大底盤裙房高位分塔結構設計分析

鄧大利 南京市建筑設計研究院有限責任公司

1 項目概況

地面以上一到七層為商業綜合體，總層數十九層。項目按同一單體設計。結構體系采用框架剪力墻結構，結構高度為94.90m。一到五層為裙房，六層以上利用結構縫分為4個單體，分別為南北塔樓、影院及東樓。

2 大底盤裙房設計

本工程抗震結構的等級分別為，南北兩個塔：6層以上2級框架，2級剪力墻；商業部分1級框架，1級剪力墻；抗震等級地下1 層同商業，抗震構造措施地下1 層以下降低1 級。兩個塔與大底盤相連接的外圍墻柱，抗震等級在大底盤上下兩層范圍內再加高1級。

按《高規》10.6.5要求，商業部分以上的兩個塔結構的位移角層間值在底部樓層最大為1/1507，遠遠大于商業部分的值，滿足規范要求。

為避免結構因為樓板不連續對結構造成不利影響，設計中采取在開洞區域框架梁拉通，且在梁格之間增加水平交叉撐，與框架梁一起形成水平傳力體系。在局部開洞的部位，通過建立設置斜撐、增加樓板兩種模型，并與無樓板模型進行對比，對三個對比結構進行各項分析，可知設置水平支撐及樓板開洞對樓層剛度比影響較小。

規則性判斷上，本工程具有不規則扭轉，不規則收進豎向兩項。另外本項目中存在局部沒有樓板的情況，設計中將沒有樓板的地方采用支撐替代樓板，這樣在地震作用下地震力可以有效傳遞。故本項目非超限結構。

3 分叉柱設計

本工程由于本身的特殊性，在六層以下的裙房部分無法設縫，而在屋面以上又天然的分成兩個塔樓，局部還有電影院屋面，六層大屋面以上必須設縫。綜合考慮工程的特殊性，本項目在六層處利用塔樓周邊的框架柱設置分叉柱，并向下延伸一層。六層以上在主樓邊與裙房之間設置100mm 抗震縫，具體做法如下左圖所示。

考慮其應力集中，在五層頂設置斜向加腋，保證豎向力的有效傳遞，并將加腋下方一米范圍內的箍筋按16@100 加強。由于本身柱子就由于裙房乙類設防、上部收進的原因，抗震等級提高至特一級，故采取比特一級更高的要求進行加強。

“分叉柱”采用通用有限元軟sap2000進行應力分析，實體梁柱均采用單元建模，按零點一米進行剖分，采用PKPM 中讀取的最不利荷載進行計算分析。柱頂荷載分別取1800kN 和14000kN，并模擬了柱端的約束條件，進行網格劃分計算。計算結果表明。

拉應力最大的地方有1.8MPa，柱混凝土抗拉強度為ft=2.04MPa，滿足要求。壓應力最大的地方位于加腋根部，為24.8MPa，也滿足要求。計算結果如圖1所示。

圖1

4 結論

（1）六層以上設逢，將結構分塔，避免結構動力特性突變。

（2）通過設置水平斜撐，保證水平力傳遞，以代替混凝土板，避免平面大開洞。

（3）分叉柱通過有限元分析可知其應力比滿足要求，并采取相應加強措施。