五星級酒店超限結構設計研究

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摘要：某商業綜合體五星級酒店屬于超限結構。結構采用抗震性能化設計，對于關鍵部位和薄弱環節采用中震彈性復核，豎向構件滿足大震作用下受剪截面要求。

關鍵詞：超限高層；塔樓偏置；結構設計；抗震性能化

某商業綜合體五星級酒店由于塔樓偏置，導致結構超限，本文基于結構抗震性能化設計，對超限結構的設計進行了分析。

1工程概況

該五星級酒店地上部分3.53萬m2，地下部分約0.65萬m2，地下二層，裙房地上四層。主體結構地上18層。裙房采用框架結構，主體采用全現澆鋼筋混凝土框筒結構。建筑總長度為81m；總寬度為48m；建筑總高度：82.35m。建筑效果圖及平面圖如圖1。

2結構體系和結構布置

根據建筑的體型和高度，本工程主樓采用現澆鋼筋混凝土框架剪力墻（核心筒）結構；裙房采用現澆鋼筋混凝土框架結構。首層樓板厚180mm，地下一層板厚180mm，群房屋面板厚150mm，主樓屋面板厚120mm，以上各層均采用雙層雙向配筋，配筋率大于0.25%，群房屋面上下層樓板采取加強措施，板厚130，配筋負筋隔一根拉同一根，其它各層板厚110~130mm。塔樓中與裙房連接體相連的外圍柱、剪力墻，從固定端至裙房屋面上一層的高度范圍內縱向鋼筋的最小配筋率宜適當提高，柱箍筋宜在裙樓屋面上、下層的范圍內全高加密。大底盤群房外圍柱剪力墻提高配筋率。由于地下部分建筑屬超長結構，為減小結構內部混凝土溫度應力，設置后澆帶。

3超限類別及程度

依據根據《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）、《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）、及《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》存在以下超限問題：

3.1超限分析

由于塔樓偏置，塔樓質心同大底盤的質心偏心距為底盤相應邊長的大于20%；設備層下層與設備層側向剛度比為0.453小于0.5；屬于超限結構。亦為同時具有其他一般不規則（扭轉不規則偏心布置，樓板不連續，穿層柱）的高層建筑工程，屬于超限結構。

3.2不規則情況分析

同時具有下列三項及以上不規則的高層建筑工程為超限（見表1）。具有下列某一項不規則的高層建筑工程即超限（見表2）。

3.3超限部位專門分析

（1）在裙房端部設置剪力墻，增加了裙房的抗扭剛度，減少了塔樓偏置對裙房的影響，使計算位移比減小，裙房抗震等級提高一級。（2）五星級酒店建筑高度約80m，高度不高，塔樓偏置的影響有限，裙房處絕對位移較小。（3）剪力墻軸壓比小于0.5，有較好的延性。

4抗震設計的性能目標

根據超限審查專家意見，高層主體相關范圍框架柱及剪力墻偏拉及偏壓承載力按中震不屈服復核、受剪承載力按中震彈性復核；框架柱及剪力墻截面滿足大震作用下的受剪截面控制要求，穿層柱及轉換部位按中震彈性復核。為達到上述抗震設計的性能目標，結構設計采取如下措施：（1）首層至裙房頂范圍內，抗震等級提高一級，按一級，抗震構造措施提高一級，按一級。塔樓地下二層框架抗震等級為三級，抗震構造措施二級。地下一層至裙房頂上二層抗震等級提高一級，按一級。以上抗震等級按二級。（2）裙房外圍塔樓遠端柱，剪力墻及梁加強配筋，提高配筋率。計算位移比小于1.3。（3）大洞口處樓板采用150厚，上下通長配筋，以增大剛度，增強結構的整體性。（4）設備層下層與設備層側向剛度差別較大，設備層下兩層按新規范水平地震剪力取1.25的放大系數。（5）設備層下二層按中震不屈服計算，加強豎向構件抗震能力。（6）按框架核心筒結構設計。

5結論及建議

5.1結論

該五星級酒店建筑高度小于100m，規范允許的同類高層的高度為130m，相對高度來講不高，按新高規可按框架剪力墻的要求設計，采取按框架核心筒結構設計，構造上有所加強，酒店群房抗震等級提高一級，由抗震二級升為抗震一級，構造措施的提高，由抗震構造措施二級升為抗震措施一級；裙房端部設置剪力墻，增加了結構扭轉剛度，塔樓偏置引起的扭轉大部分被剪力墻承擔，設備層下二層按中震不屈服計算，加強豎向構件抗震能力，根據《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010、J186-2010）相關條文，各樓層層間位移、位移比、剪重比、振型質量參與系數等電算結果均滿足規范要求，通過采取以上加強措施后，本工程的結構抗震設計是安全可行的。

5.2建議

由于結構超限，裙房的抗震等級提高，主樓內相關范圍豎向構件承載力按中震不屈服計算，主要剪力墻墻肢受剪承載力按中震彈性計算，主要剪力墻墻肢截面按大震作用下控制要求。主樓及裙房主要構件截面及配筋均提高較多，相對不超限結構，結構造價提高多。建議對于高烈度區塔樓偏置的大底盤結構，塔樓與裙房設縫分開，避免結構超限。

作者:叢云龍 單位:丹東萬達廣場有限公司

參考文獻

[1]《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[2]《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[3]中國建筑科學研究院PKPM工程部.多層或高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件（墻元模型）SATWE（2010版）[M].2011.