淺析廈門灣1號高層結構設計

林濱暉

(福建廣宇建筑設計院 福建福州 350002)

1 工程概況

“廈門灣1號”位于開發區南濱大道雙魚島對面，對望廈門輪渡中山路，用地北高南低，呈東西走向，本工程地塊由8棟26～32層高層住宅、十幾棟別墅及配套商業和社區服務用房組成，并設集中地下室作為停車庫、設備用房。抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.15g，設計地震分組為第一組，場地類別二類，50年一遇的基本風壓0.8kN/m2，地面粗糙類別為A類。

2#樓地上32層，地下2層，建筑屋面高度為99.350，采用剪力墻結構。由于該工程所在場地高差較大，且房屋高度接近超限高層的高度限值，并因現場施工困難建設單位要求盡可能減少基礎埋深，于是由建設單位組織專家對結構設計有關問題進行論證。關于2#號樓的建議有:(1)房屋高度均從室外最低點起算，地下室內為一側靠山一側開口的地下室，結構嵌固端設在地下二層底板處，因此2#號樓結構計算高度為108.35m，應參照地震安全性評價報告進行時程分析的補充計算。(2)若結構一側有土一側無土時，按靜止土壓力產生的水平力輸入計算，并驗算結構抗傾覆穩定性。(3)基礎埋深應從室外最低點起算，建議進行大震時彈塑性的抗傾覆穩定驗算，若其結構穩定性滿足規范要求，可適當減小基礎埋深。

2 針對結構的抗震性能進行的主要設計措施

2.1 結構不規則性判斷

主樓結構標準層平面如(圖1)，按照《高層建筑混凝土結構技術規程》3.4.3條條文說明，平面布置屬于角部重疊不規則，且平面中ι/b=8.4/9.8=0.86＜2，ι/Lmax=8.5/18.5=0.45 ＞0.35，亦屬于平面凹凸不規則。經各項判斷，無豎向不規則。

圖1 標準層結構平面

2.2 設計措施

嚴格按照《高層建筑混凝土結構技術規程》中的相關條文進行設計，主要設計措施如下:

(1)嚴格控制周期比、位移比、剪重比、剛度比、剛重比、受剪承載力比、軸壓比等各項指標。

(2)針對凹凸不規則，盡量對稱布置剪力墻，使建筑物的質心和剛心盡量重合，對連接薄弱部位進行彈性驗算。

(3)針對架空且層高突變的樓層，加大該樓層剛度，避免出現側向剛度突變的豎向不規則。

(4)采用鋼筋混凝土梁筏式基礎，基礎埋深從地下室底標高起算，筏板基礎四周設鋼筋混凝土墻，基礎底板上覆1m厚覆土，筏板、側墻及地下室底板形成一個箱體如(圖2)，既可減少大面積土的回填，也可提高嵌固端的剛度和筏板基礎的整體性，抵抗由地震作用、風荷載、土壓力作用產生的基底彎矩。

1891年，一支50人的英軍小分隊在羅得西亞（即津巴布韋）用4挺馬克沁機槍擊退5000名祖魯人進攻，并使3000名祖魯人喪命，殖民者的殘暴足見一斑。1898年，蘇丹的恩圖曼之戰中，2萬名伊斯蘭教托缽僧被英國侵略軍屠殺，其中的3/4死在馬克沁機槍陣地前。而在1916年7月的索姆河戰役中，當英法聯軍憑借強大的炮火準備，信心十足地從40公里寬的正面發動對德軍的進攻時，遭到了德軍240挺馬克沁MG08型重機槍的瘋狂掃射，英法聯軍頓時像割麥一樣尸堆如山，一天之內就死傷5.7萬人。馬克沁重機槍由此獲得了“寡婦制造者”“死神收割機”等諢名，成為聞名的殺人利器。

圖2 剖面示意簡圖

3 采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算

《高層建筑混凝土結構技術規程》4.3.4條規定:當結構高度較高或剛度、承載力和質量沿豎向分布不規則，用振型分解反應譜法計算時無法得到真正的地震反應，應采用時程分析法作為補充計算。此2#樓為7度設防烈度且計算高度超過100m，應按規范進行時程分析補充計算。所謂“補充”，主要指對計算的底部剪力、樓層剪力和層間位移進行比較，當時程法分析結果大于振型分解反應譜法分析結果時，相關部位的構件內力和配筋作相應的調整。

