对某综合楼结构设计分析

构扭转振动。上述 Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 的排列表明，Ｙ 平动最弱，Ｘ 平动稍 强，扭转最强，扭转首周期在也说明扭转振动在振型叠加中参与
度不大，因此本工程结构扭转效应并不明显，（扭转为主的第 １
周期）／Ｔ１＝１．２４６４／１．５４８９＝０．８０≤０．８５（规范限值）。除了用周期比来 约束扭转效应外，规范还规定考虑偶然偏心影响地震作用下，复
８ 结束语
对于设计过程中发现的问题，应一方面通过理论分析进行 解决。另一方面加强与建筑专业的沟通协商，使设计方案尽量同 时满足建筑和结构方面的要求。
参考文献 ［１］建筑抗震设计规范（ＧＢ５００１１－ ２００１）北京：中国建筑工业出版社，２００２． ［２］高层建筑混凝土结构技术规程（ＪＧＪ３－ ２００２）北京：中国建筑工业出版 社，２００２． ［３］人民防空地下室设计规范（２００３ 版）北京：中国建筑工业出版社．
５ 计算结果分析
在高层建筑结构设计中，需要重点控制以下 ６ 个比值，即： ①周期比：控制结构扭转效应对结构的不利影响；②位移比：控 制结构平面规则，以免形成扭转而对结构产生不利影响；③刚度 比：控制结构竖向规则以免刚度突变而形成薄弱层；④剪重比： 控制各楼层最小地震剪力，以确保结构安全；⑤刚重比：控制结 构稳定以免产生滑移或倾覆；⑥轴压比：控制结构延性，满足规 范对墙肢和柱的限值要求。
杂高层建筑楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移分别不应
大于该楼层平均值的 １．２ 倍和 １．４ 倍。本工程周期比计算结果表
明扭转效应很小，计算位移比也满足规范要求。
周期（ｓ）
表 １ 主要计算结果 平动系数
Ｘ向
Ｙ向
扭转系数
Ｔ１＝１．５４８９
０．００
１．００
Ｔ１＝１．５０９７
０．００
０．９６
Ｔ３＝１．２８７６
４ 地下室结构设计
结合《人民防空地下室设计规范》（２００３ 版），本 Ｔ 程取顶板 结构厚度为 ２００ｍｍ，并保证顶板面层厚度≥５０ｍｍ；对于地下室 底板，人防规范未做出明确规定，一般情况下考虑强度和裂缝控 制进行确定本地下室仅 １ 层且地下水很少，故由人防荷载和恒 活荷载控制，取底板厚 ４００ｍｍ，侧墙厚 ３００ｍｍ。地下室结构建模 分为整体和单独两种，ＰＫＰＭ 程序中有相应的输入项，可整体真 实反映地下室对上部结构刚度的影响，但该程序中仅有顶板和 侧墙的等效静荷载输入。通过对底板结构的分析，笔者认为应考 虑两个模型和不同的荷载，分别求出底板及底板梁的负筋和底 筋控制值，模型一不考虑 ｑｅ３，底板上为普通恒、活荷载；模型二 把相同数值的竖直向上荷载模拟为竖直向下荷载，荷载取（ｑｅ３ 水 压力一底板结构自重），这实际上是作用于底板底面的向上荷 载。故不应考虑板对梁的翼缘作用，底板梁刚度增大系数应为 １．０，实际配筋时底板和梁的底筋取自模型一，面筋则取自模型 二。
肢刚度相对减小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，它不同 于一般剪力墙间的连梁，不应在计算总体信息中将连梁刚度大 幅下调，使其设计内力降低，而应按普通框架梁要求，控制混凝 土受压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅来解决，按强剪 弱弯、强柱弱梁的延性要求进行计算。短肢剪力墙墙肢高宽比较 大，延性好，主要由受弯承载力决定破坏状态，对抗震有利。由计 算结果中的位移值看，整个结构呈剪弯形而非剪力墙结构的剪 切形，接近框剪结构，说明短肢剪力墙延性较好。
经与建筑专业协商调整，决定取消设备层，将裙楼 ２ 层层高 增大至 ５．１ｍ。各层主要构件分别为：－ １～２ 层柱截面 ８００×８００，核 心筒剪力墙厚 ３００ｍｍ；３～４ 层核心简、短肢剪力墙厚度均为 ２５０ｍｍ；５ 层以上核心筒，肢剪力墙厚度分别为 ２５０，２００ｍｍ。
３ 结构抗震等级的确定
本工程根据各层各构件的重要性确定不同的抗震等级，地 震安全性评价结果为Ⅶ度区，场地类型为Ⅱ类，近震，最大水平 地震影响系数 αａｍｘ＝０．０９６４，根据《建筑抗震设计规范》（ＧＢ５００１１－ ２００１），αａｍｘ 在 ７ 度多遇地震区为 ０．０８（０．１２），对应设计基本地震 加速度为 ０．１（０．１５）ｇ，若对 αａｍｘ＝０．０９６４ 作线性插值，则其对应设 计基本地震加速度为 ０．１２ｇ。
图 １ 转换层结构平面
２ 结构选型
