大底盤裙房高位分塔結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

鄧大利 南京市建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司

1 項目概況

地面以上一到七層為商業(yè)綜合體，總層數(shù)十九層。項目按同一單體設(shè)計。結(jié)構(gòu)體系采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)高度為94.90m。一到五層為裙房，六層以上利用結(jié)構(gòu)縫分為4個單體，分別為南北塔樓、影院及東樓。

2 大底盤裙房設(shè)計

本工程抗震結(jié)構(gòu)的等級分別為，南北兩個塔：6層以上2級框架，2級剪力墻；商業(yè)部分1級框架，1級剪力墻；抗震等級地下1 層同商業(yè)，抗震構(gòu)造措施地下1 層以下降低1 級。兩個塔與大底盤相連接的外圍墻柱，抗震等級在大底盤上下兩層范圍內(nèi)再加高1級。

按《高規(guī)》10.6.5要求，商業(yè)部分以上的兩個塔結(jié)構(gòu)的位移角層間值在底部樓層最大為1/1507，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于商業(yè)部分的值，滿足規(guī)范要求。

為避免結(jié)構(gòu)因為樓板不連續(xù)對結(jié)構(gòu)造成不利影響，設(shè)計中采取在開洞區(qū)域框架梁拉通，且在梁格之間增加水平交叉撐，與框架梁一起形成水平傳力體系。在局部開洞的部位，通過建立設(shè)置斜撐、增加樓板兩種模型，并與無樓板模型進行對比，對三個對比結(jié)構(gòu)進行各項分析，可知設(shè)置水平支撐及樓板開洞對樓層剛度比影響較小。

規(guī)則性判斷上，本工程具有不規(guī)則扭轉(zhuǎn)，不規(guī)則收進豎向兩項。另外本項目中存在局部沒有樓板的情況，設(shè)計中將沒有樓板的地方采用支撐替代樓板，這樣在地震作用下地震力可以有效傳遞。故本項目非超限結(jié)構(gòu)。

3 分叉柱設(shè)計

本工程由于本身的特殊性，在六層以下的裙房部分無法設(shè)縫，而在屋面以上又天然的分成兩個塔樓，局部還有電影院屋面，六層大屋面以上必須設(shè)縫。綜合考慮工程的特殊性，本項目在六層處利用塔樓周邊的框架柱設(shè)置分叉柱，并向下延伸一層。六層以上在主樓邊與裙房之間設(shè)置100mm 抗震縫，具體做法如下左圖所示。

考慮其應(yīng)力集中，在五層頂設(shè)置斜向加腋，保證豎向力的有效傳遞，并將加腋下方一米范圍內(nèi)的箍筋按16@100 加強。由于本身柱子就由于裙房乙類設(shè)防、上部收進的原因，抗震等級提高至特一級，故采取比特一級更高的要求進行加強。

“分叉柱”采用通用有限元軟sap2000進行應(yīng)力分析，實體梁柱均采用單元建模，按零點一米進行剖分，采用PKPM 中讀取的最不利荷載進行計算分析。柱頂荷載分別取1800kN 和14000kN，并模擬了柱端的約束條件，進行網(wǎng)格劃分計算。計算結(jié)果表明。

拉應(yīng)力最大的地方有1.8MPa，柱混凝土抗拉強度為ft=2.04MPa，滿足要求。壓應(yīng)力最大的地方位于加腋根部，為24.8MPa，也滿足要求。計算結(jié)果如圖1所示。

圖1

4 結(jié)論

（1）六層以上設(shè)逢，將結(jié)構(gòu)分塔，避免結(jié)構(gòu)動力特性突變。

（2）通過設(shè)置水平斜撐，保證水平力傳遞，以代替混凝土板，避免平面大開洞。

（3）分叉柱通過有限元分析可知其應(yīng)力比滿足要求，并采取相應(yīng)加強措施。