刘 琦 陆文斌

(中国建筑上海设计研究院有限公司，上海 200063)

某复杂大型综合商业建筑结构抗震设计

刘 琦 陆文斌

(中国建筑上海设计研究院有限公司，上海 200063)

主要对某复杂大型综合商业建筑的不规则性进行了分析，简述了其结构布置形式、相关特殊抗震措施，通过两种软件计算分析了其抗震性能，验证了该工程结构抗震设计的合理性，同时为类似的工程提供抗震设计参考。

复杂商业建筑，抗震措施，抗震设计

1 概述

随着我国社会经济的发展，近年来城市的商业建筑功能渐趋复杂。该类建筑竖向高度未必很高，但由于功能的需求，平面布置凹凸不规则、大范围开洞、局部挑空跃层、部分柱需设置转换等建筑抗震设计中的不利因素较多出现，时常会达到《建筑抗震设计规范》中“特别不规则”的程度，给建筑的结构抗震设计带来一定的困难。本文结合工程实例就该类多层特别不规则建筑的结构抗震设计做一些探讨。

2 工程概况

本项目为大型综合商业建筑。总建筑面积为80 896.27 m2，其中地上建筑面积56 825.71 m2，地下建筑面积24 070.56 m2。建筑主体高度21.2 m，地上4层，设有1层地下室。

本工程结构的设计使用年限为50年；建筑物结构安全等级为一级；地基基础设计等级为乙级；抗震设防分类为重点设防类(乙类)。本工程地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.10g，设计地震分组为第一组，设计特征周期0.9 s，属Ⅳ类场地。结构阻尼比为0.05，多遇地震影响系数为0.08，罕遇地震影响系数为0.45。地震作用按7度采用，按8度采取抗震措施。

本项目的主要结构特点为楼面开洞多、局部托柱转换、大跨梁及大跨悬挑梁较多。

3 结构布置

3.1 结构体系选择

3.2 结构平面布置特点

1)中庭开洞：建筑中部设有通高的中庭，楼板削弱较大，洞间

设置连通道，宽度约为4.0 m～10.0 m，连接相对薄弱。

2)影厅开洞：南侧单元3层设置为多间影厅，影厅高度均为2层高，大面积开洞造成4层楼板严重不连续。

3)大跨悬挑、大跨梁：建筑内部中庭两侧走廊根据建筑效果要求，均采用悬挑结构，一般悬挑长度约为4.3 m，中厅连通道大跨梁、中厅屋面大跨梁跨度达到16 m～25 m。局部大跨度梁根据需要，采用预应力或型钢混凝土等结构形式。建筑剖面示意图见图1。

3.3 地下室及基础设计

地下室为一层，层高5.3 m。通过增加适量均匀布置的剪力墙，使得地下室抗侧刚度(剪切刚度)满足地下室顶板作为上部结构嵌固端的要求；地下室顶板采用梁板式结构，板厚不小于180 mm，配筋率大于0.25%。

2.坚持统筹兼顾，处理好量化评价“四个关系”。一是“硬件”与“软件”的关系。职称评审中，学历资历是硬杠杠，评价内容具体客观、操作性强，一般掌握得比较严格。相比之下，能力业绩是软指标，准确评价有一定的难度，且操作弹性较大，导致评价容易出现“两硬、两软”现象。为使学历资历和业绩能力都硬起来，坚决克服论资排辈、求全责备的思想，坚持职称评审“三看法”，既看学历资历年限，更看工作能力水平；既看成果“本本”，更看业绩贡献；既看缺点和不足，更看优势和潜力，全方位、多角度去衡量评价每一名专业技术人员，形成重业绩、重能力的选拔导向。

本项目采用柱下桩基加防水板的基础方案。

4 不规则性分析

4.1 判定依据

根据国家标准GB 50011—2010建筑抗震设计规范[1]第3.4节相关内容的规定，并参照上海市工程建设规范DGJ 08—9—2013建筑抗震设计规程[2]的相关内容，对结构规则性进行判断。

4.2 判定结果

1)平面不规则的判定：a.考虑偶然偏心的扭转位移比为1.31，大于1.2，属于扭转不规则；b.中厅楼板开洞(电影院区域也有类似问题)，Y向有效楼板宽度约为典型楼板宽度的26%，小于50%，属于楼板局部不连续。

