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1基礎設計

根據場地巖土工程勘察報告，本場地在5層地下室開挖后，基底已落在強風化層或中風化層，強風化層頂面標高為－21.88～－9.91m。因此本工程基礎主要采用人工挖孔灌注樁，樁端以中風化花崗巖作為持力層，局部微風化層較淺處以微風化層為持力層，部分位置采用天然基礎，仍以中風化花崗巖為持力層。副樓地下5層墻柱在大震下仍然有拉力，故在基礎設計時，綜合考慮抗浮，設置了抗拔樁及抗浮錨桿，錨桿嵌入中風化或微風化層。場地不存在液化土層，地下水對混凝土具有弱腐蝕性，對鋼筋具腐蝕性。

2抗震性能目標及抗震構造加強措施

主樓超限內容［3］為:1)超過B級適用高度15%;2)2層局部挖空樓板，形成躍層柱。根據超限情況，確定主樓抗震性能目標為C級，多遇地震下滿足第1水準，設防地震下滿足第3水準，罕遇地震下滿足第4水準，具體構件抗震性能目標如表2所示，并要求結構在罕遇地震作用下最大層間位移角不超過1/100。本工程2012年6月已通過廣東省超限委員會的超限高層建筑專項審查。

3計算分析

3.1小震彈性反應譜分析小震彈性反應譜分析采用SATWE及MIDASBuilding軟件。沿X，Y向輸入地震波，安評譜計算的基底剪力大于規(guī)范譜的計算結果，故采用安評譜進行分析?？紤]偶然偏心，采用剛性樓板假定，主樓周期折減系數(shù)為0.9，連梁剛度折減系數(shù)取0.7，嵌固端取地下室頂板，分析模型包含3層屋頂架構，共46層。主要分析結果見表3，從表3可以看出，兩種軟件計算結果比較吻合，各項指標均符合高規(guī)［4］和廣東省高規(guī)［5］(層間位移角限值為1/565)的要求。SATWE軟件計算的層間位移角曲線見圖4，樓層抗剪承載力比值曲線見圖5。

3.2小震彈性時程分析小震彈性時程分析仍采用SATWE軟件，采用2條天然波(Oakwh波、Sanfern波)及1條安評波。分析結果見表4。由表4可知，X，Y向單條地震波計算所得基底剪力最小值占CQC法計算結果的百分比分別為84%，78%，X，Y向3條地震波計算所得基底剪力平均值占CQC法計算結果的百分比分別為85%，86%，符合高規(guī)［4］的相關規(guī)定。

3.3中震分析中震分析采用SATWE軟件，連梁剛度折減系數(shù)仍取0.7，不考慮構件承載力抗震調整系數(shù)及與抗震等級相關的內力調整系數(shù)，材料強度中震彈性取設計值，中震不屈服取標準值，其余輸入參數(shù)(考慮偶然偏心、周期折減系數(shù)、雙向輸入地震力)同小震分析。配筋較大的第10層墻、柱、梁的配筋見表5，其中各構件編號見圖3(b)。由表5可知，墻柱配筋取小震分析結果即可滿足中震分析要求，梁的配筋取小震和中震分析的較大值。首層典型剪力墻抗剪承載力見表6。由表6可知，剪力墻抗剪承載力有很大富余。由表5，6可知，各構件均符合抗震性能目標的要求。

3.4大震動力彈塑性時程分析

3.4.1基底剪力和層間位移角采用MIDASBuilding進行大震動力彈塑性時程分析，梁柱鉸特性值均采用武田三折線模型(考慮剛度退化修正)，剪力墻采用纖維單元模擬，并采用施工圖的實配鋼筋。采用小震彈性時程分析的3條地震波，峰值加速度均為220cm/s2，持續(xù)時間均為30s，地震波的時間間距為0.02s。主要分析結果見表7，層間位移角響應見圖6。由表7可知，大震動力彈塑性時程分析的基底剪力與小震彈性時程分析的基底剪力的比值的平均值為3.53(X向)、3.78(Y向)，滿足高規(guī)［4］要求，同時也說明結構耗能良好。Sanfern波作用下結構響應最大，X，Y向的最大層間位移角分別為1/195，1/189，均小于高規(guī)［4］限值1/100的要求。由圖6可知，X向層間位移角呈彎剪型，Y向層間位移角呈剪切型，主樓X向采用弱連梁連接的雙筒，比Y向有較好的耗能機制和耗能次序。

