建筑结构抗震设计应用实例_唐筱花

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1、建筑时报/2008年/7月/31日/第007版谈实论虚建筑结构抗震设计应用实例上海现代建筑设计集团建设工程有限公司唐筱花　龚海军本文通过上海黄浦区155号东街坊地块发展项目结构设计的介绍，阐述针对结构超限，利用两种程序分析结构的抗震性能，并采取相应抗震措施。对于毗邻地铁的特殊要求，重点分析沉降对地铁的影响。一、工程概况黄浦区155号东街坊地块发展项目位于上海市中心黄金地段，该地块南靠南京东路步行街，东接河南中路，北靠天津路。基地面积9969平方米，南侧紧临已建成并投入运营的轨道交通二号线河南中路

2、站，东侧为拟建的轨道交通十一号线南京东路站。本工程地上部分设一幢22层商业/办公大楼(含5层裙房)，总高度为97.60米；其余商业裙房均为5层，总高度为23.95米；地下部分为3层，局部设地下4层，为商业(地下一层局部)、地下停车库及设备用房。总建筑面积为96298平方米，其中地上部分为67789平方米，地下部分为28509平方米。本工程结构设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别：裙房区域及高层下部裙房区段为乙类，高层上部区段为丙类，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一

3、组，设计基本地震加速度为0.10g，场地类型为Ⅳ类，场地特征周期为0.9s。二、结构选型及设计过程本工程原设计主楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，为减少对地铁的影响，设计以地下二层底板为嵌固端，地下3层～6层的框架和剪力墙抗震等级均为一级，6层以上的框架和剪力墙抗震等级均为二级，地下4层框架和剪力墙抗震等级为二级。楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板式楼板体系。由于跨度较大以及建筑层高的限制，框架梁采用有粘结预应力筋，次梁采用无粘结预应力筋。顶部两层由于内收及退台，为减轻荷重，框架部分采用钢结构，核心

4、筒部分采用仍为钢筋混凝土结构。裙房部分采用框架结构体系，采用现浇钢筋混凝土梁楼盖体系。同样，考虑跨度较大以及建筑层高的限制，框架梁采用有粘结预应力筋，次梁采用无粘结预应力筋。由于建筑功能的需要，按业主要求对核心筒尺寸进行了细部调整：其南北向各减小2500毫米，东西向各增加500毫米；同时主塔楼轴线6和轴线10处的柱距从9～10.2米规整到12米左右，使得此处柱子从6根变为5根。由于此时桩基已施工完毕，考虑到不影响地铁施工，结构建议主塔楼轴线10处的柱子4层以下保持原状，从4层开始柱距从9～10.

5、2米规整到12米左右，用3层到4层高度为一层的转换桁架来实现，从而使靠近地铁一侧的基底应力分布基本不变。业主对调整后的结构方案提出了下列要求：1)对地铁的沉降影响不超过原方案；2)考虑到工期的影响，现基坑开挖和支撑方案基本不变。为此，将一层以上主塔楼区的楼面结构改为钢梁和组合楼板体系，使落到基底的荷载不超过原方案，从而保证对地铁的沉降影响不超过原方案；裙房部分和地下室维持原有结构体系，基坑开挖可以照常进行。三、基础设计本工程基础设计有如下特点：a)拟建场地地处南京路闹市区，周围环境较为复杂，建筑

6、密集、地下管线众多，且邻近的南京东路及河南中路均有地铁穿越，应合理选择桩型，避免桩的挤土效应，减少沉桩施工对周围环境的影响；b)考虑建筑功能的需要，主楼与裙楼之间不设沉降缝，需要控制主体结构的绝对沉降量，减少主楼与裙楼之间的沉降差异；c)拟建场地毗邻地铁，对主体结构的沉降变形要求很高，绝对沉降量要求小于2厘米，应合理选择桩基持力层，严格控制沉降量。第1页共4页根据上海市城市建设设计研究院《黄浦区155号东街坊地块商业/办公大楼发展岩土工程勘察报告》(2004-155)所提供的本工程地基土的构成与

7、特征，基础采用桩-筏基础形式，桩型选用钻孔灌注桩。主楼选择⑨1层(灰色粉细砂)作为桩基持力层，采用Φ850钻孔灌注桩，桩长55米，单桩竖向承载力设计值取3000KN，由JCCAD计算主楼最大沉降量为20毫米。裙房地上部分5层，地下部分4层，局部3层，基坑开挖深度约为18.60米及14.80米，均处于抗浮状态，故裙房处设置抗拔桩；由于受苏州河古河道侵蚀，本场地内缺失⑥层，因此选择⑦层作为抗拔桩桩基持力层。抗拔桩采用Φ750钻孔灌注桩，单桩竖向抗拔承载力设计值为1500KN。主楼与裙房之间不设沉降缝

8、，代之以后浇带，后浇带在主楼结构封顶后再浇筑，解决了主楼与裙房之间的沉降差异在结构中产生次内力的问题。为了进一步分析本工程对地铁的影响程度，又特别分析了因本工程桩基沉降对轨交十一号线河南中路站、轨交二号线南京东路站和二号线南京东路站2号出入口产生的附加变形影响，采用两种方法进行计算：①《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)和《上海市地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999)中桩基础沉降计算的分层总和法；②OasysGEO18.1VDISP(Verticaldisplaceme