚180 mm;五層采用梁板結構，板厚150 mm且雙層雙向配筋。其他塔樓部分板厚為100 mm，屋面層板厚120 mm。

3結構分析

本工程為B級高度、高位轉換結構，同時有位移超過1.2的扭轉不規則、突出部位長寬比最大值1.6大于1.5的凹凸不規則、轉換層樓板有效寬度小于50%的樓板不連續、同時出現剛度突變，構件不連續等五項不規則性超限結構。

本工程總體按性能目標C要求進行抗震性能化設計。在多遇地震下，構件的承載力和變形符合高規有關規定即滿足第1抗震性能水準;在設防地震作用下，關鍵構件[底部加強區（-1～5層）剪力墻，框支柱、轉換梁]正截面承載力應符合屈服承載力設計，受剪承載力符合彈性設計，其他豎向構件、大部分耗能構件進入屈服階段，但是對抗剪符合屈服承載設計。在罕遇地震下滿足第5抗震性能標準的要求。

4結構分析

將采用兩個不同力學模型的空間分析程序進行計算分析，選用SATWE軟件和YJK軟件。結構計算考慮偶然偏心地震作用、雙向地震作用、豎向地震、扭轉耦聯及施工模擬等，采用整體模型（裙房+雙塔）作為主要驗算，并采用分塔模型（塔樓相關范圍）進行補充驗算。

采用YJK進行彈性動力時程分析，輸入地震波為多遇地震的5組實際地震記錄和2組場地合成人工波進行分析，主方向地震動時程的有效峰值加速度為110cm/s2。對于層間位移角，時程平均值的層間位移角比規范反應譜的小，滿足規范要求。對于樓層剪力，1#樓對應的樓層剪力應按地震波平均剪力與CQC剪力的比值進行放大，放大系數為1%～11%;2#樓的放大系數為1%～8%[3]。

采用EPDA&PUSH軟件進行彈塑性推覆分析，結構最大的位移角為1/229，符合規范要求。

5加強構造措施

（1）本工程各塔樓均屬于B級高度的高層建筑，框支柱和剪力墻是主要的抗側力構件，設計中通過提高框支框架及底部剪力墻墻肢的延性，使抗側剛度和結構延性更好地匹配，達到有效地協同抗震。對于剪力墻，本工程屬部分框支剪力墻結構，其底部加強區滿足“中震抗彎、抗剪不屈服”的要求，設計時按特一級抗震等級要求，并參考設防烈度地震下計算結果配置剪力墻豎向鋼筋，通過提高約束邊緣構件的配筋率（大于1.4%）、豎向分布筋配筋率（大于0.4%）等措施提高第一道防線的承載能力。框支框架按“中震抗彎不屈服、抗剪彈性”進行性能設計，另外，框支柱、框支梁內置型鋼，增加結構延性。對于轉換層樓板、裙樓大開洞部位、標準層平面凹凸不規則形成的樓板拐角區域等造成的樓板薄弱部位，根據彈性樓板分析結果加強配筋，并進行樓板的抗剪截面驗算，保證樓板平面剪力的傳遞[4]。

（2）4層樓層由于存在框支轉換和裙樓收進，其樓板加厚至200mm，采用雙層雙向配筋，每層每方向鋼筋網的最小配筋率為0.3%;其上層結構的樓板也加厚至150 mm。

參考文獻

[1] GB50011-2010.建筑抗震設計規范[S].北京：中國標準出版社，2010.

[2] JGJ3-2010.高層建筑混凝土結構技術規程[S].北京：中國標準出版社，2010.

[3] 佚名.超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點[J].礦產勘查，2003，6（10）：1-3.

[4] 魯國昌，于東暉.航空工業信息中心科研辦公樓結構分析與設計[J].建筑結構，2019，49（03）：20-24.