某高層酒店結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

張 兆 超

(山東省建筑設(shè)計(jì)研究院，山東 濟(jì)南 250001)

某高層酒店結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

張 兆 超

(山東省建筑設(shè)計(jì)研究院，山東 濟(jì)南 250001)

結(jié)合某高層酒店的上部結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)等的特殊情況，采用了框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，介紹了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析方法及構(gòu)造處理措施，結(jié)果表明結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)及地基基礎(chǔ)的計(jì)算均能滿足規(guī)范的各項(xiàng)要求，為此類工程的設(shè)計(jì)提供參考。

高層結(jié)構(gòu)，框架—剪力墻，性能化設(shè)計(jì)

1 工程概況

本工程位于山東省東營市，由高層主樓和多層裙房組成。該項(xiàng)目總建筑面積108 326.05 m2，其中地上建筑面積90 855.82 m2，地下建筑面積17 470.23 m2。本工程包括1棟17層(結(jié)構(gòu)高度84.500)、19層酒店主樓(結(jié)構(gòu)高度91.950)及2層(結(jié)構(gòu)高度12.500)、3層(結(jié)構(gòu)高度18.500)酒店裙房，其中主樓及酒店裙房下有1層地下室。首層室內(nèi)外高差為0.60 m，地下1層層高為5.50 m，地上1層～3層層高為6.00 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高為4.20 m。地下室不設(shè)縫，多層及高層部分地上設(shè)防震縫。主樓計(jì)算單元分為A區(qū)，B區(qū)，B′區(qū)，見圖1。本文僅介紹高層主樓A區(qū)。

工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級為二級?？拐鹪O(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g。設(shè)計(jì)地震分組為第3組，建筑場地類別為Ⅱ類，規(guī)范反應(yīng)譜特征周期為Tg=0.65 s。多遇地震作用下的水平地震影響系數(shù)最大值為0.08，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05?；撅L(fēng)壓應(yīng)按50年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用，基本風(fēng)壓值wo=0.50 kN/m2，地面粗糙度類別按B類，主樓承載力計(jì)算按基本風(fēng)壓的1.1倍取值。

2 結(jié)構(gòu)體系與布置

在樓電梯間、結(jié)構(gòu)角部、中部設(shè)置剪力墻而成為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的首道防線。混凝土剪力墻的厚度自下部的400 mm變化至上部的300 mm，為保證樓電梯間上下凈寬的一致性，樓電梯間局部墻厚上下均為400；剪力墻及框架柱混凝土強(qiáng)度等級自下部的C60變化至上部的C35，框架柱混凝土強(qiáng)度與截面的縮小分層進(jìn)行，以保證結(jié)構(gòu)自下而上剛度的均勻變化。剪力墻及框架的抗震等級均為二級。主樓的樓蓋采用主次梁體系，各樓層的樓板均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，板厚一般為120 mm，在部分特殊部位的樓板進(jìn)行了加厚、加強(qiáng)處理。底部大堂屋面采用鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架。標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖2。

3 工程特殊情況

主樓的結(jié)構(gòu)高度均為91.95 m，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[2]中A級高度鋼筋混凝土高層建筑關(guān)于高度方面的有關(guān)規(guī)定，高度不超限。

本工程非大跨結(jié)構(gòu)，也不存在轉(zhuǎn)換層、加強(qiáng)層、錯層、連體等復(fù)雜高層情況。另外，由于地面以上通過設(shè)置防震縫將主樓分為完全獨(dú)立的3個結(jié)構(gòu)單元，不存在多塔情況。但是，本工程底部3層為大堂大空間，樓板開洞較大，存在平面不規(guī)則。結(jié)構(gòu)中部單元結(jié)構(gòu)水平向長度為77.90 m，為超長結(jié)構(gòu)。同時存在場地地下水位較高，需進(jìn)行抗浮計(jì)算、地下水對混凝土結(jié)構(gòu)為中等腐蝕性、場地為輕微液化場地等情況，增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

4 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

4.1 小震彈性反應(yīng)譜分析

小震彈性反應(yīng)譜分析采用SATWE軟件，僅考慮水平地震作用，不考慮豎向地震作用。地震作用計(jì)算時采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動影響的振型分解方法，并考慮偶然偏心和雙向地震的影響。以基礎(chǔ)頂作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，將上部結(jié)構(gòu)分為3個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元分別建立模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析。結(jié)構(gòu)計(jì)算的周期、地震作用下的位移、框架柱傾覆力矩百分比和剪重比分別見表1～表3，均滿足規(guī)范要求。

