某購物廣場結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計

郭 維 維

(晉城市建筑設(shè)計院，山西 晉城 048000)

某購物廣場結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計

郭 維 維

(晉城市建筑設(shè)計院，山西 晉城 048000)

介紹了晉城市某購物廣場的結(jié)構(gòu)體系，利用SATWE軟件和PMSAP軟件，對該建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了小震作用下的整體分析和分塔計算，并基于分析計算結(jié)果，提出了結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項與抗震措施，旨在確保結(jié)構(gòu)的安全性。

建筑結(jié)構(gòu)，塔樓，抗震性能，SATWE，PMSAP

1 工程概況

擬建建筑位于山西省晉城市，是集商業(yè)、餐飲、住宅于一體的多功能建筑，地下2層(其中人防設(shè)于地下2層)，地上1層～6層為商業(yè)，7層～15層為住宅，總建筑面積約57 315.38 m2。建筑效果圖見圖1。

根據(jù)規(guī)范，本工程安全等級為一級，建筑結(jié)構(gòu)的抗震類別為:1層～6層為乙類，7層～15層為丙類，地基基礎(chǔ)等級為乙級，建筑高度為A級，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防烈度為8度，場地類別為Ⅱ類。

2 結(jié)構(gòu)體系的總體思考

本項目為大型商業(yè)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(wǎng)，建筑平面見圖2，剖面圖見圖3。

本工程由于地形限制南北向長達(dá)150 m，東西寬約43 m，為了讓結(jié)構(gòu)規(guī)則，地上部分設(shè)縫，地上結(jié)構(gòu)分為三部分，使得結(jié)構(gòu)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，結(jié)構(gòu)布置見圖4。

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

3 結(jié)構(gòu)分析及計算結(jié)果

針對本工程的結(jié)構(gòu)特點，按規(guī)范的要求采用兩種不同的力學(xué)模型結(jié)構(gòu)分析軟件(SATWE軟件和PMSAP軟件)進(jìn)行小震作用下的結(jié)構(gòu)整體計算和分塔計算，結(jié)構(gòu)嵌固端設(shè)于首層，計算結(jié)果見表1～表3。

表1 1號塔小震作用下的結(jié)構(gòu)計算結(jié)果

塔樓1由于商業(yè)部分層高和主樓部分層高差距較大和局部收進(jìn)，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(jìn)行了調(diào)整，使得上下計算的剛度滿足規(guī)范要求。對豎向構(gòu)件進(jìn)行性能化分析，保證豎向構(gòu)件在大震下的位移限制。

考慮到塔樓2，3樓板削弱較大，計算層間位移、層側(cè)向剛度比和位移比時采用分塊剛性中間彈性板進(jìn)行。

表2 2號塔小震作用下的結(jié)構(gòu)計算結(jié)果

表3 3號塔小震作用下的結(jié)構(gòu)計算結(jié)果

塔樓2主要問題：1)由于中間天井使得樓板不連續(xù)，通過和建筑溝通，保證大洞口邊最少預(yù)留2.0 m寬的樓板，保證板兩邊的構(gòu)件協(xié)調(diào)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(gòu)件進(jìn)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(gòu)件，保證大震不倒的性能目標(biāo)，提高對應(yīng)構(gòu)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(gòu)件，但后來由于各種原因沒有采用；但是嚴(yán)格通過中震和大震分析保證達(dá)到性能目標(biāo)。

塔樓3主要問題：1)由于中間天井使得樓板不連續(xù)，通過和建筑溝通，保證大洞口邊最少預(yù)留2.0 m寬的樓板，保證板兩邊的構(gòu)件協(xié)調(diào)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；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(gòu)件進(jìn)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(gòu)件和躍層柱，保證大震不倒的性能目標(biāo)，提高對應(yīng)構(gòu)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(gòu)件，但后來由于各種原因沒有采用；但是嚴(yán)格通過中震和大震分析保證達(dá)到性能目標(biāo)。

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(biāo)高處對高差處的梁板進(jìn)行了加腋處理，板厚加厚，配筋保證不小于規(guī)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(gòu)件進(jìn)行豎向地震補充計算；3)對不利部位的豎向構(gòu)件采用中震彈性配筋，并確保大震下的位移角以達(dá)到大震不倒的目標(biāo)；4)對于塔1的商業(yè)頂板加大板厚，保證配筋率，豎向墻體的約束構(gòu)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(wǎng)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(jié)論及建議

1)在小震作用下本工程的第一扭轉(zhuǎn)與平動周期比、側(cè)向剛度、豎向位移比等指標(biāo)均符合現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求，能達(dá)到“小震完好”的性能目標(biāo)；中震作用下能滿足“重要和一般構(gòu)件不屈服，僅耗能連梁少量屈服”的抗震性能目標(biāo)；大震作用下能滿足“不嚴(yán)重破壞”的抗震性能目標(biāo)。

2)對于樓板不連續(xù)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)平面，應(yīng)通過結(jié)構(gòu)布置調(diào)整，使有限的樓板連續(xù)部分能形成規(guī)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(dāng)?shù)募訌姶胧?，保證分開的各獨立塔塊大震不倒。

[1] GB 50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[2] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].

[3] JGJ 3—2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[4] GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

On analysis and design of some shopping plaza

Guo Weiwei

(JinchengArchitecturalDesignInstitute,Jincheng048000,China)

The paper introduces the structural system of some shopping plaza in Jincheng, adopts the software of SATWE and PMSAP, undertakes the overall analysis and separation tower calculation of the architectural structure under the small seismic effect, and points out the precautions and seismic measures of the structural design based on the analysis of the calculation result, so as to ensure the safety of the structure.

architectural structure, tower, seismic performance, SATWE, PMSAP

1009-6825(2017)01-0046-02

2016-10-24

郭維維(1981- )，男，工程師

TU318

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