3.1 對結構進行常規的抗震驗算

地震作用下水平荷載Qy震=9387.8kN，

3.2 選擇合適的地震波進行時程分析計算

按GB50011－2001規定:“彈性時程分析時，每條時程曲線的計算所得結構底部剪力不應小于振型分解反應譜法計算結果的65%，多條時程曲線的計算所得結構底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法計算結果的80%”。選擇地震波，應按建筑場地類別和設計地震分組來確定，選取實際地震記錄和人工模擬加速度時程曲線，我們通常稱為自然波和人工波，其中自然波不應少于總數量的2/3，其平均地震影響系數曲線應與振型分解反應譜法所采用的地震影響曲線在統計意義上相符。

本工程基礎形式為為筏板基礎，根據《高層建筑筏形與箱型基礎技術規范》5.5.1條和5.5.2條進行穩定性計算。第5.5.1條條文說明:當高層建筑在承受較強地震作用、風荷載或其他水平荷載時，筏形與箱型基礎應驗算其抗滑移穩定性。抗滑移的力是基底摩擦力、平行于剪力方向的側壁摩擦力和垂直于剪力方向被動土壓力的合力。計算基底摩擦力F1時，除了按基礎底面的豎向總壓力和土與混凝土之間的摩擦系數計算外，還應按地基土抗剪強度進行計算，取二者中的小值作為抗滑移的力。依據公式KsQ≤F1+F2+(Ep－Ea)ι進行抗滑移穩定性驗算，計算示意如(圖6):

3.3 處理時程分析的計算結果

圖3 SATWE時程分析樓層剪力圖(地震波角=0.0度)

圖4 SATWE時程分析樓層剪力圖(地震波角=90.0度)

圖5 SATWE時程分析地震波譜圖

油田“代儲代銷”主要以易于集中，更新周期相對短、易損易耗配件為主，如泵配、鏈條、井控閘閥、油泵、氣控原件、鋼絲繩、水龍帶、井口井下工具及部分鉆（修）井配件、化工助劑等。由于代儲代銷涉及到商品買賣和倉儲保管兩方面的法律關系，因此對代儲代銷協議內容的約定，除了要遵循買賣合同的有關要求外，還需注意倉儲保管方面的權利義務設定，避免以下情形的發生：可能存在質量不合格的物資被我方代儲代銷，給我方造成損失；代儲物資在代儲期間發生質量降低、毀損滅失等風險，供應商向我方主張賠償責任；未能代銷出去或代儲代銷期間超過安全使用期的物資，供應商處置不及時給油田造成人力、物力損失。

4 高層結構整體穩定性驗算

當高層建筑高度較大，地震作用、水平風荷載較大，或存在土壓力時，建筑結構的整體傾覆滑移驗算十分重要，直接關系到整體結構的安全度控制。

本項目高層建筑主體下設置一側靠山，主體與擋土墻共同作用，土層側壓力直接作用于主體結構上，應按靜止土壓力產生的水平荷載效應輸入計算，考慮側向土壓力對基礎和梁柱的影響和墻體不對稱布置造成嚴重扭轉對主體結構計算的影響，并進行地基穩定性驗算，抗傾覆、抗滑移應符合《高層建筑筏形與箱形基礎技術規范》(JGJ6－2011)第5.5.1、5.5.2條的要求。

根據場地特點，本工程采用筏板基礎，持力層為強風化云母花崗巖，基礎的埋置深度取決于建筑高度、體型、地基土質等，約按結構總高度的1/15控制;本項目按規范計算后適當放松，取6m埋深，并進行穩定性驗算。

通過圖6中串電阻工況下動載系數的對比與分析可知，變頻工況下起重機起升機構動載系數要小于串電阻調速時的動載系數，也就說變頻調速技術可以有效地減小起重機啟動時的動載系數，也就降低了其動載荷，也就提高了起重機械的使用壽命，也降低了工業生產的成本。

4.1 多遇地震下抗傾覆，抗滑移的驗算

電算計算結果中控制基礎底面零應力區:在地震作用效應標準組合下，對高層建筑的高寬比大于4的高層建筑，基礎底面不宜出現拉應力。對高寬比不大于4的高層建筑，基礎底面零應力區面積不應大于基礎底面面積的15%。本項目高寬比為4.88，WMASS中可查詢到零應力區面積為0%，結構整體抗傾覆驗算結果滿足規范要求。

