許碧海

(中科博能(福建)工程設(shè)計集團有限公司，福建 泉州 362100)

1 工程概況

本項目位于城市主要干道，為商務(wù)辦公用地 ，總建筑面積51 859.75m2，地下兩層總建筑面積為17 677.82m2，地上32層34 181.93m2，建筑總高度129.9m。本工程設(shè)計使用年限50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防類別為標準設(shè)防。建筑抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計地震分組第三組。建筑場地類別為Ⅱ類，特征周期Tg=0.45s基本風(fēng)壓為：0.75kN/m2。項目效果圖及結(jié)構(gòu)平面圖見圖1。

圖1 項目效果及結(jié)果平面

2 結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置

結(jié)構(gòu)體系根據(jù)建筑功能采用框架核心筒，框架及核心筒抗震等級均為二級。在結(jié)構(gòu)初步設(shè)計階段，應(yīng)甲方要求盡可能縮小柱截面以獲得較大使用面積，我們進行了型鋼柱與普通砼柱的比選，經(jīng)驗算柱截面非軸壓比為主控，而主要為水平位移控制，采用型鋼柱對減少截面有限，綜合考慮施工難度及成本，仍采用普通砼柱加大砼強度等級底部采用C60，柱截面控制在1200×1200以下。樓板次梁布置采用較經(jīng)濟的單向板。

3 超限判別

本工程主樓與裙房采用抗震縫斷開，平面和豎向規(guī)則，不存在規(guī)則性超限。建筑高度滿足A級高度的框筒結(jié)構(gòu)130m要求，不存在高度超限。其它指標均在《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》超限范圍以內(nèi)，故本工程為非超限高層。

4 結(jié)構(gòu)計算分析

4.1 本工程采用YJK軟件對結(jié)構(gòu)進行整體計算，小震采用規(guī)范反應(yīng)普法，主要計算結(jié)果如(表1)。

表1 結(jié)構(gòu)自振周期

(1)結(jié)構(gòu)自振周期

T3/T1=0.746<0.9滿足規(guī)范要求。

(2)側(cè)移剛度比值、樓層抗剪承載力比值

側(cè)移剛度比及樓層抗剪承載力不利位置均發(fā)生在層高突變的五層，該層層高5.3m,以上為4m。該位置X，Y方向側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度70%的比值或上三層平均側(cè)移剛度80%的比值中之較小者為1.086，1.1453均滿足規(guī)范1要求。樓層抗剪承載力比值X，Y方向分別為0.82，0.83滿足規(guī)范要求。

(3)結(jié)構(gòu)位移及最大層間位移(表2)

表2 結(jié)構(gòu)位移及最大層間位移

最大層間位移角1/803小于1/800滿足規(guī)范要求。

(4)規(guī)定水平力下框架柱地震傾覆彎矩百分比X向24.7%，Y向29.5%均小于50%，滿足規(guī)范要求。

(5)剪重比抗震規(guī)范(5.2.5)條要求樓層最小剪重比=2.40%。

本工程的X向為2.718%、主向2.590%，滿足規(guī)范要求。

4.2 小震彈性時程分析

本工程結(jié)構(gòu)高度大于100m,采用YJK進行時程分析法補充驗算。依據(jù)規(guī)范要求選取的實際波占比不小于2/3，持續(xù)時間不小于5倍自振周期和15s,多組時程波的平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比，在對應(yīng)于結(jié)構(gòu)主要振型的周期點上相差不大于20%,時程分析時輸入的加速度最大值55cm/s2。為此選取5條實際地震波和2條人工模擬波。

計算結(jié)果顯示，每條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力均大于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的65%，且七條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的80%，因此時程分析所選取的地震波是合適的。在32層及以構(gòu)架，采用時程法層間剪力的多條波平均值比CQC法計算結(jié)果大5%～10%。最終地震作用效應(yīng)取時程法計算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。

5 關(guān)鍵位置設(shè)計

本工程二層由于建筑大堂功能要求存在樓板大開洞，造成樓板不連續(xù)，采剛性樓板假定無法真實考慮樓板平面內(nèi)剛度的影響，因此在計算構(gòu)件內(nèi)力及配筋時采用將板定義為彈性膜來實際考慮板內(nèi)變形帶來的不利影響，并且對板厚及配筋進行加強，將本層板厚加厚至150，雙層雙向配筋，并適當(dāng)增大配筋率。另外由于大開洞大堂兩根柱x向框梁無法拉通形成穿層柱，考慮穿層柱在底部為重要關(guān)鍵構(gòu)件，對穿層柱按中震彈性、大震不屈服進行性能設(shè)計，在施工圖階段將適當(dāng)加強穿層柱的抗震措施，抗震措施提高一級、縱筋配筋率增大、箍筋配筋率增大，以加強延性及承載力。

6 結(jié) 語

綜上所述，針對本工程結(jié)構(gòu)特點，依據(jù)規(guī)范要求，采取了一系列抗震計算、驗算及抗震構(gòu)造加強措施，能滿足建筑及業(yè)主提出的各項功能要求，滿足抗震設(shè)計各項規(guī)范要求和抗震性能目標要求，做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標，達到適用、經(jīng)濟、耐久、美觀的總體要求。