耿道全

摘要：阳泉煤业（集团）新景矿安全培训大楼面积11366.0平方米，高47.0m，地下1层，地上12层，框架—剪力墙结构。考虑业主后期加固加层的要求，在结构体系、整体指标控制、基础设计、构件配筋等方面，在满足规范要求的前提下，均略有富裕。

关键词：框架—剪力墙结构;结构体系;整体性能指标;构件配筋

中图分类号：TU973

文献标识码：A

文章编号：1674—3024（2019）06—0188—02

1 工程概况

阳泉煤业（集团）新景矿安全培训大楼面积11366.0平方米，高47.0m，地下1层，地上12层，框架—剪力墙结构。位于阳泉市矿区（设防烈度为7度，设防地震加速度0.10g，第二组），距离阳煤集团总部10公里，距离阳煤一矿、二矿、五矿、大阳泉矿、西上庄矿都在10公里之内，拟建成集团公司的安全培训基地，业主要求考虑加层增高的可能性，所以没有采用框架结构，而采用了框架—剪力墙结构。安全培训大楼长64.0m，宽14.8m，内走廊双面布置，横向三排柱，纵向柱距8.1m（局部7.5m），中部设置0.8m宽后浇带一道。

2 结构体系

本工程为框架—剪力墙结构。

规定水平力作用下，本工程底层框架部分承受倾覆力矩占总倾覆力矩18.2%，到12层均匀增加到32.4%。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》），按规定水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，确定相应的设计方法。本工程，结构框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时，按框架—剪力墙结构进行设计。对于底层框架部分承受总剪力不足20%，根据《高规》8.1.4条调整：框架—剪力墙结构各层框架所承担的地震剪力不应小于结构底部总剪力20%和框架部分地震剪力最大值的1.5倍二者较小值。

3 总体性能指标

本工程整体性能指标均满足规范要求，包括：周期比、位移比、楼层质量比、侧向刚度比、剪重比、层间位移角、刚重比。

安全培训大楼高度为48.0m，不超过60m，按50年一遇基本风压0.40kN/m2确定风荷载，符合《高规》4.2.2条规定。

本工程共考虑15个振型，X、Y方向质量参与系数分别达到97.56%、98.17%，均超过90%，满足规范要求。

（1） 周期比：第一振型Y方向周期1.5229s，Y向侧震成分93%，X方向周期1.3123s，X向侧震成分87%;扭转周期1.0955s，扭转成分89%;周期比为1.0955/1.5229=0.72<0.9，符合《高规》3.4.5条规定;

（2） 扭转位移比：在规定水平力作用下，本工程楼层竖向构件的最大弹性水平位移与楼层平均位移最大比值出现在2层Y方向，为1.28≤1.5，满足《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗规》）3.4.3条1款规定。

（3） 结构质量比：本工程楼层质量沿高度分布均匀2—12层楼层质量均在14900KN—16100KN之间且从下到上依次变小，上层质量与相邻下层质量之比≤1.5，满足《高规》3.5.6条规定。

（4） 侧向刚度比：本工程嵌固端在基础，本层与相邻上层侧向刚度比值均不小于0.9，其中，一层4.2m，底层（地下一层）高6.65m>1.5*4.2m，地下一层与一层侧向刚度比值不小于1.1，满足《高规》3.5.2条2款;本层侧向刚度均大于相邻上层70%且大于相邻三层平均值的80%，满足《抗规》3.4.3条2款要求。

（5） 楼层受剪承载力：本工程比值最小的出现在第4层，Y方向受剪承载力为33195kN，第5层为32029kN，比值为1.04，大于规范要求的0.8，满足《高规》3.5.3条对A级高层建筑的规定。

（6） 剪重比：根据《建筑抗震设计规范》5.1.4条规定，7度（0.10g）设防地区，水平地震影响系数最大值为0.08，剪重比不应小于1.60%。本工程X、Y方向均满足要求，详见下图。

（7） 层间位移角。按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下，本工程楼层层间最大水平位移与层高之比发生在Y方向8层，△u/h=1/1307≤1/800，满足《高规》3.73条的规定。本工程小于150米，可以不执行《高规》3.7.6条关于舒适度的规定。

（8） 刚重比：本工程Y方向在风荷载作用下EJD/GH2=6.16≥2.7，在地震作用下EJD/GH2=6.13大于等于2.7，满足《高规》5.4.1条不考虑重力二阶效应的规定，稳定性满足要求。

4 地基基础

安全培训大楼基础为梁板式筏板基础，持力层为卵石，该层分布稳定，承载力特征值为350kPa，其J轴线与浴室共用，浴室是五层框架结构，采用柱下条形基础，培训大楼采用筏板基础，伸缩缝隔开，基础相连，计算时，培训大楼模型考虑浴室三跨，从计算结果来看，影响不大。

基础梁宽出框架柱50mm，筏板最小配筋率以0.15%控制，符合《建筑地基基础设计规范》8.2.1条规定。

5 构件配筋

考虑业主以后加固加层的要求，在按规范计算调整内力配筋之后，对柱钢筋放大5%，墙、梁、板钢筋均按计算配筋。

5.1 剪力墙

底部加强部位取底部两层和结构总高1/10的较大值，本工程为二层（标高8.05米）以下，抗震等级为二级，局部（四处）轴压比>0.3，采用约束边缘构件，其余为构造边缘构件，阴影区范围，纵筋，箍筋均满足《高规》6.4.5条规定。

5.2 框架

抗震等级为三级，计算程序按抗震等级对除顶层外的梁柱节点处的柱端弯矩放大10%，角柱在此基础上再放大10%;框架梁端剪力放大10%，符合《高规》6.2.1条、6.2.4条、6.2.5条的要求。框架柱纵筋、箍筋的直径、间距均满足《高规》规定。对局部层间设梁（比如地下一层与车库相接）的柱，除了通过计算，还采取了纵筋放大5%，箍筋全高加密的措施。屋面框架端节点执行了《混凝土结构设计规范》9.3.8条规定，控制配筋面积，防止节点核芯区斜压破坏。节点区受力钢筋锚固均符合《高规》6.5节规定。

5.3 次梁和楼板

本工程中，与框架梁正交的梁均按次梁节点配筋，计算模型中设置为铰接，与柱、剪力墙正交的梁均按框架梁节点配筋。屋面板均双层双向配筋，防止温度收缩应力导致裂缝，其余均符合《混凝土结构设计规范》9.1节、9.2节相关规定。

6 其他

本工程设计过程中，在符合规范要求的前提下，充分满足业主需求，最大限度利用空间，同时与周边旧建筑在功能上完美衔接，结构上做到安全、经济，采用高强度钢筋和混凝土，节约钢材和混凝土。竣工至今，多次获得业主好评，本设计先后获得山西勘察设计协会颁发的2017年度全省优秀建筑设计三等奖，中国煤炭建设协会颁发的煤炭行业（部级）第十七届优秀工程设计奖三等奖。

参考文献：

[1]萬本利.深基坑支护止水设计探讨[J].山西建筑，2009（19）.