李 勃 郑 粤

(西安建筑科技大学建筑设计研究院，陕西 西安 710055)

1 工程概况

西安市东等驾坡幸福新城位于陕西省西安市雁塔区长鸣路东侧，东月路北侧。本工程由6栋28层～32层高层商住楼、4栋33层高层纯住宅和1栋3层高商业组成。东等驾坡幸福新城9号楼立面效果图详见图1。住宅下满布单层地下车。本项目9号为商住楼，主楼为地上28层，地下2层，大屋面高度为92.800 m，其中一个方向采用大部分由跨高比较大的框架梁联系的剪力墙形成的结构体系；裙房为地上4层，地下1层，大屋面高度为20.400 m，采用框架结构，其平面尺寸为32 m×63 m；本工程主楼与裙楼在地上通过抗震缝分开。9号楼设计参数详见表1。

表1 9号楼设计参数

2 地基基础

工程场地开阔，地形整体呈西南高，东北低。场地内埋藏的土层从上到下为①填土，②黄土，③古土壤，④黄土，⑤粉质粘土，⑥中砂，⑦古土壤，⑧黄土，⑨粉质粘土，⑩圆砾，粉质粘土和圆砾，该层未被钻穿。其中②黄土，③古土壤和④黄土有湿陷性，为Ⅲ级自重湿陷性黄土场地。本工程采用素土挤密桩消除湿陷性，主楼采用15 m长的素土挤密桩消除基底以下土层全部湿陷性，裙房采用8 m长的素土挤密桩消除基底以下土层部分湿陷性，剩余湿陷量满足《湿陷性黄土地区建筑规范》的要求。

本工程地下室埋深7.1 m，主楼采用CFG复合地基，桩长为25 m，要求复合地基承载力特征值fspk≥600 kPa，主楼基础采用筏板基础，筏板厚度为1 600 mm；裙房部分要求挤密桩地基承载力特征值不小于200 kPa，采用柱下条形基础。混凝土设计强度等级为C40。

3 主楼结构设计

9号主体结构采用钢筋混凝土剪力墙结构，框架抗震等级为一级，平面布置图详见图2。墙厚度主要为400 mm(350 mm)～250 mm(200 mm)，混凝土强度等级C60～C35。主要连梁截面高度500 mm～900 mm，宽同墙厚，受力较大的连梁内设交叉斜筋。楼盖体系为现浇钢筋混凝土梁板结构，混凝土强度等级C35，框架梁主要高度为600 mm～680 mm。

根据上述结构布置图，其Y向大部分采用由跨高比较大的框架梁联系的剪力墙形成的结构体系。根据《高规》[1]7.1.1条条文说明中大部分由跨高比较大的框架梁联系的剪力墙形成的结构体系,其受力和变形特性接近框架结构或框剪结构，当采用较多层时抗震是不利的，宜避免。因此，本工程采用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWEV2.2,YJK1.6.3及YJK-EP进行计算分析。主要进行了多遇地震反应谱分析、弹性时程分析和罕遇地震下静力弹塑性分析。

3.1 多遇地震反应谱分析

本工程采用中国建筑科学研究院PKPM系列SATWEV2.2,YJK1.6.3进行多遇地震反应谱的分析，整体指标结果见表2。SATWE和YJK的主要计算结果基本一致，计算结果表明：

1)结构楼层质量分布均匀。

2)地震作用下结构的层间位移角满足规范要求，结构的整体抗侧刚度合理。

3)结构刚重比大于规范规定的限值要求，不需考虑重力二阶效应的不利影响。

表2 整体指标汇总表

4)根据抗倾覆验算结果，结构可满足风荷载、整体稳定性。

高低阶振动频率比与结构的变形特征分类如下：弯曲变形的高阶频率比：1∶3.5～4∶7～9；剪切变形的高阶频率比：1∶2～3∶3～5；弯剪变形的高阶频率比：1∶3～3.5∶5～7；X向高阶频率比：1∶3.5∶7.2(2.97∶10.43∶21.35)；Y向高阶频率比：1∶3.2∶6.1(2.81∶9.05∶21.35)；其楼层变形曲线详见图3。通过对其周期、振型和变形分析：剪力墙结构的各方向受力变形不一致，其Y向楼层位移变形曲线其弯曲变形特征不明显，而略接近弯剪型变形。

3.2 弹性时程分析

根据《抗规》[2]5.1.2条选择地震波要求，通过YJK1.6.3.2选用2组人工、5组天然共7组地震波进行弹性时程分析,分析结果详见表3。计算结果表明：各条地震波计算所得结构底部剪力与振型分解反应谱法计算结果的偏差均不大于35%，且多条地震波计算结果平均值不大于振型分解反应谱法计算结果偏差的20%，故可认为所选择的地震波均满足设计和规范的要求。顶部部分楼层多遇地震时程的计算结果比反应谱结果略大，起控制作用，强度设计中通过顶部楼层地震作用放大系数来实现包络设计。

表3 基底剪力计算结果

3.3 补充措施

经过上述分析，对结构采取的加强措施如下：1)在9-1,9-2,9-5和9-6轴处剪力墙设置暗梁，使其两边的框架梁贯通一体，暗梁详见图4；2)将在9-1,9-2,9-5和9-6轴处剪力墙设置一个整的约束边缘构件，并且纵筋配筋率由规范的0.8%提高到0.97%(0.91%)，Y向外箍筋也相应提高到C10@100，其配筋图详见图5。

3.4 罕遇地震静力弹塑性分析

本工程采用YJK系列软件中的YJK-EP对结构进行静力弹塑性分析。推覆荷载类型为规定水平力，水平地震影响系数最大值amax=0.9，特征周期tg=0.40 s，弹性状态阻尼比为0.05。静力推覆分析结果表明X,Y向性能处对应的层间位移角分别为1/301，1/187，满足高规中弹塑性层间位移角小于限制1/120的要求。

根据静力弹塑性分析结果表明，由于X向采用了多道跨度较小的连梁，其塑性耗能主要集中在连梁上，而框架梁的塑性变形相对比较少，剪力墙的损伤相对较少，从而保护主体结构；Y向由于采用了跨高比较大的框架梁联系，其塑性耗能主要集中在连梁和框架梁上，相对刚度损失更大，这点从最大层间位移角结果可以看出，剪力墙的损伤相对比X向要大。从整体综合来看，X向和Y向均可满足规范要求，且可以实现预期多道防线作用，同时上述对Y向采用的抗震措施对其抗震性能是非常有利的。

4 结语

本工程Y方向采用了跨高比较大的框架梁联系的剪力墙结构，通过对其从抗震概念和抗震计算分析，特别是进行静力弹塑性分析，表明Y向变形和损伤均比X向大；因此对Y向需要采取合理的计算和构造措施，才可以保证结构在罕遇地震下的抗震目标，并有一定的安全储备。