本項目采用SATWE程序進行彈性時程分析，分別從X、Y向進行輸入，峰值加速度取55cm/s2，從Tg=0.40s地震波數據庫中選取試算，排除計算結果差異較大的波，最后確定選取7條地震波，包括5條天然波、2條人工波，主要結果匯總如下(圖3、圖4、圖5)，可以看出，X、Y向各七條波中每一條的基底剪力都大于反應譜法基底剪力的65%，平均基底剪力大于反應譜法基底剪力的80%，例如(圖3)中，地震波角=0.0度時，計算結果中CQC法的底部剪力為6834kN，平均底部剪力為5832kN＞0.8X6834kN=5467kN，且每條地震波計算的底部剪力均大于0.65X6834kN=4442kN，(圖4)同理，故所選地震波是滿足規范對時程分析要求的。在(圖5)中，可以看出兩條曲線相比，在對應于結構主要振型(T1，T2，T3)的周期點上相差不大于20%，滿足規范中所謂“在統計意義上相符”。

圖6 抗滑移穩定性計算示意

由JCCAD中可查 恒+0.5活:G=511200kN，

根據安評報告，復核原設計的特征周期值和水平地震影響系數最大值，取大值修改，原設計中Tg=0.35s，依據安評報告改為0.40s，采用振型分解反應譜法(包括不考慮扭轉藕聯和考慮扭轉藕聯的CQC法)，得出結構的內力和位移。

風荷載作用下水平荷載Qy風=6354.9kN，Qy=0.2Qy風+Qy震=10658.8kN，

條文說明中查表3:基底摩擦系數:μ=0.60，

由PMCAD中豎向荷載導荷可知:總恒荷載G恒=283259kN

由土壓力示意圖可得，土壓力合力:

由地基土抗剪強度計算，

故F1取小值169955.4kN

每個家庭都會做蒸魚，但有時候蒸魚表面熟了，底部卻還沒熟，再蒸又過火了，怎么才能把魚蒸好呢？現在就來教大家一個小竅門，既可以除腥又可以把魚蒸得均勻快熟。

因此在不考慮側壁摩擦力的合力F2(有利荷載)時，該樓的抗滑移穩定性就已能滿足要求。

機房當中的監控設備能夠在一定程度上防止其事故的發生，還能夠在某種層面上讓電網自動化技術得到充分的運用。因此，為了能夠讓供電企業更好地安全運行，就必須要增加監控設備技術的使用，要將那些技術落后的，設備性能較差的全部淘汰掉，要將先進設備技術進行完善、安裝。對不同的監控設備進行不同的安裝方式，要在后期對其進行定期或者不定期的日常維護，與此同時，還需要將那些出現故障的設備，進行問題的分析，要找到出現問題的原因，如果是人工導致的，那么就會追究其責任，對工作人員進行處罰，讓其能夠更深地認識到供電設備維護的重要性，從而去實現供電的安全穩定性的提升，促進經濟可持續發展[3]。

4.2 罕遇地震下抗傾覆，抗滑移的驗算

按大震不屈服進行計算，設計中的地震影響系數最大值采用0.72，荷載分項系數取1，不計入風荷載的組合效應，不考慮與抗震等級有關的內力調整系數，取構件抗震等級為四級，材料強度采用標準值。

常用的方法，就是將時程分析法與CQC法的計算結果直接進行比較，若某樓層采用CQC法計算所得的層剪力或層彎矩明顯小于采用時程分析法計算所得的層剪力或層彎矩時，則對該層的配筋應予以調整，適當加大。比較上圖CQC法計算的樓層剪力曲線(圖4，圖5)，在大部分樓層能包絡住平均反應曲線，僅在電算29層以上CQC法計算樓層剪力略小于平均反應剪力值，可見CQC法用于本工程的抗震分析是安全可靠的，設計中仍以CQC法計算結果為主，并將29層以上部分地震力予以放大，在SATWE中“頂層樓地震作用放大起算層號”中填29，“放大系數”取1.1后，重新進行位移及內力的計算。

凡此種種，尤其從2015年到現在，每一想起諸如此類的事情，莫名驚詫之外，還有巨大的空茫感與不確定性。我知道，這不是所謂的迷信，尤其是我們或可感知的冥冥中的律定與指派，游離與消失，它們所具備的那種類似被神明操縱的玄學意味，常常使得人心生感慨。

