馬 霖

1 工程概況

某公司新建總部大樓項目位于中國安徽省合肥市經(jīng)開區(qū)核心區(qū)，項目建設(shè)內(nèi)容含辦公、社區(qū)中心及配套設(shè)施。項目建設(shè)用地面積約1.38 萬平方米，總建筑面積約6.93 萬平方米。全部建筑由兩棟高層和一座裙房組成，其中兩棟高層之間采用連廊相連。項目建筑立面圖如圖1 所示。

圖1

2 結(jié)構(gòu)形式

本工程抗震設(shè)防烈度為7 度0.1g，場地類別為Ⅱ類，主要結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，抗震等級為三級（高層塔樓框架柱為二級）。較高塔樓采用鋼管混凝土框架-支撐結(jié)構(gòu)，較矮塔樓采用鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)，裙房采用鋼框架結(jié)構(gòu)，連廊采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，梁均采用焊接H 型鋼梁，板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。地上部分裙房與塔樓之間設(shè)縫分開，兩棟塔樓之間在3~4 層處采用鋼桁架連廊連接。

3 連體結(jié)構(gòu)概述/原則

連體結(jié)構(gòu)通常有桁架式、懸臂式、吊梁式或托梁式。某高層連體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計及其彈塑性時程分析。根據(jù)與兩側(cè)塔樓連接剛度不同可分為強連接與弱連接。其中強連接體需要有足夠的剛度以協(xié)調(diào)兩側(cè)單體的變形和內(nèi)力，而弱連接體可通過滑動支座將兩側(cè)傳遞來的水平力釋放掉。對于兩側(cè)塔樓剛度、體型或?qū)訑?shù)相差較大時，宜選用弱連接。

4 本工程連體結(jié)構(gòu)選擇

本工程西側(cè)塔樓高度為93.3 米，采用鋼管混凝土-鋼支撐結(jié)構(gòu)形式；東側(cè)塔樓高度為47.1 米采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)形式。兩側(cè)塔樓高度相差近一半，結(jié)構(gòu)形式也不同，因此適合采用弱連接體相連。連廊跨度為30.6 米，寬度24.3 米，兩側(cè)主樓在相應(yīng)位置設(shè)柱側(cè)鋼牛腿，西側(cè)采用滑動支座與主樓牛腿相連，東側(cè)采用固定鉸支座與主樓牛腿相連，連廊結(jié)構(gòu)平、立面布置。如圖2、圖3 所示：

圖2 連廊結(jié)構(gòu)平面布置圖

圖3 連廊立面結(jié)構(gòu)圖

5 本工程連體結(jié)構(gòu)計算要點

本工程采用YJK 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行結(jié)構(gòu)計算。對連體結(jié)構(gòu)采用考慮豎向地震的中振彈性設(shè)計，并計算大震下的支座反力與變形用于支座牛腿設(shè)計。在軟件中采用空間結(jié)構(gòu)模塊建立連體桁架模型，并與兩側(cè)主樓整體組裝，通過在前處理菜單中定義兩點約束的辦法指定支座屬性。分別計算一端鉸接一端滑動和兩端鉸接（模擬支座滑動失效情況） 兩個模型，對連廊本身進行內(nèi)力分析和截面驗算。除此之外，尚需分別在計算結(jié)果中讀取支座處中振彈性下一端鉸接一端滑動以及兩端鉸接的力和位移，取最不利結(jié)果用于支座設(shè)計，并讀取兩個模型中大震不屈服狀態(tài)下的支座處的最不大反力用于鋼牛腿設(shè)計。

《混凝土規(guī)范》3.4.6 條及《高規(guī)》3.7.7 條均規(guī)定了樓蓋結(jié)構(gòu)的舒適度要求，本工程通過盈建科樓板及設(shè)備振動計算模塊，模擬人行狀態(tài)進行時程分析，對樓蓋進行舒適度計算分析。

6 本工程計算結(jié)果分析

經(jīng)計算分析，本工程連體結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件采用桁架柱□500x40，桁架上下弦H900x400，斜腹桿□350x30。支座需滿足豎向±4000KN、沿桁架方向±8500KN、垂直桁架方向±2500KN 的承載力要求，并且滑動端支座需滿足300mm 的滑動距離要求。牛腿采用1.5m 高、1.3m 長、1.0m 寬的鋼牛腿，主要由3 塊26mm 厚鋼板承擔(dān)豎向壓力，其鋼板結(jié)構(gòu)及焊縫均能承受大震狀態(tài)下的支座反力（包括豎向壓力、水平拉力和偏心彎矩）。并且，在設(shè)計文件中對連廊防脫落也做出了相關(guān)要求。經(jīng)舒適度驗算，連廊樓蓋采用150mm 厚的鋼筋混凝土樓板任無法滿足舒適度要求，根據(jù)計算采用調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD） 進行減震以滿足舒適度要求。

7 結(jié)語

本文介紹了連體結(jié)構(gòu)采用弱連接（一端鉸接一端滑動）時連體部分的設(shè)計要點。由分析可知，連體結(jié)構(gòu)計算時必須建立含兩側(cè)塔樓的整體模型，考慮各種工況下最不利的內(nèi)力與變形，為連廊本身及支座設(shè)計提供依據(jù)；連體結(jié)構(gòu)必須考慮規(guī)范對樓蓋舒適度的要求，當(dāng)不滿足時可通過設(shè)置調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（TMD） 來滿足。