深圳某单向少墙公寓超限结构抗震设计要点分析

刘燕

摘要：随着社会经济的进步，现在的建筑结构对于超高、大跨、跨层、少墙等的要求越来越大。本文选取了深圳某超限公寓结构，该项目的布置特点包括了：单向少墙结构布置、高位转换结构、跨层柱等。本文对以上布置特点针对性的进行了抗震性能分析，希望对其他类似项目具有借鉴参考意义。

关键词：单向少墙、高位转换、跨层柱。

1概述

1.1工程概况

本项目总建筑面积114827.68m2，地上79362.05m2，地下31283.79m2，由公寓、商业及地下车库组成。包括T7、T8两栋塔楼公寓，本文仅对T8栋塔楼进行抗震设计要点分析。

本项目嵌固端设置在地下室顶板（一层）。T8栋公寓塔楼结构体系为“部分框支剪力墙结构”，转换层在四层，上部剪力墙结构为单向少墙高层结构，且存在跨层柱;共31层119.45m，标准层层高为3.1。根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质〔2015〕67号）规定，T8栋塔楼含扭转不规则、竖向构件不连续和塔楼偏置共3条不规则项。

1.2建筑主要平立面条件

T8栋塔楼平立面图详见图1.1，由图可见转换层以上剪力墙主要沿单向布置，其端部设翼墙和端柱，仅在电梯井道及楼梯间布置了少量另一方向的剪力墙，故属于单向少墙高层结构。

从结构平面和立面来看T8栋塔楼具有以下特点，并为此次超限设计的分析要点：

1.属于单向少墙高层结构，在少墙方向应按照框架-剪力墙结构设计;

2.属于高位转换结构;

3.存在较高的跨层柱。

2设计要点分析

2.1单向少墙分析要点

一般来说，剪力墙主要承担竖向力和面内水平剪力。目前常用的设计软件考虑了剪力墙面外刚度，但未做面外承载力验算。可见对于单向少墙结构，如将其当做单纯的剪力墙结构进行设计，少墙方向结构计算可能存在较大的安全隐患，故在超限分析中作为专项分析內容考虑。

根据魏琏等在《论一向少墙的高层钢筋混凝土结构的结构体系研究》[1]一文中指出，少墙方向结构在X方向（少墙方向）的抗侧力体系是由三部分结构组成：①X向布置的剪力墙②X向梁和柱（含剪力墙端柱）组成的框架③Y向墙（多墙方向）和楼板组成的扁柱楼板框架。梁、柱框架设计可通过设置端柱按框-剪结构设计考虑，Y向墙应注意要按框剪结构中的框架考虑。

本项目采取此种方式按照框架-剪力墙结构体系进行设计。并对梁-柱框架的抗剪承载能力进行验算。验算简图详见图2;验算结果详表1。施工图设计时，剪力墙边缘构件的配筋应取剪力墙模型和端柱模型计算结果的包络，并适当加大边缘构件配筋率。

由计算结果可见，由边缘构件构成的X向框架结构满足抗震要求。同时，通过比较，当按柱输入计算时的配筋结果基本大于剪力墙边缘构件的计算结果，与实际情况是相符合的，施工图时应该以端柱输入模型为指导，两种计算模型结果取包络。

2.2高位转换的分析要点

本项目T8栋公寓转换层在四层，属于高位转换结构。关键构件的抗震性能目标如表2.2所示。对各主要构件的验算原则为进行中震作用下的构件验算，并先按小震弹性工况的结果进行截面配筋，同时校核判断是否满足中震工况时的配筋要求，如不满足，按中震工况的结果配筋。

对高位转换结构尤其应注意框支柱、框支梁承载力的验算，并对被转换剪力墙抗剪承载力进行验算。验算墙肢编号见图2.2-1～2.2-2，墙肢验算结果见表2.3。由分析结果可见，均满足各项承载力要求。

2、当底部加强区部分墙体水平筋配筋率为0.4%，标准层墙体水平筋配筋率为0.25%时（转换层上一层0.4%），局部墙肢配筋加强，可以满足剪力墙中震抗剪弹性的性能目标，抗剪承载力满足设计要求，并有一定富余。

3、剪力墙抗弯根据中震不屈服和小震弹性包络设计。

2.3跨层柱的分析要点

T8栋公寓在第5～9层存在跨层柱，应对跨层柱的稳定性进行验算。验算柱编号详图2.3，柱N-M曲线详图2.4。经验算，本项目跨层柱性能满足要求。

3结论

结合本工程的抗震性能目标和计算分析结果，针对本工程设计要点主要采取了如下加强措施：

（1）框支框架和落地墙抗震等级为特一级，框支柱构造上适当增加配筋率，转换层上下两层的墙配筋适当加强;对于核心筒剪力墙及落地剪力墙适当加大墙身及边缘构件配筋率。

（2）转换层上两层剪力墙（底部加强区）抗震等级为特一级，加大墙身和边缘构件的配筋率，底部加强区以上再设置两层过渡层。

（3）上部剪力墙结构按照单向少墙高层剪力墙结构设计，剪力墙边缘构件的配筋按照剪力墙计算模型和按端柱计算模型取包络设计。

（4）对转换层楼板加强配筋，按照双层双向C12@150拉通配置，在应力集中处附加C10@150。

（5）上部剪力墙结构按照单向少墙高层剪力墙结构设计，剪力墙边缘构件的配筋按照剪力墙计算模型和按端柱计算模型取包络设计。

通过全面的计算分析，对结构采取了较为合理的结构布置，并针对薄弱部位采取了相应的加强措施，从而使得结构具有良好的抗震性能，各项指标能满足相关的规范要求，能满足设防水准和构件既定的性能目标。

参考文献：

[1]魏琏，王森等.论一向少墙的高层钢筋混凝土结构的结构体系研究[J].深圳土木与建筑，2015（1）.

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