某复杂高层商住楼结构抗震设计

浅谈某复杂高层商住楼的结构抗震设计摘要:以某高层商住楼的结构抗震设计为例，运用结构抗震的概念设计原理，分析了结构体型不规则的几种情形和几种可操作的调整措施，并对复杂高层建筑结构的抗震设防专项审查细则，提出了自己的见解。

关键词:复杂高层建筑结构；抗震概念设计；体型不规则；转换层；抗震设防专项审查

discuss seismic design of a complex structure of

high-level buildinghu wei-hong(foshan city shunde architectural design institute co.,

ltd.foshanguangdong528300)abstract:structure of a

high-level seismic design of buildings as an example, the use of the concept of seismic design principles, an analysis of the structure of several cases of irregular size and number of operational measures of adjustment, and high-rise building complex seismic structure special review of security rules, put forward his own views.key words:high building complex; concept of seismic design; irregular shape; conversion layer; special seismic review。

一、引言

随着我国城市经济的迅猛发展，下面是大开间的商铺或停车库，上面是高层商品住宅的这类框支-剪力墙高层建筑被广泛采用，这

类结构由于转换层的存在, 极易形成刚度突变的薄弱层；加上建筑师在外观造型上的标新立异，这样出现了很多结构体型复杂的高层建筑，而通常它们在结构方面都不规则甚至是特别不规则的,高层商住楼就是其中的一个典型。国家建设部在2006年9月发文规定了超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点，明确了高层建筑若具有多项或某一特项不规则时，需要申报专项审查。。

二、工程案例

1、工程概况

本工程为江苏张家港市某住宅小区中一幢高层住宅。地下为6

级人防大底盘地下室。地上15层，一层层高4.5m，标准层高2.9m。结构形式采用部分框支剪力墙结构，转换层为三层。

2、结构设计

本工程为住宅，丙类建筑，结构设计按6抗震设防，地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（jgj3-2002）及《建筑抗震设计规范》（gb50011-2010）结构抗震等级如下：三层框支层及以下框架抗震等级为二级；剪力墙底部加强部位抗震等级为二级；三层以上框架抗震等级为四级；剪力墙非加强部位抗震等级。

3、结构布置方案

1.因建筑一二层为商铺，上部部分剪力墙无法落下，采用框架梁抬墙的方式进行转换，转换层板厚为180mm，混凝土强度等级c35。

显然，由上图可以看出由于存在转换层可确定该商住楼为复杂高层建筑结构，属b级高层建筑。然后对照《抗规》及《高规》所述的六项体型不规则发现该工程几乎都有：扭转不规则、平面狭长凹凸不规则、楼板局部不连续、侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变；其中三项不规则（平面凹凸，楼板不连续，竖向不连续）是由三层以下楼层使用功能不同所造成的“先天不足”，部分结构被迫采用了不利于抗震的框支结构形式，但我们相信以结构构件的承载力，刚度和延性为主导的抗震概念设计来进行总体结构布置，外加一系列的构造加强措施是可以弥补“先天不足”的。

4、结构计算分析结果

1.加强结构整体抗震性能的构造措(1）针对二层平面凹凸不规则采取：总体计算时，将大开洞薄弱部位楼板指定为弹性膜，并将洞口周边楼板加厚至130mm，本层板面板底钢筋全面贯通且双层双向配置。(2）该商住楼的第三层为转换层，属于高位转换，层高

2.9m，采用梁式转换层，转换梁截面高度在抗震设计时应分别不小于计算跨度的1/6。考虑由于转换粱上剪力墙偏置产生的不利影响，在梁两侧垂直方向均设拉结梁以利于稳定。

2.软件选用

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》及《建筑抗震设计规范》本工程为复杂高层结构，进行多遇地震下的内力及变形分析时，应采用两个不同的力学模型，并对其结果进行分析比较。在设计时采

用了satwe计算为主，pmsap计算为辅助的模式。

3.计算结果分析采用satwe软件进行结构的整体分析，在电算中密切关注扭转位移比，自振周期与平动周期之比（tt/ t1）及相邻楼层受剪承载力之比这三大计算结果。(1) 结构x、y两向的扭转位移比1.10＜μ＜1.23，满足《高规》第

4.3.5条规定要求；(2) 结构扭转为主的第1自振周期tt与平动为主的第1自振周期t1之比均小于0.85（tt/ t1=0.86），满足《高规》第4.3.5条规定要；

(3) 楼层抗剪承载力及承载力比值，最小值为0.81,既满足《高规》第4.3.5条规定要求（此项为75%）；

(4) 转换层上、下等效侧向刚度比：按层间剪力比层间位移算法x向为0.43，y向为0.45，符合要求；按附录e.0.2算法:ν

ex=0.81，νey=1.12。楼层抗剪承载力转换层与上一层的比值：bux=2.18,buy=1.61；即转换层以下的构件抗剪承载力分别是其上一层构件的2.18倍和1.61倍。(5) 在地震作用下，层间位移角θi小于上一层的1.3倍或上三层平均值的1.2倍；(6) 弹性最大层间水平位移角限值：x向为1/1644，y向为1/1510，均小于规范要求；(7) 振型质量参与系数x向的有效质量系数95.3%,y向的有效质量系数96.8%,两向均大于90%，满足《高规》第5.1.13条规定要求；(8) 底部加强区剪力墙轴压比均小于0.5，满足《高规》第7.2.14条

经比较，pmspa计算结构与swtae非常接近，各类参数反映出pmspa模型仅仅比satwe的刚度偏高些，pmspa开发了楼板用的多