广场结构方案比选

贺淑娟 顾宇航

(河北邯郸热电股份有限公司，河北 邯郸 056031)

1 工程概况

邯郸友谊时代广场位于邯郸市中心区，北临人民路，东临中华大街，基地位于城市中心区重要区位，主要为大型城市综合体，包括零售、餐饮、娱乐、放映厅及公寓式办公及写字楼。地下2~3层为停车库，地下1层为超市，地上7层裙房为商业，两栋塔楼为一幢23层办公楼，一幢25层公寓式办公，分别布置在用地东南和西北角，7层裙房呈矩形，塔楼为方形建筑；地上一层层高为6.0m，二~六层为5.1m，七层为5.4m；公寓式办公层高为3.350m，总高99.650m，写字楼层高为3.950m，总高为99.750m。各层平面、立面及效果图见图1～图3。

2 结构体系及特点

根据本工程建筑特点，本着“安全、经济、适用”的原则考虑采用如下结构体系。25层高度99.650米的高层公寓式办公楼和23层99.750米高度的写字楼均采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构；整体7层(局部9层)36.900米(44.450米)高的商业裙房采用现浇钢筋混凝土框架结构。

图1 六层平面图

图2 七层平面图

图3 剖面图

方案一：在高层公寓式办公楼及高层写字楼之间与裙房(地上)中间适当位置设置二条防震-变形缝，使之形成两栋独立的塔楼及一Z字形裙房，避免建筑物过长及呈“大底盘多塔”结构形式，两栋塔楼及裙房各自为一结构体系，结构设计更加明确。但是，由于裙房影院楼板开大洞导致楼板局部不连续，影院上布置会所导致竖向抗侧力构件不连续，在规定水平力下，楼层的最大层间位移大于该楼层两端平均值的1.2倍(经过试算)，根据《建筑抗震设计规范》规定，7层裙房为超限高层，应进行超限审查。给甲方及设计带来很大麻烦。

方案二：两栋塔楼及裙房之间不设缝，在裙房部分连成整体，成为多塔结构，这样就可以避免方案一中的超限问题。

下面对两种方进行比较，通过详细的结构计算分析来确定哪种结构方案更加合理。

3 结构计算分析

3.1 方案一

两塔楼与裙房设缝，分成三个独立结构单元；两个塔楼平面为矩形，内筒与外筒比例协调，为一般框架-核心筒结构，比较简单；裙房平面形状为Z字形，建筑功能较多，导致结构形式复杂，由于使用功能上的要求，影院层大洞导致楼板局部不连续及影院上布置会所导致竖向抗侧力构件不连续已经不可避免，所以为了避免上述超限审查问题，只有调整位移比时使其小于1.2，计算结果如下：

1)考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y方向的平动系数、扭转系数如表1所示：

表1 方案1结构的周期、振型及平动、扭转系数

2)楼层最小剪重比及有效质量系数均满足要求；

3)X方向最大层间位移角: 1/ 553；Y方向最大层间位移角: 1/ 566；

4)偶然偏心地震作用规定水平力下的楼层最大位移比如表2所示：

表2 方案1偶然偏心地震作用规定水平力下扭转位移比

从计算结果可以看出，仅Y方向偶然偏心下的位移比超过规范限值(1.2)，但超过不多。

3.2 方案二

两栋塔楼及裙房之间不设缝连成整体，成为多塔结构，计算结果如下：

1)考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数如表3所示：

表3 方案2结构的周期、振型及平动、扭转系数

1 2.7 36.6 0.98(0.63+0.34) 0.02 2 2.7 123.2 0.98(0.39+0.59 0.02 3 2.5 70.1 0.90(0.11+0.79) 0.10

2)楼层最小剪重比及有效质量系数均满足要求；

3)X方向最大层间位移角:1/557；Y方向最大层间位移角:1/650；

4)偶然偏心地震作用规定水平力下的楼层最大位移比如表4所示：

表4 方案2偶然偏心地震作用规定水平力下扭转位移比

从计算结果可以看出，周期、最大层间位移角及楼层最大位移比均不满足规范要求，且两栋塔楼及裙房之间不设缝连成整体成为多塔结构，使结构形式更加复杂。

4 结语

通过方案一与方案二计算结果的比较可以看出，方案一通过设置抗震缝分成三个独立的结构单元，各个结构单元形式更加明确，受力更加合理；方案二不设缝连成整体形成多塔结构，总体计算参数指标更加难以满足，使结构形式复杂。所以最终确定为方案一，其超限问题通过调整计算参数使位移比小于1.2，即为两项超限，不需要进行超限审查，使得结构设计工作更加简单明确。

[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范

[2]JGJ3-2010，高层建筑混凝土结构技术规程

[3]GB50007-2002，建筑地基基础设计规范

[4]GB50010-2010，混凝土结构设计规范

[5]陈岱林，赵兵，刘民易。PKPM结构CAD软件问题解惑及工程应用实例解析 [M].北京：中国建筑工业出版社