某商業綜合樓結構設計的淺析

摘 要：隨著經濟的高速發展，我國高層建筑發展迅速，其設計思想在不斷更新，建筑平面布置與豎向體形也越來越復雜，給高層結構設計提出更高的要求。本文結合工程實例，闡述了高層建筑的嵌固端的選取和抗震等級的確定與及建筑的人防地下室進行了合理的設計，又因為在本工程中建筑的使用目的不同，它在設計中出現了錯層現象，筆者針對這個問題進行了結構分析和計算，提供了最佳的設計方案。以供同行參考！

關鍵詞：高層建筑；結構設計；人防設計

1 工程概況

廣州市某商業綜合樓建筑面積25000m2，是一座酒店和辦公一體的綜合性大樓，地下2層，地上總數為15層，框架-剪力墻結構，地下2層為停車庫及設備用房，本建筑室內和室外的標高相等，建筑高度為61.6m。立面圖如圖1。工程為框支轉換結構，轉換層在第三層。轉換層上下的平面圖如圖2和圖3。因為使用功能不同，本工程三層以上為錯層結構，南面為商用辦公用房，層高3.9m，主要豎向受力構件為柱；北面為酒店式公寓，層高3.2m，主要豎向受力構件為剪力墻。抗震設防烈度為7度第一組，設計基本地震加速度值為0.10g，擬建場地為Ⅱ類場地。基本風壓為0.75kN/m2。根據地質報告擬用樁基礎。

2 嵌固端的確定

本工程嵌固端設在首層樓面時，容易滿足嵌固端上下樓層側向剛度之比，即第2計算層與第3計算層之比(如圖4)不小于2倍。

需要注意的是，算剛度比，應取有效影響范圍內的豎向構件，即上層與下層交界處做45°向外斜線，取斜線范圍內的豎向構件參與計算。本工程所有豎向抗側力構件均在有效影響范圍之內，全部參與計算；另因為有相當部分的地下室外墻，所以本工程嵌固端上下樓層側向剛度之比，還是很容易滿足的。

方案設計時，側向剛度比在新版的PKPM-SATWE中可直接用地震剪刀與地震層間位移比來計算。

本工程首層板厚為180，沒有大開洞，外側均有剪力墻，剛度比容易滿足，取地下室頂板做嵌固端，還是比較好處理的。另外做施工時，注意板的混凝土標號、配筋率等，注意地下室柱的配筋數量和方式等，要能滿足規范對嵌固部位的構造要求。

3 抗震等級的確定

本工程為帶轉換層的框架-剪力墻結構，先判定框架和剪力墻均為二級；本工程轉換層為第三層，高位轉換對抗震不利，框支柱和剪力墻底部加強部位抗震等級還要提高一級考慮。所以對本工程，一般框架抗震等級為二級，框支框架抗震等級為一級；非底部加強部位剪力墻抗震等級為二級，強部位剪力墻抗震等級為一級。負一層抗震等級同上部，負二層抗震等級按規范可為三級或四級，本工程采用三級。另外，短肢墻和錯層處的剪力墻和柱均要再提高一個抗震等級。

4 地下室的設計

人防地下室結構，包括墻，柱，樁本身和承臺本身，應驗算在常規武器爆炸動荷載和核武器爆炸動荷載作用下的承載力驗算，整體計算的計算文件應錄入人防荷載。本工程根據實際選用整體計算時采用的人防荷載是：頂板為55kN/m2，側壁為45kN/m2。

對于地基承載力的驗算，例如布樁和承臺大小的布置，則不需要考慮人防荷載。

針對本工程為樁基基礎，底板抗浮要計入水浮力和人防荷載的組合。本工程應考慮的水浮力是60kN/m2，底板人防荷載是25kN/m2，出于對工程方法的考慮，取恒載85kN/m2錄入，需考慮人防荷載的材料強度系數，進行計算和配筋。

另外，人防地下室頂板有最小厚度要求，這個也容易為設計工程師所忽略，應該引起大家的注意。

5 錯層處理，結構分析和計算

由于錯層，本工程按如圖4所示劃分標準層，注意圖4主要是算地下室結構和考察嵌固端上下層剛度之比用，算上部結構是從嵌固端算起，即從第2個計算層開始共24個計算層，簡圖從略。錯層兩側標高相差不大的按照同一個計算層考慮，如第13，14，22，23個標準層。如此一來，傳到基礎的活荷載折減的時候，由于多算了計算層，程序默認值0.55是有誤的，應該人工調整為0.6才能滿足相應規范。

高位轉換時轉換層上部與下部結構的等效側向剛度比，X方向和Y方向剛度比分別為0.9504和1.2510，滿足規范限值1.3的要求。本工程有斜交抗側力構件，已經補充該方向的地震作用計算。

本工程有剪力墻的轉換，屬于豎向抗側力構件不連續II類(廣東省高層設計規范關于體型不規則類型的第5項)；由于錯層，屬于平面凹凸不規則(第2項)。初次調試程序計算時，X-5%偶然偏心地震力作用下的樓層最大位移普遍達到1.24，Y-5%偶然偏心地震力作用下的樓層最大位移普遍達到1.34(第1項)，那么按照廣東地區高層設計規范，本工程屬于超限高層。為了解決此問題，加大了周邊墻和梁的截面，以增大抗扭能力，把扭轉程度控制在規則范圍內。其他共4項不規則項目(第1，3，4，6項)均控制在規則范圍內，以令結構更規則、合理、

經濟。

最后計算結果顯示，結構基本周期為1.7863s，地震剪力略作放大能滿足剪重比要求，X和Y方向最大值層間位移角分別是1/1764和1/1032，均為偶然偏心地震力作用起控制，其他各項指標均滿足

規范要求。

6 結語

以一個工程實例為基礎，結合筆者在審圖工作中遇到的常見問題，作出了探討、總結和提醒，希望設計師們在處理類似工程項目時，能思路清晰，概念清楚，同時注意常見設計問題，采取相應措施，更快更好地處理類似問題。

參考文獻

[1]高層建筑混凝土結構設計規程[JGJ3-2010]

[2]廣東省實施《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)補充規定[S]

[3]人民防空地下室設計規范[S]

[4]王亞勇，戴國瑩.建筑抗震設計規范疑難解答[M].北京：中國建筑工業出版，2006