歐裕興

（廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

1 工程概況

停車場是保證軌道交通線網(wǎng)正常運營的綜合性基地，主要負責(zé)地鐵車輛停放及日常保養(yǎng)、車輛檢修、設(shè)備維修等相關(guān)工作。某軌道交通停車場位于重慶市渝北區(qū)，蓋下停車場先期建設(shè)，蓋上預(yù)留物業(yè)開發(fā)，其中4 區(qū)蓋上預(yù)留高層住宅。本工程無地下室，地面以上裙樓2 層，裙樓以上住宅塔樓20 層，合計共22 層，結(jié)構(gòu)總高度78.35m。抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度[1]，場地類別為Ⅱ類，基本風(fēng)壓0.4kN/m2（n=50）[2]。盈建科計算模型如圖1 所示。

圖1 盈建科計算模型

2 結(jié)構(gòu)特點

綜合考慮蓋下軌道限界及蓋上住宅建筑功能，本工程采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。充分利用蓋下軌道線路間的可落墻柱區(qū)域，設(shè)置雙向落地剪力墻，蓋下形成雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系；梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)在裙樓二層頂板，框支主梁高度為1800mm、2000mm，框支次梁高度1500mm、1800mm，并將框支梁設(shè)計為連續(xù)梁，盡量避免單跨梁轉(zhuǎn)換。梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置平面如圖2 所示。

圖2 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置平面

3 結(jié)構(gòu)超限判定

根據(jù)《重慶市超限高層建筑工程界定規(guī)定（2016 年版）》相關(guān)規(guī)定，本工程為部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，存在以下不規(guī)則項：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、構(gòu)件間斷和尺寸突變（多塔），屬于A 級高度[4]特別不規(guī)則超限高層結(jié)構(gòu)。

4 抗震性能目標

根據(jù)本工程設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、超限情況及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[3]（簡稱《高規(guī)》）第3.11 節(jié)規(guī)定，結(jié)構(gòu)整體抗震性能目標定為D 級，定義底部加強區(qū)剪力墻及框支框架為關(guān)鍵構(gòu)件，并將底部兩層剪力墻及框支框架抗震性能目標加強為C 級，各構(gòu)件預(yù)期的震后性能狀況如表1 所示。

表1 各構(gòu)件預(yù)期的震后性能狀況

5 多遇地震計算分析

5.1 多遇地震整體計算

本工程三棟住宅塔樓結(jié)構(gòu)布置基本一致，僅轉(zhuǎn)換層略有不同，采用YJK 及Midas Building 兩個軟件進行整體計算，單塔整體計算主要結(jié)果如表2 所示。

表2 單塔整體計算主要結(jié)果

上述計算結(jié)果表明，基底剪重比、剛重比、樓層層間位移角、側(cè)向剛度比、受剪承載力比等整體指標滿足《高規(guī)》相關(guān)規(guī)定要求。

對于轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比的計算，《高規(guī)》附錄E 第E.0.1 條采用的是等效剪切剛度比，其中對于框支柱作了關(guān)于層高平方的面積折算，由于車輛段項目首、二層層高較大[5]，此計算公式用于該類項目轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比計算并不十分合適。而第E.0.3 條所述等效側(cè)向剛度比，以轉(zhuǎn)換層上、下部結(jié)構(gòu)整體位移角作為對比項，用于層高較高的大底盤多塔項目顯然更為合理。

5.2 多塔模型對比分析

多塔模型計算結(jié)果對比分析如表3 所示。

表3 多塔模型計算結(jié)果對比分析

大底盤多塔模型相比于單塔模型，裙樓剛度有所加大，對塔樓約束增強，地震工況下轉(zhuǎn)換層以上樓層剪力略有增加，樓層層間位移角相應(yīng)增大；而風(fēng)荷載主要與塔樓外部表面形狀及地形地貌有關(guān)，大底盤多塔模型的上部塔樓風(fēng)荷載響應(yīng)，與單塔模型基本一致。

5.3 多遇地震彈性時程分析

按建筑場地類別和設(shè)計地震分組選用五組實際強震記錄和兩組人工模擬的加速度時程曲線，計算結(jié)果取時程法的平均值和振型分解反應(yīng)譜法的較大值，多組時程曲線的平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符，各時程曲線與反應(yīng)譜法基底剪力比值如表4 所示。

