回字形建筑在地震作用下的设计研究.pdf

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1、第8卷第1期2016年2月V01．8No．1Feb．2016回字形建筑在地震作用下的设计研究张秀华张国辉(大连经济技术开发区规划建筑设计院，大连116000)【摘要】本项目主楼平面尺寸为99mx79m，高度为60m，由四个刚度不同的塔楼组成的回字形结构。针对工程的特点、超限情况，基于性能化结构抗震设计，在多遇地震作用下采用阵型分解反应谱法和弹性时程分析方法进行结构整体计算分析、稳定分析，对以上分析结果中的薄弱部位及关键部位采用相应构造措施，以保证抗震性能目标的实现。结果表明该结构体系是安全、可行的。【关键词】超长结构；复杂工程；时程分析；大底盘；多塔楼【中图分类

2、号】TU318【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2016)01—0083—04【DoI】lO．16670／i．enki．cnll一5823／tu．2016．0I．151项目概况大名工业园项目位于大连市金州新区黄海西六路与东北大街交界处，为新区产业园配套的集办公、科研研发、公寓宿舍项目。回字形结构主楼为产业园标志性建筑：单体建筑总面积约7万m2，地上建筑面积约6万m2，地下建筑面积约1万m2。其中地下一层局部为核6级、常6级甲类防空地下室，局部为配套附属用房。地上一层功能为人户、办公大厅，层高6m；地上二层一五层功能为科研研发，层高5．4m；地上六层

3、及以上为公寓宿舍，层高5．4m。共计十一层，建筑总高度60m，建筑物平面呈回字形(见图1)，尺寸为99mX79m，其中内庭尺寸为51mX47m。2结构体系工程所在地抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0．159，水平地震影响系数最大值为0．12(多遇地震作用下)，场地类别：二类(场地特征周期为0．35s)，结构阻尼比为0．05，整体结构呈回字形，属于平面不规则形状建筑，同时结构平面尺寸超出《混凝土结构设计规范》GB50010．2010条文8．1．1伸缩缝最大间距较多。整体上柱网尺寸约为5．7rex8．1m，局部布置少图1标准层建筑平面

4、图许剪力墙。由于建筑物使用功能所限东、西建筑物(图2中第2、4塔楼)地上一层为人户大厅等大空间，同时地下室为机械车位，布置剪力墙受限，只能采用框架结构；竖向高度超过《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3．2010条文3．3．1中A级框架最大适用高度20％。南、北建筑物(图二中第1、3塔【作者简介】张秀华(1963一)，女，高级工程师。主要研究方向：结构抗震。楼)充分利用竖向交通房间布置剪力墙，可以采用框架一剪力墙结构。JL1芏I——扣—0—_7仁2=孛F—}—0一，————．J，—．。——．L—书什fH奇珂￡：．矗。)：剑、、土II／I图二[1万寨一习j早*料吐

5、‘、l—I／】图2结构方案一亡忖卜悄。∥一一。1／，1、it一，)：二1；i．险I广广年：}p司IlIf—寸—十—_卜1—寸—中_f]lL_』—L图3结构方案二功能要求高端、复杂的同时给结构设计造成很多困难。经过多方案的比较，最终确定上部结构不设缝，结构为一整体大塔楼(见图3)，这样在结构设计上虽为一整体，但是四部分刚度相差较悬殊，通过增减剪力墙使其整体结构双方向动力特性接近，同时对薄弱部位进行加强，方便达到抗震设防目标。结构主体计算高度为60m，根据计算确定为框架一剪力墙结构，钢筋混凝土主梁+大板楼面体系，框架柱截面采用900～600ram，核心筒及剪力墙墙体

6、厚400—200mm，混凝土采用C50．30混凝土。为控制主体扭转和侧向位移，结合主体内庭凹角处设置阴角抗拉加腋梁板。加腋梁板单向全截面纵向总配筋率均不小于1％。3结构设计与计算为确保工程安全可靠，全面分析本项目各种地震作用的不利情况，对本项目结构方案选取做了专门分析，结构方案一为设置四条伸缩缝，将主体切割成四个独立矩形结构塔楼(见图2)，采取各自独立结构体系分析计算，结构方案二为整体不设缝，按回字形楼设计(见图3)对主体进行薄弱计算，针对薄弱部位采取相应加强措施。两种方案主要计算结果见表1、2、3。表1整体结构总质量、基底剪力、有效质量系数表表2最大层间位移角

7、、最大位移比表采用结构方案一，问题主要集中在二、四塔楼，由于布置Y方向剪力墙受限，仅X方向布置剪力墙，这样的结构布置严重不符合《高规》7．1．1条文抗震设计时，不应采用仅单向有墙的结构布置要求，且结构两方向结构动力特性相差悬殊，不具备良好的空间工作性能，结构体系只能采用框架结构，这本身是不利的，超出了《高规》条文3．3．1条A级框架最大适用高度50m较多，对这类结构应通过专门研究，需要采取型钢混凝土构件、钢管混凝土回字形建筑在地震作用下的设计研究85构件等有效加强措施，并按建设部要求做专项审查。在实际中方案一是不可采用的结构方案，但是可以看出在脱离整体的独立二、

8、四塔楼纯框架结构自身的安