发表论文：佛山南海某复杂高层建筑结构的设计

发布时间：2022-10-05 10:11 热度：

　　佛山南海某复杂高层建筑结构的设计
　　向涛
　　广州地铁设计研究院有限公司广东广州510010
　　【摘要】带转换层结构，多塔楼大底盘结构，皆为《高规》规定的复杂高层建筑结构。本文以佛山市南海区地铁金融城商住楼为对象，采用有限元分析软件SATWE和ETABS对该结构进行分析，揭示了这类结构计算分析方法以及对计算结果的判别与处理。同时还对本工程涉及到的结构超长问题，转换层问题，大底盘多塔楼问题给出了相应的构造处理措施。
　　【关键词】复杂高层建筑；框支剪力墙结构；超长结构；多塔楼大底盘结构
　　佛山市南海区地铁金融城项目，总建筑面积36万m2，含甲级写字楼，五星级酒店，商铺及商住楼。本文论述该项目商住楼的结构设计。该建筑总建筑面积10万m2，地下2层，地上41层，檐口标高138m，室内外高差为0.6m。地面以上1-5层为裙楼，用作商铺，6-41层为两栋塔楼，用作住宅。
　　本工程抗震设防类别为7度，设计基本加速度值为0.10g，抗震设防类别为丙类，基本风压1.1W0=0.60kN/m2，建筑结构安全等级为二级。Ⅱ类场地，地基基础设计等级为甲级。
　　1．结构方案
　　考虑建筑专业对住宅部分平面布置的要求，并使结构具有较大的抗侧刚度以抵抗水平力，塔楼部分采用剪力墙结构。另本建筑裙楼为商铺，需要有较大的空间，故上部塔楼部分的墙柱不能直接连续贯通落地，需设置转换层。综合以上因素本工程采用部分框支剪力墙结构，在裙楼屋面设置转换层。
　　本工程属大底盘多塔楼结构，且为带转换层结构，属《高规》规定的复杂高层建筑结构。
　　2．地基基础
　　本工程采用人工挖孔灌注桩基，桩端持力层为微风化岩，岩土天然湿度单轴抗压强度frp=14.1MPa，桩基设计安全等级为甲级。桩身桩径2500~3200mm，桩端扩底直径3500~4600mm。
　　3． 计算分析
　　(1)结构计算嵌固部位的选取
　　根据本工程的实际情况，大厦首层楼板高出室外地面600mm，而且大厦地下室周边有地下人行、车行公共通廊，大大削弱了地下室周围土体对大厦的约束刚度，考虑上述实际情况，计算时，将嵌固层取在地下一层板处。
　　(2)结构计算分析
　　1).结构的整体计算分析
　　按照《高规》B级高度高层建筑结构抗震等级的规定，框支框架的抗震等级为特一级，底部加强部位及非底部加强部位的剪力墙均为一级。
　　构件主要截面及砼等级如下：
　　本工程结构的计算分析软件采用PKPM系列的SATWE和ETABS。
　　Satwe计算结果见下表：
　　采用etabs复核情况与之基本接近，这里不再赘述。
　　为了更详细的了解多塔楼间相互影响的情况，除按多塔楼整体分析外，还对两塔楼分别做了详细的计算分析。经比较，发现主要是两塔楼连接体处受力情况比较复杂。塔楼间连接体的屋面框架梁两端剪力（地震组合），按多塔楼整体计算比按两塔楼分别计算增大约12%左右。
　　2).框支转换梁的有限元计算与分析
　　整体分析时首先将转换大梁作为一根杆件参与计算，由此得到该梁作为弯剪构件的
　　内力和配筋，同时亦得到梁上剪力墙的总内力，然后采用了“框支剪力墙的有限元分析程序feq”专门对转换大梁及其上部三层的剪力墙进行有限元分析，研究框支转换梁与剪力墙共同工作的应力分布，计算对应部位的配筋量，再利用手算法计算由于上部剪力墙与转换大梁轴线偏差所引起的扭矩对转换大梁的影响，采用手算法复核转换大梁的抗剪强度。主要做法是：
　　a． 结构整体分析时，假定框支转换梁和其上部的剪力墙是两种不同的构件，两者的协同工作情况考虑不够，实际上框支转换梁与其上部的剪力墙是共同工作的，feq较好的反映了两者的边界约束情况。考虑到转换大梁的受力特点实际为偏心受拉，所以在设计中适当的加大了转换大梁下部纵向受拉钢筋的配尽量，以策安全。
　　b． 结构整体分析时