商務廣場的結構分析與設計

陳志金

摘要：本文結合某商務廣場實例，通過對SATWE和PMSAP軟件的使用，整個地震作用下分析計算塔的結構設計，并根據分析結果，提出了預防措施和抗震措施。

關鍵詞：商務廣場；建筑結構；塔樓；抗震性能

1工程概況

某商務廣場建筑位于浙江某市，是集商業、餐飲、住宅于一體的多功能建筑，地下2層（其中人防設于地下2層），地上1層一6層為商業，7層一15層為住宅，總建筑面積約57 315.38 m2。

根據規范，本工程安全等級為一級，建筑結構的抗震類別為：1層一6層為乙類，7層一15層為丙類，地基基礎等級為乙級，建筑高度為A級，結構的抗震設防烈度為8度，場地類別為2類。

2結構體系的總體思考

本項目為大型商業建筑，為盡可能的獲得開敞空間，采取了以8.4 m為主的典型柱網，建筑平面見圖1。

本工程由于地形限制南北向長達150 m，東西寬約43 m，為了讓結構規則，地上部分設縫，地上結構分為三部分，使得結構長度都在合理范圍，主樓單獨成為塔樓并采用框架剪力墻體系，其余兩塔樓因建筑功能無法布置墻體故采用框架體系。

本工程的主要問題：1）由于建筑中間開大洞，形成結構的樓板不連續；2）門廳部分有局部躍層柱；3）頂層設電影院抽柱形成大空間；4）主樓由于商業和住宅的層高差異較大形成的上下層剛度不均勻；5）結構的首層地面由于高差較多，對嵌固不利。這些成為了結構設計的難點和重點。

3結構分析及計算結果

針對本工程的結構特點，按規范的要求采用兩種不同的力學模型結構分析軟件（SATWE軟件和PMSAP軟件）進行地震作用下的結構整體計算和分塔計算，結構嵌固端設于首層，計算結果見表1一表2。

塔樓1由于商業部分層高和主樓部分層高差距較大和局部收進，造成上下部樓層剛度突變，對于墻體的厚度、長度和柱子的布置進行了調整，使得上下計算的剛度滿足規范要求。對豎向構件進行性能化分析，保證豎向構件在大震下的位移限制。

考慮到塔樓2號樓板削弱較大，計算層間位移、層側向剛度比和位移比時采用分塊剛性中間彈性板進行。塔樓2主要問題：1）由于中間天井使得樓板不連續，通過和建筑溝通，保證大洞口邊最少預留2. 0 m寬的樓板，保證板兩邊的構件協調變形；2）由于頂部的電影院布置使得頂部抽柱形成大空間使得頂層剛度較弱。針對以上問題對豎向構件進行性能化分析，尤其是對于窄板兩邊柱子和頂層的影廳部分的豎向構件，保證大震不倒的性能目標，提高對應構件的延性；本打算中間部分的梁柱和頂層影廳的柱子采用型鋼混凝土構件，但后來由于各種原因沒有采用；但是嚴格通過中震和大震分析保證達到性能目標。3）由于中間天井使得樓板不連續，通過和建筑溝通，保證大洞口邊最少預留2. 0 m寬的樓板，保證板兩邊的構件協調變形；4）由于頂部的電影院布置使得頂部抽柱形成大空間使得頂層剛度較弱；3）由于門廳處的大空間形成局部躍層柱。針對以上問題對豎向構件進行性能化分析，尤其是對于窄板兩邊柱子、頂層的影廳部分的豎向構件和躍層柱，保證大震不倒的性能目標，提高對應構件的延性；本打算中間部分的梁柱、頂層影廳的柱子和門廳躍層柱采用型鋼混凝土構件，但后來由于各種原因沒有采用；但是嚴格通過中震和大震分析保證達到性能目標。

4采取的措施

1）為保證整體模型的合理性，保證塔樓的嵌固端在首層，在地面標高處對高差處的梁板進行了加腋處理，板厚加厚，配筋保證不小于規范的0.25 %，在模型中保證剪切剛度比不小于2. 0 ；2）對中間天井周邊板厚加厚，保證配筋率，對于懸挑構件進行豎向地震補充計算；3）對不利部位的豎向構件采用中震彈性配筋，并確保大震下的位移角以達到大震不倒的目標；4）對于塔1的商業頂板加大板厚，保證配筋率，豎向墻體的約束構件上延至住宅最少2層；5）在連接薄弱部分，采取破壞后的補充分析，保證洞口窄板破壞后兩邊獨立體系能夠正常工作；6）對于塔2鄰塔1的邊跨，由于柱網對不上，采用了斜向布置梁以最大限度的保證地震力的傳遞，對塔2模型補充斜梁方向的地震作用計算。

5結論及建議

1）在地震作用下本工程的第一扭轉與平動周期比、側向剛度、豎向位移比等指標均符合現行規范的相關要求，能達到“地震完好”的性能目標；中震作用下能滿足“重要和一般構件不屈服，僅耗能連梁少量屈服”的抗震性能目標；大震作用下能滿足“不嚴重破壞”的抗震性能目標。

2）對于樓板不連續嚴重的結構平面，應通過結構布置調整，使有限的樓板連續部分能形成規則寬度的板塊，以有效地傳遞樓板剪力。

3）在考慮連接部位屈服破壞的情況下，采取適當的加強措施，保證分開的各獨立塔塊大震不倒。

參考文獻

[1]建筑結構荷載規范[S].GB 50009-2012.2012

[2]張英偉.淺談結構計算中SATWE的應用[J].黑龍江科技信息.2015（09）