本工程裙楼作商业用途，塔楼为住宅，这样的设计在我省是 十分典型的，通常采用支剪力墙体系，结合电梯井形成落地剪力 墙核心筒，裙楼 ２ 层为框架－ 核心简体系。塔楼为短肢力墙－ 核心 简体系。原建筑裙楼 ２ 层层商 ４．５ｍ，并在裙房上设计 ２．２ｍ 高的 结构转换层兼设备层，经理论分析，侧向刚度反比于层高的三次 方，此处侧向刚度将有突变，计算结果表明不满足“楼层侧向刚 度不宜小于相邻上部楼层刚度的 ７０％或其上相邻 ３ 层侧向刚度 平均值的 ８０％”的要求。
园林、建筑与规划设计
建材与装饰 ２００８ 年 ７ 月
对某综合楼结构设计分析
王少孟
（汕头市潮阳建筑设计院）
摘 要： 通过工程结构设计实践，充分体会结构设计中应以概念设计为先，理解和掌握所采用结构体系的受力特性和适用范围，并重 视构造要求。本文介绍某高层综合楼结构选型、地下室结构设计、转换层结构设计短肢剪力墙结构设计。
本工程总高 ６０ｍ，按抗震规范属 Ａ 级，在框支剪力墙体系
中，一般剪力墙部分（核心筒）为Ⅱ级抗震，按《高层建筑混凝土结 构技术规程》（ＪＧＪ３－ ２００２）的规定，短肢剪力墙抗震等级应相应提 高Ⅰ级，因此塔楼短肢剪力墙为Ⅰ级抗震，轴压比限值 ０．５，框支 框架为Ⅰ级抗震，非框支框架为Ⅲ级抗震。当地下室顶板作为上 部结构的嵌固端时，地下 １ 层抗震等级应与上部相邻结构相同， 框支剪力墙体系中剪力墙底部加强部位从地下 １ 层开始到转换 层的上一层为止，即－ １～３ 层为剪力墙底部加强部位，应设置约 束边缘构件，其它部位剪力墙设置构造边缘构件。
０．９８
０．００
Ｔ４＝１．２４６４
０．０３
０．０３
Ｘ 地震作用下楼层最小剪重比 Ｑｏ／Ｗ（％）
Ｙ
地震
Ｘ
最大层间位侈
风荷
Ｙ
０．００ ０．０４ ０．０２ ０．９４ １／１６２５ １／１４３７ １／７６２１ １／３８２３
转换层上下刚度比 γｅ
Ｘ
０．９７１８
Ｙ
Hale Waihona Puke Baidu
０．７７２２
筋的配筋率等。 高层结构中的连梁是一耗能构件。在短肢剪力墙结构中，墙
６ 转换层结构设计
本工程裙楼与塔楼之间采用梁式转换，因短肢剪力墙墙肢 长度比转换梁小得多，故转换梁跨间大部分不设墙肢，其上墙体 不能形成起拱作用，属于受弯构件。它传力直接明确、构造简单、 施工方便，框支转换梁梁高多由梁跨 １／６ 确定，宽度应大于上面 相应墙厚的 ２ 倍以上，梁边与短肢剪力墙边宜错开 ５０ｍｍ 以上， 表 １ 的结果表明转换层上下侧向刚度比≤１．３，满足规范要求。 转换梁难免出现单边垂直搭接在核心筒剪力墙上的情形，规范 中也有相应规定，本工程在搭接处剪力墙上设置暗柱，其宽度与 剪力墙宽度相等，暗柱长取梁宽的 １．５ 倍，规范规定暗柱纵筋宜 通过计算确定，但未给出相应公式，本工程按照强柱弱梁的原 则，由转换梁实配钢筋量计算暗柱纵筋配筋量。在垂直搭接处转 换框支梁纵筋配筋注意满足水平锚固段不小于 ０．４ＬαＥ 的要求， 经计算 φ２５ 以下钢筋能满足要求，但对 φ２５ 以上钢筋则应进 行验算。
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关键词： 双塔楼；结构设计；转换层
１ 工程概况
本工程为地上 １８ 层，设 １ 层地下库兼人防地下室，采用底 盘大空间双塔结构，首 ２ 层为裙楼，３ 层以上为塔楼，建筑平面 尺寸为 ６４．５ｍ×３５．６ｍ，楼顶标高 ６０ｍ，总建筑面积 ２４１００ｍ 各层 层高分别为：地下室 ３．６ｍ，首层 ４．５ｍ，２ 层 ５．１ｍｍ，３ 层以上 ２．８ｍ、转换层设在裙楼屋面即第 ３ 层，其结构平图如 １ 所示，可 见结构呈左右对称，塔楼短肢剪力墙和框支柱接相对，故传力较 直接，塔楼平面呈井型，凹进部分较大，加上核心筒内电梯井对 楼板的削弱，故对核心筒附近的楼板应适当加强。
图 ２ 计算模型与实际配筋的关系
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建材与装饰 ２００８ 年 ７ 月
园林、建筑与规划设计
按一般结构设计经验，前两个周期为平动周期，第 ３ 周期为
扭转首周期，而表 １ 显示本工程第 ４ 周期才是扭转首周期，经分
析在周期中 Ｙ 平动占大部分，说明结构沿 Ｙ 向振动；而在 Ｔ２ 周 期中平动占大部分，说明结构沿 Ｘ 向振动；Ｔ４ 是扭转首周期，结
７ 短肢剪力墙结构设计
短肢剪力墙的平面布置应力求规则匀称，通过调整其肢长 以尽量使结构刚心与质心重合，避免使用独立的一字型短墙肢 以及平面外梁搭接，因其平面外刚度很小，在水平力作用下剪力 墙承载力和延性迅速降低，会先于其它构件破坏。如确实无法避 免则应减小墙肢间距，并用加强连梁连接使其形成联肢墙。试验 表明，短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘角部 处的墙肢，当产生扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形使其首先 开裂，因此应加强抗震构造措施，如减小轴压比、增大纵筋和箍