3.4.2結構抗側力體系損傷情況取結構響應最大的1條天然波(Sanfern波)X向地震作用下的結果進行分析。由圖7，8可知，在罕遇地震作用下，塔樓結構主要抗側力構件沒有發(fā)生嚴重破壞，大部分連梁和框架梁屈服耗能，框架柱未屈服，底部加強區(qū)墻體少量進入抗彎屈服狀態(tài)，墻體未出現(xiàn)剪切屈服，這說明結構是“梁鉸破壞”機制。計算結果還表明，結構的耗能機制和耗能次序為:弱連梁耗能屈服→強連梁及框架梁耗能屈服→核心筒部分抗彎耗能屈服→框架柱部分開裂。這說明結構是通過弱連梁和框架梁的屈服作為第1道耗能防線，雙核心筒作為第2道耗能防線，框架柱作為第3道耗能防線，實現(xiàn)了良好的耗能機制，有效保護了豎向構件，延緩了主體結構的損傷。由圖9可知，弱連梁延性系數(shù)大部分在0.5～3.5之間，極少部分在3.5～5之間，弱連梁仍具有較大變形能力，可以承受豎向荷載作用，結構整體和各類構件還有較大的彈塑性變形能力儲備。

3.5無梁樓蓋的屈曲分析本工程設5層地下室，為滿足在相同凈空要求的前提下能有效減小建筑層高，同時也能夠減少土方開挖量，地下3層～地下1層地下室樓蓋采用無梁樓蓋體系，板厚270mm，柱帽厚550mm。由于埋深較深，土的側壓力和水壓力較大，故采用SAP2000軟件(V15.2.1版)對地下3層無梁樓蓋(圖10)進行屈曲分析。取恒載G+活載L作為初始荷載，屈曲荷載工況為:(Kaγh1+γwh1)h。其中Ka為靜止土壓力系數(shù);γ為土的浮容重;γw為水容重;h1為計算點深度;h為地下室層高。屈曲模態(tài)見圖11。計算結果表明，第1階屈曲模態(tài)特征值為54.1，第2階屈曲模態(tài)特征值為62.5，第3階屈曲模態(tài)特征值為72.3。由此可見屈曲模態(tài)特征值遠大于10，無梁樓蓋穩(wěn)定性有足夠的安全儲備。

3.6抗震構造加強措施根據主樓超限內容及計算分析的結果，采取如下的抗震構造加強措施:1)全樓抗震等級按一級采用，適當提高核心筒剪力墻分布筋的配筋率。2)對于連接雙核心筒的弱連梁，其承載力為抗彎控制，抗剪承載力富余較大，同時配置加強箍筋及橫向拉筋，提高該處連梁的變形能力。3)底部第2層由于建筑雙層柱廊要求，結構樓板縮進，形成邊框柱跨兩層高。柱計算長度l為14m，l/b(b為柱寬)為8.5＞4，為中長柱，其穩(wěn)定系數(shù)接近于1，具有很好的延性。為了提高1～2層結構的側向剛度及水平承載力，采取了加大底部兩層墻體厚度和加大邊框柱截面的措施。4)工程無豎向不規(guī)則，無抗剪承載力突變，無樓層質量不均勻，除頂部局部平面不規(guī)則外無平面不規(guī)則;無扭轉不規(guī)則，除個別樓層外，其余樓層的扭轉位移比均在1.2以內;通過改變柱尺寸、剪力墻厚度、采用剪力墻開洞口等方式逐步縮短剪力墻長度，使結構剛度由下至上逐漸均勻減小，不出現(xiàn)剛度突變。5)工程雙筒的連梁配筋取小震作用下兩端剛接和兩端鉸接的較大值。

4結語

本工程通過采用弱連梁連接的雙核心筒方案成功解決了結構X，Y向剛度差異大的問題，實現(xiàn)了合理的耗能機制和耗能次序，既使結構體系合理，又滿足了建筑功能及結構經濟性的要求。并且由于采取了相應的抗震加強措施，使結構達到了三水準的抗震設防目標。5層地下室部分采用無梁樓蓋，減少了土方開挖，加快了施工速度，屈曲分析結果表明其穩(wěn)定性是可靠安全的。

作者：胡鳴唐增洪馮育達景守軍單位：深圳機械院建筑設計有限公司