深圳某單向少墻公寓超限結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點分析

劉燕

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)對于超高、大跨、跨層、少墻等的要求越來越大。本文選取了深圳某超限公寓結(jié)構(gòu)，該項目的布置特點包括了：單向少墻結(jié)構(gòu)布置、高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、跨層柱等。本文對以上布置特點針對性的進(jìn)行了抗震性能分析，希望對其他類似項目具有借鑒參考意義。

關(guān)鍵詞：單向少墻、高位轉(zhuǎn)換、跨層柱。

1概述

1.1工程概況

本項目總建筑面積114827.68m2，地上79362.05m2，地下31283.79m2，由公寓、商業(yè)及地下車庫組成。包括T7、T8兩棟塔樓公寓，本文僅對T8棟塔樓進(jìn)行抗震設(shè)計要點分析。

本項目嵌固端設(shè)置在地下室頂板（一層）。T8棟公寓塔樓結(jié)構(gòu)體系為“部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)”，轉(zhuǎn)換層在四層，上部剪力墻結(jié)構(gòu)為單向少墻高層結(jié)構(gòu)，且存在跨層柱;共31層119.45m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為3.1。根據(jù)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》（建質(zhì)〔2015〕67號）規(guī)定，T8棟塔樓含扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、豎向構(gòu)件不連續(xù)和塔樓偏置共3條不規(guī)則項。

1.2建筑主要平立面條件

T8棟塔樓平立面圖詳見圖1.1，由圖可見轉(zhuǎn)換層以上剪力墻主要沿單向布置，其端部設(shè)翼墻和端柱，僅在電梯井道及樓梯間布置了少量另一方向的剪力墻，故屬于單向少墻高層結(jié)構(gòu)。

從結(jié)構(gòu)平面和立面來看T8棟塔樓具有以下特點，并為此次超限設(shè)計的分析要點：

1.屬于單向少墻高層結(jié)構(gòu)，在少墻方向應(yīng)按照框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計;

2.屬于高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);

3.存在較高的跨層柱。

2設(shè)計要點分析

2.1單向少墻分析要點

一般來說，剪力墻主要承擔(dān)豎向力和面內(nèi)水平剪力。目前常用的設(shè)計軟件考慮了剪力墻面外剛度，但未做面外承載力驗算?？梢妼τ趩蜗蛏賶Y(jié)構(gòu)，如將其當(dāng)做單純的剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，少墻方向結(jié)構(gòu)計算可能存在較大的安全隱患，故在超限分析中作為專項分析內(nèi)容考慮。

根據(jù)魏璉等在《論一向少墻的高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系研究》[1]一文中指出，少墻方向結(jié)構(gòu)在X方向（少墻方向）的抗側(cè)力體系是由三部分結(jié)構(gòu)組成：①X向布置的剪力墻②X向梁和柱（含剪力墻端柱）組成的框架③Y向墻（多墻方向）和樓板組成的扁柱樓板框架。梁、柱框架設(shè)計可通過設(shè)置端柱按框-剪結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮，Y向墻應(yīng)注意要按框剪結(jié)構(gòu)中的框架考慮。

本項目采取此種方式按照框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計。并對梁-柱框架的抗剪承載能力進(jìn)行驗算。驗算簡圖詳見圖2;驗算結(jié)果詳表1。施工圖設(shè)計時，剪力墻邊緣構(gòu)件的配筋應(yīng)取剪力墻模型和端柱模型計算結(jié)果的包絡(luò)，并適當(dāng)加大邊緣構(gòu)件配筋率。

由計算結(jié)果可見，由邊緣構(gòu)件構(gòu)成的X向框架結(jié)構(gòu)滿足抗震要求。同時，通過比較，當(dāng)按柱輸入計算時的配筋結(jié)果基本大于剪力墻邊緣構(gòu)件的計算結(jié)果，與實際情況是相符合的，施工圖時應(yīng)該以端柱輸入模型為指導(dǎo)，兩種計算模型結(jié)果取包絡(luò)。

2.2高位轉(zhuǎn)換的分析要點

本項目T8棟公寓轉(zhuǎn)換層在四層，屬于高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵構(gòu)件的抗震性能目標(biāo)如表2.2所示。對各主要構(gòu)件的驗算原則為進(jìn)行中震作用下的構(gòu)件驗算，并先按小震彈性工況的結(jié)果進(jìn)行截面配筋，同時校核判斷是否滿足中震工況時的配筋要求，如不滿足，按中震工況的結(jié)果配筋。

對高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)尤其應(yīng)注意框支柱、框支梁承載力的驗算，并對被轉(zhuǎn)換剪力墻抗剪承載力進(jìn)行驗算。驗算墻肢編號見圖2.2-1～2.2-2，墻肢驗算結(jié)果見表2.3。由分析結(jié)果可見，均滿足各項承載力要求。

2、當(dāng)?shù)撞考訌?qiáng)區(qū)部分墻體水平筋配筋率為0.4%，標(biāo)準(zhǔn)層墻體水平筋配筋率為0.25%時（轉(zhuǎn)換層上一層0.4%），局部墻肢配筋加強(qiáng)，可以滿足剪力墻中震抗剪彈性的性能目標(biāo)，抗剪承載力滿足設(shè)計要求，并有一定富余。

3、剪力墻抗彎根據(jù)中震不屈服和小震彈性包絡(luò)設(shè)計。

2.3跨層柱的分析要點

T8棟公寓在第5～9層存在跨層柱，應(yīng)對跨層柱的穩(wěn)定性進(jìn)行驗算。驗算柱編號詳圖2.3，柱N-M曲線詳圖2.4。經(jīng)驗算，本項目跨層柱性能滿足要求。

3結(jié)論

結(jié)合本工程的抗震性能目標(biāo)和計算分析結(jié)果，針對本工程設(shè)計要點主要采取了如下加強(qiáng)措施：

（1）框支框架和落地墻抗震等級為特一級，框支柱構(gòu)造上適當(dāng)增加配筋率，轉(zhuǎn)換層上下兩層的墻配筋適當(dāng)加強(qiáng);對于核心筒剪力墻及落地剪力墻適當(dāng)加大墻身及邊緣構(gòu)件配筋率。

（2）轉(zhuǎn)換層上兩層剪力墻（底部加強(qiáng)區(qū)）抗震等級為特一級，加大墻身和邊緣構(gòu)件的配筋率，底部加強(qiáng)區(qū)以上再設(shè)置兩層過渡層。

（3）上部剪力墻結(jié)構(gòu)按照單向少墻高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，剪力墻邊緣構(gòu)件的配筋按照剪力墻計算模型和按端柱計算模型取包絡(luò)設(shè)計。

（4）對轉(zhuǎn)換層樓板加強(qiáng)配筋，按照雙層雙向C12@150拉通配置，在應(yīng)力集中處附加C10@150。

（5）上部剪力墻結(jié)構(gòu)按照單向少墻高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，剪力墻邊緣構(gòu)件的配筋按照剪力墻計算模型和按端柱計算模型取包絡(luò)設(shè)計。

通過全面的計算分析，對結(jié)構(gòu)采取了較為合理的結(jié)構(gòu)布置，并針對薄弱部位采取了相應(yīng)的加強(qiáng)措施，從而使得結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，各項指標(biāo)能滿足相關(guān)的規(guī)范要求，能滿足設(shè)防水準(zhǔn)和構(gòu)件既定的性能目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏璉，王森等.論一向少墻的高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系研究[J].深圳土木與建筑，2015（1）.

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