表1 周期

表2 位移

表3 框架柱傾覆力矩百分比、剪重比 %

表4 剛度比

表5 抗剪承載力比值、剪重比

主樓的本層側(cè)移剛度與下一層側(cè)移剛度的比值(剛度比1)、本層側(cè)移剛度與相鄰上一層側(cè)移剛度70%的比值或其上相鄰三層側(cè)移剛度平均值80%的比值中的較小值(剛度比2)以及本層側(cè)移剛度與上一層側(cè)移剛度90%,110%或者150%的比值(剛度比3)如表4所示。

從表4可以看出，主樓沿X向、Y向的剛度比1均小于1/0.7=1.43，剛度比2和剛度比3均大于1.0，因此，主樓結(jié)構(gòu)均不存在結(jié)構(gòu)剛度突變的側(cè)向剛度不規(guī)則，即不存在薄弱層。

從表5可以看出，每層抗剪承載力之比均大于0.8，滿足規(guī)范要求。

結(jié)構(gòu)在地震作用下，底部1層(即底部1層地下室)的剪重比不滿足規(guī)范最小剪重比1.60%的要求，軟件自動進(jìn)行調(diào)整以滿足該項(xiàng)要求。

4.2 抗震構(gòu)造加強(qiáng)措施

1)地上高層中部單元結(jié)構(gòu)超長(水平向長度77.90 m)，采用板底筋通長、板頂設(shè)置抗溫度收縮構(gòu)造筋(溫度筋與板頂受力筋按受拉鋼筋的要求搭接)、適當(dāng)增加梁縱向通長筋和梁側(cè)腰筋(梁側(cè)腰筋按受拉構(gòu)造)等措施考慮溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)帶來的不利影響。

2)對于主樓躍層柱、酒店大堂凸出主樓較大的部位，計(jì)算時采用彈性板假定，框架柱抗震等級提高一級，按中震彈性進(jìn)行性能化設(shè)計(jì)并在配筋時做相應(yīng)加強(qiáng)。同時對主樓體形收進(jìn)處的樓板加厚、豎向構(gòu)件和樓板鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)。另外，考慮酒店大堂凸出部位比較空曠，在大堂南側(cè)東西兩角增設(shè)L形剪力墻。

3)結(jié)構(gòu)中部電梯筒之間電梯井開洞造成結(jié)構(gòu)樓板不連續(xù)，對洞間樓板板厚及配筋率做相應(yīng)加強(qiáng)處理。

5 地基基礎(chǔ)

由于該場地為輕微液化場地，對于液化土層②層，④層，在計(jì)算單樁承載力時對該土層進(jìn)行折減，折減系數(shù)2/3；承臺每側(cè)外邊緣以外1.5 m范圍內(nèi)，采用級配砂石進(jìn)行回填；同時，適當(dāng)增加防水底板的厚度和配筋，加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性，以考慮場地內(nèi)存在輕微液化土層對結(jié)構(gòu)的不利影響。

根據(jù)《勘察報(bào)告》，本地區(qū)抗浮設(shè)防水位標(biāo)高為3.00 m，高于基礎(chǔ)底板，故本工程基礎(chǔ)筏板需考慮水浮力。筏板厚度為500 mm，筏板與承臺按整體有限元計(jì)算。

6 結(jié)語

針對本工程上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、場地地基情況，采取相應(yīng)的計(jì)算分析與構(gòu)造措施，結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)及地基基礎(chǔ)的計(jì)算結(jié)果均能滿足規(guī)范的各種要求，同時對特殊部位進(jìn)行了中震彈性補(bǔ)充計(jì)算及關(guān)鍵部位加強(qiáng)，以確保結(jié)構(gòu)的整體性能。

[1] GB 50011—2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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

[3] GB 50007—2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Structural design of a high-rise hotel

Zhang Zhaochao

(ShandongProvincialArchitecturalDesignInstitute,Jinan250001,China)

With the upper part of the structure of a high-rise hotel， special foundation etc., the frame-shear wall structure, and introduces the corresponding structure analysis and calculation methods and details of seismic design, the results show that the structure of the overall index and the foundation can meet the requirement of the codes, and provide a reference for the design of such projects.

high-rise structure, frame-shear wall， performance-based design

1009-6825(2017)20-0046-03

2017-05-05

張兆超(1984- )，男，工程師

TU318

A