浅谈做8度区转换结构体会

隋成艺

工程概况

1.本工程地处云南省昆明市，为商业，住宅等诸多功能为一体的综合性建筑。地下2层为大型停车场，地上为3层大型商场，且还有另外独栋的7层的商业建筑。上部主楼结构分为A1，A2，A3栋，A1，A2为高档住宅，A3为酒店式公寓。本次主要谈的为A2栋，后面会详细说明。A1，A3栋结构形式为剪力墙结构，A2栋为部分框支剪力墙结构，7层商业为框架结构。主楼基础形式采用的是预应力管桩加承台。

工程进行实际分析

1.下面我们详细看下A2栋的具体情况，A2栋下部为2层大地下室，地下室顶板为嵌固端，裙房结构为3层，裙房以上为住宅部分。A2栋抗震设防烈度为8度。上部结构的抗震等级为二级，底部加强部位以下抗震等级均为特一级。根据地勘报告，场地类别为3类场地。

2.先从总体上看，在昆明这样的8度区（抗震设防烈度为8度，以下均同此）如何避免我们的结构形式成为超限审查的结构形式是前期需要处理的主要技术难点。因为根据昆明市当地情况，如果出现超限的结构需要报请全国超限高层建筑工程抗震设防专家委员会审查，审查需要一个时间的流程，但是甲方的时间要求又比较紧张，所以我们只能通过技术上的处理合理的避免超限结构的出现。下面我们来看下初期我们如何合理的避免超限结构出现。转换层的高度起初根据甲方的意见应放在5层，这样下面商铺的面积就会增加许多。但是根据中华人民共和国建设部令第111号《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》，8度区框支转换构件的位置超过3层既为高位转换结构（表中第4条）因此经设计院与甲方沟通后转换层取在第3层，合理的避免了高位转换。同样根据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》下表2中同时具有下表三项及三项以上的不规则高层建筑工程为超限结构。

根据初步的计算，表2中的第1条和第8条在正常结构计算中很难避免，所以如果再出现一条就会变成需要审查的超限结构，故此我们必须控制不再出现其中的任何一条。但是A2栋的位置在图1中已经明确，它并不在整个地下室的中间位置，则上表2中的第2条就不可避免了，故我们在裙房部分的A2栋周边进行合理的设缝，这样就避免了表2中第2条的出现，也就再次避免超限结构的出现。为什么说到设缝，根据甲方早期的意见，不想在此处设缝，因为下面商铺的面积是价值相对比较高的位置，在这种地方设缝，甲方自然是不愿意接受，但是权衡轻重，最后还是同意在此设缝。这样我们前期的主要目的完成，结构设计可以进行后面的深化了。

3.根据建筑功能及设备专业的相关要求，结构转换层高度为5850mm，转换层上层的高度为4400mm。框支柱的尺寸为1100x1100mm，框支梁的尺寸为1000x1800mm：1000x1500mm。SATWE计算结果中3个基本的信息依次看下（1）刚度比：转换层刚度的计算结果如下：ratx1=1.8198 raty1=2.1274

其中Ratx1，Raty1：X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者。因此满足《高层建筑混凝土结构技术规程》以下简称《高规》第4.4.2条，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。（2）周期比：《高规》第4.3.5条，结构的平面布置应减少扭转的影响。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑，混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85.本工程为转换结构，既为上述规范中所说的复杂高层建筑。故应满足周期比不应大于0.85. SATWE计算结果如下：第一周期1.0696 平动系数1.00第三周期0.8120，扭转系数1.00振型号3的扭转系数为1.00，故为以扭转为主的第一自振周期，

振型號1的平动系数为1.00，故为以平动为主的第一自振周期。

其按规范要求的比值为0.76，满足要求

（3）位移角：高规4.6.3条的“注”中明确说明位移角可不考虑偶然偏心的影响，故我们只需“X 方向地震力作用下的楼层最大位移”，“X 方向地震力作用下的楼层最大位移”，“Y 方向地震力作用下的楼层最大位移”，“Y 双向地震作用下的楼层最大位移”这4种工况下位移角满足即可.因位移角罗列出来较麻烦，故在此说明位移角满足相应规范的要求。另常规的工程通常是地震力为主导控制的，一般风荷载影响相对小很多，故在前面没有提及风荷载这一工况产生的位移角。

4.调模型，剪力墙越多未必就就合理！

目前中国的抗震设计规范的大方向是抵抗地震力，所以做为设计者的我们第一方法是加强结构的刚度来抵抗地震力，就是平时的哪里超筋加大哪里，这种方法对于6，7度区相对还是很奏效的，但是对于8度区却不是很理想，因为8度区的地震力较强，单纯的提高局部的刚度而不注重整体刚度的调整则很难实现整体结构验算通过，指标满足等硬性要求。所以当局限的加大局部构件的尺寸满足不了计算要求的时候（相当于走了好长时间的弯路），不得不重新开始考量结构整体刚度的平衡，才最终实现了结构计算的通过，并满足各项指标。

5结果

经过一段时间的努力调整，终于完成了8度区框支剪力墙结构的计算模型调整，各个构件满足计算要求，各个指标满足规范的要求。但是落地剪力墙的数量明显比7度区的转换结构相对多了一些。最终结果如下图：

结论：

在此次8度区项目的计算调整过程中，首先对于结构形式的合理性有了进一步的理解，对于某些特殊的标志性建筑选取一个合理的结构形式是非常重要的。其次，由于8度区的实际计算需求，落地剪力墙的数量已经不能只是按规范的构造要求的数量，必须按实际计算要求的数量。这样的计算结构一则由于落地剪力墙数量的增加，势必会影响框架部分做为商业建筑的分隔和使用，对建筑的使用功能有较大的限制，再则落地剪力墙数量的增加对甲方的开发成本也有一定的影响。综上所述，在8度区如果各方面条件允许，结构专业应尽力避免转换结构的出现，既达不到转换后下部框架大开敞，满足建筑的各种使用功能，又增加了相应的建设成本。