表4 時程曲線與反應(yīng)譜法基底剪力比值

各時程曲線計算所得最大層間位移角X 向為1/2195，Y 向為1/2364，與反應(yīng)譜法結(jié)果接近，且均滿足《高規(guī)》剪力墻結(jié)構(gòu)體系層間位移角1/1000 限值要求；僅在頂部部分樓層，時程法計算所得樓層剪力平均值略大于反應(yīng)譜法，比值不大于1.1，后續(xù)設(shè)計將此放大系數(shù)進行包絡(luò)。

6 設(shè)防地震計算分析

根據(jù)《高規(guī)》第3.11.3 條規(guī)定，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件按設(shè)防地震下達到性能水準4（底部兩層剪力墻及框支框架達到性能水準3）進行設(shè)計，連梁剛度折減系數(shù)取0.5，周期折減系數(shù)取1.0，設(shè)防地震整體計算結(jié)果如表5 所示。

表5 設(shè)防地震整體計算結(jié)果

設(shè)防地震工況下，首層、二層（即轉(zhuǎn)換層）樓層層間位移角均不大于1/2000，樓層位移絕對值很小，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換層以下框支框架及落地剪力墻不先于上部塔樓結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的預(yù)設(shè)目標。

7 罕遇地震動力彈塑性分析

罕遇地震動力彈塑性分析采用PKPM-SAUSAGE軟件，構(gòu)件的損壞主要以混凝土的受壓損傷因子、受拉損傷因子及鋼材（鋼筋）的塑性應(yīng)變程度為評定標準。

選取特征周期為0.4s 的兩條天然波及一條人工波，彈塑性層間位移角計算結(jié)果如表6 所示。

表6 罕遇地震彈塑性層間位移角

罕遇地震最大彈塑性層間位移角均出現(xiàn)在上部塔樓，且不大于《高規(guī)》1/120 限值；裙樓最大層間位移角發(fā)生在裙樓框架柱處，框支柱及落地剪力墻層間位移角相比上部塔樓仍較小。

框支框架及底部兩層剪力墻等關(guān)鍵構(gòu)件大部分處于輕微損壞狀態(tài)，轉(zhuǎn)換層上部普通豎向構(gòu)件處于輕微損壞～輕度損壞，部分剪力墻連梁嚴重破壞，結(jié)構(gòu)整體損傷情況可滿足預(yù)設(shè)抗震性能目標。

8 主要加強措施

結(jié)合項目特點及計算分析結(jié)果，采取主要加強措施如下。

（1）保證轉(zhuǎn)換層以下具有足夠剛度，嚴格控制大底盤裙樓地震工況側(cè)向變形。

（2）控制底部關(guān)鍵構(gòu)件中、大震剪壓比，并按性能目標多模型包絡(luò)設(shè)計。

（3）控制框支柱、落地剪力墻軸壓比不大于0.5，增強豎向關(guān)鍵構(gòu)件延性。

（4）加強底部框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的配筋率配箍率，框支柱及落地剪力墻邊緣構(gòu)件，縱筋配筋率不小于1.8%，體積配箍率不小于1.6%，增強抗彎抗剪承載能力。

（5）加厚多塔樓體型突變部位及其上、下層結(jié)構(gòu)的樓板厚度，轉(zhuǎn)換范圍板厚180mm，轉(zhuǎn)換范圍以外板厚160mm，住宅二層板厚120mm，標準層核心筒部位板厚120mm，加強雙層雙向配筋率，以提高多塔樓與大底盤的結(jié)構(gòu)整體協(xié)同受力性能。

9 結(jié)論

本工程結(jié)合蓋上蓋下建筑功能，采用部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系，合理預(yù)留住宅塔樓轉(zhuǎn)換范圍。針對本工程大底盤多塔帶轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)特點，采用多個軟件，從計算分析和抗震構(gòu)造措施兩方面入手，對結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件、薄弱部位提出相應(yīng)抗震加強措施，滿足本工程提出的抗震性能目標，可供同類工程設(shè)計參考。