安东石油多层办公楼结构类型选择

2016-05-23王建春

建材发展导向 2016年3期

摘要：安东石油办公楼为多层办公楼。介绍了多层办公楼在地震作用较强烈地区框架、框剪结构体系比较和选择，可为类似地区多层办公楼结构设计提供借鉴。

关键词：多层建筑；地震作用强烈；框架、框剪结构类型选择

1 工程概况

本工程为安东石油技术（集团）有限公司天津滨海新区办公综合楼，位于天津市泰民路西侧，中南二街北侧，泰启路东侧。总建筑面积：11384.00平米；其中地上建筑面积：10198.00平米；地下建筑面积：1186.00平米。（1）-（5）轴地下一层、地上五层，高度为21.3m。（6）-（15）轴地上三层（局部二层），高度为13.5m。

本工程结构使用年限为50年，抗震设防分类为丙类，建筑结构安全等级为二级。抗震设防烈度为7度0.15g，设计分组为第二组，场地类别为Ⅳ类，抗震构造措施按提高一度8度0.20g确定。（1）-（5）框剪结构中框架抗震等级为四级（抗震构造措施为三级）、剪力墙抗震等级为三级（抗震构造措施为二级）；（6）-（15）轴框架抗震等级为三级（抗震构造措施为二级）。基本风压为0.5KN/m2，地面粗糙类别为B类，基本雪压为0.3KN/m2。

（1）-（5）轴部分带地下一层，其余部分无地下室，且此部分高度与其余部分高度相差较多。作者进行初步结构设计时在（5）、（6）轴之间设置防震缝和变形缝，划分为两个计算规则的结构单元，解决了结构竖向不规则问题和结构平面超长的问题，同时为（1）-（5）轴进行结构体系的选择提供了便利。

2 结构体系的比较选择

根据常规设计经验，在7度0.15g地区多层办公建筑采用框架结构居多，业主对此建筑的结构类型无特别要求。天津滨海新区地质条件较差，结构地震反应强烈接近8度区硬场地地区。

作者按相关规范要求（下图地震影响系数曲线）进行初步计算，结果比较如下：

假定结构基本自振周期取T1=1.0s。本地区为7度0.15g、设计分组第二组、Ⅳ类场地、结构阻尼比0.05，计算地震影响系数结果α=0.0926；假定8度0.20g、设计分组第二组、Ⅱ类场地、结构阻尼比0.05，计算地震影响系数结果α=0.0701。因此，本地区7度0.15g多层建筑地震反应较8度0.2g硬土地区还要强烈。作者从地震影响系数方面，可以初步推测框架结构体系建筑在水平地震作用下变形会较大，框架结构竖向抗侧力构件截面会较大。

作者对（1）-（5）轴部分的多层建筑，按框架、框剪两种结构类型分别建模型计算，并对结果比较如下：

首先采用纯框架结构体系建模计算，层间位移角按小于1/550进行控制，柱采用各种截面计算的各项指标：

X方向地震作用下最大层间位移角：1/237

Y方向地震作用下最大层间位移角：1/250

X方向地震作用下最大层间位移角：1/567

Y方向地震作用下最大层间位移角：1/625

柱在截面800×800时，水平地震作用下位移计算指标刚基本能满足要求，但是柱截面相对比较大，符合作者所进行初步计算的推测。

作者又按框剪结构体系进行结构建模计算，在两个楼梯间、电梯间布置剪力墙。柱截面采用600mm×600mm，楼梯、电梯间墙体厚为250mm。

（1）结构层间位移角按小于1/800进行控制，框架每层承担的地震剪力按0.2V0（V0-结构底部地震总剪力）进行控制，框架承担结构底部倾覆力矩小于底部总倾覆力矩的%50进行控制，结构地震计算结果各项指标如下。

X方向地震作用下最大层间位移角：1/1730

Y方向地震作用下最大层间位移角：1/879

（2）规定水平力作用下框架柱及短肢墙地震倾覆力矩百分比（抗规）