諶斌

摘要：本文主要結(jié)合工程實際，對其結(jié)構(gòu)單元和工程設(shè)計特點進行了探析，以供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計

1?? 工程概況

本項目是一個集商業(yè)、SOHO 辦公為一體的大型城市綜合體地產(chǎn)開發(fā)項目，分為 A 樓和 B 樓兩部分。A 樓設(shè)計為包含一個商業(yè)裙房、六棟高層 SOHO 辦公塔樓（A1#樓地上（15 + 1）層，A2#～A4#樓均為地上（26 + 1）層，A5#～A6#樓均為地上（25+1）層）和五棟地上（4+1）層商業(yè)會所塔樓（A7#～A11#樓）的城市綜合體，B 樓設(shè)計為地上（4+1）層的商業(yè)綜合體。設(shè) 1 層地下室，局部為乙類常 6 級人防地下室，平時作為停車庫使用。總建筑面積 17008㎡，其中地上 11888㎡，半地下建筑面積 24212㎡，地下建筑面積 26988㎡。建筑最大總高度為98.8m（93.2m + 5.6m）。建筑剖面圖見圖 1。

圖1 建筑剖面圖

本工程除商業(yè)裙房抗震設(shè)防類別為乙類建筑外，其它建筑均為丙類建筑?？拐鹪O(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計基本地震加速度值為 0.05g，設(shè)計地震分組為第一組。場地類別為Ⅱ類，設(shè)計特征周期為 0.35s。基本風(fēng)壓按 50 年重現(xiàn)期為 0.35kN/m2，地面粗糙度為 B 類，對于房屋高度大于 60m 的高層建筑，承載力設(shè)計時風(fēng)荷載計算按基本風(fēng)壓的 1.1 倍采用。

2?? 結(jié)構(gòu)單元

本工程因地勢高差，底層商業(yè)西面開敞，為避免形成多塔，且商業(yè)裙房部分結(jié)構(gòu)超長，故需設(shè)置防震縫，防震縫從底層（-5.600m）處以上設(shè)置，將建筑劃分為幾個受力明確、清晰的獨立結(jié)構(gòu)單元，各結(jié)構(gòu)單元均嵌固在地下室頂板（-5.600m 處）上。

結(jié)構(gòu)防震縫設(shè)置

結(jié)合工程平面及立面特點，防震縫位置的設(shè)置見圖2。建筑人防設(shè)計面積計算方法如下：A 樓：地上建筑，高層部分分為六棟超過 10 層的建筑，并通過二層的連接體（裙房）連接，該連接體與其相連的十層以上建筑物通過結(jié)構(gòu)斷縫在結(jié)構(gòu)上完全脫離。故 A 地塊人防面積計算如下：按結(jié)構(gòu)斷縫位置，高層部分按首層建筑面積計算;連接體按該部分建筑面積的 2%設(shè)計人防。B 樓：地上建筑為 4 層，按該部分建筑面積的 2%設(shè)計人防。

圖2 防震縫設(shè)置位置

本工程防震縫設(shè)置的位置有利也有弊，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)形狀相對規(guī)整，樓板相對連續(xù)完整，有利于控制扭轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)計算概念清晰，避免結(jié)構(gòu)超限。具體分析防震縫 3 跟防震縫 6 為何這樣設(shè)置，根據(jù)建筑人防設(shè)計面積的要求，結(jié)合工程各塔樓情況及地方規(guī)定，A 樓高層SOHO塔樓（除 A1#樓外）均沿塔樓周邊設(shè)結(jié)構(gòu)縫與裙房斷開，這樣可盡量地減少人防設(shè)計面積，可節(jié)省工程造價。由于 A1#塔樓沿塔樓周邊設(shè)結(jié)構(gòu)縫時，即防震縫 3 下移至與防震縫 4 齊平時，塔樓偏置計算如下：

大底盤第 2 層質(zhì)心? X 向：Xm =29.67m

Y 向：Ym = 0.86m

塔樓第 3 層質(zhì)心?? X 向：Xm =28.40m

Y 向：Ym = 10.20m

大底盤第 2 層?? 等效寬度 B =66.280m

等效高度 H =36.850m

結(jié)構(gòu)塔樓與大底盤的質(zhì)心偏心距與大底盤相應(yīng)邊長的比值為：

X 向：（29.67 - 28.40）/66.280 = 2.0% < 20%

Y 向：（10.20 - 0.86）/36.850 = 25.4% > 20%

為了避免為超限結(jié)構(gòu)，防震縫 3 按圖 2 所示劃分，塔樓與大底盤的質(zhì)心偏心距情況如下：

大底盤第 2 層質(zhì)心X 向：Xm =35.00m

Y 向：Ym = 7.13m

塔樓第 3 層質(zhì)心X 向：Xm =28.40m

Y 向：Ym = 10.20m

大底盤第 2 層等效寬度 B =66.280m

等效高度 H =51.750m

結(jié)構(gòu)塔樓與大底盤的質(zhì)心偏心距與大底盤相應(yīng)邊長的比值為：

X 向：（35.00-28.40）/66.280 = 10.0% <20%

Y 向：（10.20-7.13）/51.750 = 7.0% <20%

由于防震縫 6 設(shè)置的位置對人防設(shè)計面積無影響，若往右挪一跨設(shè)置在 B 樓主樓周邊，則 B 樓主樓周邊需增設(shè)一排框架柱，形成雙排框架柱，不利于建筑功能使用，而且下沉廣場處會形成大開洞，樓板連接薄弱，不利于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。

缺點是 A 樓高層 soho 塔樓沿塔樓周邊設(shè)結(jié)構(gòu)縫與裙房斷開，塔樓周邊的防震縫彎折較多，且防水處理較不利，建筑需做特殊節(jié)點處理。若對工程造價能適當放寬時，建議高層塔樓周邊的防震縫重新劃分為較規(guī)整的平面，減少彎折，且盡量把防震縫設(shè)置在裙房屋面上（會增加人防設(shè)計面積），這樣有利于防水處理，且裙房分成的各個獨立結(jié)構(gòu)單元較為規(guī)整。

3?? 工程設(shè)計特點

3.1 底層商業(yè)單面開敞

底層商業(yè)西面開敞，其它三面與土體接觸。若采用鋼筋混凝土外墻擋土?xí)r，外墻的剛度對整體剛度的貢獻非常大，模型是否考慮外墻的剛度對計算結(jié)果影響較大。經(jīng)分析，模型計算時，底層外墻按不參與整體計算較為合理，此時對外墻應(yīng)考慮與主體結(jié)構(gòu)脫開設(shè)計，設(shè)計方案見圖 3。外墻按下端固定，上端鉸接計算設(shè)計，土體壓力及水壓力對主體結(jié)構(gòu)的側(cè)向作用按框架柱等效節(jié)點水平力輸入整體模型計算中。根據(jù)地質(zhì)勘察報告，本工程因西側(cè)臨近河，且該地區(qū)的水浮力較高，抗浮水位取為室外地面處，有坡度處抗浮水位按坡度取?？紤]到若采取外墻擋土做法，會導(dǎo)致抗浮水位高度較高，對地下室的抗浮影響較大，增加工程造價，故本工程地下水宜采取降水處理措施，即在建筑底層周邊設(shè)置永久性擋墻 + 明溝排水。一方面避免了底層土體壓力及水壓力對主體結(jié)構(gòu)的側(cè)向不利作用，另一方面抗浮水位可取為西面室外地面處，大大減小抗浮水位的高度。