由電算結果得:地震作用下傾覆彎矩 Mx震=2697029kN·m，

土壓力合力矩:

傾覆力矩:Mcx=Mx震+Mx土=2697029+198257=2895286kN·m

SATWE電算結果可知:

相對于人們對大數據的各種各樣的定義，筆者認為大數據首先具有超大的數據儲存功能，其次是利用高新科技對大數據做出處理、分析、歸類、管理等。簡單概括，大數據的構成主要有三部分，它們分別為：數據存儲、數據處理、數據分析。首先，搜集到的數據需要通過存儲層予以存儲，其次，再根據人們的具體的需求對所搜集到的數據進行處理歸納，最后把歸納好的數據與指標體系中的數據進行分析得出正確的裁決。通過大數據任何一個集團都可以用最少的時間是來做出最正確的策略方案。有學者認為，大數據是目前超過了一臺計算機處理能力的數據量。大數據具有以下幾個特點：

因此大震下抗傾覆穩定性滿足要求。

除唱片(專輯)音樂、數字音樂、演唱會音樂外，還有近年來逐漸興起的音樂選秀節目。2004年《超級女聲》開啟了“選秀時代”，隨之而來的《中國好聲音》、《我是歌手》、《天籟之聲》等節目，獲得經濟效益與社會效益的雙贏。同時，也掀起一陣音樂產業的“狂熱風”。綜藝音樂將音樂與電視藝術相結合，成為音樂產業獨特的展現出音樂產業發展的趨式。在熱播的綜藝節目中，音樂類節目占具重要份額。然而，大批量選秀音樂節目的涌現，導致節目質量下降、復制跟風、創造力嚴重匱乏等問題。

大震時的抗滑移驗算步驟略，經復核，亦滿足要求。

(4)信息素養。信息素養主要指信息獲取、辨別、加工、分析能力。成人學生大多有工作經驗和社會經歷，都具備一定的信息素養。相對于普通大學生而言，成人學生能更系統、熟練地使用信息技術在信息海洋中迅速篩選、分類、提取資源。學習者的信息能力跟網絡學習效果之間有顯著的相關性，缺乏信息系統知識經驗會大大影響學習者在網絡中的信息檢索效率以及信息檢索的可信度。

水景在小尺度空間景觀設計應用中還應注意以下指導思想和設計原則：①因地制宜，注重整體布局以及與周邊環境相協調；②推陳出新，動靜結合，避免單調呆板，體現水景時代亮點，營造特色景觀；③重視水景營造的經濟性與可行性以及后期維護、治理便捷性；④以人為本，重視公眾參與性及安全性.

《高層建筑混凝土結構技術規程》12.1.8條表示，當建筑物采用巖石地基或采取有效措施時，在滿足承載力，穩定性要求的前提下，基礎的埋置深度可適當放松。本工程在滿足大震彈塑性時抗傾覆滑移的穩定性驗算的前提下，基礎埋深放松至6m，并于基礎底板上增加覆土，底板四周設置剪力墻，提高其基礎穩定性。這一方案也得到本工程審查與會專家的認可。

5 總結

本文對廈門灣1號2#樓高層住宅的結構設計，總結以下幾點心得:

(1)設計時結合平面布置，采用空間的計算模型并且考慮雙向地震作用、偶然偏心計其扭轉藕聯的影響，分析結構各項指標滿足規范要求，盡量避免多項平面或豎向不規則。

(2)采用彈性時程分析法進行補充計算，結構地震作用效應根據彈性時程分析結果對振型分解反應譜法(CQC)計算結果作適當的調整。

(3)補充在采用巖石地基時，山地高層建筑在各種水平力組合工況下的穩定性驗算，考察在滿足承載力，穩定性要求的前提下，基礎的埋置深度可適當放松。

[1]白峻昶 靳金平.時程分析用地震波選取的探討[J].山西建筑.2007.01.

[2]樊長軍.彈性時程分析法在結構設計中的運用[J].太原城市職業技術學院學報.2013.06.

[3]劉丹莉.結構設計中基礎設計處理方法及高層建筑抗傾覆驗算[J].中華名居.2014(05).

[4]王國安.高層建筑結構整體穩定性研究[J].建筑結構.2012(06).