新疆華譽時代廣場B座——L形百米高層設計

高 升 鄧小云

(泛華建設集團有限公司，北京100070)

1 工程概況

新疆華譽時代廣場B座，主體高度98.5m，采用框架—剪力墻結構。地下2層，地上28層，其中裙房6層。建筑功能主要為商業及公寓。立面效果如圖1所示。

圖1 新疆華譽時代廣場B座效果圖

本工程設計使用年限為50年，建筑結構的安全等級為二級，結構重要性系數1.0，地基基礎設計等級為甲級，抗震設防類別:－2～6層為重點設防(乙)類，6層以上為標準設防(丙)類。抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.15g，設計地震分組為第二組，場地類別為II類。

基本風壓為0.45kN/m2(重現期50年)，承載力設計時取基本風壓的1.1倍。地面粗糙度類別B類。

2 結構體系及平面布置

本工程采用鋼筋混凝土框架—剪力墻結構體系，結構均采用雙重抗側力體系，鋼筋混凝土剪力墻作為第一道防線，框架作為第二道防線。框架柱無轉換，樓層梁均采用鋼筋混凝土梁，與框架柱及核心筒剪力墻均為剛接。剪力墻貫通建筑物全高。

框架及剪力墻的抗震等級:地下一層～地上七層為一級;地下二層及地上七層以上為二級。結構地上層高如圖2所示。結構平面布置如圖3、圖4所示。

圖2 結構地上層高示意圖

針對本工程的建筑平面，結構方案最初為裙房以上設置抗震縫，形成多塔結構。但這樣造成建筑專業處理很復雜，而且多塔結構的計算結果并不理想。經過向超限審查專家的請教，取消了抗震縫。最終本工程標準層平面布置為L形，經判斷平面凹凸尺寸大于相應邊長的30%，屬平面不規則;另有本工程在裙房頂處層高有突變，使得相鄰層剛度變化大于70%，屬剛度突變。這樣在建筑結構一般規則性超限檢查中僅差一項就已屬于超限高層。同時控制本工程的扭轉成為設計的重要難題。

圖3 裙房結構平面布置圖

圖4 標準層結構平面布置圖

表1 小震對比計算結果

3 結構分析

3.1 小震整體分析

采取SATWE與PMSAP兩種軟件對比分析，結果見表1。

兩個程序計算所得結果基本相符，且均能滿足規范要求。本工程在小震作用下性能良好。

通過結構在各角部設置一定數量的剪力墻，大大加強了抗扭剛度，成功的使最大位移比控制在1.2以內，周期比也控制在0.85以內，兩方向的平動系數均為1.0，且平動主方向基本為0°、90°。完全是一個扭轉規則的結構。

4 彈性時程分析

鑒于本工程的不規則性，設計采取彈性時程分析補充計算:

計算軟件:SATWE。結構阻尼比:0.05，特征周期0.40s。最大地震加速度55cm/s2，雙向輸入按1:0.85比例調整。選用了兩條雙向天然波和一條人工波，步長均為0.02s，有效持續時間均不少于18s。

地震波平均譜曲線與規范譜曲線在統計意義上基本相符，如圖5所示。

同時經判斷滿足0.65Qo＜Q單波＜1.35Qo及0.8Qo＜Q平均＜1.2Qo的要求。

彈性時程分析結果見表2，計算結果圖形見圖6、圖7。

4.1 計算結果列表

表2 彈性時程分析成果表

4.2 計算結果圖形

圖7 不同地震波作用方向角的主方向最大層間位移角曲線

4.3 彈性時程分析結論主方向

經過反應譜與時程分析基底剪力的對比，時程分析結果與反應譜分析結果吻合良好，最大層間位移角均能滿足國家規范要求。中上部樓層的部分彈性時程分析的結果略高于反應譜計算結果。根據規范的要求，應取反應譜與3條波的包絡值。施工圖階段應對上部局部樓層的地震剪力進行調整，滿足對時程分析的內力包絡。

5 總結

(1)平面不規則

主塔樓本身為L形，平面凹凸尺寸超限;且局部連接處較為薄弱;首先應加強樓板的剛度，并增加了結構裝飾架，使結構不致出現細腰超限，從而使結構連接更加可靠，有效傳遞水平力。構造上采取加強連接薄弱部位的結構構件，如加大連接部位的梁板截面，增加梁板配筋率，板雙層雙向配筋等。并且進行承載力計算時采取非剛性樓板假定，總剛方法分析。其次平面下的最大位移比均有效地控制在1.2倍以內。從而使結構未出現扭轉不規則。

(1)豎向不規則

本工程第六層即裙房頂層層高5.8m，造成本層剛度不足，形成剛度突變。設計中通過墻柱變截面等措施，盡量增加該層剛度，使盡量接近上部樓層剛度，并使本層抗剪承載力與上層相當。同時加厚本層樓板，并加強樓面配筋。首層層高也較高，雖未形成薄弱層，但設計中也有意識地增加底層剛度。(并在施工圖設計中直接點取薄弱層進行加強設計)

(2)框架柱

本工程中墻體設置偏少，框架柱所占傾覆彎矩比例較大，底部達到40% 以上。針對此情況，本工程采取對框架柱剪力調整取 0.2Qo及1.5Vmax的大值(規范規定為二者的小值)進行人工調整。同時嚴格控制其軸壓比，并適當增加柱的配筋率，箍筋適當加密，使其在地震中有比較好的延性。對于大震中判斷易出現拉應力的邊角框架柱提高縱筋配筋率，并特別注意與核心筒相連的各外框柱。以確保第二道防線的安全可靠。

結構用兩個不同力學模型的空間分析程序SATWE和PMSAP進行對比校核計算，計算時采用“抗震規范”提供的地震動參數，計算所得結構主要參數基本相當。并在施工圖階段取兩個程序計算得到的不利結果進行結構構件的設計。

本工程采用了彈性時程分析法進行了補充計算。計算結果顯示，每條時程曲線計算所得結構基底剪力均大于振型分解反應譜法的65%，三條時程曲線所得結構平均基底剪力大于反應譜法的80%，滿足規范要求。按規范應取振型分解反應譜法的層間剪力曲線和所選的三條地震波對應的層間剪力曲線的包絡值。結果顯示僅中上部部位樓層未能包絡住，需要對相應樓層點取薄弱層，對地震剪力進行調整。

通過以上處理措施，本工程的結構設計能夠實現“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防目標。整體結構是安全可靠的。

經過精心設計，平面不規則的L形高層達到了良好的平動效果。

[1]中華人民共和國行業標準，JGJ3-2010高層建筑混凝土結構技術規程，中國建筑工業出版社，2010

[2]中華人民共和國行業標準，GB 50011-2010建筑抗震設計規范，中國建筑工業出版社，2010

[3]超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點建質[2010]109 號

[4]徐培福，傅學怡，王翠坤，肖從真，復雜高層建筑結構設計，中國建筑工業出版社，2005

[5]徐培福，戴國瑩，超限高層建筑結構基于性能抗震設計的研究，土木工程學報，2005.38(1)