2)竖向不规则的判定：楼层局部退台及电影院区域开大洞造成了局部的转换柱，属于竖向抗侧力构件不连续。

3)其他不规则：a.局部有跨层柱；b.在一层楼板局部室内外相交处，楼板错层高度1.15 m，大于0.6 m；c.出屋面天空园部分为钢结构，属于局部混合结构体系。

综上判定，本项目属于特别不规则的多层建筑。其中楼板不连续的情况较为严重，楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。

5 相关抗震措施

针对不同的不规则形式，本工程采取了下列相应的加强措施：

1)扭转不规则：结构抗侧力构件在平面布置中尽量对称均匀，避免刚度中心与质量中心之间存在过大的偏离，加强外围构件的刚度，增强结构的抗扭性能。适当加强受扭转影响较大部位构件的强度、延性及配筋构造。

2)楼板不连续：对薄弱处的连通道进行性能设计，连通道的框架梁、柱及楼板按满足中震不屈服的要求设计。对薄弱连接板的刚度、强度均予以构造加强。板厚加厚至150 mm，采用双层双向配筋，单层单向配筋率加大至约0.3%，充分加强其刚度、强度及延性，防止地震时连接板过早过大屈服，对整体结构产生不利影响。结构整体计算采用局部弹性楼板(弹性膜)的计算模型，以考虑薄弱板在平面内变形对结构的影响，并得出楼板真实内力及对周边构件的影响，控制连接板内主应力满足“小震不裂、中震不屈服”，即多遇地震作用下板内主拉应力小于混凝土抗拉强度设计值，并将板内力放大3倍后进行配筋设计；同时对中庭间连接处的大跨梁及相关支承梁、柱采取加大强度、延性的措施，使得该处的抗震耐受力高于其他部位，保证结构的整体安全性。影厅区域均为2层高，在15.850 m标高楼板缺失严重，仅有部分通道板相连，计算中按实际开洞情况建立计算模型，此层楼板均按弹性膜定义，构造上本层板厚150 mm，配筋双层双向并加强。

3)托柱转换构件：模型计算时将抬柱梁设置为转换梁同时将其抗震等级提高一级，对其内力进行放大。对重要部位的转换梁、柱采用型钢混凝土，提高其承载能力及延性。转换构件的构造措施均提高一级采用，同时参考《高层建筑混凝土结构技术规程》[3]10.2条的相关要求进行适当的加强。

4)跨层柱：重点区域的跨层柱采用了型钢混凝土以增加延性。

5)局部错层：在局部错层处适当布置剪力墙，同时对框架梁采取加腋的措施，以保证水平地震力的传递。

6)局部混合结构体系：采用MIDAS程序进行空间整体分析，将钢结构柱对应的下部框架柱设置为型钢混凝土柱，并对型钢混凝土柱过渡钢柱节点处进行加强。

6 结构计算分析结果

6.1 计算软件

本工程结构整体计算采用PKPM SATWE2010及PMSAP2010程序，由中国建筑科学研究院编制。

6.2 主要计算参数

1)采用振型分解反应谱法计算结构地震响应，各振型贡献按CQC组合。2)弹性时程分析所取地面运动最大加速度为35 gal，选取TH-1TG090,TH-2TG090两条天然地震加速度时程曲线，及RH1-TG090一条人工加速度时程曲线，共三条地震加速度时程曲线。

6.3 主要计算结果

SATWE与PMSAP计算结果对比见表1。弹性时程分析计算结果见表2。

表1 SATWE与PMSAP计算结果对比

表2 弹性时程分析计算结果

7 结语

通过该工程实例可以看出，在满足建筑功能需求的同时，针对具体工程建筑结构的不规则性，应结合相关规范规程，通过合理的结构布置，并辅以有效的抗震措施，使建筑的结构抗震设计满足相关规范的要求，并具有较好的抗震性能。

[1] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[2] DGJ 08—9—2013，建筑抗震设计规程[S].

[3] JGJ 3—2010，高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[4] 北京金土木软件技术有限公司，中国建筑标准设计研究院.SAP2000中文版使用指南[M].第2版.北京：人民交通出版社，2012：480.

Seismic design of a complicated large-scale commercial building

Liu Qi Lu Wenbin

(ChinaShanghaiArchitecturalDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd,Shanghai200063,China)

This paper mainly analyzes the irregularity of a large-scale commercial overrun architecture, expounds briefly the structural collocation mode and the special seismic measures. Analyzes the performance through the calculation by two software， verified the rationality of the aseismic design and the design could be referred to the similitude engineering project.

complicated commercial architecture， seismic measures， seismic design

2015-05-29

刘 琦(1983- )，男，工程师； 陆文斌(1988- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)22-0042-02

TU352

A