商务广场的结构分析与设计

陈志金

摘要：本文结合某商务广场实例，通过对SATWE和PMSAP软件的使用，整个地震作用下分析计算塔的结构设计，并根据分析结果，提出了预防措施和抗震措施。

关键词：商务广场；建筑结构；塔楼；抗震性能

1工程概况

某商务广场建筑位于浙江某市，是集商业、餐饮、住宅于一体的多功能建筑，地下2层（其中人防设于地下2层），地上1层一6层为商业，7层一15层为住宅，总建筑面积约57 315.38 m2。

根据规范，本工程安全等级为一级，建筑结构的抗震类别为：1层一6层为乙类，7层一15层为丙类，地基基础等级为乙级，建筑高度为A级，结构的抗震设防烈度为8度，场地类别为2类。

2结构体系的总体思考

本项目为大型商业建筑，为尽可能的获得开敞空间，采取了以8.4 m为主的典型柱網，建筑平面见图1。

本工程由于地形限制南北向长达150 m，东西宽约43 m，为了让结构规则，地上部分设缝，地上结构分为三部分，使得结构长度都在合理范围，主楼单独成为塔楼并采用框架剪力墙体系，其余两塔楼因建筑功能无法布置墙体故采用框架体系。

本工程的主要问题：1）由于建筑中间开大洞，形成结构的楼板不连续；2）门厅部分有局部跃层柱；3）顶层设电影院抽柱形成大空间；4）主楼由于商业和住宅的层高差异较大形成的上下层刚度不均匀；5）结构的首层地面由于高差较多，对嵌固不利。这些成为了结构设计的难点和重点。

3结构分析及计算结果

针对本工程的结构特点，按规范的要求采用两种不同的力学模型结构分析软件（SATWE软件和PMSAP软件）进行地震作用下的结构整体计算和分塔计算，结构嵌固端设于首层，计算结果见表1一表2。

塔楼1由于商业部分层高和主楼部分层高差距较大和局部收进，造成上下部楼层刚度突变，对于墙体的厚度、长度和柱子的布置进行了调整，使得上下计算的刚度满足规范要求。对竖向构件进行性能化分析，保证竖向构件在大震下的位移限制。

考虑到塔楼2号楼板削弱较大，计算层间位移、层侧向刚度比和位移比时采用分块刚性中间弹性板进行。塔楼2主要问题：1）由于中间天井使得楼板不连续，通过和建筑沟通，保证大洞口边最少预留2. 0 m宽的楼板，保证板两边的构件协调变形；2）由于顶部的电影院布置使得顶部抽柱形成大空间使得顶层刚度较弱。针对以上问题对竖向构件进行性能化分析，尤其是对于窄板两边柱子和顶层的影厅部分的竖向构件，保证大震不倒的性能目标，提高对应构件的延性；本打算中间部分的梁柱和顶层影厅的柱子采用型钢混凝土构件，但后来由于各种原因没有采用；但是严格通过中震和大震分析保证达到性能目标。3）由于中间天井使得楼板不连续，通过和建筑沟通，保证大洞口边最少预留2. 0 m宽的楼板，保证板两边的构件协调变形；4）由于顶部的电影院布置使得顶部抽柱形成大空间使得顶层刚度较弱；3）由于门厅处的大空间形成局部跃层柱。针对以上问题对竖向构件进行性能化分析，尤其是对于窄板两边柱子、顶层的影厅部分的竖向构件和跃层柱，保证大震不倒的性能目标，提高对应构件的延性；本打算中间部分的梁柱、顶层影厅的柱子和门厅跃层柱采用型钢混凝土构件，但后来由于各种原因没有采用；但是严格通过中震和大震分析保证达到性能目标。

4采取的措施

1）为保证整体模型的合理性，保证塔楼的嵌固端在首层，在地面标高处对高差处的梁板进行了加腋处理，板厚加厚，配筋保证不小于规范的0.25 %，在模型中保证剪切刚度比不小于2. 0 ；2）对中间天井周边板厚加厚，保证配筋率，对于悬挑构件进行竖向地震补充计算；3）对不利部位的竖向构件采用中震弹性配筋，并确保大震下的位移角以达到大震不倒的目标；4）对于塔1的商业顶板加大板厚，保证配筋率，竖向墙体的约束构件上延至住宅最少2层；5）在连接薄弱部分，采取破坏后的补充分析，保证洞口窄板破坏后两边独立体系能够正常工作；6）对于塔2邻塔1的边跨，由于柱网对不上，采用了斜向布置梁以最大限度的保证地震力的传递，对塔2模型补充斜梁方向的地震作用计算。

5结论及建议

1）在地震作用下本工程的第一扭转与平动周期比、侧向刚度、竖向位移比等指标均符合现行规范的相关要求，能达到“地震完好”的性能目标；中震作用下能满足“重要和一般构件不屈服，仅耗能连梁少量屈服”的抗震性能目标；大震作用下能满足“不严重破坏”的抗震性能目标。

2）对于楼板不连续严重的结构平面，应通过结构布置调整，使有限的楼板连续部分能形成规则宽度的板块，以有效地传递楼板剪力。

3）在考虑连接部位屈服破坏的情况下，采取适当的加强措施，保证分开的各独立塔块大震不倒。

参考文献

[1]建筑结构荷载规范[S].GB 50009-2012.2012

[2]张英伟.浅谈结构计算中SATWE的应用[J].黑龙江科技信息.2015（09）