深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司深圳518054
摘要:南宁市某塔楼底部两层为商业裙房,上部为商务办公。结构主体高度150米,为超B级高度,采用框架-剪力墙结构体系。该项目存在扭转不规则,凹凸不规则,楼板不连续等不规则项。在结构设计时,由于结构整体刚度不足,难以满足规范对比位移角的最低要求。采用两种方案对结构进行加强,对比了两种方案的结构性能和整体指标,得出相对合理的结构方案指导设计。
关键词:框架-剪力墙;扭转不规则;加强连梁
1.工程概况
本工程位于广西壮族自治区南宁市,项目场地南面为五象大道,西面为阳峰路。塔楼结构主体高度150米,属于超B级高度高层建筑。塔楼地上30层,带2层裙房,3层地下室,第10层和20层为避难层,其余楼层均为办公用房。抗震设防烈度为7度(0.10g),设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值按0.10g取值,场地类别Ⅱ类,基本风压值0.35kN/m2,地面粗糙度类别B类。
图1标准层平面图图2结构计算模型
2.结构布置和选型
塔楼平面为凹字形,平面尺寸为49.30mx42.80m(最窄处15.50m),如图1所示,高宽比约3.5,结构标准层层高为5.05m。塔楼采用框架-剪力墙结构体系,两个钢筋混凝土剪力墙筒体向平面的南侧偏置,北侧为钢筋混凝土框架。在结构设计时,为了提高结构的整体刚度,现在有两个方案:1)在两个避难层和屋顶层的两个核心筒之间各设置一根加强连梁,连接左右两个核心筒;2)不设加强连梁,将标准层的外圈梁高度加高150mm。
3.周期和质量对比
本项目采用盈建科建立三维模型,并进行结构计算,得出各类结构指标。其中两种方案的结构质量基本一致,具体详见表1。表2中周期的对比结果显示,两种方案的周期相差10%左右,周期比均满足规范0.85的限值要求;方案1设加强连梁后结构周期更短,整体刚度更大,说明设加强连梁对结构的刚度提升比加外圈梁高更有效。
4.整体指标对比
本节给出了避难层设加强连梁和不设加强连梁(同时周边外框梁均加高150mm)的整体指标对比,包括侧向刚度、楼层剪力和倾覆弯矩、位移角、扭转位移比,层间受剪承载力等,详见图3~9所示。
根据整体结果对比,分析表明:方案2不设加强连梁时结构的X向位移角超过规范限值,最大为1/641,不满足1/800的要求;方案1增加设置加强连梁后,位移角最大为1/808,满足要求。加设加强连梁的方案楼层侧向刚度比最小为1.06,层间受剪承载力比最小为0.86,不设连梁方案侧向刚度比最小为1.14,层间受剪承载力比最小为0.86,另种方案的侧向刚度比均大于0.9,受剪承载力变化大于0.8,均不存在薄弱层。通过图9-1~7也可看出,除X向位移角及楼层侧向刚度比有细小变化,其余指标区别很小。总体而言,结构在风及多遇地震作用下,方案1具有良好的抗侧性能,满足规范的要求。
5.结语
总体而言,结构在采用方案1设置加强连梁后,并未造成刚度突变和层间受剪承载力突变,同时整体刚度能更好的满足规范要求,扭转不规则程度更小,所以设置加强连梁的方案1相对于不设加强连梁(同时周边外框梁均加高150mm)的方案2更符合设计需要,同时对建筑立面影响更小,更能符合建筑专业的功能需求。
参考文献
[1]建筑抗震设计规范:GB50011-2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]高层建筑混凝土结构技术规程:JCJ3-2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3]混凝土结构设计规范:GB50010-2010[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[5]徐培福,等.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社.