高烈度地区部分框支剪力墙结构设计

刘彪

摘 要 源安隆广场商住楼为大底盘双塔结构超B级高的超限高层，体型比较复杂并且高位转换，同时存在凹凸不规则、竖向不规则等5项超限指标，故需对结构的抗震性能进行深入分析和采用性能化设计。首先采用SATWE、YJK两种软件对结构进行单塔分析和整体分析，用YJK进行弹性时程分析;其次用EPDA&PUSH对结构进行静力弹塑性分析;根据计算分析，对结构提出针对性的加强构造措施。

关键词 高烈度;部分框支剪力墙;多塔结构

1项目概况

源安隆广场建设地点位于海口市。本工程总建筑面积24541.36m2， 其中地上建筑面积 18898.20m2、地下建筑面积 5643.16m2;建筑總高度59.55m。建筑层数17层，商业主要布置在地下一层至三层裙房部分，住宅为两栋塔楼，布置在地上五层至十七层，四层为架空层，布置屋顶花园。地下室层高5.7米、一层层高6米、二层三层高5米、五层至十七层的层高3米。架空层（屋顶花园）的层高4.55米[1]。

2结构体系

本工程设计使用年限为 50 年，抗震设防烈度 8 度，设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第一组，场地类别为二类，阻尼比取为0.05，标准设防类。基本风压0.75kN/m2（重现期为50年），地面粗糙度类别为B，体系系数1.4。结构体系采用部分框支剪力墙结构，且裙楼结构不设置伸缩缝[2]，上部形成双塔楼结构。

1#楼结构平面尺寸为30.7×29.8m，高宽比为2.00;2#楼结构平面尺寸约为30.9×30.2m，高宽比为1.97。墙厚从500mm至200mm自下至上有规律渐变;框支柱尺寸1200×1200mm、1200×1400mm、1200×1600mm;转换梁尺寸1200×1200mm、1000×2000mm、1000×1500mm、800×1500mm、600×1500mm。标准层梁截面主要为200×500。首层（地下室顶板）采用梁板结构，板厚180 mm;二、三层采用梁板结构，板厚150mm;四层转换层采用梁板结构，板厚180 mm;五层采用梁板结构，板厚150 mm且双层双向配筋。其他塔楼部分板厚为100 mm，屋面层板厚120 mm。

3结构分析

本工程为B级高度、高位转换结构，同时有位移超过1.2的扭转不规则、突出部位长宽比最大值1.6大于1.5的凹凸不规则、转换层楼板有效宽度小于50%的楼板不连续、同时出现刚度突变，构件不连续等五项不规则性超限结构。

本工程总体按性能目标C要求进行抗震性能化设计。在多遇地震下，构件的承载力和变形符合高规有关规定即满足第1抗震性能水准;在设防地震作用下，关键构件[底部加强区（-1～5层）剪力墙，框支柱、转换梁]正截面承载力应符合屈服承载力设计，受剪承载力符合弹性设计，其他竖向构件、大部分耗能构件进入屈服阶段，但是对抗剪符合屈服承载设计。在罕遇地震下满足第5抗震性能标准的要求。

4结构分析

将采用两个不同力学模型的空间分析程序进行计算分析，选用SATWE软件和YJK软件。结构计算考虑偶然偏心地震作用、双向地震作用、竖向地震、扭转耦联及施工模拟等，采用整体模型（裙房+双塔）作为主要验算，并采用分塔模型（塔楼相关范围）进行补充验算。

采用YJK进行弹性动力时程分析，输入地震波为多遇地震的5组实际地震记录和2组场地合成人工波进行分析，主方向地震动时程的有效峰值加速度为110cm/s2。对于层间位移角，时程平均值的层间位移角比规范反应谱的小，满足规范要求。对于楼层剪力，1#楼对应的楼层剪力应按地震波平均剪力与CQC剪力的比值进行放大，放大系数为1%～11%;2#楼的放大系数为1%～8%[3]。

采用EPDA&PUSH软件进行弹塑性推覆分析，结构最大的位移角为1/229，符合规范要求。

5加强构造措施

（1）本工程各塔楼均属于B级高度的高层建筑，框支柱和剪力墙是主要的抗侧力构件，设计中通过提高框支框架及底部剪力墙墙肢的延性，使抗侧刚度和结构延性更好地匹配，达到有效地协同抗震。对于剪力墙，本工程属部分框支剪力墙结构，其底部加强区满足“中震抗弯、抗剪不屈服”的要求，设计时按特一级抗震等级要求，并参考设防烈度地震下计算结果配置剪力墙竖向钢筋，通过提高约束边缘构件的配筋率（大于1.4%）、竖向分布筋配筋率（大于0.4%）等措施提高第一道防线的承载能力。框支框架按“中震抗弯不屈服、抗剪弹性”进行性能设计，另外，框支柱、框支梁内置型钢，增加结构延性。对于转换层楼板、裙楼大开洞部位、标准层平面凹凸不规则形成的楼板拐角区域等造成的楼板薄弱部位，根据弹性楼板分析结果加强配筋，并进行楼板的抗剪截面验算，保证楼板平面剪力的传递[4]。

（2）4层楼层由于存在框支转换和裙楼收进，其楼板加厚至200mm，采用双层双向配筋，每层每方向钢筋网的最小配筋率为0.3%;其上层结构的楼板也加厚至150 mm。

参考文献

[1] GB50011-2010.建筑抗震设计规范[S].北京：中国标准出版社，2010.

[2] JGJ3-2010.高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国标准出版社，2010.

[3] 佚名.超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[J].矿产勘查，2003，6（10）：1-3.

[4] 鲁国昌，于东晖.航空工业信息中心科研办公楼结构分析与设计[J].建筑结构，2019，49（03）：20-24.